物聯(lián)網(wǎng)測控云服務(wù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、近年來，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)在測控行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。典型的物聯(lián)網(wǎng)測控系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層組成。感知層是測控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要利用傳感器技術(shù)進行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，這也是整個物聯(lián)網(wǎng)的核心。網(wǎng)絡(luò)層主要通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及時傳送收集的數(shù)據(jù)。應(yīng)用層作為測控系統(tǒng)的上層應(yīng)用主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、展示等功能。
　　本文在基于物聯(lián)網(wǎng)測控的基本框架下，設(shè)計了一種用于以環(huán)境信息采

2、集分析為主的物聯(lián)網(wǎng)測控應(yīng)用場景后臺處理軟件——云服務(wù)平臺。該云服務(wù)平臺主要用于測控數(shù)據(jù)的分析、存儲、查詢以及為用戶終端提供業(yè)務(wù)邏輯處理，可滿足多用戶同時在線進行實時檢測、定時檢測、遠程控制等操作。本文開展的工作如下。
　　(1)在方案設(shè)計方面，研究分析了物聯(lián)網(wǎng)測控云服務(wù)平臺的功能需求和技術(shù)需求，并在此基礎(chǔ)上對云服務(wù)平臺框架結(jié)構(gòu)和工作流程進行設(shè)計，同時根據(jù)工作流程進行功能模塊的劃分以及功能模塊間調(diào)用時序的設(shè)計。此外還對云服務(wù)平臺數(shù)據(jù)

3、庫進行設(shè)計與優(yōu)化。
　　(2)在數(shù)據(jù)傳輸格式方面，采用了Protobuf(Google Protocol Buffer)協(xié)議，它定義了一種二進制消息格式，特別適合網(wǎng)絡(luò)傳輸或存儲。并在此基礎(chǔ)上設(shè)計能夠在網(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二進制數(shù)據(jù)流后，能夠自動創(chuàng)建具體類型的Protobuf Message對象，并用接收到的數(shù)據(jù)填充該Message對象，實現(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庫的asio庫和thread庫進行并發(fā)編程，asio庫基于操作系統(tǒng)的異步輸入/輸出（Input/Output，I/O）高效地實現(xiàn)了前攝器(Proactor)模式，而thread庫提供了可移植的多線程處理能力。通過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)議對網(wǎng)絡(luò)連接進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)在傳輸過程中被竊聽或者惡意篡改。以及使用安全散列算法（Secure Hash Algorithm256，SHA-256）對用戶密碼進行散列(Hash)處理再存儲，以保證用戶密碼的存儲安全。同時還采用參數(shù)化結(jié)構(gòu)化查詢語言（Structured Query Lan

6、guage，SQL）語句阻止SQL注入的發(fā)生，保證了數(shù)據(jù)庫的安全，也進一步提高了系統(tǒng)的安全性。
　　(5)在功能實現(xiàn)方面，使用模塊化設(shè)計，解耦程序，使軟件具有結(jié)構(gòu)性和擴展性，便于開發(fā)、維護和管理。通過功能測試和性能測試本云服務(wù)平臺運行良好且在500用戶并發(fā)度下平均響應(yīng)時間可達到150ms，能夠基本滿足實際應(yīng)用需求。
　　本文設(shè)計的云服務(wù)平臺最大的特點是在云端建立了一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理平臺，將分布在不同地點和應(yīng)用場景下的測控數(shù)據(jù)