物联网网关异构协议中间件关键技术研究

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1、分类号TP391学校代码10590UDC004密级公开深圳大学硕士学位论文物联网网关异构协议中间件关键技术研究学位申请人姓名王艳专业名称计算机科学与技术学院（系、所）计算机与软件学院指导教师姓名蔡晔副教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文物联网网关异构协议中间件关键技术研究是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日物联网网关异构

2、协议中间件关键技术研究摘要随着物联网的产生和发展，信息产业也越来越发达。在物联网中，传感网络受到越来越多人的重视。被数字化、信息化的抽象事物使得人与物、物与物之间的信息交流更加便捷。伴随着传感器种类和通信方式的递增趋势，关于物联网网关与传感网络之间连接的问题也变得越来越重要。本课题设计出一种能够处理多种终端设备并发接入的物联网网关中间件，屏蔽异构通信协议和异构应用协议。同时在新的通讯网络和传感器接入时，物联网网关能够有效应对，实现广泛接入通讯网络和广泛解析传感器数据。课题深度调研了物联网网关异构协议中间件的产生背景及应用需求，对现有的物联网网关国内外研究现状进行分析，总结出当前的物

3、联网网关需要同时具备多种异构感知网络接入能力和多种异构应用协议解析能力，设计出物联网网关异构协议中间件框架，在终端管理系统实现屏蔽异构通信协议，在数据标准化处理系统实现屏蔽异构应用协议，在数据输出存储系统中将数据存储在MySql数据库中。本课题同时还设计出了多协议数据模拟器，可模拟多通信协议多应用协议数据，为物联网网关异构协议中间件的搭建提供了条件。论文中还分别从系统、系统时延等方面对物联网网关异构协议中间件进行了性能测试。本课题提出一种物联网网关异构协议中间件框架，在传统物联网网关的基础上解决异构通信协议和异构应用协议的问题。在终端管理系统采用Linux共享库与Linux线程池结

4、合的方法，实现动态加载通信协议接入模块，在并发终端设备增多的情况下，该中间件也能正常接入。此方法减少创建线程的时间以及CPU消耗。在数据标准化处理系统采用泛化对象工厂与Linux共享库结合的技术，实现动态解析异构应用协议，并能减少开发成本。通过性能测试，证明了该中间件框架能够并发接入多种异构通信协议和异构应用协议的设备，平均时延6.136ms，远小于CCSA标准规定的平均时延上限（IPTD）100ms。关键词：物联网网关；异构协议中间件；线程池；泛化对象工厂ITheResearchofKeyTechniquesofIoTGatewayHeterogeneousProtocolMid

5、dlewareAbstractWiththeemergenceanddevelopmentoftheInternetofThings,theinformationindustryisbecomingmoreandmoredeveloped.IntheIoT,moreandmorepeoplepayattentiontothesensornetwork.Abstractthingsbydigitalandinformationizemakethecommunicationbetweenthepeopleandthingsorthingsandthingsmoreconvenient.

6、Withtheincreaseofsensortypesandcommunicationmethods,theproblemontheInternetofThigsbetweenthegatewayandsensornetworkbecomesmoreandmoreimportant.ThisstudydesignsanIoTgatewaymiddlewarewhichcanprocessavarietyofterminalequipmentconcurrenceaccess,canshieldheterogeneouscommunicationprotocolandheterog

7、eneousapplicationprotocol.Whenthenewcommunicationnetworkandsensoraccesstothemiddleware,itcaneffectivelysolvethisproblem.Itcanrealizewidelyaccessingcommunicationnetworkandextensiveanalyzingsensordata.Thestudyinvestigatesthebackgroundanda