基于消息队列遥测传输协议的通信终端设计与实现

遵循易用、安全和低功耗的设计理念,基于消息队列遥测传输协议(message queuing telemetry transport, MQTT)设计一个智能语音可交互也可独立运行的通信系统。该系统实现终端设备的一键拨号、常用号码存储、定位和循迹等功能,也可通过智能语音交互拨号。系统的功能实现主要依托于云原生分布式物联网接入平台(erlang/enterprise/elastic MQTT broker, EMQ X)、微信小程序的应用程序,硬件设备开发主要基于树莓派、音频编解码芯片WM8960和A9G通信模块。实践证明:该系统有较好的可靠性和稳定性,基本满足通信的需求,系统的开发对于解决老年人数字鸿沟问题有一定的帮助。

基于消息队列遥测传输的智能书包设计

为适应社会的智能信息化发展,提高学生学习效率,增强学生安全防护,进行了智能书包的设计。设计以STM32为主控模块,集成SIM通信及定位模块、无线射频模块、多传感器融合模块、显示模块,通过电路设计以及软件编程实现书本检测、位置及健康信息监测、实时定位和紧急呼救功能。基于消息队列遥测传输协议,实现书包的超长距离通信传输,并搭建与设计应用层管理平台,进一步实现服务器消息的存储转发以及应用层可视化功能。对本设计实现的原理机进行测试,表明本设计可使书包实现书本检测、学生健康情况上报等智能化功能,同时具有易于集成、系统稳定、操作简单等特点。

基于代理重加密的消息队列遥测传输协议端到端安全解决方案

针对消息队列遥测传输(MQTT)协议缺乏保护物联网(Io T)设备间通信信息的内置安全机制,以及MQTT代理在新的零信任安全理念下的可信性受到质疑的问题,提出了一种基于代理重加密实现MQTT通信中发布者与订阅者间端到端数据安全传输的解决方案。首先,使用高级加密标准(AES)对传输数据进行对称加密,以确保数据在整个传输过程中的机密性;然后,采用将MQTT代理定义为半诚实参与方的代理重加密算法来加密传输AES对称加密使用的会话密钥,从而消除对MQTT代理的隐式信任;其次,将重加密密钥生成的计算工作从客户端转移到可信第三方,使得所提方案适用于资源受限的Io T设备;最后,使用Schnorr签名算法对消息进行数字签名,以提供数据来源的真实性、完整性和不可否认性。与现有MQTT安全方案相比,所提方案用和不提供端到端安全性的轻量级方案相当的计算和通信开销获取了MQTT通信的端到端安全特性。

基于消息队列遥测传输协议的灌溉系统

现有物联网应用领域存在性能差、安全性低、个性化智能推送不足等问题,为此,基于消息队列遥测传输(message queuing telemetry transport,MQTT)协议、NodeMCU开发板、阿里钉钉APP,提出一种自动灌溉系统。采用高级加密标准(advanced encryption standard,AES)与MD5信息摘要算法改进MQTT数据传输协议,实现数据的安全推送与交互、作物的远程智能灌溉与数据的实时监测,既保证了数据安全稳定高速地传输,用户又能根据个性化需求和消息传递性能要求,满足农业生产中的规模化的自动灌溉作业。测试结果表明,该系统安全性强、推送成功率高,消息发送和接收时间短,系统的可扩展性强,此外开发成本方面也具有较大的优势,可以满足目前物联网发展的需求。

基于消息队列遥测传输协议的智能家居消息中间件设计

针对智能家居系统中不同设备间没有统一的通信和消息传递标准,导致对这些异构设备进行管理和控制困难的问题,设计了基于消息队列遥测传输(MQTT)协议的智能家居消息中间件(MOM),采用基于主题的发布/订阅机制实现消息的推送,为智能家居中各设备提供轻量级的实时可靠的消息传递。首先建立了智能家居消息中间件的架构,包括设备端、监控端及代理服务器;其次设计了消息代理服务器为客户端提供服务的工作流程;最后针对分层级的消息主题设计了基于树结构和树遍历算法的订阅关系管理。实现时充分考虑跨平台、可移植及对多编程语言的支持。测试结果表明该消息中间件能很好满足智能家居系统中消息有效传递的需求。

基于消息队列遥测传输的推送系统

现有消息推送系统存在安全漏洞、个性化智能推送不足等问题。为此,基于消息队列遥测传输(MQTT)技术,提出一种消息推送系统,采用轻量的MQTT协议实现消息推送,包括安全认证和多样化智能推送设计,既能保证系统安全,又能根据用户个性化需求和消息传递性能要求,智能选择合理的消息发送方式和消息通信模式。测试结果表明该系统推送成功率高,消息发送和接收时间短。

基于消息队列遥测传输和椭圆曲线加密的物联网身份验证方案

为了研究物联网(IoT)资源受限环境下的身份验证,提出一种分布式轻量级IoT身份验证和授权框架.主要在IoT中利用消息队列遥测传输(MQTT)的概念来进行基于广播的数据传输,采用基于使用控制(UCON)的访问控制进行设备认证,并利用椭圆曲线加密(ECC)的轻量级性质,将其与访问控制机制相结合.实验采用应用自动化验证(AVISPA)和访问控制策略测试(ACPT)工具,形式化与非形式化的分析验证了所提方案的有效性.结果表明该方案可以抵御多种不同攻击,且在计算成本方面也具有优势,未涉及模运算和异或运算,适用于资源受限设备.

基于MQTT协议的服务器中间消息队列设计与实现

随着接入网络设备的多样化,需要找到一个能够跨越不同网络设备之间的通信协议和适合它们之间进行数据交换的通信模型。MQTT协议作为一个量级的消息传输协议,具有低功耗、节省流量和可扩展性强的特点。由于其特有的发布/订阅消息传输模式,能够满足跨多个不同操作系统端设备之间进行互联互通。基于MQTT协议建立一个服务器中间消息队列是在传统信息管理系统三层模型以外添加一个既独立于MQTT消息代理服务器,又不与三层之间进行耦合的消息数据封装、处理、传输模式层。该消息队列即可以通过多线程进行操作,同时也具备异常客户端的消息再处理流程。

基于MQTT协议物联网文件传输的实现

MQTT协议作为一种即时通信协议,在未来物联网技术的建设与发展中,将会成为其最为重要的组成部分,基于搭建完成的平台连接外部和联网的设备,充当通信桥梁的作用。本文从MQTT协议角度出发,从物模型与主题模型设计、设备状态管理设计、消息路由模块设计、系统安全模块设计、系统集群模块设计等五个角度,系统分析了基于MQTT协议的物联网文件传输系统,探究物联网文件传输的实现路径。

基于MQTT的遥测数据无线传输

针对目前遥测数据处理系统存在的单节点管道测试数据的采集、传输和管理在多节点、动态移动化测试下会存在数据包丢失和不适用的问题,提出了基于消息队列遥测传输(MQTT)协议的遥测数据无线传输方法。该方法通过采用服务质量等级1(QoS1)解决了传统遥测传输中使用用户数据报协议(UDP)在传输过程中存在的丢包问题,通过设置标志位去重的算法解决了数据包可能出现的重复问题。仿真测试结果表明,该方法在数据传输压力测试过程中,没有出现数据丢失的情况;通过在客户端标志位判定的方法不会对数据包传输过程造成影响,满足传输效率要求,达到设计的预期效果。

利用MQTT通信实现图像广播功能

图像广播功能不仅可以降低项目建设成本,而且能够提高图像采集设备的利用效率。为有效解除应用程序耦合及简化代码复杂度,本文提出一种基于MQTT通信的图像广播功能的方案。该系统采用EMQX软件搭建MQTT服务端,使用paho-mqtt客户端库创建客户端应用程序,并采用BASE64对图像进行编解码。测试结果表明,该图像广播系统基本达到了设计要求。

基于MQTT的智能家居控制系统

物联网技术的发展,深刻影响着人们的日常生活。为了提高居家的安全性、便利性,对物联网通信和智能家居进行了研究,设计了一套基于消息队列遥测传输协议(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)的智能家居控制系统。设计思路是以STM32微控制器为核心,控制多种传感器获取环境中的温湿度、烟雾等环境信息数据;以ESP8266为网关,通过MQTT协议将相关数据发送到云平台;借助微信小程序实时显示室内环境信息,并控制室内灯及窗户等家具设备。测试结果表明,该设计可以预防危险情况的发生,满足智能家居控制的基本需求。

基于MQTT协议的物联网通信系统设计与实现

针对物联网系统数据传输问题,设计一种基于消息队列遥测传输(message queuing telemetry transport,MQTT)协议的物联网双向通信系统。该系统基于开放性物联网架构,采用stm32f1作为处理器,通过ntc热敏电阻实现温度数据采集,利用通用无线分组业务(general packet radio system,GPRS)入网,并通过sim800c实现软硬件间的连接,确保用户一直在线,采用Node.js完成温度数据双向传输。微信小程序端通过物联网平台监控多个底层传感设备,测试结果表明,该系统可实现底层传感数据的实时采集和监控,完成数据的实时双向传输,实现网关与平台间数据模型同步更新。

基于MQTT协议的Android手机防盗方法

针对Android手机在防盗功能方面存在的弊端,提出了一种基于消息队列遥测传输协议(MQTT)的Android手机防盗方法。阐述了MQTT协议理论,介绍了Android手机定位、铃声报警、锁定手机及删除数据功能的具体实现过程。测试结果表明,提出的基于C/S架构,与传统的基于短信方式寻找丢失手机的方法相比,提高了可靠性和安全性,寻回丢失手机的几率也大大增加,用户隐私和财产的保护也相应地得到了提升。

基于MQTT协议命令分组编码的隐蔽信道研究

针对传统网络隐蔽信道的载体局限于互联网协议的问题,在研究物联网应用层消息队列遥测传输(MQTT)协议的基础上,构建一种基于MQTT协议的隐蔽信道模型,将网络隐蔽信道载体迁移到物联网协议中。结合数量和序列2个维度设计分组编码算法,将待发送信息嵌入MQTT会话过程中。实验结果表明,该隐蔽信道具有良好的抗检测性和鲁棒性,与直接编码和序列编码方式构建的隐蔽信道相比,其传输速率较高。

MQTT发布/订阅消息机制在Arduino传感节点的实现

本文介绍一种全新的物联网通信协议——基于发布/订阅范式的消息队列遥测传输协议的原理、组成和实现。研究在计算和通信能力受限的基于单片机的物联网节点上,实现基于MQTT的数据传递。

基于MQTT协议的分布式泵站物联网系统设计

为了解决自来水供水系统中分散的增压泵站运行状态的远程统一监控和数据可视化难题,设计了基于消息队列遥测传输(MQTT)协议的分布式泵站远程监测物联网(IoT)系统。系统子站点以ARM单片机为核心,实时采集现场各种传感器数据和设备运行状态(如压力、温度、变频器状态等参数),并采用PID算法自动调节变频泵运行参数,以实现恒压供水。子站点的触摸屏作为本地数据可视化和组态窗口。子站点通过4G无线传输模块和云平台进行数据通信,云平台采用B/S架构设计,方便维保人员远程通过计算机或手机等移动设备查看泵站运行状态,同时可以通过云端预留的API接口无缝接入其他智慧水务平台。该系统已经某自来水公司投入实际运行。从现场运行情况来看,该系统运行稳定、可靠,已经消除了多起设备故障隐患,极大地提升了泵站运维效率。该系统具有实施简单、便捷、成本低、可复制性高等特点,在智慧城市、智慧水务中具有广阔的应用前景。

流控制传输协议实现技术的研究

参照TCP协议软件的设计方法,提出了SCTP协议的软件模型。软件结构确立为模块化结构布局,程序框架采用多进程机制,通过消息队列和共享内存技术来实现进程间的通信。介绍了绑定模块和合法性校验模块的实现要点以及定时器进程的实现方法。

流控制传输协议实现技术的研究

参照TCP(传输控制协议)软件的设计方法,提出了SCTP(流控制传输协议)的软件模型。软件结构确立为模块化结构布局,程序框架采用多进程机制,通过消息队列和共享内存技术来实现进程间的通信。至于模块的实现,文中示范性地介绍了实现与新特性相关的控制模块和流引擎模块的要点。

基于MQTT协议的道岔安全监测系统优化研究

城市轨道交通道岔运行状态实时监测,能有效提高列车运行安全性,并大幅度减少人工成本。从线缆传输带宽受限角度出发,提出一种基于消息队列遥测传输协议(MQTT)的城市轨道交通道岔安全监测系统,能够对数据优先级进行分类并实现动态时隙分配。利用图论的最短路径算法,实现信息的高效传输。利用MQTT协议轻量特性,优化了多数据并发的传输性能,改善现场传输带宽受限的不足,提高系统工作效率。