车载空气净化控制及管理系统关键技术的研究和实现

发布时间：2017-07-17 03:07

  本文关键词：车载空气净化控制及管理系统关键技术的研究和实现

  更多相关文章： 智能净化 BLE4.0小包传输 单向SSL认证 多目标优化 加盐哈希

【摘要】：车内空气质量受车外当前严峻的大气环境以及车内装饰污染的双重夹击,变得较为严峻并直接危害人们身体健康。然而,市场上车载空气净化产品良莠不齐,净化效果更是看不见、摸不着,缺乏直观可视化的感知和体验。因此在确保产品提供高效的空气净化能力之余,如何在软件和算法层面,为其保障更好的交互体验以及节能和静音设计,日渐成为车载净化亟待研究的核心问题。本文针对车载空气净化器控制及管理系统的可靠性传输、优化控制和网络安全等关键技术相关问题进行深入研究,提出相应的解决方案和核心算法,并在净化器、手机终端和云服务器整套系统上设计实现。本文的重点研究内容如下:1.为实现车载空气净化器与手机终端的可靠通信,本文提出并实现基于BLE4.0协议栈应用层的三层协议大包传输设计方案:在应用层将大包传输转化为小包传输;在中间层制定传输控制的超时重传和多级缓机制,保证数据传输可靠性和传输效率;在底层,利用BLE4.0实现无线虚拟串口服务,实现对数据的字节流收发。2.由于净化器的计算能力不足,无法实现复杂的优化控制算法。本文提出由净化器采集信息和执行决策、手机进行优化控制的计算架构,并建立基于污染物浓度衰减速率、功率、噪声的多目标优化模型的PID控制系统,实现净化器出风量的动态持续调节,最优化用户体验和最大化能源利用率。3.为实现车载净化器的云端数据管理,必须保障网络数据交互安全性,避免中间人和彩虹表攻击,本文设计基于Https的单向SSL安全认证以及哈希加盐算法的授权认证技术,保证用户信息和授权认证安全。经本文设计的系统测试验证表明,本文提出的方法实现了空气净化器的安全可靠管理及优化控制,有效提升用户体验,具有重要实用价值。
【关键词】：智能净化 BLE4.0小包传输 单向SSL认证 多目标优化 加盐哈希
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.8;TP311.52
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 背景11-14
• 1.1.1 车内空气污染危害身体健康11-12
• 1.1.2 国内车载空气净化器产业发展滞后但势头强劲12-13
• 1.1.3 智能化和互联网化是车载空气净化的发展趋势13-14
• 1.2 国内外研究现状14-19
• 1.2.1 智能净化研究现状14
• 1.2.2 短距离无线通信技术研究和应用现状14-17
• 1.2.3 Web服务器框架研究现状17-18
• 1.2.4 网络数据安全交互方案18-19
• 1.3 本文研究内容19-20
• 1.4 本文组织架构20-22
• 第二章 系统关键技术解决方案研究和设计22-55
• 2.1 技术方案选型22-23
• 2.1.1 短距离通信方案22
• 2.1.2 智能净化解决方案22-23
• 2.1.3 网络安全交互技术方案23
• 2.2 基于BLE4.0 的传输控制层的差错控制机制23-33
• 2.2.1 BLE4.0 基本原理和方案选型23-25
• 2.2.2 蓝牙通信的分层设计和差错控制机制25-31
• 2.2.3 代码设计和实现31-33
• 2.3 基于多目标优化的PID智能净化算法设计和实验验证33-48
• 2.3.1 空气净化器结构和控制系统概要33-34
• 2.3.2 智能净化关键术语和基础理论研究34-35
• 2.3.3 实验环境数据采集和处理35-39
• 2.3.4 模型建立和算法设计39-42
• 2.3.5 智能净化模型求解和实验检验42-48
• 2.4 基于Https和加盐哈希算法的网络安全交互方案48-53
• 2.4.1 基于Https的安全传输48-51
• 2.4.2 基于加盐Hash算法的授权校验技术51-53
• 2.5 小结53-55
• 第三章 车载空气净化控制及管理系统整体设计55-65
• 3.1 系统功能需求分析55-57
• 3.1.1 空气质量实时监测和更新55-56
• 3.1.2 对空气净化器的智能控制56
• 3.1.3 针对车主用户的数据分析和个性化推送服务56
• 3.1.4 对空气净化器的固件OTA更新56-57
• 3.2 系统技术架构设计57-64
• 3.2.1 系统基本业务逻辑交互流程57-58
• 3.2.2 Android终端软件设计58
• 3.2.3 Android UI设计和基于MVP模式的界面逻辑分离58-60
• 3.2.4 Http/Https网络层和通信协议设计60-63
• 3.2.5 Go WebServer设计63-64
• 3.3 小结64-65
• 第四章 系统测试65-78
• 4.1 测试环境部署65-66
• 4.2 系统功能测试66-69
• 4.2.1 蓝牙通信功能测试66-68
• 4.2.2 Android UI和交互功能测试68-69
• 4.3 系统性能测试69-77
• 4.3.1 利用Monkey做对APP做稳定性测试69-71
• 4.3.2 蓝牙通信协议的传输性能测试71-72
• 4.3.3 系统安全性测试72-75
• 4.3.4 Go WebServer服务器性能测试75-77
• 4.4 小结77-78
• 总结与展望78-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果84-85
• 致谢85-87
• 附件87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 李一诺,陶冶,王P,杜鸿基;车载型纳米光催化空气净化器的研制[J];节能与环保;2005年06期

2 付韬;马春光;李迎涛;刘东亮;;基于开放平台的OAuth认证授权技术研究[J];保密科学技术;2012年09期

3 魏兴国;;HTTP和HTTPS协议安全性分析[J];程序员;2007年07期

4 吴宏鑫,沈少萍;PID控制的应用与理论依据[J];控制工程;2003年01期

5 刘颖超,张纪元;梯度下降法[J];南京理工大学学报(自然科学版);1993年02期

6 汤海娟;张志华;;空气滤清器降噪性能和流场特性的分析与优化[J];农业装备与车辆工程;2012年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 姚玉玺;基于遗传算法的校园空调节能方法研究[D];杭州电子科技大学;2014年

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本文编号：551684