面向智能家居的NDN设备直连通信技术研究与实现

作     者：张芝宏 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张大方;曾彬

授予年度：2020年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 13[艺术学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 081001[工学-通信与信息系统] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：智能家居 NDN 直连通信 BLE 

摘      要：随着人们生活水平的不断提高,智能家居正逐步普及,通过互联互通各种智能设备而构建的智能家居物联网系统,能够为人们的日常生活提供更加便捷和个性化的服务。鉴于当前智能家居发展现状,仍有许多问题和挑战亟需解决。首先是对网络的移动性和动态性增强,其次是对网络安全性需求提升,最后是对本地化通信需求提升。然而,传统的TCP/IP网络架构已经难以适应当前智能家居的发展需求,于是命名数据网络（NDN,Named Data Networking）作为一种新型的未来互联网架构,由于其架构的先进行和独特性,已成为研究未来互联网的热点。因此研究面向智能家居的NDN设备直连通信技术研究与实现具有重要的理论意义和应用价值。论文对以NDN为核心实现基于安全的直连通信的智能家居应用进行实践探索,主要工作内容如下:（1）设计并实现一种基于NDN网络的可插拔设备的远程控制方法。利用NDN协议库和转发引擎,在网络层实现安全的设备直连通信,用户可通过手机远程操作无联网功能的可插拔设备,该方案具有一般可行性,如需要更换为其它与本文相似的可插拔设备,只需小范围更改即可完成修改。（2）设计并实现一种基于BLE协议的NDN网络设备直连通信方法。利用基于面向物联网场景的轻量级NDN协议库,底层采用BLE协议,把BLE协议与NDN协议结合,开发设备远程控制应用,实现更为复杂的安全保障和设备直连通信。（3）在树莓派、nRF52840蓝牙开发板和Android手机上进行实际效果的实现,并验证了方法的有效性。