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云知所需——基于云计算的物联网平台

作者:未知

  摘要:文章讨论一种基于云计算的物联网平台,功能包括设备接入、数据存储、设备监控、可视化编程和智能服务五大功能,旨在为开发者提供良好的物联网设备接入,管理环境。使得万物互联更加的方便、快捷。
  关键词:物联网;云计算;云平台;传感器;单片机
  1引言
  早在2000年美国提出传感网的概念,万物互联的网络就以无线射频识别、传感器技术及应用、定位系统为核心技术,在互联网的基础上蓬勃发展起来。自从2009年8月溫家宝总理提出“感知中国”的概念以来,中国将物联网作为国家的新兴战略性产业,几年的时间里,以智慧城市、智慧农业、智慧工业、智能家居等为核心的诸多应用领域飞速发展并取得了显著成果。与此同时,云计算的概念进入公众视野并迅速发展成为信息技术领域中不可或缺的部分,借助云计算按需服务、价格低廉、超大规模等特点,物联网与云计算的结合使得物联网感知层获取到的海量数据得到更加便捷而且高效的处理,应用商通过使用云计算从而很大程度上节省因数据处理的硬件搭建而产生的资源。云计算与物联网结合的成果,是产生了很大数量的物联网服务平台,旨在为物联网应用提供数据监控、数据处理、软件开发等快捷的服务。
  2系统总体解决方案
  云知所需物联网云平台服务于所有物联网设备开发者,为接人平台的终端提供无线通信、数据封装及其处理、控制接口以及数据可视化显示的解决方案。
  2.1无线通信
  (1)用户在云平台网站申请使用许可,并提供平台需要的信息,使用平台推荐的单片机作为物联网终端,接入ESP8266无线通信模块,写入相应AT指令,将工作模式设置为串口透传,连接到无线路由器接入互联网,通过云平台服务器的IP地址以及开放的端口与平台建立TCP连接。
  (2)云平台提供soeket服务器支持终端的TCP连接,进行数据传输。服务器接收到一个TCP连接请求,就开辟一个线程用于处理该连接,保证实际应用中多终端同步访问的设计需求。
  (3)由于接入到云的终端可能运行在一些复杂的环境下,可能会发生异常断电、设备损毁、使用者操作不当等情况使连接异常中断,但服务器依然为其分配连接运行中的线程,造成服务器资源浪费。因此,服务器存在掉线监控机制,客户端须定时向服务端发送心跳包使服务器感知终端的存活状态以及设备连接的有效性,及时监听到连接异常的终端,并关闭无效的连接。
  (4)终端连接到云之后,服务器会根据其发送的数据报文解析到终端的唯一标识号以及对应的秘钥进行身份验证,关闭不合法的连接以保证合法设备以及服务器的安全性。
  2.2数据封装及处理
  (1)云平台提供了一种数据协议,终端与服务器建立连接后按照该协议将感知层(如物联网应用设备的传感器模块)产生的数据添加相应控制信息封装成报文,发送至服务器。服务器对获取到的数据报进行解析,从而获取终端的身份、微控制器类型,传感器种类以及感知层的具体有效数据。
  (2)服务器获取到终端按照数据协议封装的报文后,解析用户身份,获取数据类型,并对有效数据进行分析,最后进行数据库操作,按照用户身份、数据时间以及获取时间存入相应的数据库。
  2.3控制接口
  (1)云平台为用户提供在线指令集和安卓编程接口两种远程控制解决方案。用户可使用云平台的网站远程对连接到云的物联网终端进行控制,也可以根据安卓程序接口白行编写远程监控以及控制的APP。
  (2)云平台将安卓设备视为一种特殊终端进行连接,将获取的数据视为一种特殊的数据进行解析,按照对应的设备终端进行转发。
  (3)获取网站的控制指令与(2)中安卓设备处理方式类似。后端将从前端获取到的数据转发至soeket服务器,服务器按照对应的设备终端进行转发。
  3数据可视化显示
  (1)用户最终获取到的数据需要有直观、便于分析展现形式。云平台对数据进行可视化处理,将监测到的环境情况和感知目标状态等数据转化为直观或反应变化趋势的图表向用户展示。
  (2)该功能的实现依赖于丰富的前端绘图技术以及与后台的数据交互,实时动态生成图表,保证用户数据的实时性。
  (3)用户登陆访问云平台并接人物联网设备,使用平台提供的weh页面对数据进行查看以及监控。
  4结束语
  云知所需——基于云计算的物联网平台是一个开放的物联网设备接人平台,旨在服务于所有的物联网开发者,用户使用该云平台进行物联网设备接入、数据处理和查看、远程控制将变得简单便捷,并具有较高的实时性,开发人员能够快速开发出满足需求的物联网应用产品及系统。
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