物联网环境下CL2M系统中间件研究与设计
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第12-18页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 相关研究现状 | 第13-16页 |
| 1.2.1 物联网研究现状 | 第13-14页 |
| 1.2.2 CL2M系统中间件的研究与发展 | 第14-15页 |
| 1.2.3 CL2M系统中间件相关软件研究与发展 | 第15-16页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第16-17页 |
| 1.4 本文章节安排 | 第17-18页 |
| 第2章 CL2M系统概述和中间件标准研究 | 第18-36页 |
| 2.1 CL2M系统概述 | 第18-21页 |
| 2.1.1 传统产品生命周期管理的问题 | 第18页 |
| 2.1.2 CL2M系统内涵 | 第18-19页 |
| 2.1.3 CL2M研究内容 | 第19-20页 |
| 2.1.4 CL2M系统架构 | 第20-21页 |
| 2.2 CL2M系统中间件特性分析 | 第21-23页 |
| 2.3 CL2M系统中间件标准研究 | 第23-34页 |
| 2.3.1 PMI标准提议 | 第24页 |
| 2.3.2 QLM标准提议 | 第24-27页 |
| 2.3.2.1 O-DF | 第24-26页 |
| 2.3.2.2 O-MI | 第26-27页 |
| 2.3.3 PMI和QLM标准提议存在的问题分析 | 第27-28页 |
| 2.3.4 物联网协议MQTT | 第28-30页 |
| 2.3.5 MQTT与PMI/QLM对比分析 | 第30-31页 |
| 2.3.6 MQTT协议扩展研究 | 第31-34页 |
| 2.3.6.1 连接包扩展 | 第31-32页 |
| 2.3.6.2 发布包消息内容负载格式规范化 | 第32-33页 |
| 2.3.6.3 订阅包扩展 | 第33-34页 |
| 2.4 本章小结 | 第34-36页 |
| 第3章 CL2M系统中间件相关问题分析及解决方案 | 第36-52页 |
| 3.1 中间件模型 | 第36-37页 |
| 3.2 并发性问题 | 第37页 |
| 3.3 消息紧急性定义 | 第37-38页 |
| 3.4 无效消息过滤 | 第38-44页 |
| 3.4.1 标准布隆滤波器原理 | 第38-40页 |
| 3.4.2 消息过滤算法设计 | 第40-44页 |
| 3.4.2.1 算法描述 | 第42页 |
| 3.4.2.2 哈希函数的设计 | 第42页 |
| 3.4.2.3 哈希函数个数和计数器数组计算 | 第42-44页 |
| 3.4.3 算法时间和空间复杂度 | 第44页 |
| 3.5 CL2M代理 | 第44-50页 |
| 3.5.1 CL2M代理的功能和结构框图 | 第44页 |
| 3.5.2 CL2M代理的模块设计 | 第44-48页 |
| 3.5.2.1 微控制器模块 | 第44-45页 |
| 3.5.2.2 传感检测模块 | 第45页 |
| 3.5.2.3 RFID读写器模块 | 第45-46页 |
| 3.5.2.4 GPS模块 | 第46-47页 |
| 3.5.2.5 通信模块 | 第47-48页 |
| 3.5.3 CL2M代理的软件设计 | 第48-50页 |
| 3.5.3.1 软件系统设计 | 第48-50页 |
| 3.5.3.2 MQTT软件实现 | 第50页 |
| 3.6 本章小结 | 第50-52页 |
| 第4章 CL2M系统中间件设计与实现 | 第52-76页 |
| 4.1 需求分析 | 第52-53页 |
| 4.1.1 应用目标 | 第52页 |
| 4.1.2 功能性需求分析 | 第52-53页 |
| 4.1.3 非功能性需求分析 | 第53页 |
| 4.2 系统架构设计 | 第53-55页 |
| 4.3 系统功能模块结构 | 第55页 |
| 4.4 系统模块化设计 | 第55-65页 |
| 4.4.1 消息收发和消息过滤 | 第55-57页 |
| 4.4.2 身份验证 | 第57页 |
| 4.4.3 ACL管理 | 第57-58页 |
| 4.4.4 自动订阅 | 第58页 |
| 4.4.5 订阅管理 | 第58-61页 |
| 4.4.5.1 产品消息主题设计 | 第59页 |
| 4.4.5.2 主题匹配 | 第59-60页 |
| 4.4.5.3 订阅请求处理 | 第60页 |
| 4.4.5.4 发布消息处理 | 第60-61页 |
| 4.4.6 消息缓存 | 第61-63页 |
| 4.4.6.1 接收消息缓存池 | 第61-62页 |
| 4.4.6.2 发送消息缓存池 | 第62-63页 |
| 4.4.7 消息内容校验 | 第63-64页 |
| 4.4.8 元数据管理和发现服务 | 第64页 |
| 4.4.9 心跳机制 | 第64页 |
| 4.4.10 web服务 | 第64-65页 |
| 4.5 数据库设计 | 第65-66页 |
| 4.6 CL2M系统中间件实现 | 第66-75页 |
| 4.6.1 CL2M系统中间件主程序 | 第66-68页 |
| 4.6.2 消息收发实现 | 第68页 |
| 4.6.3 消息过滤实现 | 第68-69页 |
| 4.6.4 ACL验证和身份验证实现 | 第69-70页 |
| 4.6.5 自动订阅实现 | 第70页 |
| 4.6.6 主题树构建与主题匹配实现 | 第70-71页 |
| 4.6.7 消息缓存实现 | 第71-72页 |
| 4.6.8 消息内容校验实现 | 第72页 |
| 4.6.9 心跳机制实现 | 第72-73页 |
| 4.6.10 Web服务实现 | 第73-75页 |
| 4.6.10.1 用户登录注册 | 第73页 |
| 4.6.10.2 历史数据查询 | 第73-74页 |
| 4.6.10.3 文件上传和下载 | 第74-75页 |
| 4.7 本章小结 | 第75-76页 |
| 第5章 验证实验的设计与测试 | 第76-86页 |
| 5.1 实验测试场景 | 第76-78页 |
| 5.1.1 基于等离子体设备测控系统的测试方案 | 第76-77页 |
| 5.1.2 CL2M系统中间件客户端开发 | 第77页 |
| 5.1.3 CL2M系统中间件部署 | 第77-78页 |
| 5.2 CL2M系统中间件实验测试及结果分析 | 第78-83页 |
| 5.2.1 消息过滤测试 | 第78-79页 |
| 5.2.2 并发性测试 | 第79-81页 |
| 5.2.3 消息处理时间测试 | 第81-82页 |
| 5.2.4 系统吞吐率测试 | 第82-83页 |
| 5.2.5 可用性测试 | 第83页 |
| 5.3 实验结论 | 第83-84页 |
| 5.4 本章小结 | 第84-86页 |
| 第6章 总结与展望 | 第86-88页 |
| 6.1 工作总结 | 第86-87页 |
| 6.2 下一步工作展望 | 第87-88页 |
| 参考文献 | 第88-94页 |
| 附录 数据表达格式示例 | 第94-96页 |
| 致谢 | 第96-98页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第98页 |
