孫一笑 戰(zhàn)金成 張玉軍

摘要：隨著5G技術(shù)的正式商用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將得到迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將走入千家萬(wàn)戶。因此，如何將越來(lái)越多的家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并達(dá)到家庭物聯(lián)網(wǎng)用戶能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控相關(guān)參數(shù)將成為較為重要的研究課題。該文主要對(duì)家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控APP的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，提供一套家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集數(shù)據(jù)回發(fā)至用戶手機(jī)的解決方案。

關(guān)鍵詞：家庭物聯(lián)網(wǎng);手機(jī)APP;WEBAPI;MUI

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）21-0092-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Absrtact： With the formal commercial use of 5G technology， the Internet of Things technology will develop rapidly， and the Internet of Things technology will enter thousands of households. Therefore， how to process the massive data collected by more and more devices of the Home Internet of Things and achieve real-time monitoring of relevant parameters by users of the Home Internet of Things will become an important research topic. This paper mainly studies the design of app for home Internet of things equipment monitoring， and provides a set of solutions for home Internet of things equipment to collect data and send it back to the user's mobile phone.

Key words： Home Internet of Things; Mobile App; WEBAPI; MUI

1 背景

隨著5G技術(shù)的正式商用，服務(wù)商為用戶提供了優(yōu)質(zhì)高速的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，伴隨著帶寬的提升，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將得到迅猛發(fā)展，應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將走入千家萬(wàn)戶[1]。因此，如何將越來(lái)越多的家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并達(dá)到家庭物聯(lián)網(wǎng)用戶能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控相關(guān)參數(shù)將成為較為重要的研究課題。因此我們需要提供一套完備的解決方案，系統(tǒng)應(yīng)該包括，基于ZigBee技術(shù)的自組網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與網(wǎng)關(guān)，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)器以及能夠?qū)崟r(shí)調(diào)取服務(wù)器中數(shù)據(jù)接口并顯示的APP[2]。本文將對(duì)這套解決方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。

2 家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控APP需求分析

要實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，首先需要將設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)匯總至能夠連接公網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)需要能對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行序列化，序列化后的數(shù)據(jù)需要被網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換為HTTP請(qǐng)求并實(shí)時(shí)發(fā)送至服務(wù)器。在服務(wù)器端需要提供能夠接收網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)的接口。并且根據(jù)與網(wǎng)關(guān)制定的協(xié)議對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行序列化，序列化之后的數(shù)據(jù)需要儲(chǔ)存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)還需要提供能夠提供APP端能夠調(diào)用的數(shù)據(jù)接口，當(dāng)接收到客戶端的請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)端應(yīng)將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)發(fā)送給APP端。在APP端，APP需要將從服務(wù)端請(qǐng)求來(lái)的數(shù)據(jù)渲染至頁(yè)面上供用戶查看，并且需要提供對(duì)用戶身份信息進(jìn)行驗(yàn)證的功能，以保證用戶的數(shù)據(jù)安全。

3 家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控APP相關(guān)技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)上述功能，我們需要對(duì)家庭物聯(lián)網(wǎng)端、服務(wù)端、客戶端三部分需要的技術(shù)進(jìn)行分析，解決方案設(shè)計(jì)示意圖如圖1。

1）物聯(lián)網(wǎng)端：本系統(tǒng)采用了支持ZigBee自組網(wǎng)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備，該設(shè)備有著無(wú)須配置系統(tǒng)自動(dòng)組成通信網(wǎng)絡(luò)的能力，并且該系統(tǒng)還有著功耗低、成本低的特點(diǎn)。傳感器設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至樹莓派3 b+的網(wǎng)關(guān)設(shè)備中，網(wǎng)關(guān)設(shè)備采用Linux操作系統(tǒng)，預(yù)置了信息采集處理的服務(wù)，并且將機(jī)器數(shù)據(jù)序列化通過QHTTP技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)端[3]。

2）服務(wù)端：部署了基于.NET WebAPI技術(shù)的服務(wù)，該服務(wù)作為連接手機(jī)端與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的橋梁，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供寫入數(shù)據(jù)庫(kù)的接口，為客戶端提供了，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)的接口，并且將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與客戶端進(jìn)行綁定，并提供身份驗(yàn)證服務(wù)。

3）客戶端：在客戶端采用了混合開發(fā)模式，使用MUI框架搭建了簡(jiǎn)潔美觀的APP，基于JQuery實(shí)現(xiàn)AJAX的異步刷新技術(shù)，定時(shí)向服務(wù)端發(fā)送請(qǐng)求進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控傳感器的目的。并且需要注意的是，客戶端需要對(duì)用戶的身份進(jìn)行驗(yàn)證進(jìn)而保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全[4]。

4 傳感器網(wǎng)關(guān)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)

在該系統(tǒng)中，為了將各個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)處理并發(fā)送至服務(wù)器端，我們需要在網(wǎng)關(guān)部分實(shí)現(xiàn)對(duì)于傳感器數(shù)據(jù)的匯總、處理與轉(zhuǎn)發(fā)，在服務(wù)開發(fā)上，采用了QT框架的C++應(yīng)用。通過調(diào)取并處理傳感器采集的數(shù)據(jù)。再利用QNetwork將處理后的數(shù)據(jù)生成HTTP請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)服務(wù)端接口的調(diào)用[5]。代碼如下。

5 結(jié)束語(yǔ)

首先，該解決方案有著較大的現(xiàn)實(shí)意義與價(jià)值，使得硬件方面的數(shù)據(jù)能夠輕松的傳輸至客戶端APP中，實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)于傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，基于該解決方案能夠拓展出更多功能，比如利用軟件實(shí)時(shí)操控硬件設(shè)備，甚至與大數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合實(shí)現(xiàn)家中數(shù)據(jù)的分析與挖掘。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 何移. 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧家庭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)淺析[J]. 通信與信息技術(shù)， 2018， 235（5）： 38-39， 62.

[3] He L， Ota K， Dong M. Learning IoT in Edge： Deep Learning for the Internet of Things with Edge Computing[J]. IEEE Network， 2018， 32（1）： 96-101.

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[5] 趙超鴻. 利用JSON構(gòu)建Android終端的Web API[J]. 中國(guó)信息技術(shù)教育， 2015（5）： 74-77.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】