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类号密级UDC编号成都理工大学硕士学位论文开题报告题目和副题目:基于树莓派的SDN智能接入网控制系统设计开题报告人:李天敏指导教师姓名及职称:陈金鹰教授申请学位级别:工学硕士专业名称:电子与通信工程研究方向:嵌入式系统设计开题报告提交日期:2016年6月14日成都理工大学信息与技术学院开题报告I目录1选题科学依据...............................................................................................................................11.1课题研究背景与现状..............................................................................................11.2课题研究目的与意义..............................................................................................21.3课题研究内容..............................................................................................21.4预期成果...........................................................................................................................42课题关键技术及理论研究...........................................................................................................42.1PM2.5传感技术的分析..............................................................................................42.2GPS定位技术的研究..............................................................................................52.3气压传感技术的研究..............................................................................................82.4SD卡存储技术的研究..............................................................................................82.5液晶屏显示技术的研究..............................................................................................92.6开发工具的选取............................................................................................103空气质量监测方案设计.............................................................................................................103.1空气质量监测器的需求分析...........................................................................................103.2空气质量监测器的整体设计...........................................................................................113.3空气质量监测器的具体模块设计...................................................................................133.3空气质量监测器的完成情况...........................................................................................144工作计划.....................................................................................................................................155开题条件.....................................................................................................................................166参考文献.....................................................................................................................................17成都理工大学信息与技术学院开题报告11选题科学依据1.1课题研究背景与现状SDN诞生于2006年（中国教育网络编辑组，2013）。2006年，在MartinCasado带领下，他的团队开始了一个名为Ehtane的关于网络安全与管理的项目的研究，该项目可以看作是SDN网络的前身。NickMcKeown等在MartinCasado领导的Ehtane项目研究的基础上继续研究，时隔一年，文章OpenFlow:EnablingInnovationinCampusNetworks（McKeownetal.，2008）首次提出了SDN框架的实例OpenFlow技术。2011年3月，致力于SDN的发展和标准化的开放网络基金会(OpenNetworkFoundation，ONF)成立。2012年7月VMware以12.6亿美元收购软件定义网络的领军公司Nicira，在业界造成了很大的轰动。SDN框架的提出，引起了国内外广泛的关注，随着SDN影响力的不断扩大，国内外研究机构、厂商、高校都在关注这个革新性的技术。目前全球许多互联网公司、网络运营商、交换机厂商都致力于SDN网络的设计，Google公司设计研发的数据中心网络GoogleB4是目前最知名且影响最广泛的SDN商用案例，它的网络架构充分利用了SDN的核心思想，引入OpenFlow交换机，采用分布式的Controller架构，而且应用在流量密集、环境复杂的数据中心，最终将链路利用率提高到了90%以上。推动SDN发展的机构主要是ONF机构，它是一个用户主导的组织，成立于2011年，也是最早的SDN组织，其中的组织成员多为互联网公司。ONF旨在推动SDN的标准化，制定并发布OpenFlow技术标准（左青云等，2013）。2015年，ONF与EANTC合作，EANTC是全球最大、最著名的承载网设备技术互通中心，其技术力量雄厚，具有很强的权威性与号召力，每年参加其互通测试的业界知名通信厂商厂家多达数十个。这是一次国际认可并且对于推动SDN技术发展非常有帮助的一次合作。成立于2013年的ODL公司，其成员主要为网络设备厂商，其研发的OpenDayLight项目具有非常重要的意义，ODL主要为了打造一个开源的SDN平台框架。另外还有ONRC、IETF、NFV、OCP等组织都在致力于SDN的研究，建立各自的标准，国外的SDN已经逐步商业化和产业化。在国内，2012年成立的中国SDN与开放网络专业委员会标志着我国也正式跨入SDN架构的研究，加入SDN发展的潮流。国内的各大商家也加入了SDN相关的组织，目前的863项目《未来网络体系结构创新环境》、973项目《软件定义的云数据中心网络基础理论与关键技术》都体现了我国对于SDN也给予的高度重视。对于OpenFlow技术的实现有很多方式，目前国内外很多文献都对OpenFlow的实现进行了研究，IbáñezGetal.（2010）对OpenFlow在Linux平台的实现以及FPGA平台的实现进行了对比，Naousetal.（2008）对FPGA平台的OpenFlow网络承载性进行了研究，Diegetal.（2010）对嵌入式Linux平台的OpenFlow实现进行了研究。通过对比文献中在不同平台的OpenFlow技术的实现，以及Liu（2014）对不同性能FPGA芯片实现OpenFlow的数据速率和可编程性进行了统计研究，从可编程性和效率的综合考虑，在本设计中采用FPGA平台用以实现OpenFlow技术中的数据转发功能，PC上位机中完成控制器功能。SDN框架的成都理工大学信息与技术学院开题报告2目标之一就是为网络开发通用的硬件，而设计中基于FPGA实现的OpenFlow技术具有可编程接口，从而完成在多运营商之间建立标准硬件。1.2课题研究目的与意义伴随着云计算及其相关业务的发展，服务器的应用需求产生了爆炸性的增长（饶少阳等，2014）；随着社交网络、移动互联网、物联网等业务领域的快速发展，大数据正日益成为焦点，这需要网络能够处理海量的数据，这些发展导致传统网络支撑的结构变得日渐繁杂、运行越来越缓慢，传统的网络难以满足云计算、大数据，以及相关业务提出的灵活的资源需求（Feamsteretal.，2014），在这一背景下新的网络工作架构软件定义网络（SoftwareDefinedNetworks，SDN）产生了。传统网络框架是静止和不可编程的，并且控制层和转发层的耦合度高（张卫峰，2014），数据流控制策略直接编程到硬件设备中，一旦定义了数据的流控制策略，那么改变流控制策略的唯一方式只有重新配置硬件，这给网络操作员带来更多的困扰，增加了企业管理网络的成本。另外传统网络架构的带宽无法按需进行分配，无法对全网、全部链路做出实时流控（雷葆华等，2013）9。通过对SDN架构的研究，结合赵慧玲（2012），王茜(2013），Sezer（2013），戴彬（2014）的文章总结出SDN从两个方面去解决了传统网络架构的缺陷：首先SDN架构将传统网络的控制层面和物理转发层面剥离开来，分成了两个独立的部分，由此SDN网络就能摆脱传统交换机、路由器造成的限制，用户能够方便地修改SDN网络的架构。同时SDN网络能够与传统网络兼容，底层设备若为传统的交换机、路由器，数据转发方式亦可按照传统网络中的方式进行转发，这样能够降低网络改造的成本；其次SDN将传统网络中的各个网络层次、各种网络设备虚拟为可统一管理的资源，任何应用、设备都必须经由这个控制器才能使用这些资源，这样SDN就将应用和网络资源紧密地联系在了一起。在SDN中，用户在控制器上输入流表，下发转发规则至SDN交换机，经过SDN交换机的数据包就根据这些流表规则转发（邓书华等，2014）。这种新的网络架构通过开放接口进行通信，给予软件所有控制权，并让硬件尽可能地高性能。SDN网络架构的让网络相关业务的更新换代变得更加迅速，因此SDN硬件解决方案的上市时间比以往更加重要。硬件系统平台是系统设计、板级设计。机械设计与SoC选择或设计的组合体，需要采取专用集成电路（ApplicationSpec