基于物联网技术的安全智能无线船闸控制设计与实现
发布时间：2023-06-03 14:08
随着“一带一路、交通强国”等国家战略的实施和推进,国务院2011年发布《关于加快长江等内河水运发展的意见》,这标志着发展水运上升为国家战略。由于基础设施发展滞后、信息化体系不完备等原因,船闸等水运关键节点的调度与控制的协调性已成为水运发展的短板。由于船闸运行过程中存在着远程控制指令与现地设备运行状态不协调等原因,实际操作仍需人工巡查现场辅助干涉船闸启闭,因而值班操作人员除需要在机房进行控制操作外,同时仍需要进行室外巡查。设计、开发和应用智能无线船闸控制系统,保障船舶安全、快捷的通过船闸,支撑船闸稳定运行,提升船闸运行的可靠性与协调性,已经成为未来船闸控制发展的必然。本文的主要研究工作包括:1、深入分析船闸的控制类型、控制层次、运行异常原因和船闸运行的有线、无线控制网络架构,进而基于物联网技术,建立面向船闸的无线控制网络安全体系结构,实现船闸的便捷、安全控制。2、基于物联网技术开展了无线船闸控制系统的框架设计,为实现无线船闸控制系统,开展了无线船闸控制系统的关键技术研究,包括有线控制系统功能的无线调用、无线控制网络的拓扑、无线通信模块的软硬件设计以及无线操作系统的软件开发。3、以保障船闸...
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 物联网技术研究现状
1.2.2 船闸控制系统研究现状
1.2.3 无线通信技术研究现状
1.2.4 智能控制技术研究现状
1.3 研究内容和安排
1.3.1 研究内容和意义
1.3.2 论文组织结构
第二章 船舶过闸与船闸控制
2.1 引言
2.1.1 船闸的结构
2.1.2 船闸的运行
2.2 船闸控制类型与层次
2.2.1 船闸控制类型
2.2.2 船闸控制层次
2.3 船舶过闸与运行异常
2.3.1 船舶过闸流程
2.3.2 船闸运行异常状况分析
2.3.3 应对船闸运行异常状况的难点分析
2.4 船闸运行控制与网络
2.4.1 船闸运行控制
2.4.2 船闸控制的有线网络
2.4.3 船闸控制的无线网络
2.5 本章小结
第三章 无线船闸控制系统设计
3.1 引言
3.2 系统架构
3.2.1 逻辑架构
3.2.2 总体架构
3.2.3 技术架构
3.3 系统功能架构
3.3.1 总体功能
3.3.2 船闸运行控制功能
3.3.3 照明控制功能
3.3.4 监控视频调用功能
3.4 本章小结
第四章 无线控制系统关键技术
4.1 引言
4.2 现有控制系统的传输分析
4.3 无线控制网络设计
4.3.1 拓扑结构
4.3.2 无线虚拟组网
4.4 无线通信模块硬件设计
4.4.1 硬件架构
4.4.2 主控芯片性能分析
4.4.3 主控单元设计
4.4.4 无线通信电路设计
4.4.5 通信程序调试
4.5 无线控制软件设计
4.5.1 软件架构
4.5.2 软件系统的功能组成及实现
4.5.3 无线操作软件的开发环境
4.5.4 船闸运行控制功能模块开发
4.5.5 监控视频调用功能模块开发
4.6 本章小结
第五章 无线控制系统的信息安全
5.1 引言
5.2 无线船闸控制安全技术分析
5.2.1 入侵检测在船闸控制系统的应用
5.2.2 网络攻击的预防和控制
5.3 无线控制安全网络体系
5.4 船闸控制系统的网络攻击点分析
5.5 无线网络的数据加密算法
5.5.1 加密算法的选择
5.5.2 AES加密算法原理
5.5.3 AES密钥扩展算法改进
5.6 算法安全性分析
5.6.1 抗差分攻击分析
5.6.2 抗线性攻击分析
5.6.3 抗穷举攻击分析
5.6.4 2.4.4AES对称性攻击分析
5.7 无线控制系统的访问控制
5.7.1 MAC地址绑定认证
5.7.2 MAC地址绑定认证方式的优缺点分析
5.8 认证方式分析
5.9 无线控制系统的动态访问
5.9.1 动态安全认证
5.9.2 动态认证工作流程
5.10 本章小结
第六章 阜宁船闸的智能无线船闸控制系统应用
6.1 阜宁船闸的智能无线船闸控制系统研究背景
6.2 控制需求分析
6.3 阜宁船闸的无线船闸控制系统开发
6.3.1 系统架构
6.3.2 无线通信模块开发环境
6.3.3 手机APP开发环境
6.3.4 软件开发环境
6.4 阜宁船闸的无线船闸控制系统信息安全
6.4.1 加密算法的接入
6.4.2 移动终端的无线网络接入认证
6.5 阜宁船闸的无线船闸控制系统应用
6.5.1 无线通信模块的测试
6.5.2 无线操作软件的实测
6.5.3 实地测试与结果
6.6 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
本文编号：3829481
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 物联网技术研究现状
1.2.2 船闸控制系统研究现状
1.2.3 无线通信技术研究现状
1.2.4 智能控制技术研究现状
1.3 研究内容和安排
1.3.1 研究内容和意义
1.3.2 论文组织结构
第二章 船舶过闸与船闸控制
2.1 引言
2.1.1 船闸的结构
2.1.2 船闸的运行
2.2 船闸控制类型与层次
2.2.1 船闸控制类型
2.2.2 船闸控制层次
2.3 船舶过闸与运行异常
2.3.1 船舶过闸流程
2.3.2 船闸运行异常状况分析
2.3.3 应对船闸运行异常状况的难点分析
2.4 船闸运行控制与网络
2.4.1 船闸运行控制
2.4.2 船闸控制的有线网络
2.4.3 船闸控制的无线网络
2.5 本章小结
第三章 无线船闸控制系统设计
3.1 引言
3.2 系统架构
3.2.1 逻辑架构
3.2.2 总体架构
3.2.3 技术架构
3.3 系统功能架构
3.3.1 总体功能
3.3.2 船闸运行控制功能
3.3.3 照明控制功能
3.3.4 监控视频调用功能
3.4 本章小结
第四章 无线控制系统关键技术
4.1 引言
4.2 现有控制系统的传输分析
4.3 无线控制网络设计
4.3.1 拓扑结构
4.3.2 无线虚拟组网
4.4 无线通信模块硬件设计
4.4.1 硬件架构
4.4.2 主控芯片性能分析
4.4.3 主控单元设计
4.4.4 无线通信电路设计
4.4.5 通信程序调试
4.5 无线控制软件设计
4.5.1 软件架构
4.5.2 软件系统的功能组成及实现
4.5.3 无线操作软件的开发环境
4.5.4 船闸运行控制功能模块开发
4.5.5 监控视频调用功能模块开发
4.6 本章小结
第五章 无线控制系统的信息安全
5.1 引言
5.2 无线船闸控制安全技术分析
5.2.1 入侵检测在船闸控制系统的应用
5.2.2 网络攻击的预防和控制
5.3 无线控制安全网络体系
5.4 船闸控制系统的网络攻击点分析
5.5 无线网络的数据加密算法
5.5.1 加密算法的选择
5.5.2 AES加密算法原理
5.5.3 AES密钥扩展算法改进
5.6 算法安全性分析
5.6.1 抗差分攻击分析
5.6.2 抗线性攻击分析
5.6.3 抗穷举攻击分析
5.6.4 2.4.4AES对称性攻击分析
5.7 无线控制系统的访问控制
5.7.1 MAC地址绑定认证
5.7.2 MAC地址绑定认证方式的优缺点分析
5.8 认证方式分析
5.9 无线控制系统的动态访问
5.9.1 动态安全认证
5.9.2 动态认证工作流程
5.10 本章小结
第六章 阜宁船闸的智能无线船闸控制系统应用
6.1 阜宁船闸的智能无线船闸控制系统研究背景
6.2 控制需求分析
6.3 阜宁船闸的无线船闸控制系统开发
6.3.1 系统架构
6.3.2 无线通信模块开发环境
6.3.3 手机APP开发环境
6.3.4 软件开发环境
6.4 阜宁船闸的无线船闸控制系统信息安全
6.4.1 加密算法的接入
6.4.2 移动终端的无线网络接入认证
6.5 阜宁船闸的无线船闸控制系统应用
6.5.1 无线通信模块的测试
6.5.2 无线操作软件的实测
6.5.3 实地测试与结果
6.6 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
本文编号：3829481
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