具有实时特性的websocket家庭智能网关技术研究

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1、分类号__________密级____公开_______收藏编号___________学号_133102009_学校代码11062编号_____________(应用研究)具有实时特性的WebSocket家庭智能网关技术研究工程领域：电气工程研究方向：光电子技术及其在电气工程的应用研究生姓名：刘林阳校内导师、职称：朱文章教授校外导师、职称：沈亚锋高级工程师所在学院：电气工程与自动化学院二〇一六年一月一遵守学术行为规范承诺本人已熟知并愿意自觉遵守《厦门理工学院学术道德规范管理办法（试行）》和《厦门理工学院学位论文作假行为处理办

2、法实施细则》的所有内容，承诺所提交的毕业和学位论文是终稿，不存在学术造假或学术不端行为，且论文的纸质版与电子版内容完全一致。二独创性声明本人声明所提交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得厦门理工学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。三关于论文使用授权的说明本人完全了解厦门

3、理工学院有关保留使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）本学位论文属于（必须在以下相应方框内打“√”，否则一律按“非保密论文”处理）：1、保密论文：□本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。2、非保密论文：□本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。研究生本人签名：签字日期：20年月日研究生导师签名：签字日期：20年月日具有实时特性的WebSocket家庭智能网关技术研究摘要随着

4、物联网与智能家居技术的迅速发展和广泛应用，智慧家居是今后家居领域发展的必然趋势，智能家居系统正朝着网络化、信息化、智慧化方向发展。影响智能家居发展的关键因素是智能网关。智能家庭网关具备智能家居控制枢纽功能。目前，市场上家庭智能网关大多使用HTTP连接，其实时性不足，为此，在研究现有网关常用轮询和Comet实时通信技术的基础上，提出一种基于WAMP环境，直接支持Web，具有良好实时性能的WebSocket家庭智能网关设计方法。基于WAMP环境，在ArduinoYun平台上设计一种基于WebSocket协议的家庭智能网关控制系统

5、架构方案。其中，网关硬件设计部分基于ArduinoYun开发板实现，利用ArduinoYun平台开放的硬件接口，与外围传感电路、家居设备及控制电路相连，构建智能家居系统。在同一家庭环境下，对家居智能设备终端实现远程实时控制和传感器数据实时采集和监测。基于WAMP协议中的RPC和PUB/SUB消息传递模式，实现网关与服务器和家居设备之间的消息传递，并完成家庭智能网关对消息传递的需求性分析。通过WebSocket的全双工实时通信完成对智能家居设备实时有效控制和管理，为终端用户提供运行在具有Web浏览器移动设备的用户界面和手机AP

6、P界面，并可经由自定义协议转换控制智能设备。提出一种适用于家庭智能网关的消息传递格式，即JavaScriptObjectNotation（简称JSON）消息传递格式，具有简单、快速、有效地解析数据并进行逻辑处理的特点，提升网关实时性。基于CrossbarRouter云端和4GLTE手机网络等几种网络测试环境，完成了对数据出口分别为100M/1000M，时间点为17:00和21:00两个时段的收发实时性能测试。结果表明：基于WebSocket家庭智能网关具有较好的实时性能。同时，还设计了智能家居网关可视化操作控制平台，实现了在

7、同一界面中对多个终端设备进行远程实时控制和在不同界面中对同一设备的统一控制等功能，较为直观地得到在不同测试条件下家庭智能网关实时控制无线彩色球泡灯和传感器数据的单向延时响应数据，并以此得到相应的性能测试结果对比图。基于WebSocket的家庭智能网关具有直接支持Web连接的实时交互操控特性。关键词：智能网关，实时特性，WebSocket，WAMP，远程控制ITheResearchofWebSocketHomeIntelligentGatewayWithreal-timecharacteristicAbstractWithth

8、erapiddevelopmentofnetworkandintelligenthometechnologyandin-depthapplications,intelligenthomeistheinevitabletrendoffuturedevelopmentofhomefield,t