基于mqtt协议的物联网平台设计与实现

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1、０硕士研究生学位论文基于ＭＱＴＴ协议的物联网平台设计与实现作者：白昊指导教师：屈军锁教授专业学别（领域）：电子与通信工程＠论文日期一八年四月：二〇单位代码11664学号1501210105分类号TP399密级西安邮电大学硕士研究生学位论文题（中、英文）目基于MQTT协议的物联网平台设计与实现DesignandImplementationofInternetofThingsPlatformBasedonMQTTProtocol作者姓名白昊指导教师姓名、职务屈军锁、教授专业学位类别工程专业学位领域电子与通信工程提交论

2、文日期二○一八年四月西安邮电大学学位论文原创性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。一申请学位论文与资料若有不实之处。，本人承担切的法律责任（：：月Ｉ日本人签名＿１１日期娜年西安邮电大学学位论文知识产权声

3、明本人完全了解西安邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被査阅和借阅。学校可以将本学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或扫描等复印，可以釆用影印手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的一文章律署名单位为西安邮电大学。Ｕ本人签名．：日期：Ｍ年Ｊ月５日＿导师签名：日期：＾年匕月（日＾＿摘要摘要随着物联网行业的飞速发展，全球的

4、物联网市场规模急剧增大，物联网设备呈现出爆发式增长。预计到2020年，全球的物联网设备的接入量将达到500亿。数量如此庞大的物联网设备的目的都是与其他设备和应用程序进行连接，并使用互联网传输协议来传递信息。而物联网设备和应用程序之间需由物联网平台建立互联互通的桥梁，它不仅可以便捷地对物联网设备进行集中管理和控制，而且可以缩短产品物联网化的开发周期。最重要的是可产生规模化的效益，推动物联网行业的体系标准化。本文的目的是设计一个开放程度高、接入协议标准化、设备管理便捷化和实时数据可视化的物联网平台。通过对目前市场上的物联网平台进行了对比和分析后，根据

5、用户需求设计了相关的技术架构和功能架构并完成了平台的部署和实现，测试结果表明平台运行正常，满足预期设计的目标。主要进行了如下研究：（1）对比了带宽和能源使用效率较高的数据传输应用协议，选择了基于MQTT协议的Apollo中间件作为平台接入层，实现物联网设备与平台的快速连接。（2）面对数量庞大的接入层设备和复杂多变的网络环境，设计了基于JSON的统一数据交换格式，保证物联网设备和平台之间的正常通信。（3）针对高并发和大数据存储等问题，设计了基于读写分离和高可用负载均衡技术相结合的数据库集群，提高整个数据库的可靠性、稳定性和可拓展性，保证架构能实现平

6、滑升级。（4）对于平台安全性和数据安全性，平台接入层加入身份认证和访问控制策略，数据上传使用TLS/SSL进行加密通信，防止重要信息被窃取和篡改。同时，对SQL注入、窗体泄密、非法访问和控制等安全性问题进行了防范。（5）从功能和性能两方面对平台进行了完整的测试和验证。关键词：MQTT；物联网；平台；高可用；负载均衡IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentoftheInternetofThings(IoT)industry,theglobalmarketforIoThasdramaticallyincreas

7、ed,withexplosivegrowthinthefieldofIoTdevices.Itisestimatedthatby2020,thenumberofIoTdevicesintheworldwillreach50billion.ThepurposeofsuchalargenumberofIoTdevicesistoconnectwithotherdevicesandapplications,andusetheInternettransportprotocoltodeliverinformation.Theinterconnectionb

8、etweenIoTdevicesandapplicationsneedstobebuiltbyIoTplatform.Itcannoto