CN106941486A - 一种通用型物联网监测控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用型物联网监测控制系统及控制方法，包括：WEB应用服务子模块，用于和数据库服务子模块进行交互，对数据进行相关的业务处理，同时在浏览器中展现给用户；数据接收子模块，用于接收硬件发送过来的符合相关格式的数据，然后将数据发送到数据库服务子模块中进行存储；数据库服务子模块，用于存储数据接收子模块发送过来的数据，以及和WEB应用服务子模块交互，完成数据实际的存储和修改操作。本发明将系统和底层硬件解耦，提高系统的扩展性；增加了系统的通用性；系统的各个子模块解耦，同时使用现有网络进行数据交互，可提高系统的可维护性，降低成本。

Description

一种通用型物联网监测控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于物联网技术领域，尤其涉及一种通用型物联网监测控制系统及控制方法。

背景技术

当前随着互联网的飞速发展，物联网应运而生，它综合了各个学科的不同技术，越来越受到国家、科研机构和企业的重视。物联网(“The Internet of Things，IoT”)是当前信息技术的重要组成部分。本质上来说就是把物与物连接起来的互联网，而随着互联网和各类感知硬件的快速发展，结合两者优势的物联网将使我们的生产、生活变得更加智能、高效。现今，在生产生活中，人们越来越希望对各类信息进行一个有效的管理。有些传感器在提供采集相关数据的同时也可能会集成一个小的液晶显示屏，但是这种方式需要大量的人力去查看管理，显然达不到自动化的程度。现有的物联网监测系统大多采用C/S架构，即客户端/服务端架构，这种架构模式需要采购大量的客户端、服务端设备，同时还需要在客户端上安装专门的应用软件，在每次升级的时候都需要针对每一台客户端设备或服务端设备进行依次升级，这会耗费大量的人力和物力。同时软件平台和硬件模块之间的耦合度高以及软件平台各模块之间耦合度高都极大的降低了模块的可扩展性和维护性。随着WEB技术的发展，B/S架构，即浏览器/服务端架构受到了普遍的推崇。这种架构在前台不需要安装特定的应用软件，这只需要安装一个通用的浏览器即可；而在服务端将真正处理业务的后台应用软件和进行数据存储的数据库服务器解耦，同时也将软件平台和硬件平台进行了解耦。极大的降低了整个模块的维护成本，同时提高了模块的可扩展性。如何利用这种架构或方法来设计一种方便维护、低成本的系统是亟待解决的问题。

综上所述，现有的物联网监测系统采用C/S架构存在每次升级时需要针对每一台客户端设备或服务端设备进行依次升级，耗费大量的人力和物力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用型物联网监测控制系统及控制方法，旨在解决现有的物联网监测系统采用C/S架构存在每次升级时需要针对每一台客户端设备或服务端设备进行依次升级，耗费大量的人力和物力的问题。

本发明是这样实现的，一种通用型物联网监测控制系统，所述通用型物联网监测控制系统包括：

WEB应用服务子模块，与数据库服务子模块连接，用于和数据库服务子模块进行交互，对数据进行相关的业务处理，同时在浏览器中展现给用户；

数据接收子模块，与数据库服务子模块连接，用于接收硬件发送过来的符合相关格式的数据，然后将数据发送到数据库服务子模块中进行存储；

数据库服务子模块，用于存储数据接收子模块发送过来的数据，以及和WEB应用服务子模块交互，完成数据实际的存储和修改操作。

进一步，所述WEB应用服务子模块分为前端页面显示部分和后台业务处理部分；

所述前端显示部分包括平台管理页面、节点管理页面、用户管理页面、实时监测页面、历史数据页面；

所述后台业务处理部分包括struts2表现层、spring业务整合层、hibernate持久层。

进一步，所的数据接收子模块包括普通数据接收服务和图片数据接收服务。

进一步，所述数据库服务子模块包括硬件平台表_platform，平台类型_plattype，传感器表_sensor，传感器类型表_sensortype，用户表_user，目录表_menu，数据表_data。

本发明的另一目的在于提供一种所述通用型物联网监测控制系统的通用型物联网监测控制方法，所述通用型物联网监测控方法包括：

和数据库服务子模块进行交互，对数据进行相关的业务处理，同时在浏览器中展现给用户；

接收硬件发送过来的符合相关格式的数据，然后将数据发送到数据库服务子模块中进行存储；

存储数据接收子模块发送过来的数据，以及和WEB应用服务子模块交互，完成数据实际的存储和修改操作。

进一步，所述和数据库服务子模块进行交互，对数据进行相关的业务处理，同时在浏览器中展现给用户包括：

用户在浏览器中进行操作时，前端页面显示部分中EasyUI框架首先将数据封装成JSON数据格式，然后使用RESTful风格网络地址，找到后台业务处理部分表现层相关的类，使用POST方法将数据发送给后台业务处理部分；

后台业务处理部分中表现层解析相关的请求找到对应的业务处理service类，并解析JSON数据封装成JAVA实体类数据，然后将数据交给对应的业务层相关类去处理，比如数据校验工作；

处理完之后将数据交hibernate持久层，由持久层中对应的dao层类去和数据库服务子模块交互，完成数据实际的增删改查工作；

相关任务完成之后，反方向一层一层将结果数据返回到前端显示部分；在传递到表现层时需要将数据封装成JSON格式发送给前台页面，此时EasyUI自动解析数据，使用其datagrid插件结合AJAX异步加载技术将结果数据展现给用户。

进一步，所述接收硬件发送过来的符合相关格式的数据，然后将数据发送到数据库服务子模块中进行存储包括：

使用TCP/UDP协议结合JAVA中的Socket编程构建；符合平台ID+节点ID+实际数据格式的任意硬件平台发送过来的数据进行接收；

将数据发送给数据库服务子模块进行存储；使用TCP协议进行接收，同时直接发送给数据库服务子模块进行存储；对于图片较大的数据，使用UDP协议进行接收；然后先将图片存储在磁盘上，而将图片地址作为数据发送给数据库服务子模块进行存储。

进一步，所述存储数据接收子模块发送过来的数据，以及和WEB应用服务子模块交互，完成数据实际的存储和修改操作包括：

在数据库设计好相关的表之后，在WEB应用服务子模块中反向生成对应的JAVA类；与WEB应用服务子模块和数据接收子模块进行交互，完成数据实际的增删改查工作。

本发明提供的通用型物联网监测控制系统及控制方法，以提高系统的扩展性、通用性；让不同用户根据本设计方法针对不同的监测场景，能快速构建出适用于特定需求的监测系统。本发明将系统和底层硬件解耦，提高系统的扩展性。此系统中每个子模块都是直接通过已有网络进行通信交互，将底层具体的异构硬件传感器接口与系统之间进行解耦，极大的提高了系统的扩展性；可以灵活配置各类服务。对于WEB应用服务子模块中前端显示部分来说，各个显示功能页面直接没有直接联系，如果需要添加其他功能，可以直接将具体功能页面编写好之后直接嵌套到原模块中，不会影响原模块其他功能。这样便增加了系统的通用性；系统的各个子模块解耦，同时使用现有网络进行数据交互，可提高系统的可维护性，降低成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的通用型物联网监测控制系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的WEB应用服务子模块的前端显示页面结构示意图。

图3是本发明实施例提供的Echarts页面模块构成示意图。

图4是本发明实施例提供的MVC架构示意图。

图5是本发明实施例提供的油井远程监控示例示意图。

图中：1、WEB应用服务子模块；2、数据接收子模块；3、数据库服务子模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的通用型物联网监测控制系统包括：WEB应用服务子模块1、数据接收子模块2和数据库服务子模块3。

WEB应用服务子模块1，主要用于和数据库服务子模块2进行交互，对数据进行相关的业务处理，同时在浏览器中展现给用户。

数据接收子模块2，主要用于接收硬件发送过来的符合相关格式的数据，然后将数据发送到数据库服务子模块3中进行存储。

数据库服务子模块3，主要用于存储数据接收子模块2发送过来的数据，以及和WEB应用服务子模块1交互，完成数据实际的存储和修改等操作。

WEB应用服务子模块1，可以分为前端页面显示部分和后台业务处理部分。主要有平台管理、传感器管理、用户管理、实时数据显示、历史数据查询五大功能。前端显示部分主要包括平台管理页面platformManager.jsp、节点管理页面sensorManager.jsp、用户管理页面userManager.jsp、实时监测页面realManager.jsp、历史数据页面dataManager.jsp等五大功能页面。用户使用这五大页面与后台业务处理部分进行交互，交互的方式是使用RESTful的网络格式地址将相关的请求和数据发送给业务处理部分的struts2表现层，表现层将数据进行解析之后根据请求将相关的业务需求发送给spring整合业务层，在这一层中对业务请求进行实际的业务处理后将对数据的实际操作等任务交给hibernate持久层，然后由持久层去和数据库服务子模块3进行交互，完成对数据实际的增删改查任务，同时将结果一层一层反向返回给前端显示部分。而数据接收子模块2和WEB应用服务子模块1没有任何交集，此子模块不管任何平台任何节点上发送过来的数据，只要是满足“平台ID+节点ID+实际数据”格式的字符串数据都是直接将其发送到数据库服务子模块中进行存储。

WEB应用服务子模块1中的前端页面显示部分，如图2、3，本发明利用EasyUI前端框架可以将整个页面分成三个大的部分，即north对应模块名称或标题等显示区、west对应目录栏显示区、center对应页面内容显示区，而具体的子页面都是嵌入到此页面进行显示的。对于目录栏显示区，此区域中的内容中的每个功能页面都是嵌套进去的。当整个模块启动时，WEB监听器会从数据库中取得相关页面的信息，如名称、地址返回到主页面中显示；同时，如果用户在日后需要扩展功能，只需要在监听器中将添加的页面的名称、地址等信息，然后在启动的时候会进行修复，同时在主页面中显示添加的功能页面。在系统启动时是需要登录的，此系统会有一个超级管理员。每次系统启动时，WEB监听器都会对超级管理员的帐号进行修复，避免出现错误。当用户点击目录栏中的某个功能页面标签时，会向后台发送相关的请求，得到需要的页面地址，然后具体的功能页面会像一个标签一样嵌入到内容显示区中，便于用户进行相关操作。由于需要显示数据，在此利用EasyUI的datagrid插件，此插件可以很好的生成数据展示的表格，同时可以绑定相关的操作，而且此表格中的数据采用AJAX异步请求方式向后台发起请求，然后将数据进行显示。发起请求的网络地址格式采用RESTful格式，如${pageContext.request.contextPath}/real/realAction！datagrid.action其中“${pageContext.request.contextPath}”表示后台业务处理子模块地址，后面部分表示需要struts2表现层中的对应类中的对应方法，这种地址格式很容易进行管理。而需要发送的数据首先EasyUI会自动将其封装成JSON数据，然后使用PUT方式进行发送。之后对于从后台业务处理部分响应的数据，ECharts会自动将JSON数据进行解析，然后利用其datagrid插件进行图表展示，并自动实现分页等功能。

对于WEB应用子模块1中的后台业务处理部分采用MVC三层架构，如图4。其中视图层对应struts2表现层、控制层对应spring业务整合层、模型层对应hibernate持久层。这三层是紧密联系在一起的，但又是互相独立的，每一层内部的变化不影响其他层。每一层都对外提供接口，供上面一层调用。这样一来，系统就可以实现模块化，修改外观或者变更数据都不用修改其他层，大大方便了维护和升级。首先struts2表现层针对前端显示部分发送过来的请求和数据，找到相关的类和方法，使用工具对JSON数据进行解析，将其封装到相关的Java类中，然后交给spring业务整合层中对应的service类进行处理。spring业务整合层处理完实际的业务之后将数据实际的增删改查任务交给hibernate持久层中相关dao层类去处理，而持久层生成相关的SQL语句之后和数据库服务子模块进行交互完成业务的实际处理工作。

如图1中的数据库服务子模块3，采用MySQL开源数据库模块构建，其中维护多个表，完成对各类数据的存储工作。这里只是添加了7张表，如果在使用过程中需要对其他类型的数据进行存储，无须手动添加，只需要在此模块中建立好相关的表项之后，WEB应用服务子模块1会自动生成相关的JAVA类，这种方式极大的提高了模块的可扩展性。

如图1中的数据接收子模块2，本发明利用JAVA中的Socket编程，结合TCP/UDP协议进行构建。在此模块中开启两个服务，分别是TCP服务，一个是UDP服务。其中对于图片这种较大的数据，使用UDP这种方式进行接收；而对于如温度、湿度等数据我们使用TCP进行接收。此模块与硬件模块是完全解耦的，不管硬件平台是什么，同时也不管硬件平台上有哪些传感器，只要通过网络传递过来的数据格式符合“平台ID+节点ID+实际数据”，此模块就能对数据进行接收。接受到数据之后，首先对数据进行分解，然后和数据库服务子模块3进行交互，将数据进行存储。对于一般数据，直接进行存储；而对于图片这类数据，只是将图片的地址作为数据存储到数据库中，而将实际的图片数据存储在硬盘上，这里可以降低数据库服务子模块3的存储和查询压力。

如图5，为了方便理解本发明的技术方案，通过油井远程监控进行说明。为了能有效的发现油井、地层、油藏的变化，可以使用本发明构建对油井进行远程监控系统。在图中可以看到的对于每个平台都有若干个传感器节点，而这些节点采集的数据可以直接通过现有网络发送给数据接收子模块，数据接受模块将数据解析之后发送给数据库服务子模块进行存储，而用户可以在WEB应用服务子模块中的前端显示部分页面中进行相应的操作，如对管理人员进行添加删除，对平台采集的数据进行实时显示等操作。

本发明对系统的各个模块进行了解耦，极大的提高了整个系统的可扩展性和可维护性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通用型物联网监测控制系统，其特征在于，所述通用型物联网监测控制系统包括：

WEB应用服务子模块，与数据库服务子模块连接，用于和数据库服务子模块进行交互，对数据进行相关的业务处理，同时在浏览器中展现给用户；

数据接收子模块，与数据库服务子模块连接，用于接收硬件发送过来的符合相关格式的数据，然后将数据发送到数据库服务子模块中进行存储；

数据库服务子模块，用于存储数据接收子模块发送过来的数据，以及和WEB应用服务子模块交互，完成数据实际的存储和修改操作。

2.如权利要求1所述的通用型物联网监测控制系统，其特征在于，所述WEB应用服务子模块分为前端页面显示部分和后台业务处理部分；

所述前端显示部分包括平台管理页面、节点管理页面、用户管理页面、实时监测页面、历史数据页面；

所述后台业务处理部分包括struts2表现层、spring业务整合层、hibernate持久层。

3.如权利要求1所述的通用型物联网监测控制系统，其特征在于，所的数据接收子模块包括普通数据接收服务和图片数据接收服务。

4.如权利要求1所述的通用型物联网监测控制系统，其特征在于，所述数据库服务子模块包括硬件平台表_platform，平台类型_plattype，传感器表_sensor，传感器类型表_sensortype，用户表_user，目录表_menu，数据表_data。

5.一种如权利要求1所述通用型物联网监测控制系统的通用型物联网监测控制方法，其特征在于，所述通用型物联网监测控方法包括：

和数据库服务子模块进行交互，对数据进行相关的业务处理，同时在浏览器中展现给用户；

接收硬件发送过来的符合相关格式的数据，然后将数据发送到数据库服务子模块中进行存储；

存储数据接收子模块发送过来的数据，以及和WEB应用服务子模块交互，完成数据实际的存储和修改操作。

6.如权利要求5所述的通用型物联网监测控制方法，其特征在于，所述和数据库服务子模块进行交互，对数据进行相关的业务处理，同时在浏览器中展现给用户包括：

用户在浏览器中进行操作时，前端页面显示部分中EasyUI框架首先将数据封装成JSON数据格式，然后使用RESTful风格网络地址，找到后台业务处理部分表现层相关的类，使用POST方法将数据发送给后台业务处理部分；

后台业务处理部分中表现层解析相关的请求找到对应的业务处理service类，并解析JSON数据封装成JAVA实体类数据，然后将数据交给对应的业务层相关类去处理，比如数据校验工作；

处理完之后将数据交hibernate持久层，由持久层中对应的dao层类去和数据库服务子模块交互，完成数据实际的增删改查工作；

相关任务完成之后，反方向一层一层将结果数据返回到前端显示部分；在传递到表现层时需要将数据封装成JSON格式发送给前台页面，此时EasyUI自动解析数据，使用其datagrid插件结合AJAX异步加载技术将结果数据展现给用户。

7.如权利要求5所述的通用型物联网监测控制方法，其特征在于，所述接收硬件发送过来的符合相关格式的数据，然后将数据发送到数据库服务子模块中进行存储包括：

使用TCP/UDP协议结合JAVA中的Socket编程构建；符合平台ID+节点ID+实际数据格式的任意硬件平台发送过来的数据进行接收；

将数据发送给数据库服务子模块进行存储；使用TCP协议进行接收，同时直接发送给数据库服务子模块进行存储；对于图片较大的数据，使用UDP协议进行接收；然后先将图片存储在磁盘上，而将图片地址作为数据发送给数据库服务子模块进行存储。

8.如权利要求5所述的通用型物联网监测控制方法，其特征在于，所述存储数据接收子模块发送过来的数据，以及和WEB应用服务子模块交互，完成数据实际的存储和修改操作包括：

在数据库设计好相关的表之后，在WEB应用服务子模块中反向生成对应的JAVA类；与WEB应用服务子模块和数据接收子模块进行交互，完成数据实际的增删改查工作。