基于CoAP的家庭網絡通信協議的設計與實現
隨著傳感技術與移動互聯網的高速發(fā)展,人們對資源受限的家庭設備間的相互通信提出了更高的要求,數字家庭的發(fā)展受到了廣泛的關注。作為數字家庭的關鍵部分,家庭網絡的標準與技術已經成為國內外研究的熱點。目前世界上多個組織與公司都制定了相應的數字家庭網絡標準,這些標準極大地促進了家庭網絡以及智能家電的發(fā)展與普及。由IETF(Internet Engineering Task Force)主導的CoAP (Constrained Application Protocol)協議為家庭網絡中智能設備間相互通信提供了一種靈活、簡捷、高效的方式,為數字家庭的實現提供了強大的支持。 CoAP是一種應用層的通信協議,可屏蔽家庭設備間連接技術與物理層上的差異,可為上層應用開發(fā)提供了統(tǒng)一的API (Application Programming Interface)。 CoAP協議建立在HTTP (Hypertext transfer protocol)網絡協議與Web技術之上,實現了許多已有的網絡技術規(guī)范。作者著重研究了CoAP協議的基本通信原理,同時對其實現機制進行了深入探討。鑒于目前多數CoAP協議棧多是用C/C++語言實現,因此參照HITACHI的開源CoAP SDK框架的設計思想,作者實現了一套基于Java的CoAP協議棧,簡化了CoAP應用程序的開發(fā)工作。同時,作者還將實現好的CoAP協議棧封裝成Bundle,部署在OSGi框架之上,從而可以動態(tài)的管理協議棧,例如加載,啟動,更新,停止,卸載。目前嵌入式設備的運行處理能力已得到極大的提升,許多智能終端可以輕松運行JVM(Java Virtual Machine),因而本文所設計的協議?傻玫綇V泛的實際應用。 最后作者以本文所實現的CoAP協議棧為基礎,構建了一個醫(yī)療定位監(jiān)控系統(tǒng),實現CoAP的P2P通信。
【學位授予單位】:北京交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:TN915.04;TP311.52
【目錄】:
- 致謝5-6
- 中文摘要6-7
- ABSTRACT7-11
- 1 引言11-15
- 1.1 論文研究背景11-12
- 1.2 論文研究內容12-13
- 1.3 論文主要亮點13-14
- 1.4 論文組織結構14-15
- 2 受限應用協議CoAP的應用背景15-21
- 2.1 家庭網絡15-17
- 2.1.1 家庭網絡概述15-16
- 2.1.2 家庭網絡的概念16
- 2.1.3 家庭網絡的業(yè)務16-17
- 2.2 物聯網17-20
- 2.2.1 物聯網概述18
- 2.2.2 物聯網的架構18-19
- 2.2.3 物聯網的主要技術19-20
- 2.3 本章小結20-21
- 3 受限應用協議CoAP的機制分析21-45
- 3.1 CoAP協議概述21-24
- 3.1.1 超文本傳輸協議HTFP21-23
- 3.1.2 受限應用協議CoAP23-24
- 3.2 CoAP協議特性24-25
- 3.3 CoAP協議模型25-29
- 3.3.1 邏輯模型25-26
- 3.3.2 消息模型26-27
- 3.3.3 交互模型27-29
- 3.4 CoAP消息格式29-32
- 3.4.1 消息格式29-31
- 3.4.2 選項格式31-32
- 3.4.3 選項值格式32
- 3.5 CoAP消息傳輸32-38
- 3.5.1 消息與端點33
- 3.5.2 可靠消息傳輸33-34
- 3.5.3 不可靠消息傳輸34-35
- 3.5.4 消息關聯35
- 3.5.5 消息重傳35-36
- 3.5.6 擁塞控制36
- 3.5.7 消息參數36-38
- 3.6 CoAP請求響應38-43
- 3.6.1 CoAP請求38-39
- 3.6.2 CoAP響應39-41
- 3.6.3 方法碼與狀態(tài)碼41-43
- 3.7 CoAP協議選項43
- 3.8 本章小結43-45
- 4 受限應用協議CoAP的設計實現45-79
- 4.1 開發(fā)環(huán)境45-46
- 4.1.1 Eclipse45
- 4.1.2 Java45-46
- 4.2 設計目標46
- 4.3 CoAP協議的設計與實現46-69
- 4.3.1 消息子棧47-54
- 4.3.2 管道子棧54-60
- 4.3.3 資源子棧60-65
- 4.3.4 接口子棧65-69
- 4.4 CoAP協議的部署69-75
- 4.4.1 OSGI框架介紹69-70
- 4.4.2 OSGI體系結構70-71
- 4.4.3 Bundle生命周期71-72
- 4.4.4 CoAP協議部署72-75
- 4.5 本章小結75-79
- 5 受限應用協議CoAP的應用實例79-91
- 5.1 醫(yī)療定位系統(tǒng)的需求分析79-80
- 5.1.1 系統(tǒng)背景79-80
- 5.1.2 系統(tǒng)意義80
- 5.2 醫(yī)療定位系統(tǒng)的概要設計80-84
- 5.2.1 系統(tǒng)模型81
- 5.2.2 相關技術81-84
- 5.3 醫(yī)療定位系統(tǒng)的詳細設計84-87
- 5.3.1 功能設計84-85
- 5.3.2 硬件環(huán)境85-87
- 5.4 醫(yī)療定位系統(tǒng)的功能展示87-90
- 5.4.1 地圖顯示87-88
- 5.4.2 定位信息88
- 5.4.3 報警信息88-89
- 5.4.4 定時信息89-90
- 5.5 本章小結90-91
- 6 總結與展望91-93
- 6.1 總結91
- 6.2 展望91-93
- 參考文獻93-95
- 作者簡歷95-99
- 學位論文數據集99
【參考文獻】
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本文編號:136811
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