一种基于物联网校园智能用电监测系统的设计与应用

基于物联网技术、低功耗无线通信技术、大数据云平台,设计一种基于MQTT(消息队列遥测传输)协议的校园智能用电监控系统.系统包括智能用电管理终端、后台系统服务器、Web端管理平台、APP管理平台.实现校园用电监测,通过Web端或者手机APP端进行监控与控制,提高电源能耗控制.     

基于物联网通信协议的车辆信息系统开发

针对目前使用消息队列遥测传输(message queuing telemetry transport,MQTT)协议进行遥测数据传输时容易出现多节点通道数据重复,以及移动传输中节点通道连接不稳定等问题,提出一种基于WebSocket的MQTT协议(MQTT over WebSocket)数据传输方法.通过设置身份标识去...     

油库多源设备数据采集和处理系统设计研究

为解决大规模成品油库异构设备的数据采集和实时处理问题,创新性地设计了一种针对成品油库的通用化、高可用性的工业实时数据采集和处理系统,以定义异构数据采集的四层架构,并规范油库设备设计的四层级编码和数据格式化处理规则。按照开放平台通信统一架构(OPC UA)标准协议,对油库多源异构设备进行数据采集和协议转换。利用消息队列遥测传输(MQTT)协议与云平台进行数据转发和传输,同步提出采集的高可用性策略,实现多源异构设备设施与平台端大规模数据的实时采集和交互。云平台端利用Kafka、Storm、MySQL和Redis实现大规模实时数据的高速处理。该系统在多座大型成品油库试点应用,实现对油库安全生产的实时数据采集、处理和预警推送,采集监控点超过5 000个,测试数据采集和处理最大时延低于1.5 s。应用结果证实了该系统的有效性。     

基于响应式的服务推送框架设计

针对现有物联网设备存在功能上的不足以及原生消息队列遥测传输协议(MQTT)存在性能瓶颈的问题,提出一种高性能服务推送框架设计方案.应用基于响应式编程的Reactor-Netty组件实现MQTT传输协议的设计模型,选取Redis作为数据缓存以及集群实现并搭建Kafka消息中间件,实现消息代理.经过系统安全测试以及大于3000次的传输响应测试,该方案相较原生MQTT框架以及Netty+MQTT框架在平均响应时间方面有较大提升,测试结果表明,该框架拥有良好的处理高并发的能力以及安全性.     

基于MQTT协议的服务器中间消息队列设计与实现

随着接入网络设备的多样化,需要找到一个能够跨越不同网络设备之间的通信协议和适合它们之间进行数据交换的通信模型.MQTT协议作为一个量级的消息传输协议,具有低功耗、节省流量和可扩展性强的特点.由于其特有的发布/订阅消息传输模式,能够满足跨多个不同操作系统端设备之间进行互联互通.基于MQTT协议建立一个服务器中间消息队列是...     

基于MQTT协议的分布式泵站物联网系统设计

为了解决自来水供水系统中分散的增压泵站运行状态的远程统一监控和数据可视化难题,设计了基于消息队列遥测传输(MQTT)协议的分布式泵站远程监测物联网(IoT)系统。系统子站点以ARM单片机为核心,实时采集现场各种传感器数据和设备运行状态(如压力、温度、变频器状态等参数),并采用PID算法自动调节变频泵运行参数,以实现恒压供水。子站点的触摸屏作为本地数据可视化和组态窗口。子站点通过4G无线传输模块和云平台进行数据通信,云平台采用B/S架构设计,方便维保人员远程通过计算机或手机等移动设备查看泵站运行状态,同时可以通过云端预留的API接口无缝接入其他智慧水务平台。该系统已经某自来水公司投入实际运行。从现场运行情况来看,该系统运行稳定、可靠,已经消除了多起设备故障隐患,极大地提升了泵站运维效率。该系统具有实施简单、便捷、成本低、可复制性高等特点,在智慧城市、智慧水务中具有广阔的应用前景。     

基于代理重加密的消息队列遥测传输协议端到端安全解决方案

针对消息队列遥测传输（MQTT）协议缺乏保护物联网（IoT）设备间通信信息的内置安全机制,以及MQTT代理在新的零信任安全理念下的可信性受到质疑的问题,提出了一种基于代理重加密实现MQTT通信中发布者与订阅者间端到端数据安全传输的解决方案。首先,使用高级加密标准（AES）对传输数据进行对称加密,以确保数据在整个传输过程中的机密性;然后,采用将MQTT代理定义为半诚实参与方的代理重加密算法来加密传输AES对称加密使用的会话密钥,从而消除对MQTT代理的隐式信任;其次,将重加密密钥生成的计算工作从客户端转移到可信第三方,使得所提方案适用于资源受限的IoT设备;最后,使用Schnorr签名算法对消息进行数字签名,以提供数据来源的真实性、完整性和不可否认性。与现有MQTT安全方案相比,所提方案用和不提供端到端安全性的轻量级方案相当的计算和通信开销获取了MQTT通信的端到端安全特性。     

适用于大规模无线传感器网的流量优化系统设计

针对大规模无线传感器网络(WSN)流量随访问者数量增加而上升的问题,设计并实现了一种适用于构建大型WSN并降低系统流量的应用系统框架。系统采用IPv6和低功耗无线个域网的IPv6技术(6LoWPAN)搭建大规模WSN,使用消息队列遥测传输(MQTT)协议和针对WSN设计的消息队列遥测传输(MQTT-SN)协议在应用层搭建了连接WSN和传统互联网的发布/订阅结构。实验结果显示,当系统中存在5个传感器节点时,与受限应用协议(CoAP)构建的WSN应用系统相比,提出的系统框架的数据流量仅为前者的18%左右。这表明该系统框架可有效地控制访问者增加对WSN流量造成的影响。     

MQTT协议在Android平台上的研究与应用

MQTT是一种基于发布/订阅的轻量级消息传输协议,它的出现为Android平台上实现消息推送提供了新的途径. 针对Android平台消息推送协议的需求,研究了MQTT协议的结构及消息格式,对比分析了Android平台上其他消息推送方案,设计并实现了一款基于MQTT协议的即时通信应用,完成了登录/注册、即时通信、好友管理等功能. 测试结果表明此应用能够满足即时通信应用的基本功能及需求.     

移动终端的设施农业物联网环境监控系统设计

通过使用物联网(IOT)传输协议—消息队列遥测传输(MQTT)协议,将前端硬件、服务器端及移动端连接在一起,完成对设施农业环境的远程实时监控.在系统中,前端硬件以STM32微处理器为核心,由传感器模块、设备控制模块、GPRS模块和电源模块组成,实现数据的采集和传输;服务器端有数据接收、存储、分析的能力,并担任MQTT消息协议中消息生产者和消息管理者的角色;移动终端软件则以Android操作系统为基础开发了应用软件,用户在装有Android系统的移动终端上安装该应用软件,即可查看实时环境情况,发送控制设备指令等.经过测试,整个系统运行稳定、使用简单、实时性高,用户能有效地对设施农业环境进行远程实时监控.     

工业互联网云网关架构及实现

针对工业生产数据通信协议复杂、工业设备与云端通信困难的问题,提出一种工业互联网云网关架构。针对传输协议复杂多样的问题,提出了一种多协议数据解析方法,能够对多种协议下的数据进行解析,并转换为MQTT协议,实现数据统一协议并上传至云平台。针对协议转换中的实时可靠性问题,提出一种支持断点续传并可以快速处理并发任务的异步处理机制来保证协议转换的实时可靠性。在保证实时可靠的基础上,提出一种三层加密方式以提高数据传输的安全性。在软硬件上实现了上述云网关架构,并在工业过程控制设备上进行了实验。实验结果表明,该架构能够有效解决工业系统与云平台的数据融合问题。     

阿里云物联网平台的混流泵房远程监控系统设计

针对大型农业园区混流泵房较为分散、可控性和可观测性低等问题,设计并实现了基于阿里云的混流泵房远程监控系统。系统以STM32F429为主控芯片,ATK-M751模块为主要通信模块,利用多种环境监测传感器和霍尔转速传感器实时采集混流泵房的环境以及混流泵转速。系统通过MQTT协议实现设备与阿里云物联网平台的数据交互。用户能够通过Web端或者智能手机APP对混流泵房的室内气态环境以及混流泵转速进行实时监测,并能够实现泵房远程控制,为农业园区分散的混流泵房工作环境监测以及远程控制提供了一个有效解决途径。     

云计算在智能电网调度中的应用

为解决传统电力系统中集中式计算平台海量数据流的存储和分析功能不足的问题,针对云计算在智能电网调度技术中的应用进行了研究。首先,对云计算技术在IT行业的发展进行阐述,对云计算的关键技术从虚拟化与快速部署技术、大规模分布式存储技术、资源调度技术、大规模多租户技术、海量数据处理技术以及大规模信息通信技术等方面出发进行介绍。其次,借鉴IT行业云计算技术,设计了基于云计算的智能电网计算平台以及基于云计算的智能电网互动式节能优化调度架构,以期推动云计算在电力系统中的发展,解决智能电网互动式节能优化调度算法方面的问题。     

基于OneNET云平台与物联网MQTT协议的智慧节能控制系统

面对传统节能控制系统电能耗费大、实训室管理不全面,导致节能控制效果较差的问题,提出基于OneNET云平台与物联网MQTT协议的智慧节能控制系统;选择HTML5-20工控板,支持MQTT协议,并与单片机通信;使用MLX90614型号红外温度传感器,通过探测辐射情况,实现高精度温度测量;设计HC-SR501人体红外感应模块,监控实训室设备安全使用情况,避免出现电能消耗大的情况;根据系统软件部分功能模块,通过手机app端移动设备控制教室设备,并随时监管设备运行状态;将远程智能控制接入OneNET平台,实现机构管理员管理、设备运行报表和自动检修功能;由系统测试结果可知,该系统风扇最少耗电为40 W、电灯最少耗电为0.1度,说明电能消耗较少;实训室温度和湿度均在正常监管范围内,说明实训室处于安全状态;该系统设计从节能、安全管理角度,解决实训室的智能管理问题,也为资产失窃防患提供保障.     

基于阿里云的新能源汽车空调状况监测系统设计

本文基于阿里云提出一种新能源汽车空调状况监测系统的设计方案。系统主要包括车端监测和阿里云物联网平台,车端监测以STM32F429和ATK-M7514G通信模块为核心,利用FreeRTOS系统,基于MQTT协议实现与阿里云物联网平台的数据交互,可通过Web和移动APP等实时查看车内环境状况。系统实现了新能源汽车车内环境的监测与采集,为新能源汽车自动空调开发提供了科学的数据支持。     

云计算在基于NGB的智慧家庭业务平台上的应用

基于NGB的智慧家庭以其广泛的受众,必将承载海量数据。在智慧家庭业务平台建设中引入云计算技术,不仅可以提供云存储来保存大量数据,更使平台具备对大数据的快速分析和处理能力,这对用户和运营商都大有裨益,为此,文章详细阐述了云计算引入业务平台所带来的好处。     

基于串口转WiFi的物联网终端远程控制实现方法

随着物联网技术的高速发展,对同一无线局域网内的设备进行控制时,存在传输距离短、可移动性差等缺点;针对此问题,提出了一种物联网终端远程控制的实现方法,采用串口转WiFi模块,通过Socket模式下的透传机制,传统的串口设备能够无线接入到互网络中基于MQTT消息传输协议的服务器上,完成数据的接收和发送,从而使终端设备突破无线通信距离的限制,达到数据交互和远程控制的目的;实验结果表明该方法正确、可靠,可广泛应用于智能家居、工业控制等领域。     

云计算技术在未来智能电网信息处理平台中的应用

未来的电网将会是一个高度自动化、智能化的电网,如此一个庞大、复杂的系统从发电、输电一直到变、配、用电的过程时刻都会生成海量的电能信息及设备运行状态数据,这就需要一个强有力的信息处理平台作为支撑,且这个平台应具有对海量数据的可靠存储、准确分析、实时同步更新及共享的功能,尤其是音视频等异构数据的分析与处理.云计算技术在大数据处理中具有得天独厚的优势,本文将云计算技术引入到未来智能电网的信息处理平台的建设中,针对未来智能电网信息处理平台的各项功能需求,对比目前电网信息处理平台的诸多瓶颈进行深层次的探讨,证明了将云计算技术应用到未来智能电网信息处理平台中的可行性。