數(shù)字化信息技術(shù)的迅速發(fā)展,為遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教育帶來了發(fā)展機(jī)遇,但由于遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)通信機(jī)制的不完善,使得實(shí)驗(yàn)通信過程中消息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性差、網(wǎng)絡(luò)與儀器安全控制不足、缺乏應(yīng)對(duì)大規(guī)模用戶并發(fā)訪問的能力,導(dǎo)致遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)不能全方位面向社會(huì)開放,嚴(yán)重阻礙了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的進(jìn)一步共享與學(xué)生實(shí)踐能力的提升。鑒于此,本文利用消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸(MQTT)技術(shù)的快速、輕量級(jí)、低功耗、低延時(shí)和低帶寬等優(yōu)勢(shì),開展基于MQTT的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)通信機(jī)制研究,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于該機(jī)制的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)通信系統(tǒng),課題主要研究內(nèi)容如下。(1)儀器與用戶并發(fā)訪問機(jī)制研究。搭建基于MQTT的EMQ消息服務(wù)器集群來提高通信消息的中轉(zhuǎn)、處理與并發(fā)能力,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)通信主題確保每組通信的獨(dú)立性,結(jié)合嵌入式網(wǎng)關(guān)與WebSocket來降低儀器和Web用戶端的計(jì)算資源與網(wǎng)絡(luò)流量。(2)實(shí)時(shí)可靠消息傳輸機(jī)制研究。根據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)通信數(shù)據(jù)傳輸要求,研究MQTT三種QoS等級(jí)下的消息傳輸機(jī)制,針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)應(yīng)用場(chǎng)景提供相應(yīng)的通信服務(wù)質(zhì)量保證;同時(shí)研究消息順序控制機(jī)制,確保網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定時(shí)通信消息的順序傳遞。(3)網(wǎng)絡(luò)通信安全控制機(jī)制研究。傳輸層采用SSL/TLS協(xié)議實(shí)現(xiàn)MQT...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＭＱＴＴ工作運(yùn)行框架??

消息發(fā)送方將應(yīng)用消息分發(fā)給消息服務(wù)器，消息服務(wù)器按照消息主題將應(yīng)用消??息分發(fā)給接收方，實(shí)現(xiàn)“一對(duì)一”與“一對(duì)多”通信。此外，消息服務(wù)器上的出站和入??站消息可以采用不同的ＱｏＳ等級(jí)進(jìn)行控制，ＭＱＴＴ工作運(yùn)行框架如圖２．１所示。??Ｓａｆ－ｙ：?—主題訂?ｉ＇ｓ—??￣￣■消息發(fā)....

圖２．２?Ｅ２ＩＤ身份認(rèn)證系統(tǒng)框圖??２

Ｅ２ＩＤ認(rèn)證服務(wù)由Ｅ２ＩＤ身份認(rèn)證系統(tǒng)提供，由注冊(cè)管理系統(tǒng)、Ｅ２ＩＤ管理系統(tǒng)、簽發(fā)??系統(tǒng)、存儲(chǔ)發(fā)布系統(tǒng)、密碼服務(wù)系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)和認(rèn)證服務(wù)系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)由長沙理??工大學(xué)進(jìn)行研發(fā)與維護(hù)，Ｅ２ＩＤ身份認(rèn)證系統(tǒng)框圖如圖２．２所示。??注冊(cè)管理系統(tǒng)提供Ｅ２ＩＤ的簽發(fā)、掛失、解掛、注銷....

圖２．３?ＳＳＬ／ＴＬＳ握手過程??ＳＳＬ／ＴＬＳ握手過程大致分為五個(gè)步聚

?的網(wǎng)絡(luò)通信連接，完成相關(guān)證書、密鑰和加密算法等參數(shù)的協(xié)商、交換和認(rèn)證的全部過??程，ＳＳＬ／ＴＬＳ詳細(xì)握手過程如

圖３．丨現(xiàn)有遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)通信架構(gòu)??

研宄、實(shí)驗(yàn)Ｗｅｂ平臺(tái)開發(fā)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探討等方面都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。??３．１．１遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)通信狀況分析??現(xiàn)有遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)通信架構(gòu)如圖３．１所示，為了進(jìn)一步推動(dòng)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的發(fā)展和對(duì)外開放，??努力建設(shè)一個(gè)多高校與科研院所聯(lián)合應(yīng)用的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，給學(xué)生提供一個(gè)全時(shí)空、開??放式、可互動(dòng)的....

本文編號(hào)：3906997