面向城市路灯的高性能物联网监控平台的研究与实现

发布时间：2023-05-19 20:04

　　随着“中国制造2025”的推进和智慧城市的发展建设,物联网技术被推向了一个新的高峰。应对大规模硬件设备的监控,传统的物联网平台存在性能上的不足。由于商业物联网平台有着灵活性受限、价格昂贵等问题,而开源物联网平台目前又有着各式各样的局限性且性能无法得到保证。因此研究实现一个面对大规模设备的物联网监控平台具有重要意义。城市路灯监控是智慧城市建设中的重要部分。面对大规模的城市路灯,如何进行高效稳定的实时监控是本文要研究实现的内容。本文以佛山市顺德长和电气有限公司的路灯设备为硬件基础,设计实现了面向城市路灯的高性能物联网监控平台。基于路灯设备的硬件背景以及大规模设备下的高性能需求,本文完成的主要工作包括:1)根据高性能需求对平台进行分层的架构设计,制定了各层的高性能目标,从高性能角度阐述了各层的设计理由与技术路线。2)针对传统负载均衡算法在大规模城市路灯应用场景下的不足,提出并实现了一种能够根据后端服务器性能状态进行自适应调整的负载均衡算法。3)基于高性能网络框架Netty设计实现了高并发网络通信服务,分析并解决网络通信服务可靠性问题,在性能上对网络通信服务的线程模型进行了优化。4)基于分布式...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要工作
    1.4 论文组织架构
第二章 高性能需求分析与架构设计
    2.1 平台背景需求
        2.1.1 路灯设备硬件背景
        2.1.2 高性能需求
    2.2 总体架构设计
        2.2.1 数据接入平台架构设计
        2.2.2 消息处理平台架构设计
    2.3 本章小结
第三章 数据接入平台的研究与实现
    3.1 负载均衡算法设计与高可用
        3.1.1 现有负载均衡算法分析
        3.1.2 算法设计
        3.1.3 参数选取
        3.1.4 算法实现
        3.1.5 高可用方案实现
    3.2 协议解析层网络通信服务
        3.2.1 Netty高并发分析
        3.2.2 网络通信可靠性
        3.2.3 网络服务的实现
        3.2.4 网络服务性能优化
    3.3 本章小结
第四章 消息处理平台的研究与实现
    4.1 实时计算中心的设计
        4.1.1 组件设计准则
        4.1.2 实时计算中心架构设计
    4.2 实时计算中心的实现
        4.2.1 预处理模块的实现
        4.2.2 基于Windows机制的统计模块
        4.2.3 分析与存储模块的实现
    4.3 基于Kafka的消息转发层
        4.3.1 Kafka分区复制机制分析
        4.3.2 Kafka集群架构的实现
    4.4 本章小结
第五章 性能测试与结果分析
    5.1 测试内容
    5.2 实验环境
    5.3 功能性测试
    5.4 数据接入平台性能测试
        5.4.1 并发性测试
        5.4.2 负载均衡算法对比
        5.4.3 可伸缩性测试
        5.4.4 可用性测试
    5.5 消息处理平台性能测试
        5.5.1 吞吐能力测试
        5.5.2 延迟时间测试
    5.6 测试总结
总结与展望
参考文献
攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3819982