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基于Web Service的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)
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摘要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)在全世界內(nèi)的受重視程度，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也面臨著很多問題，例如，目前物聯(lián)網(wǎng)采集信息量多、數(shù)據(jù)類型不確定、呈現(xiàn)方式多種多樣。這些問題都需要解決。而對于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)方面的軟件設(shè)計也應(yīng)運而生。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 軟件設(shè)計 數(shù)據(jù)平臺
眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的信息技術(shù)，發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用空間廣闊，物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一處理的是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的“人-物”、“物-物”之間的溝通連接，聯(lián)系需要簡單、統(tǒng)一的接口，接口采用中立方式進(jìn)行定義，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)之間的接洽。這個軟件設(shè)計的目的是建立一個基于Web Service的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)的體系。
一、物聯(lián)網(wǎng)的一般定義
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義
物聯(lián)網(wǎng)是建立在計算機互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用射頻自動識別、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)特點
在物聯(lián)網(wǎng)這個網(wǎng)絡(luò)中，物品能夠自動將它們的相關(guān)信息進(jìn)行保存，并且不需要人的干預(yù)�；ヂ�(lián)網(wǎng)的實質(zhì)是通過使用射頻自動識別技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。
二、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)的軟件設(shè)計
2.1 軟件設(shè)計對硬件設(shè)備要求的概述
這個物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)的軟件設(shè)計的系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集發(fā)送終端、移動GPRS、公網(wǎng)固定IP、客戶端4部分組成。軟件設(shè)計要以硬件為支持，數(shù)據(jù)采集發(fā)送終端的控制器采用LPC2138，這種芯片能夠支持實仿真和嵌入式跟蹤的微控制器，并且需要有高速的Flash存儲器和實時時鐘。傳感器部分是濕度數(shù)字傳感器采集溫濕度數(shù)據(jù)，需要使用RS485總線連接異步串行通信UARTO端口，并且把控制器配置成RS485主機。
2.2 數(shù)據(jù)采集發(fā)送終端的軟件設(shè)計
主要包含兩個部分：GPRS接受命令和數(shù)據(jù)采集與發(fā)送兩個部分。這個應(yīng)用程序定義了四個主要的時間標(biāo)志位：GPRS在線標(biāo)志位、數(shù)據(jù)采集標(biāo)志位、采集完畢標(biāo)志位和接受命令標(biāo)志位。這四個標(biāo)志協(xié)調(diào)系統(tǒng)的主要任務(wù)是數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的發(fā)送、接受指令等任務(wù)。系統(tǒng)主要有三個指令，采集發(fā)送數(shù)據(jù)命令，設(shè)置采樣頻率和采集數(shù)據(jù)量大小。獲得每個指令后都會置位相應(yīng)的標(biāo)志位，通過對標(biāo)志位是否置位的判斷來決定程序下一步的指令。每當(dāng)數(shù)據(jù)采集完畢后可以發(fā)送數(shù)據(jù)。
表格1：數(shù)據(jù)軟件設(shè)計的概括表
時間標(biāo)志位 主要任務(wù)
在線標(biāo)志位 數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集標(biāo)志位 數(shù)據(jù)采集
采集完畢標(biāo)志位 發(fā)送數(shù)據(jù)
接受命令標(biāo)志位 接受指令
2.3 移動GPRS網(wǎng)絡(luò)
這個GPRS網(wǎng)絡(luò)使用的是企業(yè)公網(wǎng)組網(wǎng)方式。中心站需要的是固定的ip地址，但是遠(yuǎn)程終端實行動態(tài)的ip地址分配。每當(dāng)遠(yuǎn)程終端開機之后，就會主動連接服務(wù)器，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，終端模塊自動獲得ip地址，然后客戶端通過訪問WebLogic服務(wù)器，查看接受到的數(shù)據(jù)，完成網(wǎng)絡(luò)與人的連接。
2.4 公網(wǎng)固定ip服務(wù)軟件的設(shè)計
通過Socket編程技術(shù)來實現(xiàn)服務(wù)器軟件設(shè)計，本系統(tǒng)服務(wù)器程序需要能夠在任何時間處理多個客戶連接，因此該程序必須是一個多線程TCP服務(wù)器。每個TCP連接的建立開始于TCP客戶機創(chuàng)建一個套接字，然后調(diào)用connect函數(shù)以啟動下一次的握手操作，從而建立起與遠(yuǎn)程服務(wù)器的連接。在服務(wù)器方面，詳細(xì)來說，通常是首先創(chuàng)建一個套接字，然后調(diào)用bind函數(shù)來綁定自己的公認(rèn)端口號，接著調(diào)用listen函數(shù)來準(zhǔn)備接受客戶端請求，最后調(diào)用accept函數(shù)來完成信息傳遞，這就是一個完整的公網(wǎng)固定ip服務(wù)軟件的設(shè)計。
2.5 客戶端的連接
在客戶端方面的設(shè)計，通常是傾向于使用RIA模型的FLEX技術(shù)來開發(fā)Web頁面，每個客戶端都可以通過Web瀏覽器使用HTTP協(xié)議調(diào)用Web頁面。界面能夠清晰地顯示出系統(tǒng)的狀態(tài)、下達(dá)的配置參數(shù)以及現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)。通過WEB頁面與Web Service組件進(jìn)行通信，可以將用戶的參數(shù)傳遞給Web Service。當(dāng)然，采用Flex技術(shù)能夠構(gòu)建內(nèi)容非常豐富的客戶端程序，另外Flex還擁有Push技術(shù)，能夠在客戶端上顯示服務(wù)端的信息，這個過程的實現(xiàn)也是把Flex技術(shù)使用到數(shù)據(jù)采集過程的重要原因之一，亦是本設(shè)計選擇使用Flex技術(shù)的最重要原因。系統(tǒng)的Web Service設(shè)計往往使用面向服務(wù)的SOA設(shè)計，這樣不僅能提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度，而且可以便于對系統(tǒng)的維護(hù)。就軟件設(shè)計的總體符合門面模式的軟件架構(gòu)而言，如果上層直接調(diào)用下層的接口，不能僅僅是具體的實現(xiàn)，這樣對軟件的擴展和維護(hù)有非常大的幫助。
2.6 物聯(lián)網(wǎng)終端
在物聯(lián)網(wǎng)終端上運行物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)或者基于物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的應(yīng)用方式。一般來說，運行于物聯(lián)網(wǎng)終端上的應(yīng)用程序，用戶一般通過智能手機來進(jìn)行控制。過程如下，智能手機連接到物聯(lián)網(wǎng)終端由本地通道實現(xiàn)的，實現(xiàn)在控制終端上的APP的裝卸和M2M終端的相關(guān)配置;如果物聯(lián)網(wǎng)終端上正在運行一個APP，并且該APP是基于client-server模式，那么終端要與APP的“應(yīng)用程序后臺”實現(xiàn)交互，完善業(yè)務(wù)邏輯;如果物聯(lián)網(wǎng)終端與“終端管理后臺”建立了長久的通信間額連接，以實時更新物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)內(nèi)核版本等程序。舉個例子，一臺電腦更換了內(nèi)置攝像頭，這時物聯(lián)網(wǎng)終端就需要連接到終端的管理后臺，下載對應(yīng)的驅(qū)動程序�？傮w來說，物聯(lián)網(wǎng)終端制造廠商負(fù)責(zé)建立并維護(hù)終端管理后臺。如果APP在物聯(lián)網(wǎng)終端上運行，需要由ICP/ISP開發(fā)或者經(jīng)由第三方開發(fā)者，并上傳到M2M APP Store，滿足用戶下載的需求;另外，能夠通過本地通信通道進(jìn)行通信的是物聯(lián)網(wǎng)終端之間，這物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵能力之一便是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)終端之間的直接通信，當(dāng)然物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于移動互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵地方之一也是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)終端之間的直接通信。
三、對基于web service的簡單介紹
為了加深對這個軟件運行的生態(tài)模型的理解，舉一個例子。在餐飲行業(yè)，如果經(jīng)常去一家餐館吃飯，并且每次去，恰巧點的餐食基本都差不多。那么現(xiàn)在比較困擾的問題是，每次去吃飯都要花費大量時間來排隊，點餐，交錢，然后拿餐牌，找座位，等待等。明顯的看出是一個單調(diào)且乏味的過程，假如能夠進(jìn)行自動化的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用，簡化這個過程或者讓這個過程自動化，那就非常圓滿了。計算機技術(shù)在生產(chǎn)上的一次技術(shù)革新的產(chǎn)物是物聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)我國信息技術(shù)的快速發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的試點應(yīng)用的良好效果，我國的物聯(lián)網(wǎng)在很多地區(qū)都得到了很好的發(fā)展和運用，物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展是技術(shù)創(chuàng)新和科技進(jìn)步的結(jié)果，在信息化方面也發(fā)揮著非常重要的作用。
四、結(jié)論
本篇論文首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)交換平臺的相關(guān)技術(shù)，其次給出了基于服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換平臺的總體框架，最后簡單分析了平臺的總體功能結(jié)構(gòu)以及該平臺的發(fā)展前景廣闊�；ヂ�(lián)網(wǎng)的發(fā)展時基于服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換平臺發(fā)展的前提，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享以服務(wù)的形式實現(xiàn)，在應(yīng)用層與感知層、應(yīng)用層與應(yīng)用層之前異構(gòu)系統(tǒng)之間實現(xiàn)。本文提出的基于Web Service的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)，能夠促進(jìn)人、物和企業(yè)與基于Web的社交智能的有效連接。從設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)也通過gSOAP協(xié)議發(fā)布Web服務(wù)的方式傳輸?shù)綉?yīng)用程序，應(yīng)用程序解析Web服務(wù)，有助于實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的底層設(shè)備無關(guān)性的運行，讓底層設(shè)備向應(yīng)用服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)變得透明、快速�；诜⻊�(wù)的數(shù)據(jù)分析平臺的主要優(yōu)點在于它依賴于HTTP協(xié)議，這樣很容易將Web服務(wù)集聚到已經(jīng)存在的的路由器、HTTP平臺、防火墻以及其他系統(tǒng)中，使用已經(jīng)使用的技術(shù)和安全系統(tǒng)來保護(hù)該平臺就已足夠，不需要增加額外的軟硬件的設(shè)施�？傮w來講，基于Web服務(wù)開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)就能具有一些無與倫比的優(yōu)勢。
參考文獻(xiàn)：
[1]周寶石.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校園卡管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].吉林大學(xué)，2012年.
[2]孫其博，劉杰，黎羴，范春曉，孫娟娟.物聯(lián)網(wǎng)：概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報.2010年03期.
[3]諸瑾文，王藝.從電信運營商角度看物聯(lián)網(wǎng)的總體架構(gòu)和發(fā)展[J].電信科學(xué)，2010年04期.
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