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异构工业安防网关硬件平台的设计与实现的开题报告
一、选题背景
工业物联网(IIoT)技术的快速发展，已经逐渐的走入了我们的日常生活及各个工业领域中。其中，工业安防是异常重要的一部分，它们主要在交通、工业、医疗、商业、民用等各个领域都起到了非常重要的作用。而当我们在进行工业安防应用的开发时，需要考虑到的问题就变得复杂了起来。其中之一，就是如何保证工业安防的安全性和可靠性。为此，我们需要设计与实现较为完备的工业安全防护措施。而异构工业安防网关硬件平台就是用来满足这一需求的。
二、选题意义
目前市场上的工业安防展示了强烈的发展需求。工业安防的一些应用领域不断拓展，以满足市场需求。为了保证整个系统的可靠性和安全性，我们需要全面考虑系统的设计，包括硬件平台，嵌入式软件，网络通信安全等各个方面。异构工业安防网关硬件平台的设计与实现，正是要适应新的工业安防领域所带来的挑战。同时，采用此平台的应用程序将具有更好的安全性及可靠性。因此，本文的选题意义在于为团队提供一个全新的开发技术平台，利用先进的技术手段满足工业安防系统不断更新的需求。
三、研究目的
基于嵌入式系统技术、网络通信技术、硬件电路设计技术等多项技术，我们将打造一个高度集成的异构工业安防网关硬件平台。该平台主要具有以下三个目的：
（1）提高安全性：通过硬件平台的设计，使得系统更加安全，降低系统被攻击的几率。
（2）提高可靠性：针对工业环境的特殊要求，提高系统的可靠性，减少系统的死机、崩溃等问题。
（3）提高集成性：综合利用硬件电路设计技术、网络通信技术、嵌入式系统技术等各个领域，打造高度集成的异构工业安防网关硬件平台。
四、研究内容和方法
异构工业安防网关硬件平台主要由以下几个部分组成：
（1）硬件电路设计部分：选用高可靠性的硬件电路设计方案，确保工业安防网关硬件平台的高度集成性和稳定性；
（2）嵌入式软件设计部分：采用嵌入式系统技术，进行软件设计，实现系统的高度集成化、可靠性和安全性；
（3）网络通信设计部分：利用网络通信技术实现异构工业安防网关与其他主机之间的通讯功能，实现远程的控制和监测。
本研究采用以下方法，达到上述目的：
（1）通过科学的实验方法，进行硬件电路设计部分硬件元器件的选择和电路设计。
（2）采用C语言等嵌入式语言进行软件设计，实现系统的高度集成化、可靠性和安全性。
（3）采用网络通信技术实现异构工业安防网关与其他主机之间的通讯功能，实现远程的控制和监测。
五、预期成果
（1）完成异构工业安防网关硬件平台的设计与实现。
（2）提高工业安防系统的安全性和可靠性。
（3）利用该硬件平台开发应用程序，解决实际工业安防应用中的问题。
六、研究计划
本项目的计划将分为以下五个步骤：
（1）熟悉嵌入式系统技术：包括嵌入式系统的基础和原理、嵌入式系统编程等。
（2）熟悉网络通信协议：包括TCP/IP协议、MQTT协议等。
（3）研究硬件电路设计方案：通过实验分析、模拟设计等方法，选择符合工业安防网关硬件平台设计的硬件电路方案。
（4）实现异构工业安防网关硬件平台：采用硬件电路设计方案，结合嵌入式系统和网络通信协议，实现异构工业安防网关硬件平台。
（5）测试与应用：进行实际测试以及应用开发，获得可用的数据和应用程序。
七、参考文献
1.异构工业安防网关系统设计与实现[J].中国电子科技大学学报,2019,48(6):1090-1093.
2.采用嵌入式系统技术的安防监控系统设计与实现[J].黑龙江工程学院学报,2019,16(2):188-191.
3.工业物联网的安全技术研究[J].机器人技术与应用,2019,6(1):28-31.