本文關鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng) ROS 體系架構 單點故障 瀝青路面攤鋪施工系統(tǒng)　出處：《合肥工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：目前物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展瓶頸在于缺乏一個統(tǒng)一的體系架構。由于物聯(lián)網(wǎng)底層傳感器的種類繁多,其網(wǎng)絡連接技術也存在著多種標準和技術,使得物聯(lián)網(wǎng)很難形成規(guī)模性產業(yè)。因此,需要設計一個能夠完整反映出物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)中的功能集劃分、組網(wǎng)方式、互操作接口、管理模型等的通用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構模型,來屏蔽底層的復雜性,使得開發(fā)者能夠容易地開發(fā)出新的復雜應用。構建一個通用的規(guī)范化的物聯(lián)網(wǎng)體系架構,才能有利于物聯(lián)網(wǎng)的標準化和產業(yè)化。本文研究的是將ROS機器人操作系統(tǒng)作為構建物聯(lián)網(wǎng)的體系架構。文中分析了 ROS的點對點的通信方式和主節(jié)點管理節(jié)點地址等特點在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的適用性,以及ROS跨平臺、跨語言和具有用戶基礎等特性所具有的優(yōu)勢;同時,文中討論了 ROS應用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境時的對IPv6的支持、命名空間規(guī)范、安全和隱私保護機制、應用于嵌入式設備等問題,以及指出了 ROS點對點通訊方式和單個主節(jié)點特性在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的優(yōu)勢和不足。并針對ROS的單點故障問題、設備的高帶寬問題和節(jié)點到主節(jié)點連接的可靠性問題提出了相應的改進方案,使得ROS更好地使用在大型多設備的復雜物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中。最后,本文將基于ROS的物聯(lián)網(wǎng)技術應用于瀝青路面攤鋪施工實施系統(tǒng)的項目中。從傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)結構的感知層、網(wǎng)絡層、應用層分析設計了該施工系統(tǒng),并將ROS作為該系統(tǒng)的體系架構。其中每臺攤鋪機單元和壓路機單元智能設備作為ROS系統(tǒng)中的節(jié)點,并將主節(jié)點搭建在其中一臺攤鋪機上,利用局域網(wǎng)絡和3G/4G網(wǎng)絡實現(xiàn)節(jié)點間可以相互通訊的ROS網(wǎng)絡。
[Abstract]:At present, the bottleneck of the development of the Internet of things technology lies in the lack of a unified architecture. Because of the wide variety of sensors in the bottom layer of the Internet of things, there are also many standards and technologies in the network connection technology. Therefore, it is necessary to design a general architecture model of the Internet of things that can reflect the function set partition, networking mode, interoperation interface, management model and so on in the implementation of the Internet of things system. To shield the underlying complexity so that developers can easily develop new complex applications. This paper studies the ROS robot operating system as the architecture of the Internet of things. This paper analyzes the point-to-point communication mode of ROS and the site of the master node management node. The applicability of features such as address in the Internet of things environment, At the same time, this paper discusses the support for IPv6, namespace specification, security and privacy protection mechanism when ROS is applied to the Internet of things environment. In this paper, the advantages and disadvantages of ROS point-to-point communication mode and single master node in the Internet of things environment are pointed out, and the single point fault problem of ROS is pointed out. The high bandwidth problem of equipment and the reliability problem of node to master node connection are improved, which makes ROS be better used in the complex Internet of things environment of large multi-device. Finally, In this paper, the technology of Internet of things based on ROS is applied to the project of asphalt pavement paving construction implementation system. The construction system is designed by analyzing the perceptual layer, the network layer and the application layer of the traditional structure of the Internet of things. The ROS is taken as the architecture of the system. The intelligent equipment of each paver unit and road roller unit is used as the node in the ROS system, and the master node is built on one of the pavers. The local area network and 3G / 4G network are used to realize the ROS network which can communicate with each other.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.44;TN929.5

【參考文獻】

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本文編號：1506420