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家庭物联网设备监控APP解决方案的设计

范文

孙一笑战金成张玉军

摘要：随着5G技术的正式商用，物联网技术将得到迅猛发展，物联网技术将走入千家万户。因此，如何将越来越多的家庭物联网设备采集的海量数据进行处理，并达到家庭物联网用户能够实时监控相关参数将成为较为重要的研究课题。该文主要对家庭物联网设备监控APP的设计进行研究，提供一套家庭物联网设备采集数据回发至用户手机的解决方案。

关键词：家庭物联网;手机APP;WEBAPI;MUI

中图分类号：G642? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）21-0092-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Absrtact： With the formal commercial use of 5G technology， the Internet of Things technology will develop rapidly， and the Internet of Things technology will enter thousands of households. Therefore， how to process the massive data collected by more and more devices of the Home Internet of Things and achieve real-time monitoring of relevant parameters by users of the Home Internet of Things will become an important research topic. This paper mainly studies the design of app for home Internet of things equipment monitoring， and provides a set of solutions for home Internet of things equipment to collect data and send it back to the user's mobile phone.

Key words： Home Internet of Things; Mobile App; WEBAPI; MUI

1 背景

随着5G技术的正式商用，服务商为用户提供了优质高速的网络体验，伴随着带宽的提升，物联网技术将得到迅猛发展，应用将越来越广泛，物联网技术将走入千家万户[1]。因此，如何将越来越多的家庭物联网设备采集的海量数据进行处理，并达到家庭物联网用户能够实时监控相关参数将成为较为重要的研究课题。因此我们需要提供一套完备的解决方案，系统应该包括，基于ZigBee技术的自组网物联网设备与网关，提供数据存储与转发的服务器以及能够实时调取服务器中数据接口并显示的APP[2]。本文将对这套解决方案的设计进行论述。

2 家庭物联网设备监控APP需求分析

要实现用户对于物联网设备所采集的数据进行监控，首先需要将设备所采集的数据汇总至能够连接公网的网关，该网关需要能对传输的数据进行序列化，序列化后的数据需要被网关转换为HTTP请求并实时发送至服务器。在服务器端需要提供能够接收网关数据的接口。并且根据与网关制定的协议对接收到的数据进行序列化，序列化之后的数据需要储存至数据库中，同时还需要提供能够提供APP端能够调用的数据接口，当接收到客户端的请求时，服务端应将数据库中的数据发送给APP端。在APP端，APP需要将从服务端请求来的数据渲染至页面上供用户查看，并且需要提供对用户身份信息进行验证的功能，以保证用户的数据安全。

3 家庭物联网设备监控APP相关技术

为实现上述功能，我们需要对家庭物联网端、服务端、客户端三部分需要的技术进行分析，解决方案设计示意图如图1。

1）物联网端：本系统采用了支持ZigBee自组网技术的物联网硬件设备，该设备有着无须配置系统自动组成通信网络的能力，并且该系统还有着功耗低、成本低的特点。传感器设备将采集到的数据实时传输至树莓派3 b+的网关设备中，网关设备采用Linux操作系统，预置了信息采集处理的服务，并且将机器数据序列化通过QHTTP技术转发至服务端[3]。

2）服务端：部署了基于.NET WebAPI技术的服务，该服务作为连接手机端与物联网设备的桥梁，为物联网设备提供写入数据库的接口，为客户端提供了，调用数据库的接口，并且将物联网设备与客户端进行绑定，并提供身份验证服务。

3）客户端：在客户端采用了混合开发模式，使用MUI框架搭建了简洁美观的APP，基于JQuery实现AJAX的异步刷新技术，定时向服务端发送请求进而实现用户能够实时监控传感器的目的。并且需要注意的是，客户端需要对用户的身份进行验证进而保证系统数据的安全[4]。

4 传感器网关服务的实现

在该系统中，为了将各个传感器采集的数据处理并发送至服务器端，我们需要在网关部分实现对于传感器数据的汇总、处理与转发，在服务开发上，采用了QT框架的C++应用。通过调取并处理传感器采集的数据。再利用QNetwork将处理后的数据生成HTTP请求实现服务端接口的调用[5]。代码如下。

5 结束语

首先，该解决方案有着较大的现实意义与价值，使得硬件方面的数据能够轻松的传输至客户端APP中，实现了用户对于传感器数据的实时监控。同时，基于该解决方案能够拓展出更多功能，比如利用软件实时操控硬件设备，甚至与大数据进行结合实现家中数据的分析与挖掘。

参考文献：

[1] 郭泽龙，罗帆，周金星. 基于Linux的家庭物联网控制系统设计与研究[J]. 机械工程与自动化， 2018（5）： 79-80， 82.

[2] 何移. 基于物联网的智慧家庭系统结构浅析[J]. 通信与信息技术， 2018， 235（5）： 38-39， 62.

[3] He L， Ota K， Dong M. Learning IoT in Edge： Deep Learning for the Internet of Things with Edge Computing[J]. IEEE Network， 2018， 32（1）： 96-101.

[4] Ronen E， Shamir A， Weingarten A O， et al. IoT Goes Nuclear： Creating a Zigbee Chain Reaction[J]. IEEE Security & Privacy， 2018， 16（1）： 54-62.

[5] 赵超鸿. 利用JSON构建Android终端的Web API[J]. 中国信息技术教育， 2015（5）： 74-77.

【通聯编辑：谢媛媛】

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