【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的迅速發(fā)展,智能家居等物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品已廣泛進(jìn)入人們的居家生活中,各大廠商也紛紛推出了基于公有云的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。使用公有云架構(gòu)的確會(huì)為設(shè)備的接入與管理帶來(lái)便利,但仍存在部分問題與隱患:公有云架構(gòu)會(huì)將用戶的私人數(shù)據(jù)保存至公有云上,存在著企業(yè)濫用數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn);公有云架構(gòu)依賴于企業(yè)運(yùn)營(yíng),一旦企業(yè)關(guān)停物聯(lián)網(wǎng)服務(wù),勢(shì)必會(huì)對(duì)用戶造成不良后果;公有云架構(gòu)尚不夠開放,不能滿足所有物聯(lián)網(wǎng)用戶的需求,會(huì)對(duì)部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)帶來(lái)不利影響。為解決上述問題,企業(yè)用戶可選擇投入財(cái)力與人力等資源來(lái)搭建專屬物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),但這對(duì)個(gè)人用戶難以適用,即便部分個(gè)人用戶擁有開發(fā)能力,在開發(fā)中也會(huì)遇到工程量大,專業(yè)性強(qiáng),產(chǎn)品無(wú)法通用的問題。為此,本文設(shè)計(jì)并提出了一種基于私有環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)開放架構(gòu)。該服務(wù)開放架構(gòu)針對(duì)私有環(huán)境設(shè)計(jì),主要面向家庭類個(gè)人物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景。本文在研究過(guò)程中首先抽取了當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的共性需求,重點(diǎn)探討了私有架構(gòu)與公有架構(gòu)間需求的異同。為實(shí)現(xiàn)通用的私有物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)開放架構(gòu),提出了一個(gè)統(tǒng)一開放的設(shè)備接口,一個(gè)基于RESTFUL的應(yīng)用接口,一個(gè)支持異構(gòu)數(shù)據(jù)融合存儲(chǔ)的設(shè)備存儲(chǔ)模型。除此之外,針對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)中復(fù)雜的實(shí)時(shí)權(quán)限分配問題,提出了一種動(dòng)態(tài)的授權(quán)訪問控制模型;針對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)中的安全問題,提出了一套安全策略;針對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)在私有環(huán)境中的特殊需求,提出了一種保障通信安全的VPN機(jī)制及一種基于單節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的流媒體數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制。本文為了對(duì)整體架構(gòu)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)平臺(tái)服務(wù)程序、兩個(gè)設(shè)備應(yīng)用程序、及一個(gè)應(yīng)用客戶端程序,做到設(shè)備-平臺(tái)-應(yīng)用間的互聯(lián)互通,以測(cè)試架構(gòu)中的功能,同時(shí)對(duì)整個(gè)架構(gòu)進(jìn)行了性能測(cè)試,模擬并記錄了高并發(fā)場(chǎng)景下設(shè)備和應(yīng)用的訪問狀況,最終驗(yàn)證通過(guò)該私有環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)開放架構(gòu)的可用性與通用性。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.44;TN929.5
【圖文】：

逑一種安全的訪問私有網(wǎng)絡(luò)中的通信方式，且該方式應(yīng)能同時(shí)支持設(shè)備和應(yīng)用的逡逑訪問。如圖２－３所示，私有架構(gòu)中提出一種基于ＶＰＮ的通訊模式，供不同網(wǎng)絡(luò)逡逑的設(shè)備、應(yīng)用安全訪問私有網(wǎng)絡(luò)中的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。故提出開發(fā)一種可支持物聯(lián)逡逑網(wǎng)設(shè)備級(jí)的ＶＰＮ客戶端，該ＶＰＮ基于：ＩＰＳＥＣ技術(shù)，可運(yùn)行于輕量級(jí)設(shè)備上，逡逑只需設(shè)備支持ＩＰＳＥＣ協(xié)議便可以運(yùn)行該ＶＰＮ客戶端程序。該ＶＰＮ客戶端有兩逡逑種部署模式：①對(duì)于支持ＬＷＩＰ協(xié)議棧以及ＩＰＳＥＣ的設(shè)備，可以直接運(yùn)行在設(shè)逡逑備之上。②對(duì)于不支持ＬＷＩＰ協(xié)議棧以及ＩＰＳＥＣ的設(shè)備，可以單獨(dú)部署在一臺(tái)逡逑中繼設(shè)備之上，該中繼設(shè)備可以是接入網(wǎng)關(guān)，或是路由器，完成整個(gè)網(wǎng)段內(nèi)設(shè)逡逑備的ＶＰＮ支持。ＶＰＮ服務(wù)器可以直接運(yùn)行在平臺(tái)服務(wù)器上，或是運(yùn)行在平臺(tái)所逡逑在私有網(wǎng)絡(luò)的邊緣路由器等中繼設(shè)備中。ＶＰＮ客戶端和ＶＰＮ服務(wù)器之間建立逡逑ＶＰＮ隧道，完成加密通信。本文中主要探討物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的研宄與實(shí)現(xiàn)，設(shè)備級(jí)逡逑ＶＰＮ的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)工作由他人擔(dān)任。對(duì)于通訊協(xié)議方面，私有架構(gòu)原型目逡逑前允許設(shè)備通過(guò)ＭＱＴＴ協(xié)議、應(yīng)用通過(guò)ＨＴＴＰ／ＨＴＴＰＳ協(xié)議接入平臺(tái)。設(shè)備使用逡逑的ＭＱＴＴ協(xié)議經(jīng)過(guò)優(yōu)化改造

架構(gòu)需要一種統(tǒng)一的方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行資源描述，將各種異構(gòu)設(shè)備抽象為一逡逑種統(tǒng)一的資源對(duì)象，以保證設(shè)備在架構(gòu)中的可操作性與可尋址性。通過(guò)上文對(duì)逡逑本架構(gòu)中設(shè)備的研宄分析，可以將設(shè)備資源抽象為如圖３－１所示。設(shè)備資源可逡逑由設(shè)備屬性、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備輸入、設(shè)備輸出四個(gè)角度進(jìn)行描述。設(shè)備應(yīng)用程逡逑序是指運(yùn)行在終端設(shè)備上的程序，通過(guò)此程序設(shè)備可完成接入平臺(tái)、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)逡逑等一系列的功能；設(shè)備屬性是指設(shè)備擁有的固有屬性，是用來(lái)描述設(shè)備本身的逡逑不變屬性：如設(shè)備名稱、生產(chǎn)廠家、通訊協(xié)議等；設(shè)備狀態(tài)是能代表設(shè)備當(dāng)前逡逑狀態(tài)的屬性，它們與設(shè)備功能、運(yùn)行狀況關(guān)聯(lián)緊密，是經(jīng)常變動(dòng)的屬性，如逡逑ＬＥＤ燈的亮滅、設(shè)備的在線狀態(tài)等，隨著外界輸入輸出的變化，設(shè)備狀態(tài)也會(huì)逡逑不斷更新；設(shè)備輸入指設(shè)備接收的外界命令，是指代設(shè)備的控制類功能，外界逡逑通過(guò)對(duì)平臺(tái)發(fā)布控制命令來(lái)進(jìn)行設(shè)備功能調(diào)度執(zhí)行；設(shè)備輸出是指設(shè)備向外界逡逑輸出的數(shù)據(jù)，不僅包括數(shù)據(jù)采集類功能獲得的環(huán)境數(shù)據(jù)，也包括設(shè)備可對(duì)外界逡逑輸出的自身狀態(tài)屬性。逡逑｜邋sE邐￣￣＇邐ＺＺＺＨＺＩＺＩ￣邐＾逡逑ｆ設(shè)備類型＼邐－邐（溫度數(shù)據(jù)）邐（濕度數(shù)據(jù)）邐ｆ邋＼逡逑ｖ�。担苓姡洌姡掊澹剑斟义希苠遑O(shè)備■邐Ｉ邐Ｉ邐／逡逑生產(chǎn)廠家ｋ邋＼邐設(shè)備輸出邐

４．邋１總體架構(gòu)設(shè)計(jì)逡逑結(jié)合第三章提出的需求分析，本文對(duì)私有物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)開放架構(gòu)提出了一個(gè)逡逑具體的解決方案，整體架構(gòu)的概要設(shè)計(jì)如圖４－１所示：逡逑該架構(gòu)可具體劃分為以下幾個(gè)部分：逡逑設(shè)備接口：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用程序與架構(gòu)通信的通道。逡逑應(yīng)用接口：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用客戶端程序與架構(gòu)通信的通道。逡逑接入適配模塊：因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的異構(gòu)性，設(shè)備和應(yīng)用會(huì)使用各種不同的協(xié)議逡逑與架構(gòu)進(jìn)行通信，接入適配層是一層負(fù)責(zé)多協(xié)議轉(zhuǎn)換的中間層，負(fù)責(zé)將外界的逡逑請(qǐng)求從不同應(yīng)用層協(xié)議中提取能被上層應(yīng)用理解的載荷數(shù)據(jù)，并傳遞至其他模逡逑塊處理，以及將架構(gòu)內(nèi)部的響應(yīng)、推送轉(zhuǎn)換為能被對(duì)應(yīng)設(shè)備／應(yīng)用接受的通信協(xié)逡逑議。逡逑安全認(rèn)證模塊：安全認(rèn)證模塊是本架構(gòu)實(shí)現(xiàn)安全策略的一部分，其具體負(fù)逡逑責(zé)檢查入境請(qǐng)求的安全性和合法性，本架構(gòu)中主要采取ＴＯＫＥＮ認(rèn)證方式進(jìn)行逡逑安全認(rèn)證，對(duì)初次入境的請(qǐng)求負(fù)責(zé)驗(yàn)證合法性與頒發(fā)令牌，對(duì)攜帶令牌的請(qǐng)求逡逑進(jìn)行驗(yàn)證

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本文編號(hào)：2747366