臺灣博碩士論文加值系統

物聯網趨勢時代的來臨，許多資訊學者針對不同通訊協定而設計，而MQTT通訊協定是近幾年所開發的通訊協定，此協定能簡便、穩定傳輸及低成本適合於物聯網技術應用，因此提出一套"結合WIFI模組及MQTT通訊協定之加密系統設計"。運用MQTT通訊協定原理與智慧型手機及電腦結合來達成操控及網頁即時監控系統，如：控制電視機、冷氣機及門禁…等，實現家庭自動化的物聯網。
本研究所採取的方法以智慧型手機Android系統既有的WIFI及網頁功能及一般電腦的網頁瀏覽器作為本研究的控制裝置，WIFI模組以NodeMCU ESP8266作為本研究的微處理器控制裝置，網頁及程式碼以ESPlorer作業系統來撰寫網頁及程式，App的部分則以App Inventor 2來撰寫App。並且，將MQTT通訊協定結合在WIFI模組上，能確保資料傳送的穩定，且在傳輸過程中使用AES-128bits加密以防資料遭有心人士竊取。
經由檢測結果，在不同環境及距離遠近之下，透過本系統按下設備開/關時，反應速率差距為5秒，但符合本研究合理範圍內。此外，也已完成驗證監聽、中間及重送攻擊方式的測試。功能可如預期達成控制，且不改變既有的構造，安全協定於MQTT通訊協定架構，讓物聯網的通訊變得更安全。

By the incoming of the IoT (Internet of Things) era, scholars design it aimed at various communication protocols. Recently, the development of MQTT has become an appropriate technique applied on IoT due to its simple, stable output and low cost. Hence, “combined WIFI model and MQTT communication protocol’s encrypted system” is used to integrate smartphones and computer with the MQTT theory in order to achieve instant web page control and monitor system. For example, controlled television, air conditioner, and access card etc. To eventually fulfill home automated IoT.
In this research, the controller device is based on the integration between smartphone’s WIFI and internet function and computer’s web browser. The micro-processor device is based on NodeMCU ESP8266’s WIFI model. Finally, the web page and code is written by ESPlorer operating system and the APP on smartphones is written by using App Inventor 2. Furthermore, information conveyed within can be stabilized and encrypted by combining the MQTT communication protocol onto WIFI model using AES-128 bits.
Via results of examining the system pressing on/off through different environments and distances, the reacting time is 5 seconds, which is in reasonable range. In addition, tests of monitor, intermediate, and resending charges have been verified. Functions can be controlled without changing fundamental structure, making the communication of IoT a much safer platform.

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iii
目　錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
1. 緒論 1
1.1. 研究背景與動機 1
1.2. 研究目的 2
1.3. 研究流程 2
2. 文獻探討 4
2.1. 物聯網起源 4
2.2. 物聯網協議 6
2.2.1. 物聯網通訊協議比較 6
2.2.2. XMPP通訊協定 7
2.2.3. CoAP通訊協定 8
2.2.4. HTTP通訊協定 9
2.2.5. DDS通訊協定 11
2.2.6. MQTT通訊協定 13
2.3. 物聯網相關技術產品 16
2.4. AES加密演算法 18
3. 研究架構設計 20
3.1. 研究方法 20
3.1.1. Android App 20
3.1.2. 繼電器模組 22
3.1.3. WIFI模組 23
3.1.4. ESPlorer 24
3.1.5. 硬體系統設計 26
3.2. 研究設計 29
4. 系統實務驗證 37
5. 結論與未來展望 40
5.1. 結論 40
5.2. 未來展望 40
6. 參考文獻 41

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