基于Qt的智能家居网关控制系统设计与实现

网关作为智能家居系统的核心设备,其设计和实现的重要性不言而喻。文章对网关软件应用开发的软、硬件环境进行了简介,重点针对基于Qt的网关软件设计中的GUI设备状态监测、串口类设计、GUI主线程中延时设计问题给出了有效的解决方案。基于Qt设计了网关控制系统,系统能够实现用户的注册、登录、密码修改等管理功能,可进行家电设备的单独控制和一键情景模式控制。文章依据网关软件设计流程进行软件开发并完成系统测试与分析。

面向滚动功能部件的无线数据通信网关研究

滚动功能部件自安装在数控机床后由于长时间工作会产生磨损,从而影响加工精度和工作稳定性,这就需要人们对其状态进行监测。因此,基于Wi-Fi技术和5G技术,设计了一种嵌入式工业网关,以四核高性能MCU为核心,以高效操作系统为依托,通过外设包括Wi-Fi模块和5G模块在内的无线通信模块及存储单元等部件,实现了对数控机床上滚动功能部件状态和性能参数的实时采集和无线传输,并且,为保证传输可靠,采用iptables防火墙实现目标地址转换、数据包过滤和转发,同时,为减少丢包率,采用了自适应的队列管理方法,验证了网关的相关功能并测试了传输速度及丢包率。结果表明,网关能够实现较快的传输速率和低丢包率,从而为滚动功能部件的磨损与精度保持性的在线分析提供条件。

基于边缘计算的智慧消防物联网网关设计与实现

信息技术的不断发展,消防系统基于物联网技术逐步向着自动化、智能化发展。基于此,本研究依托于物联网技术对智慧消防网关开展设计与实现;以边缘计算为基础,对智能物联网网关设计与实现过程进行介绍,并对该系统消防通道占用情况的图像分析模块进行实现;通过现实搭建对网关的节点、服务器通信以及消防通道占用检测结果进行分析,测试结果表明:本研究的智慧消防物联网网关设计适宜于现实应用。

面向异常行为的邮件访问控制网关的设计与实现

高校邮件系统平均每月面临数万次的暴力破解认证攻击,攻击者会使用简单邮件传输协议(Simple Mail Transfer Protocal,SMTP)认证的方式对高校师生邮件账号进行暴力破解认证,尤其是分布式暴力破解和低频慢速暴力破解难以识别检测,是导致邮件服务器面临资源消耗及账户安全问题的巨大威胁。因此,有必要设计一种面向异常行为的邮件访问控制网关,通过分析邮件日志捕获异常攻击行为,动态阻断恶意互联网协议(Internet Protocal,IP)攻击。测试结果表明,该网关通过分析邮件日志、抽取安全事件、捕获异常行为特征,构建了特征规则;基于漏桶算法捕获低频、分布式暴力破解的恶意IP,联动防火墙实现了对恶意IP的动态封禁及解除;设计、实现访问控制网关并应用于校园网,成功阻断了62%的攻击流量。

基于MESH的油气井场无线网关设计与实现

引言目前,基于WiFi无线通信网关在油气井场的特殊环境下工作时无法满足同时具有高吞吐量、高传输速率、组网灵活、覆盖范围广的长距离通信等问题,设计了一种无线MESH网关。该网关使用MESH组网通信的方式进行OpenWRT软件和硬件方面的设计,使得在油气井场内工作中传输信号具有多跳、抗干扰、可靠性强和有用性的特点。通过现场测试表明,信号丢包率小于2%,信号时延小于30ms,验证了本次设计可以满足油气井场的各种需求。

云原生网关APISIX的CAS认证插件设计与实现

CAS认证协议是当前主流统一身份认证系统重要的组成部分,开源云原生网关APISIX尚未支持该协议,因而从APISIX架构分析入手,采用插件的方式解决CAS鉴权认证问题,并实际测试验证了方案的可行性,为类似需求提供一种解决思路。

一种基于联合规划的CAN-TSN网关实时性分析方法

控制器局域网络(Controller Area Network)CAN-TSN(Time Sensitive Networking,时间敏感网络)网关是下一代车载网络架构中关键业务数据端到端传输路径上的重要环节,其实时性直接影响跨异构网络系统传输报文的可调度性。针对CAN-TSN网关实时性分析,现有研究存在网关处理延时组成要素不全、缺乏对TSN网络的调度规划结果的联合分析等亟待解决的问题,导致利用现有研究获取的可调度集往往无法满足端到端的截止时间约束。针对上述问题,提出一种基于联合规划的CAN-TSN网关实时性分析方法。该方法基于现有CAN-TSN网关架构设计构建通用框架,分析网关处理延时组成,获取处理延时的参数化模型;联合TSN网络的规划调度结果,推导满足报文端到端可调度性的网关延时上界;搭建CAN-TSN网关原型系统,使用真实车载CAN消息集进行可调度率分析。实验结果表明,基于联合规划的CAN-TSN网关实时性分析方法,能够收紧真实环境中CAN消息集的可调度范围,使得可调度率收紧约6.7%,同时能够对网关实时性架构优化起指导作用。

适用于工业物联网网关的智能边缘计算

工业设备接入网络实现生产自动化的过程中数据量级快速增长,而边缘层设备资源有限,无法完成全部任务请求。针对边缘层设备合理高效处理端设备任务请求的问题,提出了一种基于多跳计算卸载方法的物联网边缘网关(Internet of Things Edge Gateway,IoTEG)框架。该框架要求数据优先在网关侧处理以降低时延和保护隐私。首先,该框架根据端设备任务流特点将其分为时敏和非时敏两类。其次,设计了任务轮转调度处理机制,对任务流按时延要求高低进行处理。最后,设计了基于实时网络资源、实时本地资源和任务类型的最优联合计算卸载策略。实验结果表明,IoTEG框架能有效提高任务卸载的成功率,并能够高效处理不同类型的任务。

分布式显控AES67音频网关的研发及应用

分布式显示控制系统(以下简称分布式)被广泛应用于指挥调度、视频会议、信息发布等领域,是高清视频信号传输和调度的核心,也担负着大量音频信号的传输和调度任务。分布式在与音频扩声系统之间相互传输音频信号时,通常需要通过非平衡模拟信号线缆实现,存在多次数模(Digital to Analog,D/A)和模数(Analog to Digital,A/D)转换,造成音频信号质量显著下降和精度损失。针对该问题,提出将AES67音频网关作为分布式和音频扩声系统之间的桥梁,在2个系统之间通过AES67实现网际互连协议(Internet Protocol,IP)全数字方式转换与传输,保证高质量的音频传输和性能。

基于无线传感网及边缘网关的智慧农业大棚监控系统设计

在不断发展的物联网、大数据及云计算等技术的交叉融合下,基于无线传感自组网及边缘网关,应用边缘计算,设计实现了一种智慧农业大棚监控系统。系统设计基于物联网架构,传感层以CC2530芯片为核心分别构建了传感型采集节点和控制型节点;采用正三角形网格的节点部署方案,高质量实现了无线传感网构建。边缘网关以STM32F103ZET6 MCU为核心,一方面负责与无线传感器网络中的各节点进行数据通信,完成边缘计算并对网络中的节点进行管理和控制;另一方面通过WiFi、4G/5G等通信模块进行数据的无线传输,把采集到的数据封装处理打包传输到服务器端,实现边缘网关作为连接传感节点与服务器监控中心的相应功能。应用层通过EMQTT服务器和Node-RED搭建云平台构建,用户可以通过PC端、手机端登录数据处理中心的WEB服务器,实现对物联网设备的控制及环境的监测。

基于嵌入式平台的物联网网关技术研究

传统的物联网网关技术主要使用TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Mul-tiple Access)3G移动通信标准接入式中心完成网络数据信息通信交互,易受控制信号扩展作用影响,导致网关技术评价指标不佳,因此提出了一种基于嵌入式平台的物联网网关技术。即利用嵌入式平台生成物联网网关架构,设计了物联网网关共享程序。实验结果表明,设计的物联网嵌入式平台网关技术的各项网关技术评价指标均良好,优势明显,有一定的应用价值,为实现物联网多节点并行高效管理作出了一定的贡献。

基于嵌入式系统的物联网网关设计研究

物联网技术将智能感知设备、识别技术与普适计算、泛在网络融合在一起,在互联网中接入实际物体,实现“万物互联”。物联网网关类似于路由器,即完成不同协议之间的转换,不同的协议数据经过物联网网关的转换,其类型更符合TCP/IP网络协议规范,便于信息数据的传输。嵌入式系统具有执行任务的特定性,基于嵌入式系统的物联网网关具备在专门领域的专属特征,可完成特定的任务。文章提出一种基于STM32的物联网嵌入式网关,分析其硬件及软件设计要点。

面向照明管理系统的ZigBee网关设计

本文设计了一种面向照明管理具有安全机制且适用于现场部署的ZigBee网关,云端管理系统可以同时接入多个智能网关,扩展了照明网络的容量上限。网关在数据传输层对交互数据进行加密,防止第三者对网络的攻击,确保数据安全和照明管理的安全性,有利于大型照明网络部署以及实施。组建了带有传感器的小型ZigBee网络作为测试,结果表明,设计的ZigBee智能网关满足加密及部署的基本需求,并且系统功能整体稳定、可靠,可实现照明管理系统的精细化管理。

基于改进型鲸鱼算法的Lo Ra网关部署优化

远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)网关的部署优化有助于合理规划硬件设备,降低初期搭建通信系统的成本,还能确保系统节点与网关之间的通信稳定。为了避免因鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)的早熟现象导致的网关部署定位误差较大的问题,采用分段非线性化决策算子提升该算法后半段的局部开发能力,引入自适应惯性因子增加对当前寻优结果的反馈修正,同时对最优值引入白噪声序列随机扰动更新以提升对原始数据的利用率,提高改进型算法对各节点信号覆盖交叉区域的接收信号的强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)值寻优处理的准确性。分析结果表明,与原型WOA相比,改进型WOA算法对基准测试函数寻优区间缩减至0%~81.11%;与经典差分进化(Differential Evolution,DE)算法、粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法和原型WOA相比,改进型WOA算法的网关部署优化精确度优势明显,误差在1 dBm范围内,寻优准确率达99.8%。改进型算法极大地提升了精确度与稳定性,确保网关部署位置处于各节点RSSI值最优区间,从而保障了通信系统的稳定性。

多协议边缘计算网关研究与设计

针对传统云计算平台在智能制造设备信息集成系统开发中所面临的两大挑战:多源异构节点数据难以融合和设备数据处理高延时问题,采用基于"云-边-端"结构的边缘计算网关,改善传统云计算结构中生产设备与云平台直接连接的方式,设计基于CODESYS软PLC的多协议边缘计算网关,实现不同协议节点数据的融合,包括Modbus/TCP、Ethernet/IP、PROFINET、EtherCAT、Modbus/RTU、OPC UA等。并基于CODESYS RTE对Windows系统内核进行实时性改造与网络通信结构的优化,降低设备通信延时时间;建立工业物联网标准试验平台,进行边缘计算与传统云计算的对比实验,结果显示多协议边缘计算网关成功实现了多源异构节点数据的融合,相较于传统云计算,在数据处理和决策方面既大大降低了延时时间,又提高了可靠性。

建设API网关对广电的必要性

【目的】随着媒体数字化的发展趋势,广电领域在数字化转型过程中面临的安全挑战,本文强调了建设API网关在应对这些挑战中的必要性,从促进系统集成、提升业务效率、增强系统安全性等方面进行详细分析,旨在为广电领域的数字化转型提供有价值的参考。【方法】首先建立API网关系统,其次建立采用标准化的多种协议和数据格式,让其多种系统对此标准能够达到完美适配,最终扩容系统可无缝衔接,减少定制化对接成本。【结果】API网关允许不同的软件系统之间进行通信和交互,统筹采用标准化的协议和格式以及自定义,以确保不同系统之间的兼容性,在广电领域中,API被广泛应用各种设备和应用程序之间的数据传输和共享,通过广电API,开发人员可以轻松地集成不同的服务和应用,实现数据的快速交换和处理。【结论】本文主要探讨了媒体深度融合的必要性,提出以内容建设为根本、先进技术为支撑、创新管理为保障的全媒体传播体系。此外,还提到了建立融媒中心,并引入API网关系统来实现不同平台、不同业务、不同设备之间的互通互联。媒体深度融合是未来的趋势,通过技术和管理上的创新,建立全媒体传播体系和融媒中心,可以更好地适应时代的发展和满足用户的需求。

工业网关及分布式技术在预焙阳极中的应用

介绍了预焙阳极生产数据采集现状、工业网关的数据采集原理和采集运行软件的设计,利用工业网关及分布式技术,解决铝用炭素企业多设备、多协议、多网络、多结构数据采集问题,对炭素车间生产管理数据进行分布式采集。应用实践证明,工业网关数据采集技术可以实现铝用炭素厂多个局域网车间单体设备的数据采集和集中统一管理,使生产管理过程实现全天候的实时监控,帮助管理者及时掌握生产状况,便于生产决策分析。

基于RT-Thread的智能物联网网关设计

安防系统是智慧物联网的关键应用领域之一,无线传感网作为物联网应用感知环境的重要手段,仍存在网络拓扑结构复杂等问题。为满足安防系统对于数据传输实时性、可靠性的更高要求,基于RT-Thread嵌入式实时操作系统,研究一种面向安防系统且支持边缘计算的智能物联网网关。通过物联网网关硬件架构设计和软件程序开发,完成网络边缘节点数据监测及环境数据交互,搭建由物联网网关、数据采集节点和物联网监控中心构成的安防系统,实现智慧安防系统的实时可靠监控。

一种基于SPC584CE70芯片的车载以太网网关控制器的设计与应用

针对车载以太网与传统CAN网络不能直接通讯的问题,设计一款基于SPC584CE70 MCU主芯片的车载以太网网关控制器。该控制器具有4路以太网和3路CAN网络同时通讯的功能,可较好地实现以太网与以太网、CAN网络与以太网、CAN网络与CAN网络之间的信息交互。

基于边缘计算的智能物联网网关关键技术及应用

作为物联网解决方案中的重要设备,边缘计算网关能够在实现数据通信功能的基础上,在设备侧实施本地数据存储和边缘计算,改善了云计算模式的实时性差和资源浪费问题。为此,提出一种基于EdgeX Foundry框架的智能物联网网关设计方案,分析了EdgeX Foundry各微服务功能模块及其关键技术。该方案从整体上提高了物联网设备数据的实时性和传输效率,适用于对数据实时性和智能化处理有更高要求的物联网应用场景。