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1. 研究目的与意义（文献综述）

1研究目的、意义及研究现状

1.1研究目的和意义

增材制造（am），也称为3d打印，近年来经历了指数级的发展^[1]。随着物联网技术的发展和移动终端的普及,人们更加希望能够随时随地方便地获取信息和服务^[18]。随着物联网技术的飞速发展,很多高校也开展了相应的物联网实践课程^[16]。随着物联网技术及通信技术的快速发展,物与物、人与人之间的相互连接更加紧密,促使人们的生活方式不断发生变化。基于物联网技术的智能家居系统,为人们的日常生活提供了便利^[9]。今天全球越来越多变的市场，全球市场参与者数量的增加，短命的销售市场，客户对个性化产品的需求和越来越精巧的生产流程等不断挑战着传统制造业的生产范式,传统制造业的生产范式很难适应这些需求。未来制造的范式将是工业4.0的智能化制造-分布式制造模式。而3d打印技术在未来制造中发挥着重要的作用^[17]。

在工业4.0的背景下，3d打印技术正在崭露头角，该技术可透过互联网信息技术平台，和物联网，大数据，云平台开发技术等众多先进技术融合实现智能制造^[14]。其中云平台开发技术可以为用户提供快捷3d建模，打印设备的联网接入和打印预处理。云平台开发技术包括云平台架构设计，云对象数据存储技术，云平台监控分析系统和运维管理系统技术等^[10]。本文主要针对大量3d打印机接入云服务平台所产生的大规模实时数据的处理问题，研究基于云服务平台的实时数据通信，解析，显示等技术，实现web环境下对3d打印设备运行状态的监控。重点改进由于数据量过大所引起数据库承受压力过大的问题，提高系统的实时性和可靠性。

1.2研究现状

与互联网时代 tcp/ip，http 一统天下的局面不同，物联网的通信环境有 ethernet， wi-fi， rfid， nfc(近距离无线通信)， zigbee，6lowpan(ipv6 低速无线版本)，bluetooth， gsm， gprs， gps， 3g， 4g 等网络，而每一种通信应用协议都有一定适用范围^[3]。amqp、jms、rest/http都是工作在以太网，coap 协议是专门为资源受限设备开发的协议，而 dds 和 mqtt的兼容性则强很多^[12]。

2. 研究的基本内容与方案

2设计预期目标和方案

2.1研究主要内容

（1）mqtt协议原理及3d打印业务模型设计。mqtt(messagequeuing telemetry transport，消息队列遥测传输协议)，是一种基于发布 / 订阅(publish/subscribe)模式的“轻量级”通讯协议，协议构建于tcp/ip 协议上^[13]。具有良好的兼容性且成本低^[15]。3d打印机在mqtt协议中充当客户端的角色，因此可以用mqtt.fx模拟3d打印机发送数据。

（2）基于web的mqtt协议开发。研究这个问题是为了要把mqtt协议顺利的迁移整合，提高系统的实时性和可靠性。

（3）系统实现与测试。用mqtt.fx模拟3d打印机发送数据到云平台上，在把mqtt协议迁移整合到原先的平台上，实现web环境下对3d打印设备运行状态的监控。

3. 研究计划与安排

3研究进度安排

第1 ~3：查阅文献：分析题目研究现状，学习基本理论，翻译论文；

第4周：阅读文献、撰写开题报告、英文文献翻译；

第5周：学习mqtt协议；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]wang y , lin y , zhong r y , et al. iot-enabled cloud-based additivemanufacturing platform to support rapid product development [j]. internationaljournal of production research, 2018:1-17

[2]wangmaosen, zhangfan, zhao yuanyuan, fang tao. iot-based 3d printing service framework forremote device monitoring, the 49th international conference oncomputersindustrial engineering (cie49), 2019.10

[3]xiangtao liu,tianle zhang,ning hu, peng zhang,yu zhang ,et al.the methodof internet of things access and network communication based on mqtt[j]. computer communications,2020.3.1,2020:169-176.