【摘要】：近幾年,各大高校相繼開(kāi)設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),特別注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),由此需要高效實(shí)用的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)�；趯W(xué)生人數(shù)急劇增加、師資力量不足、專用場(chǎng)地緊張的現(xiàn)實(shí)情況,集中式的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)方式已經(jīng)不能滿足實(shí)際需求。本團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一套基于云平臺(tái)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng).:學(xué)生使用的開(kāi)發(fā)板、實(shí)驗(yàn)箱可以隨時(shí)隨地連接到云平臺(tái),實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地記錄到云端數(shù)據(jù)庫(kù)中;學(xué)生不必在固定的時(shí)間和場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),解決了學(xué)校實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地緊缺的難題,激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力;老師可以在線跟蹤學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展,與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)指導(dǎo),使有限的教師資源得到了充分利用;管理者可對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)、故障等進(jìn)行在線分析,對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、教師指導(dǎo)進(jìn)行準(zhǔn)確考評(píng),解決管理難題。本文設(shè)計(jì)了物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中的云平臺(tái),滿足了設(shè)備、學(xué)生、教師,管理者的應(yīng)用需求。提出了分層的云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu),包括基礎(chǔ)存儲(chǔ)層、支撐服務(wù)層及應(yīng)用賦能層。同時(shí)又劃分出三大服務(wù)器集群:支撐前端網(wǎng)站功能實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)服務(wù)器集群,支撐各類開(kāi)發(fā)板遠(yuǎn)程接入的設(shè)備服務(wù)器集群以及存儲(chǔ)支撐服務(wù)器集群。本文對(duì)有狀態(tài)集群內(nèi)的數(shù)據(jù)同步方法進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了服務(wù)器節(jié)點(diǎn)緩存和集中式存儲(chǔ)集群相互配合的機(jī)制。采用了基于散列表和雙向鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的緩存淘汰算法思想,計(jì)算出了合適的散列種子和負(fù)載因子值,節(jié)點(diǎn)中緩存查找只需要2ms。分析了集中式存儲(chǔ)集群的數(shù)據(jù)最終一致性可能出現(xiàn)的問(wèn)題,在其集群外增加了節(jié)點(diǎn)主動(dòng)刪除緩存及主動(dòng)從主存中拉取信息的機(jī)制。并且利用存儲(chǔ)集群的數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng)觸發(fā)功能,配合服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的緩存處理,共同實(shí)現(xiàn)了設(shè)備服務(wù)器集群內(nèi)數(shù)據(jù)的一致性共享與同步。本文設(shè)計(jì)了多級(jí)流水線設(shè)備數(shù)據(jù)處理機(jī)制,在每個(gè)工作單元非阻塞執(zhí)行的基礎(chǔ)上,保證了全鏈路數(shù)據(jù)的非阻塞解析與寫(xiě)入。最終設(shè)備服務(wù)器在10萬(wàn)連接壓測(cè)下平均響應(yīng)時(shí)間只有9ms,單個(gè)數(shù)據(jù)任務(wù)執(zhí)行單元處理速度為7500條/s。并且加入數(shù)據(jù)寫(xiě)入任務(wù)整形機(jī)制,防止數(shù)據(jù)庫(kù)被大量任務(wù)沖垮。本文還對(duì)業(yè)務(wù)服務(wù)器軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì),為上層應(yīng)用提供了各類賦能接口。并且通過(guò)各個(gè)支撐服務(wù)和通用功能的設(shè)計(jì),保證了業(yè)務(wù)軟件模塊的可擴(kuò)展性與穩(wěn)定性。最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了功能測(cè)試、性能測(cè)試及可靠性測(cè)試。各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果均表明本文所設(shè)計(jì)的平臺(tái)達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP393.09;TN929.5;TP391.44
【圖文】：

２云平臺(tái)整體設(shè)計(jì)逡逑２．邋１系統(tǒng)整體功能逡逑本團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)全景如圖２．１所示：逡逑ｅｈ？？邐］逡逑！邋！邋？邋＃邋！逡逑一——二：�。蕉娑鸲梗义希恚恚磉姡蓿溃边姡蒎义希姇堋鋈葸�！逡逑！邐＾『邐ｉ逡逑ｉ邐ｍｍｍｉ邐ｆｉｉＭｉ榅邐｜逡逑１邐１逡逑邑■丨數(shù)據(jù)中心逡逑邐拿 邐逡逑ｍｍ邐］逡逑１邐（Ｚ＾）邐！逡逑丨邐——邐１逡逑■邋ｍｑｔｔ逡逑ｍｍ邐—贏—邐］逡逑！邐Ｗ邐樹(shù)丨逡逑＿邋ｒｎ－ＦＪ．邐ＧＰＲＳ邐邐邐ＮＢ－Ｒ）＾邋＾逡逑灥逡逑１逡逑ｒｍｍ邐；逡逑丨⑩邐S緬危戾穩(wěn)危厘澹″義希體邋�？逦Ａｑw危輳礤吻紗絴 」逡逑圖２．１實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)整體層次結(jié)構(gòu)逡逑底層是各類傳感器接入，然后邊緣網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)網(wǎng)ＬｏＲａ節(jié)點(diǎn)可以去采集各個(gè)傳感器

Ｉ邐版栜現(xiàn)＿逡逑圖２．２用戶與產(chǎn)品關(guān)系逡逑本系統(tǒng)中，終端用戶與產(chǎn)品的關(guān)系如圖２．２所示。學(xué)生對(duì)接的是各類監(jiān)控測(cè)試系統(tǒng)，教師逡逑對(duì)接的是教師管理后臺(tái)，管理者對(duì)接的是運(yùn)維管理后臺(tái)。逡逑２．邋２各模塊功能逡逑２．２．邋１應(yīng)用模塊逡逑應(yīng)用層中，學(xué)生對(duì)接的監(jiān)控測(cè)試系統(tǒng)分別是：微信控制監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)、工業(yè)開(kāi)發(fā)板監(jiān)控網(wǎng)站逡逑與基于ＬｏＲａＷＡＮ的管理網(wǎng)站。逡逑微信監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)如圖２．３所示，主要功能是監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)與留言交互等。逡逑６逡逑

馬微信監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)工業(yè)開(kāi)發(fā)板監(jiān)控網(wǎng)站如圖2灘所示，主要是監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、觸發(fā)報(bào)警、視頻監(jiān)控以及位置信

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2806217