【摘要】：人防指揮所控制器負(fù)責(zé)人防現(xiàn)場(chǎng)電控門、風(fēng)機(jī)、閥門、柴油發(fā)電機(jī)等設(shè)備監(jiān)控,是人防現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的根基,數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源泉。傳統(tǒng)人防指揮所控制器使人防現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)層級(jí)較多、使用協(xié)議較多,數(shù)據(jù)傳輸帶寬有限、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展不便等缺點(diǎn)。為解決上述問題,本論文研究基于MQTT的人防指揮所邊緣控制器,對(duì)傳統(tǒng)人防指揮所控制器進(jìn)行升級(jí)改造,使更大規(guī)模人防指揮所監(jiān)控成為可能,并為邊緣計(jì)算、人工智能等技術(shù)在人防指揮所中應(yīng)用打下基礎(chǔ)。選題具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。論文在調(diào)研傳統(tǒng)人防指揮所控制器與新物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的基礎(chǔ)上,首先分析了使用MQTT協(xié)議的優(yōu)勢(shì),提出了一種基于MQTT的人防指揮所物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),從軟件需求與實(shí)際應(yīng)用出發(fā)對(duì)邊緣控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行說明。邊緣控制器使用STM32單片機(jī)作為主控芯片,研究并實(shí)現(xiàn)了嵌入式操作系統(tǒng)FreeRTOS、嵌入式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧LWIP在STM32中的移植,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了邊緣控制器的MQTT客戶端、IO功能板及Modbus總線設(shè)備監(jiān)控、業(yè)務(wù)邏輯和配置功能,提升了邊緣控制器網(wǎng)絡(luò)與I~2C總線可靠性。論文最后從可靠性、上傳速度、下發(fā)指令響應(yīng)速度角度對(duì)人防指揮所邊緣控制器進(jìn)行測(cè)試。研究結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的基于MQTT的邊緣控制器具有一定的可靠性,上傳及響應(yīng)下發(fā)指令速度在毫秒級(jí),能夠?qū)崿F(xiàn)人防現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)檢測(cè)與控制。
【學(xué)位授予單位】：冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：E11;E256
【圖文】：

如圖1.1 所示。邊緣層位于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)最底層，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的泉源，是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的根基。物聯(lián)網(wǎng)邊緣層主要負(fù)責(zé)設(shè)備接入、協(xié)議解析以及邊緣數(shù)據(jù)處理。在設(shè)備接入方面，邊緣層運(yùn)用各類通信手段實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入；在協(xié)議解析方面，邊緣層實(shí)現(xiàn)了不同設(shè)備不同協(xié)議轉(zhuǎn)換、異構(gòu)數(shù)據(jù)的歸一；在邊緣數(shù)據(jù)處理方面，邊緣層使用邊緣計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理、緩存以及輕量運(yùn)算和實(shí)時(shí)分析。數(shù)據(jù)的預(yù)處理能夠剔除數(shù)據(jù)冗余

冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院碩士學(xué)位論文為三層，分別為底層現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和上層以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，如圖 1.2 所示。底層現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)由現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)數(shù)據(jù)采集控制器組成，每個(gè)控制器都對(duì)不同現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，底層控制器間使用 LonWorks、Modbus RTU/TCP、CAN 等現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議和監(jiān)控主站進(jìn)行通信，也有一些控制器直接通過以太網(wǎng)和監(jiān)控主站進(jìn)行通信。使用現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議通信的控制器，在接入內(nèi)部以太網(wǎng)之前還需要加裝網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及協(xié)議轉(zhuǎn)換。內(nèi)部以太網(wǎng)絡(luò)一般使用 TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行通訊，將人防現(xiàn)場(chǎng)不同區(qū)域的監(jiān)控主站數(shù)據(jù)匯聚到人防指揮所監(jiān)控總站，同時(shí)通過防火墻以及路由器將內(nèi)部以太網(wǎng)絡(luò)和上層以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。上層以太網(wǎng)絡(luò)部署管理工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器并將本地人防指揮所監(jiān)控主站部分?jǐn)?shù)據(jù)接入互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，方便遠(yuǎn)程監(jiān)控站通過互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理本地人防指揮所現(xiàn)場(chǎng)[10][18][19]。

【相似文獻(xiàn)】

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8 本報(bào)記者 譚紹軍　張伊寒 通訊員 曾繼武;振臂一呼萬眾隨[N];益陽日?qǐng)?bào);2010年

9 孫振波、劉松峰、記者　吳維滿;科學(xué)整合資源 努力優(yōu)化結(jié)構(gòu)[N];中國國防報(bào);2006年

10 艾青菲 記者 黃波;我市城市整體人防能力得到較大提高[N];撫順日?qǐng)?bào);2008年

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1 鄧澤先;基于MQTT的人防指揮所邊緣控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院;2019年

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本文編號(hào)：2733084