支持云服务高性价比可穿戴设备的设计研究

为了有效地提高可穿戴设备使用者的可操作性和扩展性,研究设计一种多传感器、支持云端服务、低成本的可穿戴系统设备.该设备包括微控制器Arduino Uno和5个传感器,传感器分别为心率传感器、呼吸传感器、应激焦虑传感器、体温传感器和血糖传感器.传感器通过MQTT协议,将监控到的身体属性数据实时发送到应用程序,并存储于云端以...     

基于MQTT的扫码支付系统数据交互层的设计与应用

首先分析了当前扫码支付系统的性能需求及存在的不足,在此基础上为扫码支付系统设计了一种基于MQTT协议、SOCKS5协议和JSON数据格式的数据交互层。该交互层优化了扫码支付系统服务器与商户终端数据库之间的数据交互模式,并集成了访问代理、身份验证等多项功能,可以使系统的自动化程度进一步提高,更灵活地部署于不同的环境。实践结果表明,在广东省某连锁超市使用设置了数据交互层的扫码支付系统后,响应时间明显缩短,准确率和安全性也有较大提高。因此,该系统具有较好的推广价值。     

基于Tamarin的MQTT协议安全性分析方法

MQTT是物联网中被广泛应用的消息传输协议,其安全性问题备受关注。当前MQTT协议安全性分析主要面向协议实现平台,缺少面向协议标准的安全性测试,导致协议标准本身存在的安全缺陷难以发现。针对该问题,采用协议形式化分析技术,提出了一种基于Tamarin的MQTT协议安全性分析方法。该方法首先面向MQTT协议3.1.1标准,构建了协议状态机,并依据Tamarin语法规则,完成了形式化描述;然后针对保密属性和认证属性,给出了MQTT协议需要满足的安全属性引理描述;最后,基于Dolev-Yao威胁模型在Tamarin中完成了对47种协议安全属性的验证。结果显示有9种保密属性违反和29种认证属性违反,对结果进行攻击测试,验证了该方法对MQTT协议安全性分析的有效性,并提出了一种基于身份重认证的优化改进方案。     

面向西门子S7系列PLC的智能管控系统

设计实现了一种适用于西门子S7系列可编程逻辑控制器(Programmable Logilc Controller, PLC)的远程管控系统,该系统主要由数据采集网关和生产管控平台构成。数据采集网关以树莓派为硬件核心,以Python作为开发语言,通过TCP/IP协议从PLC读取数据,然后通过MQTT协议向云服务器(Elastic Compute Service, ECS)发送数据。生产管控平台基于SpringCloud微服务框架搭建,其中包括了用户管理、系统管理及数据展示等基础功能,同时针对性地开发了设备保养和设备报警。最后利用Vue.js框架和ECharts可视化库搭建了Web前端,用户可通过Web界面迅速准确地了解到设备当前运行状态。该远程管控系统不仅可以协助相关人员对设备的生产作业情况有进一步的了解,也可以通过对数据的监测与分析及预测来提高生产效率,助力工业数字化转型。     

一种基于随机森林算法的MQTT异常流量检测方法

工业物联网系统所面临的网络安全威胁随着物联网技术的广泛应用日益增加,信息安全问题已成为其发展过程中的一大挑战。MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）协议是物联网通信的主流协议,基于该协议的物联网通信安全研究是当前研究的热点话题。传统的流量识别技术如深度包检测无法有效地识别符合包格式的异常流量,而基于机器学习理论的异常流量识别技术则表现出很好的效果。对此提出一种基于随机森林算法的MQTT异常流量检测方法,实现整体高于90%的MQTT异常流量识别准确度,与其他常用分类模型相比拥有更好的识别效果。     

基于MQTT协议的海洋观测数据推送系统

为实现海洋观测数据的及时推送,设计了一种数据推送系统,目的是将各个观测船、浮标和水下观测网等采集到的海洋观测数据推送到手机客户端,并实现异常数据的报警。提出了一种基于MQTT协议的数据推送方案,在加密与验证方面对MQTT协议进行改进。此外,设计了安全认证机制与消息管理模块,保证了消息在传输中不被篡改或者丢失。测试结果证明,该方案安全性较高,服务权限设计合理,费用方面也具有较大的优势。     

AUPS: An Open Source AUthenticated Publish/Subscribe system for the Internet of Things

The arising of the Internet of Things (IoT) is enabling new service provisioning paradigms, able to leverage heterogeneous devices and communication technologies. Efficient and secure communication mechanisms represent a key enabler for the wider adoption and diffusion of IoT systems. One of the most widely employed protocols in IoT and machine-to-machine communications is the Message Queue Telemetry Transport (MQTT), a lightweight publish/subscribe messaging protocol designed for working with constrained devices. In MQTT messages are assigned to a specific topic to which users can subscribe. MQTT presents limited security support. In this paper we present a secure publish/subscribe system extending MQTT by means of a key management framework and a policy enforcement one. In this way the flow of information in MQTT-powered IoT systems can be flexibly controlled by means of flexible policies. The solution presented is released as open source under Apache v.2 license.     

基于MQTT的步进电机远程控制方案实现

远程实验的仪器操作与动态数据测量离不开步进电机,针对远程实验步进电机控制需要,设计了一个基于MQTT通信和嵌入式的电机远程控制方案.在Windows Azure云计算平台上搭建基于MQTT的Mosquitto服务器,接收来自Web端发送的命令,推送至步进电机控制器,实现对步进电机的使能、方向、速度等控制.采用该方案利用远程Web端操控电机,对电机进行实时测试,结果表明,该方案可以实现对步进电机准确、实时、可靠的远程控制,电机以150 Hz驱动频率运行时位置误差为0.21％,可应用于相关远程实验中.     

智能电网中基于MQTT协议的ABAC访问控制方案

在智能电网环境中,电力运营商和消费者通过智能电表进行大量高精度的用电数据的实时监测,用户机密数据持续暴露于未经授权的访问,在这种传统通信模式下,智能电表对家庭用户能源消耗的细粒度测量造成了严重的隐私安全问题,而现有的静态访问控制方法并不满足智能电网环境基于上下文的动态访问特性。针对此问题,提出一种基于物联网通信协议（MQTT协议）的访问控制方案,通过在MQTT协议中对树型结构的主题列表设计基于ABAC访问控制模型的动态上下文授权策略,并在WSO2系统使用XACML策略语言实现了提出的访问控制方案。性能评估结果表明,该方案能在较低的通信开销内支持动态的访问控制,以解决智能电网中用户的用电信息未经授权而泄露的隐私安全问题。     

油色谱在线监测系统数据接入物联管理平台方法

油色谱在线监测是目前广泛应用的一种监测手段。但是,由于当前油色谱在线监测系统感知层协议和物联模型尚未统一,数据交互困难,使得油色谱系统独立运行,无法与输变电侧其他子系统之间实现数据共享。针对这一问题,提出了一种智慧物联体系下的油色谱在线监测系统数据接入方法,实现系统的即插即用。首先分析智慧物联体系下油色谱系统数据接入物联管理平台的整体架构,阐明了系统数据的传输过程。接着构建基于国家电网公司公共信息模型(SG-CIM)统一规范的物联模型并提出了一种基于本地通信的油色谱系统采集终端与边缘物联代理的通信方式和基于消息队列遥测传输协议(MQTT)协议下的Ⅲ型边缘物联代理和物联管理平台的交互方式,使得系统数据传输过程中具有统一的物联模型和通信协议,从而使得油色谱在线监测系统数据接入到统一的物联管理平台。最后,以某省实际油色谱在线监测系统运行情况为例,将上传至物联管理平台的数据与油色谱在线监测系统中的原始数据做比对,验证了接入数据的及时性和完整性,从而验证了所提接入方法的可行性。该方法的提出对实现输变电侧主设备数据的共享与联动,提升对输变电侧主设备运行状态的感知能力具有重要参考意义。