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基于云服务的智能家居系统的研究与设计

作　者: 岳敬华
导　师: 张珣
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 智能家居 云计算 Eucalyptus Hadoop
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 9次
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内容摘要


随着智能家居技术的发展和产品的普及，当前人们所需求的智能化和舒适性却远远不够，主要问题表现在：安装操作复杂、数据瓶颈多、资源利用率低并且实时性差。本文通过研究基于云服务的智能家居体系架构，利用云计算的高可用性、多服务性和低成本等优势，给出了一种远程控制的智能家居方案，达到以最少的资源、最低的成本提供最多的服务的目的。论文首先对智能家居系统和云计算等相关技术进行了深入的研究，通过对智能家居发展中遇到的问题进行调查，分析了云计算的种种优势，在此基础上，将智能家居和云计算的进行对接，说明了如何利用云计算的优势解决智能家居系统的相关问题。其次，详细介绍了云计算的虚拟化等关键技术，研究了云计算平台提供的IaaS、PaaS和SaaS三种不同的服务模式，设计了一种面向智能家居的云服务系统。再次，分析了当前云计算技术应用的主要平台，选择了具有优势的开源Eucalyptus云计算平台作为云服务系统的基础设施平台，通过对Eucalyptus及其CLC、Walrus、CC、SC和NC等组件的研究，实现了基于Eucalyptus的基础云服务系统。然后，根据云服务的架构模式和服务模式，选择了符合智能家居系统的云服务系统，通过系统的搭建、镜像的构架、平台的扩展实现了智能家居云服务系统的各种服务模式。最后，提出了Eucalyptus+Hadoop结合的面向智能家居的云服务系统，并对各个平台进行了研究，对该系统进行了完善。利用Hadoop分布式存储计算平台为云服务系统中的虚拟机扩展了数据的存储，通过对Eucalyptus+Hadoop的开发，为开发人员开发云应用提供了应用程序接口，进而为用户提供云服务。经过对平台的各种实现，最终为智能家居提供了适合可用的云服务系统，通过将智能家居系统部署到云服务系统的各个虚拟机上，为用户提供了IaaS、PaaS和SaaS服务，不仅解决了家居内部繁杂的安装操作，大数据存储的和高速处理能力的要求；还提高了系统资源的利用率，远程控制的实时性和准确率；此外，由于云服务系统是采用廉价的硬件平台组建的，大大降低了智能家居的成本，而且云服务系统的可扩展性为以后的研究带来了便利。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 论文研究背景和意义  11-13
  1.2 智能家居研究现状及发展趋势  13-15
    1.2.1 国际智能家居发展现状  13-14
    1.2.2 国内智能家居发展现状  14-15
  1.3 云计算的研究现状和发展趋势  15-17
    1.3.1 国际云计算发展现状  15-16
    1.3.2 国内云计算发展现状  16-17
  1.4 论文研究的主要内容  17
  1.5 论文的组织结构  17-19
第二章 智能家居云服务系统的研究  19-29
  2.1 系统家庭内部的研究  19-20
  2.2 智能家居系统云计算的引入  20-22
  2.3 云计算  22-24
    2.3.1 云计算的部署形式  22-23
    2.3.2 云架构及其服务模式  23-24
  2.4 云计算的关键技术  24-28
    2.4.1 虚拟化技术  24-26
    2.4.2 Hadoop 技术  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章 智能家居云服务系统的设计  29-37
  3.1 云服务系统总体设计  29-31
  3.2 云服务系统组成介绍  31-34
    3.2.1 Eucalyptus 云计算平台  31-33
    3.2.2 Hadoop 分布式计算平台  33-34
  3.3 云服务系统总体架构  34-36
    3.3.1 系统搭建准备  34-35
    3.3.2 系统总体架构  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 基础云服务系统实现过程  37-49
  4.1 基础设施云平台架构实现过程  37-40
    4.1.1 Eucalyptus 基础设施云平台架构  37-38
    4.1.2 获取证书  38-40
  4.2 镜像的构建  40-44
    4.2.1 制作 Linux 系统的镜像模板  40-42
    4.2.2 制作 Windows 系统的镜像模板  42-44
  4.3 镜像的部署和启动  44-48
    4.3.1 Euca2ools 中间件  44-45
    4.3.2 上传镜像模板  45-46
    4.3.3 启动虚拟机  46-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章 面向智能家居的云服务系统实现过程  49-59
  5.1 Hadoop 作为数据库服务器的架构实现  49-50
  5.2 智能家居云服务系统实现过程  50-52
    5.2.1 文件分布式存储的的流程  51
    5.2.2 存储与计算整合  51-52
  5.3 管理节点服务器程序设计与实现  52-54
    5.3.1 管理节点服务器程序主函数  52-53
    5.3.2 各个线程函数的设计实现  53-54
  5.4 子节点服务器的设计与实现  54-56
    5.4.1 子节点服务器主程序  54-55
    5.4.2 各个线程函数设计实现  55-56
  5.5 客户端 API 的设计和实现  56-58
    5.5.1 客户端文件的存储  56-58
    5.5.2 客户端启动子节点的计算  58
  5.6 本章小结  58-59
第六章 云服务的智能家居系统  59-69
  6.1 智能家居系统  59-60
  6.2 智能家居系统部署到云服务系统  60-61
  6.3 访问云服务的智能家居系统  61-68
  6.4 本章小结  68-69
第七章 总结与展望  69-71
  7.1 论文总结  69
  7.2 后续展望  69-71
致谢  71-72
参考文献  72-75
作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目  75

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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