陳宇

【摘 ?要】本文討論了一個基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)平臺，它包括設(shè)備訪問、數(shù)據(jù)存儲、設(shè)備監(jiān)控、可視化編程和智能服務(wù)五大功能。它旨在為開發(fā)者提供一個良好的環(huán)境來訪問和管理物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。使所有連接更加方便快捷。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);云計算;云平臺;傳感器;單片機(jī)

引言

早在2000年，美國就提出了傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念。物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上蓬勃發(fā)展，以RFID、傳感技術(shù)和應(yīng)用、定位系統(tǒng)為核心技術(shù)。自2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”概念以來，中國將物聯(lián)網(wǎng)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。近年來，以智能城市、智能農(nóng)業(yè)、智能產(chǎn)業(yè)、智能家居等為核心的許多應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展迅速，取得了顯著成效。與此同時，云計算的概念已經(jīng)進(jìn)入公眾視野，并迅速發(fā)展成為信息技術(shù)領(lǐng)域不可或缺的一部分。物聯(lián)網(wǎng)與云計算相結(jié)合，具有按需服務(wù)、價格低廉、規(guī)模大等特點(diǎn)，使得物聯(lián)網(wǎng)感知層獲取的海流量數(shù)據(jù)處理更加方便、高效。通過云計算的使用，應(yīng)用提供商在一定程度上非常龐大，節(jié)省了數(shù)據(jù)處理硬件建設(shè)所產(chǎn)生的資源。云計算與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的結(jié)果是產(chǎn)生大量的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺，旨在為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、軟件開發(fā)等快速服務(wù)。

1.云計算技術(shù)特征體現(xiàn)分析

云計算技術(shù)是近十年來迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。它主要是在Internet上開發(fā)和應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)資源型應(yīng)用的目標(biāo)。云計算技術(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)連接到一些低成本的計算系統(tǒng)中。同時，云計算的特點(diǎn)相當(dāng)鮮明，技術(shù)的可靠性非常強(qiáng)，特別是在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效地對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和優(yōu)化，從而能夠有效地保證數(shù)據(jù)的可靠性。此外，云計算技術(shù)建設(shè)的成本也相對較低，具有較高的性價比，通過最小的投資將獲得最大的回報。在實(shí)際應(yīng)用中，云計算技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)多樣化的服務(wù)和目標(biāo)。用戶可以選擇大量的服務(wù)項(xiàng)目和空間，并且可以獲得不同級別和類型的服務(wù)。此外，云計算技術(shù)的編程便利性也十分突出。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息處理效率相比，在云計算技術(shù)的應(yīng)用下，數(shù)據(jù)處理效率非常高。不僅如此，云計算技術(shù)具有強(qiáng)大的信息數(shù)據(jù)處理能力，并可以通過這種方式自動管理相關(guān)節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)，有效保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.云計算技術(shù)結(jié)構(gòu)分析

結(jié)構(gòu)分析在云計算技術(shù)的發(fā)展中起著非常重要的作用，在云計算技術(shù)的應(yīng)用中也起著非常重要的作用。分析云計算技術(shù)結(jié)構(gòu)的目的是使大量的計算機(jī)能夠分布到大量的服務(wù)器上，以便它們能夠通過互聯(lián)網(wǎng)相互訪問。云計算技術(shù)的主要組成部分是用戶端，我們稱之為云用戶。云用戶主要為用戶提供一個接口來請求對方的操作。此界面也是用戶進(jìn)入系統(tǒng)的入口。他們可以通過瀏覽器注冊和登錄。登錄后，他們可以根據(jù)目錄中的信息找到相關(guān)信息。當(dāng)然，他們在查找相關(guān)信息的同時，還需要獲得相應(yīng)的權(quán)限。云用戶在獲得相關(guān)權(quán)限后，可以獲取所需的信息。這樣操作很方便。它還可以提供方便的操作和訪問。云計算技術(shù)管理系統(tǒng)及相關(guān)工具可以為用戶提供至高無上的服務(wù)，也可以對云用戶進(jìn)行管理。更為重要的是計算資源的服務(wù)和管理方便，還可以根據(jù)云用戶的需求轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)程序。

3.系統(tǒng)總體解決方案

云智所需的物聯(lián)網(wǎng)云平臺服務(wù)于所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開發(fā)者，為接收平臺終端提供無線通信、數(shù)據(jù)封裝與處理、控制接口和數(shù)據(jù)可視化顯示解決方案。

3.1云數(shù)據(jù)管理技術(shù)作用分析

目前，在計算機(jī)技術(shù)的推動下，云數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展迅速。由于云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有效地提高了數(shù)據(jù)的存儲和管理水平。這主要是因?yàn)樵谠茢?shù)據(jù)管理系統(tǒng)中廣泛集成了分布式存儲管理，可以提高數(shù)據(jù)存儲和管理的可靠性，保證數(shù)據(jù)的安全性。此外，大量應(yīng)用云數(shù)據(jù)管理技術(shù)也可以并行分析管理中的錯誤，并有效解決這些錯誤。

3.2無線通信

（1） 用戶在云平臺網(wǎng)站上申請使用許可，并提供平臺所需的信息。平臺推薦的單片機(jī)作為物聯(lián)網(wǎng)終端，接入esp8266無線通信模塊，編寫相應(yīng)的at命令，將工作模式設(shè)置為串行口傳輸，連接到無線路由器并接入互聯(lián)網(wǎng)，并通過云平臺服務(wù)器的IP地址和開放端口CP連接與平臺建立t。

（2） 云平臺提供soket服務(wù)器，支持終端的TCP連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)服務(wù)器接收到TCP連接請求時，會打開一個線程來處理連接，保證實(shí)際應(yīng)用中多終端同步訪問的設(shè)計要求。

（3） 由于接入云的終端可能在一些復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)行，可能出現(xiàn)異常停電、設(shè)備損壞、用戶操作不當(dāng)?shù)惹闆r，從而導(dǎo)致異常連接中斷。但是，服務(wù)器仍然在連接操作中分配線程，導(dǎo)致服務(wù)器資源的浪費(fèi)。因此，服務(wù)器具有離線監(jiān)控機(jī)制?？蛻舳吮仨毝ㄆ谙蚍?wù)器發(fā)送心跳數(shù)據(jù)包，以便服務(wù)器能夠感知終端的生存狀態(tài)和設(shè)備連接的有效性，及時監(jiān)控異常連接的終端，關(guān)閉無效連接。

（4） 終端接入云后，服務(wù)器根據(jù)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)報文分析終端的唯一標(biāo)識號和對應(yīng)的密鑰進(jìn)行認(rèn)證，并關(guān)閉非法連接，確保合法設(shè)備和服務(wù)器的安全。

3.3數(shù)據(jù)封裝及處理

（1） 云平臺提供了一個數(shù)據(jù)協(xié)議。終端與服務(wù)器建立連接后，根據(jù)協(xié)議，將傳感層生成的數(shù)據(jù)（如物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備的傳感器模塊）添加相應(yīng)的控制信息，并封裝成消息發(fā)送給服務(wù)器。服務(wù)器對采集到的數(shù)據(jù)報進(jìn)行解析，得到終端的身份、微控制器的類型、傳感器的類型以及傳感層的具體有效數(shù)據(jù)。

（2） 服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)協(xié)議獲取終端封裝的消息后，分析用戶身份，獲取數(shù)據(jù)類型，分析有效數(shù)據(jù)。最后，根據(jù)用戶身份、數(shù)據(jù)時間和采集時間對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作并存儲在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。

3.4控制接口

（1）云平臺為用戶提供了兩種遠(yuǎn)程控制解決方案：在線指令集和Android編程接口。用戶可以使用云平臺的網(wǎng)站遠(yuǎn)程控制與云連接的物聯(lián)網(wǎng)終端，也可以根據(jù)Android程序界面白線編寫遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用程序。

（2） 云平臺將Android設(shè)備作為連接的專用終端，將采集到的數(shù)據(jù)作為專用數(shù)據(jù)，根據(jù)相應(yīng)的設(shè)備終端進(jìn)行分析轉(zhuǎn)發(fā)。

（3） 訪問網(wǎng)站的控制指令類似于（2）中的Android設(shè)備。后端將從前端獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給soket服務(wù)器，soket服務(wù)器根據(jù)相應(yīng)的設(shè)備終端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

4.數(shù)據(jù)可視化顯示

（1） 用戶最終獲得的數(shù)據(jù)需要具有直觀、易于分析和呈現(xiàn)的形式。云平臺將數(shù)據(jù)可視化，并將監(jiān)測到的環(huán)境條件和感知到的目標(biāo)狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直觀或反應(yīng)靈敏的圖表顯示給用戶。

（2） 該功能的實(shí)現(xiàn)依賴于豐富的前端繪圖技術(shù)和與后端的數(shù)據(jù)交互，以及實(shí)時動態(tài)生成圖表，保證用戶數(shù)據(jù)的實(shí)時性。

（3） 用戶登錄云平臺并連接到個人聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，使用平臺提供的weh頁面查看和監(jiān)控數(shù)據(jù)。

5.結(jié)束語

云需求——基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)平臺是連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的開放平臺，旨在為所有物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者服務(wù)。用戶使用云平臺進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入、數(shù)據(jù)處理和查看、遠(yuǎn)程控制等操作簡單方便，實(shí)時性高。開發(fā)人員可以使用產(chǎn)品和系統(tǒng)快速開發(fā)滿足其需求的物聯(lián)網(wǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉中秋.基于云計算的云數(shù)據(jù)管理技術(shù)[J/OL].電子技術(shù)與軟件工程，2019（02）：152

[2]劉中秋.基于云計算的云數(shù)據(jù)管理技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（02）：152.

[3]劉倩斕.探析云計算和云數(shù)據(jù)管理技術(shù)[J].中國新通信，2018，20（23）：51.