物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下CL2M系統(tǒng)中間件研究與設計.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)、信息通信等技術的不斷發(fā)展，如何利用相關技術和標準，消除產(chǎn)品全生命周期各階段間的信息壁壘，形成產(chǎn)品全生命周期信息流和知識流閉環(huán)管理，從而提升企業(yè)對產(chǎn)品的持續(xù)追蹤水平，改進產(chǎn)品設計和制造能力，并提供創(chuàng)新性產(chǎn)品和服務，已成為亟待解決的問題。閉環(huán)全生命周期管理(CL2M)為解決該問題提供了新的思路和方法。但是，目前CL2M系統(tǒng)還不完善，沒有標準化的中間件規(guī)范，缺乏獨立且通用的CL2M系統(tǒng)中間件，而這些是解決產(chǎn)品全生命周期基礎數(shù)據(jù)服務

2、問題的關鍵。
　　本文在分析CL2M系統(tǒng)中間件特性的基礎上，引入消息隊列遙測傳輸(MQTT)協(xié)議作為CL2M系統(tǒng)中間件標準，通過對CL2M系統(tǒng)中間件相關問題的研究，給出了中間件的具體構建方案，設計并實現(xiàn)了CL2M系統(tǒng)中間件。論文的主要工作內容如下:
　　1、針對CL2M系統(tǒng)中間件標準，通過對PMI(PROMISE Message Interface)和QLM(Quantum Lifecycle Management)標準提議

3、進行解析，找出了其中存在的問題，如缺乏錯誤處理機制、沒有考慮安全和隱私以及不適合資源受限設備等。在此基礎上，將MQTT協(xié)議與PMI和QLM標準提議進行了對比分析，并研究了MQTT協(xié)議擴展問題，如規(guī)范客戶ID表達和消息負載格式，定義指定消息主題緊急因子功能。最后，提出引入MQTT協(xié)議作為CL2M系統(tǒng)中間件標準的設計思想。
　　2、分析了CL2M系統(tǒng)中間件相關問題并提出了解決之策。定義了基于MQTT的中間件模型，并采用基于NIO模式的

4、Netty框架設計，滿足了中間件并發(fā)性指標。通過定義消息緊急因子來區(qū)分消息緊急性，實現(xiàn)中間件緊急消息優(yōu)先路由?；诙嗑S計數(shù)布隆濾波器進行了中間件無效消息過濾算法設計。最后，為了將CL2M代理功能從中間件中解耦，設計了CL2M代理并集成產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集功能。
　　3、在分析CL2M系統(tǒng)中間件相關問題、應用目標要求的基礎上，設計了中間件系統(tǒng)框架、各功能模塊及驅動機制。具體內容包括:各功能模塊處理流程的設計;各功能模塊的編程實現(xiàn);無效消息過