家居管制平台的设计综述

远程Web管理控制平台架构设计

根据以上平台的功能分析，将平台划分为三部分:网络数据通信模块，数据库和可视化界面.网络数据模块是整个平台的数据接口，负责平台与远端的统一控制器之间的信息交换，主要包括服务器端和各个家庭中的控制器端通信的建立、收发数据等.数据库负责按要求存储用户的操作信息和从远端发来的数据，供前端可视化界面访问，实现各项功能川.可视化界面是整个管理控制系统最直接的表现形式，实现数据的查询和实时显示功能.

管理控制平台的设计与实现

Soeket通信管理控制平台需要同位于用户家中的统一控制管理器进行交互，完成网络数据的通信进而完成平台的远程控制管理功能.它们之间的网络通信实现本质上需要通过Socket通信机制来实现.Socket，即“套接字”由lP地址和端口来描述，它既可以发送请求和数据也可以接收请求和数据，利用它可以很方便的实现网络通信.Socket接口位于TCP/IP四层模型中的传输层之上，是应用程序员可操作的最低层网络数据通讯手段.套接字共有三种类型:(1)流式套接字(SC()KET_STREAM)，流式套接字用于提供面向连接、可靠的数据传输服务.该服务将保证数据能够实现无差错、无重复发送，并按顺序接收.(2)数据报套接字(S()CK_DGRAM)，数据报套接字提供了一种无连接的服务.该服务并不能保证数据传输的可靠性，数据有可能在传输过程中丢失或出现数据重复，且无法保证顺序地接收到数据.数据报套接字使用UDP(UserDatagramprotoeol)协议进行数据的传输.(3)原始套接字(SOCK_RAW):原始套接字与标准套接字(标准套接字指的是前面介绍的流套接字和数据报套接字)的区别在于:原始套接字可以读写内核没有处理的IP数据包，而流套接字只能读取TCP协议的数据，数据包套接字只能读取UDP协议的数据.因此，如果要访问其他协议发送数据必须使用原始套接字，一8〕.根据上述三种套接字的特征可以看出，对于要求准确控制的智能家居系统应该采用流式套接字完成网络通信.完成套接字通信的两端，服务端和客户端程序结构上市不对称的.服务端首先建立服务套接字利用特定端口(一般操作系统1024以下端口保留，所以尽量指定高于1024的端口)监听客户端发来的连接请求.当收到连接请求后建立连接，之后进行数据的发送接收，数据交换完毕后关闭连接.客户端是主动发起Socket通信的一端，其首先利用本机IP地址和指定端口生成套接字，并根据服务端的套接字地址向服务器发起连接请求.等待服务端建立连接后开始网络数据的发送和接收，数据传输完成之后关闭套接字在智能家居系统中，用户通过智能家居系统的网页平台访问后台服务器，查询家中电器状态并发出控制命令.实质上，控制指令是由后台web服务器发出，发往用户家中的统一控制管理器(起到网关的作用)，在这样的网络通信中，web服务器是Socket通信客户端，而统一控制管理器则是Socket服务端.连接根据用户在网页端的操作在后台weh服务器上发起，家中的控制器接受连接请求建立连接进行后续的操作.

数据库的设计数据库设计时遵循3个原则:数据库的安全机制，数据整体的合理性以及减少冗余数据.管理控制系统的数据主要有以下三类:系统用户的个人资料信息，各种电器和传感器产品的信息，电器和传感器产品的运行状态信息.在这三类信息中，前两种主要在系统初始化，用户注册时使用，后续做少量改动，第三类数据频繁更新，并且提供给报表功能模块使用.采用MySQL建立关系型数据库，数据库中各个表利用编号作为主外键进行关联.用户的个人资料信息存放在Userlnfo表中，传感器产品信息存放在Prouductlnfo表中，电器信息存放在Equipmentlnfo表中，电器运行状态信息存放在UserEquipmentstate表中.可视化界面的设计与实现可视化界面主要包括用户注册，登陆，电器和传感器的添加、删除及修改，电器和传感器界面的关联，家电的控制.可视化界面的功能如下:(1)用户注册、登陆:用户使用该平台需首先注册，填写完整个人信息，添加唯一身份标识(如身份证号、手机号等)以区别关联到用户的电器和传感器产品.(2)电器和传感器的添加、删除和修改:添加完备的产品信息和图片，直观的向用户展示产品，同时为其他功能提供预置的数据(如功率).(3)电器和传感器产品的关联:用户家中有若干电器和若干传感器，它们之间应为一一对应关系，此界面将它们关联起来.使得当控制命令传到某一传感器时能够对相应的电器做出指令动作.人们可以随时随地方便快捷地的访问Internet.因此，对于智能家居系统增加远程Web管理控制平台显得必要和及时.此控制平台能够很好的满足用户远程控制家庭环境变化的需求，使得智能家居更加安全，舒适和便利。

作者：毛明毅 蒋元恒 陈志成 单位：北京工商大学计算机与信息工程学院 北京邮电大学世纪学院