单位代码：10293 密级：公开专业学位硕士论文论文题目：物联网传感器数据处理平台的设计与实现Design and Realization of the Platform for Sensor Data Processing on Internet of ThingsThesis Submitted to Nanjing University of Posts andTelecommunications for the Degree ofMaster of EngineeringByGeDanSupervisor: Prof. Chen Liu, Associate Prof.Hao YangMarch 2016南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。
研究生签名：_____________ 日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。
本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。
论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。
涉密学位论文在解密后适用本授权书。
研究生签名：____________ 导师签名：____________ 日期：_____________摘要随着物联网技术的发展，各行各业开始利用物联网设备构建物联网行业服务平台以实现各类信息的智能化操作。
但由于行业间的物联网服务平台兼容性较低，很多平台间的重复化建设造成了资源的浪费。
另一方面，对于一些小微型企业和个人创业者来说，其资金、时间以及技术不一定能够支持他们去独立研发一个专门的行业物联网平台。
因此，物联网服务平台应该提高其在通用性、易开发、低成本以及个性化服务等方面的性能。
针对现有的问题，本文对面向多行业的物联网传感器数据处理平台进行了设计和实现，旨在通过对物联网设备进行统一管理和配置实现传感器采集数据的监测及分析功能。
在常见物联网平台服务的基础上，本文提出一种基于XML语言的可配置通信协议，以提高平台的个性化服务特性。
因此，本文的主要工作如下：（1）提出物联网传感器数据处理平台的总体设计框架，阐述了利用SSH与MINA集成式构建平台的优势。
将平台分为Web管理平台和数据通信系统两大部分，通过将两者的业务层集成为一体与数据库进行交互。
Web管理平台提供可配置通信协议定制服务、设备信息、个人信息、公告信息管理服务以及数据采集信息监测分析服务等功能。
传感器数据通信服务系统负责将采集的数据解析后供Web管理平台查询调用。
（2）采用SSH技术构建Web管理平台。
将Web管理平台按照其提供的服务分为5大模块。
从MVC层次化的角度，设计实现了各层模块的通用功能，进而对5个模块进行了详细分析与设计，重点阐述了可配置通信协议的设计与实现。
同时，在SSH框架中加入对HTTP 协议的支持，以实现各种支持HTTP协议的设备终端与物联网平台的通信。
（3）采用MINA技术构建传感器数据通信服务系统。
对终端与服务平台之间的TCP/IP 通信进行支持，重点阐述了二进制传感器数据的通信过程以及基于可配置通信协议的数据解析方法。
（4）使用传感器数据异步处理的方法对整个平台的通信性能进行优化，并在此基础上验证了物联网传感器数据处理平台的功能特性。
本文设计的物联网传感器数据处理平台，可以满足多种类型的传感器数据进行通信，并能够实现用户管理、设备管理、通信协议定制、传感器数据监测、分析的功能，具有一定的实用性。
关键词: 物联网平台，MINA ，SSH ，可配置，异步处理AbstractWith the development of IoT technology, all walks of life begin to use IoT technology to realize the intelligent operation of various types of information. But because of the low compatibility between different IoT platforms, a lot of unnecessary duplication may be resulted in a great waste of human and financial resources. On the other hand, for some small and micro enterprises and individual entrepreneurs with less funding, time or technology, may not be able to develop a professional IoT service platform.To addres above problems, an IoT platform is fully researched in this thesis, aiming for a unified management and configuration to achieve real-time monitoring and analysis of sensor data collection. At the same time, in order to improve the personalized service on the platform, we implement an XML language based configuration mechanism to customize the communication according to different protocols. Therefore, the main work is as follows:(1) Proposing clarifying the adavatage to integrate SSH framework with MINA server for buiding the platform. The IoT platform is divided into two major parts:web management system and data communication system,integtating the service layer to interact with the database . Through the Web management system, the user can customize communication protocols, manage device information, view the analysis of collected data, modify personal information, and publish news bulletin. Meanwhile, sensor data communication system is responsible for parsing and persisting data for Web query calls.(2) Using SSH technology to build Web management system. The Web management system is divided into five modules. A common module is achieved and designed from the perspective of MVC hierarchical. Then the five modules are detaily designed to satisfy the configuration of communication in this part. Meanwhile, the support of HTTP request is desgined in web server, in order to communicate with the device which can transfer data with HTTP protocol.(3) Using MINA technology to build sensor data communications systems. Data communication system is designed to communicate via TCP / IP protocol, focusing on the communication processing and analysis of binary sensor data as the configured communication protocol.(4) Using the asynchronous processing method of sensor data to optimizae the performance of the communication system. And the functional characteristics of the sensor data processing IoT platform is verified based on this.The IoT platform can fulfil requirements of various types of sensor data communication. And it has the ability to implement user management, device management, custom communication protocols, sensor data monitoring and analysis capabilities, with some versatility.Key words: IoT platform, MINA, SSH, Configurable, Asynchronous processing目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 实际应用 (2)1.2.2 理论研究 (4)1.3 研究内容及意义 (4)1.3.1 研究内容 (4)1.3.2 研究意义 (6)1.4 论文结构安排 (6)1.5 本章小结 (7)第二章物联网平台总体设计及相关技术 (8)2.1 物联网传感器数据处理平台总体设计 (8)2.1.1 平台的总体需求分析 (8)2.1.2 平台的总体功能及框架设计 (9)2.1.3 平台的总体技术架构 (11)2.2 物联网传感器数据处理平台相关技术 (13)2.2.1 Maven (13)2.2.2 SSH (13)2.2.3 MINA (14)2.2.4 XStream (15)2.3 本章小节 (16)第三章针对通信协议配置功能的Web管理平台设计与实现 (17)3.1 Web管理平台总体设计 (17)3.1.1 Web管理平台需求分析 (17)3.1.2 Web管理平台总体框架 (18)3.2 Web管理平台通用模块的设计与实现 (19)3.2.1 通用模块的设计 (19)3.2.2 通用模块的配置及实现 (23)3.3 用户信息模块的设计与实现 (26)3.4 消息公告模块的设计与实现 (27)3.5 可配置通信协议模块的设计与实现 (28)3.5.1 可配置通信协议的设计 (29)3.5.2 可配置通信协议定制的实现 (30)3.6 设备管理模块的设计与实现 (34)3.6.1 设备管理模块的设计 (34)3.6.2 设备管理模块的实现 (35)3.7 数据监控分析模块的设计与实现 (36)3.8 本章小结 (37)第四章基于定制协议的数据通信服务设计与实现 (38)4.1 基于定制协议的数据通信服务设计 (38)4.1.1 传感器数据通信系统需求分析 (38)4.1.2 传感器数据通信系统的总体框架 (39)4.2 基于定制协议的数据通信服务实现 (41)4.2.1 基于定制协议的数据解析模块 (41)4.2.2 下位机注册模块的设计与实现 (44)4.2.3 传感器数据上报模块设计及实现 (45)4.2.4 主动查询模块设计与实现 (45)4.2.5 警报模块设计与实现 (46)4.3 基于HTTP协议的数据通信服务设计与实现 (47)4.3.1 基于HTTP协议数据通信服务模块的设计 (47)4.3.2 基于HTTP协议的数据通信服务模块实现 (48)4.4 本章小结 (49)第五章基于异步数据处理的通信服务性能优化 (50)5.1 传感器数据异步处理需求分析 (50)5.2 传感器数据异步处理方法实现 (52)5.3 基于异步数据处理的物联网平台测试 (52)5.3.1 开发与运行环境 (52)5.3.2 基于异步数据处理物联网平台功能测试 (53)5.3.3 基于异步数据处理的物联网平台通信服务性能测试 (57)5.4 本章小结 (58)第六章总结与展望 (59)参考文献 (61)附录1 攻读硕士学位期间参加的科研项目 (63)致谢 (64)第一章绪论1.1研究背景物联网（IoT，The Internet of Things）是于2005年由国际电信联盟（ITU）正式提出[1-2]。