基于P2P的物联网信息发现服务的研究

基于P2P的物联网信息发现服务的研究

论文摘要

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。通俗地讲,物联网就是一个“物物相连的互联网”,它是在互联网的基础上,引入射频识别技术(RFID Radio Frequency Identification),并将用户端延伸到任何物体与物体之间的新型网络。物联网的最终目标就是把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。因此,物联网也需要一个类似互联网中DNS的寻址系统,用于实现物联网中物品的识别、定位、信息查询和信息交互等功能。这就是物联网中的信息发现服务,目前各大国际组织都在积极研究该项服务,但是并没有特别成熟的全球统一标准。本文从物联网中物品的编码和信息存储入手,分析了物联网寻址的独特性,找出了物联网寻址与互联网寻址的不同之处。在对现有物联网信息发现机制的详细分析的基础上,指出现有机制存在延迟大、根服务器查询瓶颈、查全率低、不能实现动态查询等问题。然后,本文借鉴了BRIDGE项目提出的请求传播模式的发现服务,提出了基于半分布式P2P网络的物联网信息发现机制,并在该机制中运用Chord算法实现超级节点层的路由选择。该机制的主要创新点有:(1)该机制采用半分布式的P2P结构,实现信息的分布式存储,从而达到网络节点的均衡负载;(2)基于Chord算法的超级节点层实现了路由信息的快速转发,提高了查询效率;(3)超级节点的映射表中直接实现物品编码到服务器IP地址的映射,简化了物品信息发现机制的流程;(4)实现了物品的动态查找,保证了较高的查全率。本文最后运用网络仿真工具NS2对基于P2P网络的发现服务进行仿真,验证了超级节点层路由的正确性,并与原有的C/S模式的发现服务进行对比,从网络吞吐量、网络时延两个方面说明了本文提出的发现机制的优越性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景和现状
  • 1.1.1 EPC物联网
  • 1.1.2 EPCglobal网络
  • 1.1.3 对象名解析系统
  • 1.2 研究意义和目标
  • 1.3 本文研究方法及组织结构
  • 2 物联网信息发现服务系统特性研究
  • 2.1 物联网中的物品编码
  • 2.1.1 EPC编码
  • 2.1.2 ucode编码
  • 2.1.3 CPC编码
  • 2.1.4 mRFID Code编码
  • 2.2 物联网中信息存储的特性
  • 2.3 本章小结
  • 3 基于DNS的ONS系统
  • 3.1 互联网中的寻址模型—DNS系统
  • 3.1.1 DNS组件及一般功能
  • 3.1.2 DNS工作原理
  • 3.2 ONS系统
  • 3.2.1 ONS系统的组成
  • 3.2.2 ONS的工作原理
  • 3.3 ONS系统的缺陷
  • 4 基于P2P的物联网信息发现机制
  • 4.1 P2P网络的分类
  • 4.1.1 集中式P2P网络
  • 4.1.2 全分布式非结构化P2P网络
  • 4.1.3 全分布式结构化P2P网络
  • 4.1.4 半分布式P2P网络
  • 4.1.5 性能分析
  • 4.2 基于P2P技术的物联网信息发现服务
  • 4.2.1 基于P2P的编码解析网络结构
  • 4.2.2 数据信息的存储
  • 4.2.3 信息查询流程
  • 4.2.4 超级节点的选取
  • 4.2.5 具体工作过程
  • 4.3 本章小结
  • 5 基于P2P的信息发现机制的性能分析和模拟实验
  • 5.1 性能指标分析
  • 5.2 模拟实验和实验结果
  • 5.2.1 NS2介绍
  • 5.2.2 仿真实验结果与分析
  • 6 全文工作总结和展望
  • 6.1 本文工作总结
  • 6.2 下一步研究方向
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历、在学期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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