基于Node.js的万向节制造物联网系统

摘要

随着传感器、无线通信以及传感网络等技术的快速发展，物联网技术在工业制造领域的应用得到了广泛的关注。万向节是汽车驱动系统的关节部件，其生产制造过程工序繁多、生产管理系统复杂且庞大；由于一般的制造企业对于生产过程中的实时状态，以及企业产品生产周期等信息的监控能力比较弱，这就造成了企业的生产管理系统与实时生产信息的更新之间存在着断层；原有的企业信息系统各部分独立开发，系统间较为独立，缺乏顶层设计，造成各部分的资源共享不足。针对以上问题，本文将物联网技术引入到万向节的生产制造过程中，设计与实现了万向节制造物联网系统，本文的研究成果不仅有助于解决万向节制造企业管理与控制的断层，而且有利于优化企业的生产决策。本文的主要工作和取得的成果如下：
　　（1）查阅相关文献，分析了系统的研究背景及意义，阐述了物联网系统在国内外的研究现状，并对相关领域的知识进行研究。
　　（2）结合万向节制造工艺流程以及相关的业务流程，分析了系统需求，设计了万向节制造物联网系统架构。
　　（3）设计了系统的感知层，实现了对异构传感器节点数据的收集，并将数据通过传感器网关进行处理和转发，保证了底层数据能够安全、高效地上传到服务平台层。
　　（4）设计并实现了系统的服务平台层，系统开发基于Node.js平台，应用快速、高效的Express服务端开发框架，通过统一风格的REST(表述性状态传递)接口来屏蔽服务平台接口异构的问题，从而保证了系统的低耦合和高扩展性。接着阐述了系统的数据持久化的过程，并最终实现了实时生产信息与生产管理的连接。
　　（5）对系统的功能和性能进行了简要的测试，结果证明本文研究的系统是符合需求且高效、可靠的。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外的研究现状及趋势

1.3 论文主要内容及章节安排

第2章 万向节制造物联网系统总体设计

2.1 万向节生产工业及业务流程

2.2 万向节制造系统需求分析

2.3 系统总体框架设计

2.4 系统相关知识研究

2.5 本章小结

第3章 感知层及数据传输层的设计与实现

3.1 无线传感网络在制造车间的适用性分析

3.2 系统感知层的实现

3.3 传感器网关的实现

3.4 本章小结

第4章 系统服务平台层的设计与实现

4.1 服务平台系统实现框架

4.2 物联网系统的统一接口设计与实现

4.3 数据持久化的实现

4.4 本章小结

第5章 系统测试

5.1 系统性能测试

5.2 系统功能测试

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 研究工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果