臺灣博碩士論文加值系統

工業物聯網(Industrial Internet of Things, IIoT)近年來蓬勃發展，透過將工廠內數位控制機台及硬體設備連接到物聯網，可遠端控制進行數值監控及操控。OPCUA是為工廠自動化設計之開源軟體通訊協定，其目的在於讓使用不同作業系統之設備可以進行資料交換。
本論文以兩種開源軟體為架構，將Open62541和Python-OPCUA應用於OPCUA通訊協定進行跨平台之監控及操控。並進一步分析在客戶端及OPCUA節點使用上可能的擴充性。此外，數據資料傳遞必須重視及實現網路安全。OPC UA完整的安全性架構必須滿足三種特性，分別為機密性、可用性、完整性。在安全性方面，OPCUA可藉由OPENSSL進行擴充支援。本文將加密演算法SHA-256用於加密安全性傳輸，並且使用數位簽證方式進行加密以保護資料傳輸過程。

Due to recent development of Industrial Internet of Things (IIoT), in the factory digital-control machinery and hardware equipment connecting to network can be monitored and controlled remotely. OPC Unified Architecture (OPC UA) is one open-source communication protocol, which is designed for factory automation targeting to allow data transfer from devices with different operating system is possible.
Two types of open-source software, Open62541 and Python-OPC UA, for cross-platform surveillance and controlling are illustrated in this thesis. Some possible expansions in end user and OPCUA nodes are investigated. Furthermore, data security has become an important issue to be implemented for data transfer. In order to ensure the data security, three characteristics, namely, confidentiality, availability, and integrity are defined. OPC UA can support data security through OPENSSL. In this thesis, encryption algorithm SHA-256 and digital signature are introduced and implemented to protect data security during transferring process.

目錄
國立臺北大學110學年度第一學期碩士學位論文提要 I
中文摘要 II
Abstract III
致謝 IV
目錄 V
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究方向 1
1.3 章節概要說明 2
第二章 文獻探討 3
2.1 工業物聯網（Industrial Internet of Things） 概述 3
2.2 物聯網 (Internet of Things) 概述 3
2.3 Open Platform Communications Unified Architecture 概述 4
第三章 OPC統一結構功能介紹 5
3.1 OPC統一架構系統 5
3.1.1 OPC統一架構伺服器端(Server) 6
3.1.2 OPC統一架構客戶端(Client) 7
3.2 OPC統一架構 伺服器端與伺服器連線架構 8
3.2.1 OPC統一架構 Service Mapping 9
3.3 OPC統一架構節點運用 10
3.3.1 OPC統一架構節點屬性架構 11
3.4 OPC統一架構安全性架構 12
3.4.1 OPC統一架構安全性架構目標使用 13
3.4.2 OPC統一架構安全性模組 14
3.5 OPC UA Publisher/Subscriber有Broker傳輸架構 15
3.5.1 Publisher/Subscriber傳輸方式 16
3.5.2 Publisher/Subscriber 無Broker傳輸方式架構 17
3.5.3 Publisher/Subscriber 無Broker傳輸方式 18
第四章 實驗設計與實驗結果 19
4.1. 系統架構圖 19
4.1.1 實驗環境 20
4.2 OPC統一架構 Server啟用畫面 20
4.3 Server/Client Security Function 21
4.3.1 數位簽章 21
4.3.2 公鑰、私鑰的使用 22
4.3.3 安全性比較 23
4.4 Server/Client進行連線過程 24
4.4.1 利用Wireshark 抓取Server/Client傳輸協定 25
4.5 Python GUI實驗結果 26
4.5.1 Environment標籤數值監控 26
4.5.2 People人流控制 29
4.5.3 Method 功能介紹 30
4.5.4 PHP 查詢照片功能 34
第五章 結論及未來展望 35
5.1 結論 35
5.2 未來展望 35
參考文獻 36

[1]IIOT, https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%B7%A5%E6%A5%AD%E7%89%A9
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[12]FreeOpcua. (2021, Jan 7). Github. https://github.com/FreeOpcUa/freeopcua
[13]Open62541 (2021,May 12) https://github.com/open62541/open62541/tree/v1.2.2
[14]樹梅派，圖片來源檢自， https://2.bp.blogspot.com/-JEj0e6MgLzc/VzrukUTQBgI/AAAAAAAANTc/pckAgwk1rlYAUpxNxgW8BNl8YRNrLLzagCPcB/s1600/Raspberry_Pi_Board_Layout.jpg
[15]MCP3008，圖片來源檢自， https://cf-assets1.tenlong.com.tw/images/92511/original/10245290939.jpg
[16]Computer，圖片來源檢自， https://kuku-keke.com/wp-content/uploads/2020/04/2466_4.png

[17]5v Fan, 圖片來源檢自， https://www.taiwaniot.com.tw/wp-content/uploads/2019/08/PWM5V.jpg
[18]3.3v LED，圖片檢自， https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c8/5mm_Red_LED.jpg.
[19]Router , 圖片來源檢自， https://www.linksys.com/images/product_webdam/98766412/renditions/webdam.web.1000.1000.jpeg
[20]Password, 圖片檢自， https://ja.pikbest.com/png-images/qiantu-account-password-icon_2680961.html
[21]樹梅派相機，圖片檢自， https://img.shoplineapp.com/media/image_clips/6045deb007ec317d61d50c55/original.jpg?1615191728
[22]土壤感測器，圖片檢自，https://www.waveshare.com/media/catalog/product/cache/1/image/800x800/9df78eab33525d08d6e5fb8d27136e95/m/o/moisture-sensor-4_6.jpg