网络化设备监管系统的网关及相关模块的设计与实现

论文摘要

物联网被视为互联网的应用扩展，它将用户端延伸到了物品与物品之间，使它们可以进行信息交换和通信。随着物联网技术的成熟和应用创新，物联网技术在生活和工业领域得到越来越多的应用。本文将物联网技术应用于工业设备的监管，使用ZigBee技术将设备以无线的方式联系起来，统一识别，管理和控制。本文主要研究了面向网络化设备监管系统的通信接口的设计，系统的软件网关，并针对无线应用环境提出了一种用于无线网络诊断的方法。本文根据国内外工业监管的现状，无线网络诊断领域的发展，结合系统功能的需求，设计了监管系统整体的网络框架和系统结构。在此基础上，设计了各个系统模块之间的接口，使得串口，ZigBee技术，Wi-Fi和以太网等通信技术有机结合，实现了维护系统其它各功能模块之间通信，兼具数据解析功能的网关。通过分析无线网络的故障特征，设计和实现了针对无线网络的诊断方法，该方法使用被动采集网络数据的方式，借助BP网络对数据特征进行分类，捕捉网络异常的原因。最后完成了网络诊断方法，模块间接口，网关模块的功能和性能测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文背景
• 1.1.1 物联网与工业缝制行业结合
• 1.1.2 ZigBee技术
• 1.1.3 无线网络诊断
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 基于物联网的工业监管的发展现状
• 1.2.2 无线网络诊断的研究现状
• 1.3 本文研究目的和研究重点
• 1.4 章节安排
• 第二章 系统总体分析和设计
• 2.1 系统总体需求分析
• 2.2 系统总体结构设计
• 2.2.1 系统设计原则
• 2.2.2 系统总体设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统功能模块接口设计
• 3.1 缝制设备与ZigBee终端节点的通信
• 3.2 ZigBee汇聚节点和网关模块的通信
• 3.3 网关和移动终端的通信
• 3.4 网关模块和后台服务器的通信
• 3.5 本章小结
• 第四章 网关模块的设计与实现
• 4.1 网关模块的设计
• 4.1.1 通信服务器端设计
• 4.1.2 消息解析设计
• 4.1.3 命令下载设计
• 4.2 网关模块的实现
• 4.2.1 通信服务器端的实现
• 4.2.2 消息解析的实现
• 4.2.3 命令下载的实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 基于ZigBee技术的无线网络诊断方法
• 5.1 基于ZigBee网络的故障诊断方法
• 5.1.1 数据包标记方法
• 5.1.2 数据包标记解析与初步报告
• 5.2 反向传播（BP）网络
• 5.2.1 BP网络的结构
• 5.2.2 BP网络的学习与训练
• 5.2.3 BP网络的改进
• 5.2.4 BP学习算法的程序实现
• 5.3 结合BP网络的无线网络诊断分析与设计
• 5.3.1 无线网络特征分析
• 5.3.2 BP网络设计
• 第六章 系统测试
• 6.1 无线网络诊断测试
• 6.2 监管系统各模块通信测试
• 6.3 网关模块测试
• 6.3.1 网关模块功能测试
• 6.3.2 网关模块性能测试
• 6.4 本章小结
• 第七章 结束语
• 7.1 本文工作
• 7.2 存在问题
• 致谢
• 参考文献