李霖+李慶達(dá)+區(qū)善寧

【摘要】 我國已經(jīng)步入人口老齡化階段，然而我國的老年公寓建設(shè)依舊處于傳統(tǒng)，落后的模式。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐漸興起，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一款擁有智能化，高效化的老年公寓服務(wù)系統(tǒng)，本文詳細(xì)介紹了老年公寓系統(tǒng)。

【關(guān)鍵字】 JAVAWEB 云平臺(tái) STM32單片機(jī)

一、引言

中國的物聯(lián)網(wǎng)正處于逐漸興起狀態(tài)，很多設(shè)計(jì)方案僅僅只是解決了用戶的基本功能，卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到智能化高，成本低，服務(wù)性強(qiáng)的智能家居產(chǎn)品。本項(xiàng)目的特點(diǎn)是通過大數(shù)據(jù)分析出老年人平時(shí)的生活習(xí)性，例如采集用戶每天第一次打開窗簾的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合通過算法分析出精確的時(shí)間，當(dāng)用戶開啟智能模式后在睡眠時(shí)，當(dāng)達(dá)到該時(shí)間點(diǎn)系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)打開窗簾，讓用戶起床的是被射進(jìn)室內(nèi)的第一縷陽光，用戶可以通過響應(yīng)式布局的WEBAPP頁面，實(shí)時(shí)性的監(jiān)視室內(nèi)安全和了解室內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)用戶可以第一時(shí)間采取相應(yīng)的措施去高效的解決問題。由此可見本項(xiàng)目通過云存儲(chǔ)和云計(jì)算，將物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)整合并精準(zhǔn)計(jì)算，體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)方向數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，并給老年人呈現(xiàn)出一種科技感極強(qiáng)，幸福感高的智能家居應(yīng)用。

二、研究意義

本項(xiàng)目旨在于設(shè)計(jì)一個(gè)低成本，高效率，體驗(yàn)度高基于云平臺(tái)的智能服務(wù)性系統(tǒng)，推動(dòng)老年公寓科技化建設(shè)的腳步，相比于普通的智能家居方案設(shè)計(jì)其優(yōu)點(diǎn)有三個(gè)。

1、對(duì)象存儲(chǔ)OSS是云平臺(tái)功能某部分，可以理解為一個(gè)靈活性高，存儲(chǔ)量大的存儲(chǔ)集群，數(shù)據(jù)可以自動(dòng)備份多重冗余防止出現(xiàn)意外的數(shù)據(jù)丟失，提供多重的安全防護(hù)避免用戶日常數(shù)據(jù)被非法盜用，且成本低無需物業(yè)聘用服務(wù)器運(yùn)維人員與托管費(fèi)用，從而保證企業(yè)只需考慮業(yè)務(wù)需求中采集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)部分，而數(shù)據(jù)的持久化階段中的安全性，穩(wěn)定性全部交由云平臺(tái)去處理，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的快速開發(fā)，降低企業(yè)成本，且極大的提高數(shù)據(jù)安全性。

2、WEBAPP實(shí)現(xiàn)的響應(yīng)式布局，可以自適應(yīng)于各種移動(dòng)端與電腦屏幕，不需要團(tuán)隊(duì)花費(fèi)大量的時(shí)間成本與技術(shù)資源去即開發(fā)移動(dòng)APP又開發(fā)和網(wǎng)頁的局面。

3、通過傳感器采集用戶習(xí)性數(shù)據(jù)，并通過算法精準(zhǔn)計(jì)算數(shù)據(jù)因此來衡量用戶習(xí)性，從而自動(dòng)向用戶推送服務(wù)給用戶一種被關(guān)懷的體驗(yàn)。

三、項(xiàng)目架構(gòu)

3.1 項(xiàng)目總體架構(gòu)：STM32、云平臺(tái)、JAVAWEB

STM32是一款微處理器可以內(nèi)部控制各種外設(shè)傳感器，由于STM32F的功耗遠(yuǎn)低于CPU，所以能夠在一定程度上降低產(chǎn)品的功耗，這也正是其為什么能被稱為傳感器中央處理器（Sensor hub）的原因所在，因此利用STM32的可擴(kuò)展性，低功耗做為硬件設(shè)計(jì)中的微處理器，本套系統(tǒng)通過STM32外接攝像頭，環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器，繼電器，GPRS模塊，首先STM32將傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部處理，用TCP/IP協(xié)議將硬件采集數(shù)據(jù)通過GPRS模塊傳到JAVAWEB后臺(tái)，JAVAWEB后臺(tái)將接受到的數(shù)據(jù)依據(jù)項(xiàng)目中所需求的業(yè)務(wù)邏輯二次處理，再通過JAVAWEB前端實(shí)現(xiàn)了公寓內(nèi)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)可視化和設(shè)備遠(yuǎn)程控制功能，而云平臺(tái)相當(dāng)于一個(gè)容納JAVAEE的服務(wù)器，去保證項(xiàng)目的安全性，穩(wěn)定性。

3.2 云平臺(tái)產(chǎn)品選擇

每個(gè)公司下的云平臺(tái)都提供多種產(chǎn)品服務(wù)，本項(xiàng)目選擇的是阿里云旗下的產(chǎn)品服務(wù)，其中主要選擇了ECS、CDN、OSS、SLB，將傳統(tǒng)項(xiàng)目中單臺(tái)服務(wù)器跑整個(gè)應(yīng)用程序，分離成不同功能在不同服務(wù)器中。

ECS：本質(zhì)就是一個(gè)服務(wù)器，運(yùn)行在云上的一個(gè)服務(wù)，主要作用做大數(shù)據(jù)處理，跑本項(xiàng)目程序。

CDN：分布式的緩存服務(wù)器，可以加速項(xiàng)目中靜態(tài)文件加載，達(dá)到了緩解網(wǎng)站高并發(fā)下帶寬瓶頸的尷尬，緩解服務(wù)器的IO壓力。

OSS：文件存儲(chǔ)服務(wù)器，將采集的數(shù)據(jù)持久化便于數(shù)據(jù)的存取。

SLB：均衡負(fù)載。

四、在JAVAWEB上進(jìn)行核心設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)模式

Model（模型）：屬于MVC設(shè)計(jì)模式的M，在WEB服務(wù)器中，用JAVA語言編寫項(xiàng)目中相關(guān)的數(shù)據(jù)類，將項(xiàng)目中復(fù)雜的數(shù)據(jù)拆分成獨(dú)立的模塊，把相似的數(shù)據(jù)屬性封裝在JAVA類中，利用了JAVA中面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，使項(xiàng)目中數(shù)據(jù)傳輸邏輯更清晰且簡化開發(fā)難度，在本項(xiàng)目中模型數(shù)據(jù)對(duì)象負(fù)責(zé)在云平臺(tái)下的OSS進(jìn)行存取數(shù)據(jù)。

View（視圖）：屬于MVC設(shè)計(jì)模式中的V，依據(jù)創(chuàng)建模型數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)顯示的部分負(fù)責(zé)在WEB前端進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化，在本項(xiàng)目中采用了WEBAPP的響應(yīng)式布局，使WEB前端不僅能在電腦顯示器上進(jìn)行數(shù)據(jù)展示，還可以在Ipad，手機(jī)移動(dòng)端等設(shè)備中根據(jù)設(shè)備的分辨率進(jìn)行自適應(yīng)，降低了前端設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。

Controller（控制器）：屬于MVC設(shè)計(jì)模式中的C，是處理業(yè)務(wù)邏輯的主要部分，用戶通過編寫自己定義的JAVA類向模型數(shù)據(jù)對(duì)象發(fā)送數(shù)據(jù)，在本項(xiàng)目中我們定義與業(yè)務(wù)邏輯相關(guān)的JAVA類，接收硬件通過TCP/IP協(xié)議發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理，把數(shù)據(jù)發(fā)送到相匹配的模型數(shù)據(jù)中，然后通過自己封裝的阿里云開放的API（接口）工具類，利用工具類將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到OSS中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的持久化，從而通過工具類進(jìn)行數(shù)據(jù)的存取。