數(shù)字化信息技術的迅速發(fā)展,為遠程實驗教育帶來了發(fā)展機遇,但由于遠程實驗通信機制的不完善,使得實驗通信過程中消息傳輸?shù)膶崟r性與可靠性差、網(wǎng)絡與儀器安全控制不足、缺乏應對大規(guī)模用戶并發(fā)訪問的能力,導致遠程實驗不能全方位面向社會開放,嚴重阻礙了實驗教學資源的進一步共享與學生實踐能力的提升。鑒于此,本文利用消息隊列遙測傳輸(MQTT)技術的快速、輕量級、低功耗、低延時和低帶寬等優(yōu)勢,開展基于MQTT的遠程實驗通信機制研究,設計并實現(xiàn)了一個基于該機制的遠程實驗通信系統(tǒng),課題主要研究內(nèi)容如下。(1)儀器與用戶并發(fā)訪問機制研究。搭建基于MQTT的EMQ消息服務器集群來提高通信消息的中轉(zhuǎn)、處理與并發(fā)能力,設計實驗通信主題確保每組通信的獨立性,結(jié)合嵌入式網(wǎng)關與WebSocket來降低儀器和Web用戶端的計算資源與網(wǎng)絡流量。(2)實時可靠消息傳輸機制研究。根據(jù)遠程實驗通信數(shù)據(jù)傳輸要求,研究MQTT三種QoS等級下的消息傳輸機制,針對不同實驗應用場景提供相應的通信服務質(zhì)量保證;同時研究消息順序控制機制,確保網(wǎng)絡不穩(wěn)定時通信消息的順序傳遞。(3)網(wǎng)絡通信安全控制機制研究。傳輸層采用SSL/TLS協(xié)議實現(xiàn)MQT...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＭＱＴＴ工作運行框架??

消息發(fā)送方將應用消息分發(fā)給消息服務器，消息服務器按照消息主題將應用消??息分發(fā)給接收方，實現(xiàn)“一對一”與“一對多”通信。此外，消息服務器上的出站和入??站消息可以采用不同的ＱｏＳ等級進行控制，ＭＱＴＴ工作運行框架如圖２．１所示。??Ｓａｆ－ｙ：?—主題訂?ｉ＇ｓ—??￣￣■消息發(fā)....

圖２．２?Ｅ２ＩＤ身份認證系統(tǒng)框圖??２

Ｅ２ＩＤ認證服務由Ｅ２ＩＤ身份認證系統(tǒng)提供，由注冊管理系統(tǒng)、Ｅ２ＩＤ管理系統(tǒng)、簽發(fā)??系統(tǒng)、存儲發(fā)布系統(tǒng)、密碼服務系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)和認證服務系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)由長沙理??工大學進行研發(fā)與維護，Ｅ２ＩＤ身份認證系統(tǒng)框圖如圖２．２所示。??注冊管理系統(tǒng)提供Ｅ２ＩＤ的簽發(fā)、掛失、解掛、注銷....

圖２．３?ＳＳＬ／ＴＬＳ握手過程??ＳＳＬ／ＴＬＳ握手過程大致分為五個步聚

?的網(wǎng)絡通信連接，完成相關證書、密鑰和加密算法等參數(shù)的協(xié)商、交換和認證的全部過??程，ＳＳＬ／ＴＬＳ詳細握手過程如

圖３．丨現(xiàn)有遠程實驗通信架構(gòu)??

研宄、實驗Ｗｅｂ平臺開發(fā)和實驗教學模式探討等方面都積累了豐富的經(jīng)驗。??３．１．１遠程實驗通信狀況分析??現(xiàn)有遠程實驗通信架構(gòu)如圖３．１所示，為了進一步推動遠程實驗的發(fā)展和對外開放，??努力建設一個多高校與科研院所聯(lián)合應用的遠程實驗平臺，給學生提供一個全時空、開??放式、可互動的....

本文編號：3906997