一种基于区块链的MQTT协议优化算法

通信协议的设计已然成为实现设备与互联网通信的重要支撑,其覆盖了整个物联网系统的各个环节。针对传统物联网协议中关键数据被伪造或篡改的安全问题,文章设计了一种在数据传输过程中使用区块链技术来保证传输数据安全的改进消息队列遥测传输(message queue telemetry transmission,MQTT)协议,进而保证了存储在broker的数据不被恶意篡改。通过仿真实验证明,该方法具有高效、轻量以及易实现等多方面的特点,在保护物联网的数据安全方面效果十分显著。

基于云资源的青藏高原科考数据收集与传输平台设计与实现

受限于地理环境、通信条件及人员保障能力,青藏高原科学考察数据无法通过现有气象通信系统进行收集和传输,这一直是困扰着气象科研工作者的难题。本文依托电信运营商的公有云资源建立科考数据汇集与传输平台,在西藏墨脱地区开展了大量科考观测数据的收集和传输工作。该平台采用高并发数据获取和分布式并行处理框架,实现在单台服务器上数据收集、处理、分发、监控等多个应用的持续有序工作,并结合科考仪器特点对数据进行有针对性的监控和归档服务。同时,还设计实现了轻量化的数据上传客户端,解决布设于野外的科考观测设备的数据采集问题。该平台的设计可应用于其他地区的科考观测数据收集和传输工作中。

分布式高可用工业消息中间件数据采集模型

为了解决异构设备中多协议、大规模集群设备的数据采集,以及高价值设备数据的数据采集高可用问题,提出分布式高可用工业消息中间件数据采集模型。该模型以消息队列作为消息中间件的实现载体,定义了工业数据采集消息队列(IdcMQ)架构,以及通过IdcMQ分布式集群运行实现数据采集高可用的模式。根据定义,架构由协议适配、数据处理与服务提供组成,说明了多协议异构设备的连接与数据采集过程;模式由数据同步规则、数据同步级别与数据同步过程组成,描述了数据采集高可用的实现原理。基于该模型,开发了工业数据采集消息中间件软件IdcSentry,进行了性能测试实验,并给出应用案例,证明了该模型的有效性。

基于消息的5T系统监测数据传输技术

针对铁路5T系统(红外线轴温探测系统、货车运行状态地面安全监测系统、货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统、货车运行故障动态图像检测系统、客车运行安全监控系统)中的监测数据传输冲突和数据堵塞问题,以各种类型监测数据所反映出的安全程度为依据,建立5T系统信息模型,应用消息队列技术设计基于消息的动态优先队列传输流程,在量化优先因子影响因素的基础上建立基于数据类型、预警等级、车型和车速的数据传输优先模型,将对优先因子的求解转化为对部分权重信息下多目标决策模型的求解,建立单目标优化模型以求解优先模型中未确定的权重向量,根据求解得到的优先因子按照优先队列调整步骤进行传输队列调整。对据此开发的监测数据传输原型系统实验结果表明,所提出的技术方案可行且有效。

基于数据流转发的实时数据交换系统设计

针对传统的基于全量转发机制的消息中间件应用于电力信息系统大规模数据交换时效率低的问题,设计并实现了基于数据流转发的实时数据交换中间件。基于队列缓冲技术,实现了消息型数据的异步发送与批量确认;设计了流式数据转发机制,消除数据在传输节点上的缓存延迟与缓存资源代价,提高了数据传输的及时性与并发性;结合分布式与数据路由思想,实现了对第三方系统透明的节点组网与数据路由功能。通过模拟某省电力信息系统数据交换场景,验证了系统性能,数据交换能力达3 000并发,千兆带宽环境下系统传输速度达980 MB/s,交换延迟在毫秒级。

有状态消息队列在国内气象通信系统的应用

针对当前国内气象通信系统出现的消息队列异常情况下导致的整体传输时效降低的问题,本文引入了有状态化消息队列技术,通过对消息队列的异常信息进行分类监视和调度处理,优先保障了正常队列的快速传输,从而提升系统的可靠性和传输时效性.该优化方案在实际应用中得到了有效验证,取得了良好的应用效果,能够更好地满足气象海量数据收集与分发的业务要求.

铁路应急平台中数据传输机制研究与实现

分析铁路应急平台数据传输需求,提出一种以JWMQ为通信平台,以XML为数据载体的模型,有效解决三级平台之间以及应急平台与外部系统数据传输需求。

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.

基于机会网络的消息传输系统

机会网络不需要源节点和目标节点之间存在完整链路,利用节点移动带来的相遇机会实现通信,是目前的研究热点之一。设计了一种基于机会网络的信息采集与消息传输系统BlueChat。一方面,系统采集节点相遇信息,构建路由信息表,并且可以作为机会网络中节点移动轨迹建模、社团划分、消息转发策略研究、网络QOS研究等的原始数据;另一方面,系统可以采用不同的消息队列管理策略,通过节点的移动,以"存储-携带-转发"的路由模式实现节点间消息的传输。通过对系统进行连续3个月,50个以上节点,长时间、大规模的测试,并分析采集到的数据,得出消息交付率在95%以上,满足特殊情况下的节点通信需求。

基于GSM短消息的林业无线数据采集与传输系统

根据林业野外调查的需求,利用GSM移动通信网络全覆盖的优势,开发一种基于GSM短消息的林业野外无线数据采集与传输系统.它由三个部分组成:第一部分为上位机,置于信息中心的企业信息机,它与短信服务器连接,控制、处理和存储各种上报信息;第二部分为下位机,即普通手机,信息员将采集的信息编码,手动将编码信息输入到手机内,并发送至信息中心;第三部分为编码标准,它根据调查项目的需要,采用统一的编码规则,将信息编制成易于输入、传输和还原的代码.与其它调查方法相比,该系统适用于调查样点多、分散和调查频数高的林业调查项目,是一种既经济,又高效的数据采集与传输方法.

WebSphere MQ在零售业系统数据传输中的应用

结合企业数据通信系统功能等方面的要求,借助消息队列件(WebSphere MQ)技术确保大量商业数据文件的有效传输.以零售企业前、后台日常销售数据传输为例,设计方案并实现了典型零售业系统数据传输功能.

软件中间件技术在自动售检票系统中的应用

系统地描述和总结城市轨道交通AFC系统的软件体系结构和软件功能组成,分析AFC系统软件体系的特点和需求,对软件中间件技术及消息中间件进行了详细论述,讨论了消息中间件TongLINK/Q在武汉轨道交通一号线AFC系统中的应用以及实施中应注意的一些问题。

基于内存映射文件的进程间数据传输

介绍了Windows操作系统的内存管理方式及Windows操作系统中进程间通信的几种方式,论述了内存映射文件的定义,以及使用内存映射文件在进程间共享内存的原理、操作和使用内存映射文件的方法和步骤。根据内存映射文件在进程间共享数据的原理,实现了多进程间数据传输共享的消息队列,并应用于工程实践中,取得了较好的效果。

基于μC/OS-Ⅱ的材料试验机数据采集系统

在复杂的实时系统中,采用传统的前后台单任务控制机制已经不能满足要求;高性能单片机的出现使得嵌入式操作系统的应用成为了可能,将源代码开放的嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ移植到ARM7处理器上,应用于电子材料试验机的下位机软件设计;数据采集部分采用24位的高集成度的Δ∑模数转换芯片CS5532,简化了外围电路的设计;多任务之间通过消息队列来进行数据传递,提高了系统的实时性、稳定性和抗干扰能力,提高了开发效率,缩短了开发周期,充分发挥了32位CPU的优势。

基于μC/OS-Ⅱ的材料试验机数据采集系统

在复杂的实时系统中,采用传统的前后台单任务控制机制已经不能满足要求。本文将嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ移植到ARM7处理器上,应用于电子材料试验机的下位机软件设计,数据采集部分采用24位的CS5532A/D转换芯片,多任务之间通过消息队列来进行数据传递,提高了系统的实时性,稳定性和抗干扰能力。

基于MQTT的配电终端即插即用技术研究

智能电网建设过程中工程配置复杂、主站与配电终端之间的人工信息校核工作量大等问题成为影响配电网发展的主要因素。基于IEC 61850标准建立了配电终端的自描述信息模型,分析了消息队列遥测传输协议(message queue telemetry transmission,MQTT)应用于即插即用技术的适用性,设计了基于MQTT协议的配电网通信架构,提出了基于MQTT协议的配电终端即插即用技术。以多台分布式配电终端(distribution terminal unit,DTU)与配电自动化云主站的即插即用为例,搭建了实际试验环境。试验结果表明,设计的通信架构及即插即用技术提高了数据传输效率,实现了配电终端即插即用的技术需求。

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。

基于分布式集群架构的遥感数据传输机制

对地观测遥感卫星数据传输系统采用Linux虚拟服务器集群架构传输遥感卫星数据,而该集群中承载传输任务的新旧服务器在实现断点续传的过程中由于控制信息不同步会造成数据片重复。设计一种基于分布式系统架构的遥感卫星数据处理机制DPM,采用Kafka消息队列快速存储数据包,利用代码模块使Spark Streaming精准提交消息偏移量,并通过数据传输速率与进度统计实时记录DPM运行状态信息。测试结果表明,DPM机制可精准记录与提交消息偏移量并实现数据续传功能,从而确保遥感卫星数据的准确稳定传输。

基于消息队列的通信系统异步传送控制仿真

传统方法对通信系统异步传送控制效果不佳,存在信号干扰及传送时间间隔较长等问题。为此引入消息队列技术,提出一种新的传送控制方法来解决以上问题。对通信系统的空时信道进行空时编码设计,实现空时信道的编码增益与分集增益;利用空时编码实现通信系统中继节点的空间分集,根据空间分集结果制订异步空时传送方案;采用消息队列技术构建通信系统异步传送控制模型,实现通信系统的异步传送控制。为了验证所提方法异步传送控制效果,设计对比实验。实验结果表明,上述方法的传送时间间隔较短,抗干扰能力强,平均分集增益高,说明所提方法更适用于通信系统的异步传送控制。

运输信息集成平台报文信息采集方式研究与实现

为实现运输信息集成平台对不同业务领域信息系统的数据整合,解决不同系统间数据交互的难题,设计了运输信息集成平台报文信息采集方式。通过对报文信息采集种类和数据传输方式的研究,提出了基于 Webspere 消息队列(MQ,message Queue)技术和可扩展标记语言(XML,Extensible MarkupLanguage)标准规范的传输方式,制定了报文信息采集的相关规范,利用.Net实现了信息处理模块的相关功能,形成了一套适于铁路数据整合及信息共享的解决方案,对于实现异构系统间的数据整合具有一定的参考意义。