基于物联网平台的校园智能门锁应用的研究、设计与实现
这是一篇关于物联网应用解决方案,物联网架构,物联网智能门锁,物联网平台,物联网中间件的论文, 主要内容为物联网从提出至今经历了二十余年的发展,随着通信网络、嵌入式芯片和自动控制等相关技术的不断进步,以及云计算、边缘计算、大数据分析、分布式存储等热点技术的融入,如今的物联网领域已经有了翻天覆地的变化,这种“万物互联”的趋势正在重塑农业、制造业、交通、物流以及家居等各个领域。本文以园区物联网的建设为背景,以校园智能门锁为实验对象,设计实现了一个整体的门锁应用系统,并在工作中初探了园区物联网的架构设计和应用解决方案。本文完成的主要工作包括:(1)研究并搭建了SiteWhere开源物联网平台和开源物联网MQTT服务器EMQ X Broker,并在此基础上进行物联网架构的设计与探索;(2)针对某厂家的ZigBee智能门锁进行了研究,设计编写了指令翻译中间件,实现了门锁网关UDP私有协议到MQTT物联网标准协议的转换,使不支持物联网标准协议的门锁设备接入物联网平台并相互通讯;(3)在物联网平台的基础上进一步扩展物联网应用层的功能,设计并实现了一套完整的门锁管理控制系统,系统包括数据库、后台服务、前端界面以及为移动端提供API调用服务,门锁管理控制系统通过调用Site Where提供的REST API,实现了与物联网平台数据和命令的交互操作,同时也实现了系统与平台之间的解耦;(4)对以上所有的应用项目开发工作进行了IPv6方式的实际部署,并进行了功能验证,现已在校园内稳定运行。
餐厅智能炒菜机控制系统及信息管理系统开发
这是一篇关于智能炒菜机,阿里云,物联网平台,控制系统的论文, 主要内容为现如今智慧餐厅的概念越来越火热,越来越多的餐厅对于能够应用于点餐场合的智能炒菜机的需求持续增加,但市面上现存的智能炒菜机大多存在结构较为复杂、功能不够完善、智能化水平不高且不具备联网功能等缺陷。本文以提高烹饪智能化水平为目标,提出一款能够集成微信点餐小程序、餐厅后台管理系统,能够实现自动颠锅、翻炒、出菜、洗锅等功能的智能炒菜机。首先,作者通过查阅大量的国内外文献,整理出现有产品存在的不足,并针对上一代炒菜机器人的机械结构进行了改造升级,绘制出新产品的图纸并对加工原材料进行选型。其次针对炒菜机器人智能化目标,升级了炒菜机的控制系统方案,完成了电源电路、光耦隔离输入电路、继电器输出电路等硬件电路的设计,并针对硬件电路开发了下位机控制系统软件及过程控制触摸屏软件,使控制系统能够根据用户的点餐,按照标准化菜谱控制炒菜机执行机构准确、有序的完成烹饪动作。本文重点研究了基于物联网技术的餐厅信息管理系统(餐厅后台管理系统与微信点餐小程序)。作者首先在阿里云物联网平台上进行了产品、设备的部署,使智能炒菜机能够通过4G网络模组成功接入云端。其次作者利用eclipse平台开发了基于SSM框架的餐厅信息管理系统(餐厅后台管理系统及微信点餐小程序),餐厅后台管理系统可对智能炒菜机的运行状态进行监控,也可将接收到的微信小程序点餐数据通过阿里云物联网平台下发至智能炒菜机,智能炒菜机的控制系统将接收到的菜谱数据解析后,控制机械结构执行烹饪动作,从而实现智能炒菜机从点餐到烹饪再到出菜的全自动化。最后,作者根据设计图纸加工出实验样机,并结合控制系统与餐厅信息管理系统以宫爆鸡丁为试验菜谱,对整个系统进行试验验证。
物联网通用基础数据平台的设计与实现
这是一篇关于MQTT,物联网平台,权限验证,自动化配置的论文, 主要内容为随着物联网技术的迅猛发展,各领域对物理网设备的需求不断增加,物联网设备的数量规模也呈现井喷式爆发。面对如此海量的设备接入,大量的资本开始投入到物联网基础平台的研发中。许多中小型物联网企业纷纷自研物联网平台,以支持其业务的发展,但是企业开发物联网平台过程中存在许多问题,如开发成本高、运维不便、开发周期长等。为此本课题设计一种物联网通用基础数据平台。该物联网平台分为终端设备、云端、Web客户端三大模块,架构上分为感知层、接入层、服务层、应用层。本文主要工作内容如下:1)终端设备内部的传感器数据采集程序的设计与实现。终端设备属于感知层。本文以物联网智能网关为通信核心,实现数据的上传、控制指令的执行。提出一种网关配置信息自动化的方法,实现配置信息从云端下发到网关。网关完成自动配置,减少技术人员工作量。终端设备通过MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)协议接入云端并进行数据的通信。2)考虑到平台将面对大量终端设备的接入,设计了统一的数据处理中间件,对终端设备的接入做权限验证,解决匿名设备的恶意接入的问题;根据中间件的需求,实现自定义的数据处理服务,完成传感数据的存储;对平台设备资源进行服务封装,通过RESTful接口对外提供访问入口。在传统开发中,Mosquitto接收到数据之后会转发给新的客户端,然后使用该客户端进行数据转发,数据转发效率不高;本文设计将数据转发功能集成到Mosquitto中,并以HTTP的方式提供给客户端调用,并且不必再直接使用MQTT对设备进行直接的控制。3)针对Web客户端的功能进行设计和实现。前端使用Angular框架,后端使用Go语言开发。Web客户端采用B/S架构,根据用户需求设计和实现应用管理、用户管理、组织管理、产品管理、设备管理、功能项管理、产品图标管理、登录授权管理等功能。本文根据需求分别实现终端、云端、Web端的功能。智慧生态教育应用可直接通过调用平台的接口服务地对各类设备进行有效的监控和远程控制,结果表明平台在智慧生态教育项目的应用上取得较好的效果。
智能物联网平台Thinger的部分模块设计与实现
这是一篇关于物联网平台,边缘计算,MQTT,微服务,流处理的论文, 主要内容为随着物联网技术的不断发展,越来越多的企业想要通过构建其物联网应用来分析运营设备数据以提升经济效益。然而,由于不同行业在其业务流程以及数据类型上均存在较大差异,因此传统的物联网应用的开发方式存在着效率低下以及资源浪费等多项问题。物联网平台作为设备接入、数据处理与应用构建的中间产品,是提高开发效率,降低开发成本的重要实现途径。然而目前国内主流的物联网平台大都是基于云计算模型,这一模型在某些特定的物联网场景下存在实时性差、隐私性低、传输成本高等若干缺陷。本文基于物联网应用开发过程中的普遍需求设计并实现了智能物联网平台Thinger。在技术选型方面,该平台使用边缘计算模型,以Go语言作为后端开发的主语言,采用微服务架构,使用Go-Micro框架进行微服务的实现,并以Docker容器技术作为微服务的载体。除此之外Docker技术还被用以智能模型的集成以及函数服务的生成。而物联网传感器与平台间的主要通信协议使用了开销较小的MQTT协议,其产生的时序数据则使用Kapacitor框架进行实时处理。在内容结构上,本文首先介绍了Thinger的项目背景与文中的解决方案,随后对本文中涉及到的相关技术进行了概述,包括边缘计算模型、MQTT协议、Go-Micro框架、Docker容器技术和Kapacitor框架等。然后对平台进行了需求分析与设计,阐述了平台的主要功能以及架构设计,并在此基础上选取了规则管理、数据中心、服务管理以及规则运行等若干重要模块进行了详细设计与实现。接着依据相关需求进行了多项测试并结合智慧加油站这一具体场景对平台的可用性进行了论证。最后基于项目的应用情况对全文进行了总结与展望。智能物联网平台Thinger基本实现了设备数据接入、规则模板定义、智能模型集成、边缘计算服务等多项物联网应用的通用功能的有效整合。在一定程度上降低了特定场景下物联网应用的研发成本,同时有效避免了云计算模型在物联网领域的存在的缺陷。
基于物联网平台的校园智能门锁应用的研究、设计与实现
这是一篇关于物联网应用解决方案,物联网架构,物联网智能门锁,物联网平台,物联网中间件的论文, 主要内容为物联网从提出至今经历了二十余年的发展,随着通信网络、嵌入式芯片和自动控制等相关技术的不断进步,以及云计算、边缘计算、大数据分析、分布式存储等热点技术的融入,如今的物联网领域已经有了翻天覆地的变化,这种“万物互联”的趋势正在重塑农业、制造业、交通、物流以及家居等各个领域。本文以园区物联网的建设为背景,以校园智能门锁为实验对象,设计实现了一个整体的门锁应用系统,并在工作中初探了园区物联网的架构设计和应用解决方案。本文完成的主要工作包括:(1)研究并搭建了SiteWhere开源物联网平台和开源物联网MQTT服务器EMQ X Broker,并在此基础上进行物联网架构的设计与探索;(2)针对某厂家的ZigBee智能门锁进行了研究,设计编写了指令翻译中间件,实现了门锁网关UDP私有协议到MQTT物联网标准协议的转换,使不支持物联网标准协议的门锁设备接入物联网平台并相互通讯;(3)在物联网平台的基础上进一步扩展物联网应用层的功能,设计并实现了一套完整的门锁管理控制系统,系统包括数据库、后台服务、前端界面以及为移动端提供API调用服务,门锁管理控制系统通过调用Site Where提供的REST API,实现了与物联网平台数据和命令的交互操作,同时也实现了系统与平台之间的解耦;(4)对以上所有的应用项目开发工作进行了IPv6方式的实际部署,并进行了功能验证,现已在校园内稳定运行。
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