物聯(lián)網(wǎng)測(cè)控云服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IoT)技術(shù)在測(cè)控行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。典型的物聯(lián)網(wǎng)測(cè)控系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層組成。感知層是測(cè)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要利用傳感器技術(shù)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，這也是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的核心。網(wǎng)絡(luò)層主要通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及時(shí)傳送收集的數(shù)據(jù)。應(yīng)用層作為測(cè)控系統(tǒng)的上層應(yīng)用主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、展示等功能。
　　本文在基于物聯(lián)網(wǎng)測(cè)控的基本框架下，設(shè)計(jì)了一種用于以環(huán)境信息采

2、集分析為主的物聯(lián)網(wǎng)測(cè)控應(yīng)用場(chǎng)景后臺(tái)處理軟件——云服務(wù)平臺(tái)。該云服務(wù)平臺(tái)主要用于測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、查詢以及為用戶終端提供業(yè)務(wù)邏輯處理，可滿足多用戶同時(shí)在線進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、定時(shí)檢測(cè)、遠(yuǎn)程控制等操作。本文開(kāi)展的工作如下。
　　(1)在方案設(shè)計(jì)方面，研究分析了物聯(lián)網(wǎng)測(cè)控云服務(wù)平臺(tái)的功能需求和技術(shù)需求，并在此基礎(chǔ)上對(duì)云服務(wù)平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)和工作流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)工作流程進(jìn)行功能模塊的劃分以及功能模塊間調(diào)用時(shí)序的設(shè)計(jì)。此外還對(duì)云服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)

3、庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
　　(2)在數(shù)據(jù)傳輸格式方面，采用了Protobuf(Google Protocol Buffer)協(xié)議，它定義了一種二進(jìn)制消息格式，特別適合網(wǎng)絡(luò)傳輸或存儲(chǔ)。并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)能夠在網(wǎng)絡(luò)編程中使用的數(shù)據(jù)傳輸格式。從而使得通信雙方在共享proto文件的情況下，接收方在接收到Protobuf二進(jìn)制數(shù)據(jù)流后，能夠自動(dòng)創(chuàng)建具體類(lèi)型的Protobuf Message對(duì)象，并用接收到的數(shù)據(jù)填充該Message對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)

4、的高效可靠傳輸。
　　(3)在并發(fā)能力方面，使用Boost庫(kù)的asio庫(kù)和thread庫(kù)進(jìn)行并發(fā)編程，asio庫(kù)基于操作系統(tǒng)的異步輸入/輸出（Input/Output，I/O）高效地實(shí)現(xiàn)了前攝器(Proactor)模式，而thread庫(kù)提供了可移植的多線程處理能力。通過(guò)asio和thread的配合使用可以構(gòu)建出多線程異步I/O程序，能夠獲得更高的性能。
　　(4)在系統(tǒng)安全方面，采用安全套接字層（Security Socke

5、t Layer，SSL）/傳輸層安全(Transport Layer Security，TLS)協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行加密以及鑒別通信雙方的身份，可以有效地保證數(shù)據(jù)的傳輸安全，防止數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中被竊聽(tīng)或者惡意篡改。以及使用安全散列算法（Secure Hash Algorithm256，SHA-256）對(duì)用戶密碼進(jìn)行散列(Hash)處理再存儲(chǔ)，以保證用戶密碼的存儲(chǔ)安全。同時(shí)還采用參數(shù)化結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言（Structured Query Lan

6、guage，SQL）語(yǔ)句阻止SQL注入的發(fā)生，保證了數(shù)據(jù)庫(kù)的安全，也進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性。
　　(5)在功能實(shí)現(xiàn)方面，使用模塊化設(shè)計(jì)，解耦程序，使軟件具有結(jié)構(gòu)性和擴(kuò)展性，便于開(kāi)發(fā)、維護(hù)和管理。通過(guò)功能測(cè)試和性能測(cè)試本云服務(wù)平臺(tái)運(yùn)行良好且在500用戶并發(fā)度下平均響應(yīng)時(shí)間可達(dá)到150ms，能夠基本滿足實(shí)際應(yīng)用需求。
　　本文設(shè)計(jì)的云服務(wù)平臺(tái)最大的特點(diǎn)是在云端建立了一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，將分布在不同地點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景下的測(cè)控?cái)?shù)據(jù)