基于微服务的校园节能监测系统的设计与实现
发布时间：2022-01-11 09:47
近年来我国的经济一直在快速的增长,造成的环境问题也越来越突出。为了在不牺牲环境的前提下保持经济的快速发展,国家和政府加大环保力度大力开展节能减排工作,坚决走可持续发展道路。高校作为教书育人的场所人口密度大建筑物也相对集中,具有很高的能源的需求,同时也有很大的节能减排潜力。随着信息技术的高速发展校园逐步展开智能化建设,在校园能耗管理中结合先进的信息技术有利于能耗的进一步管理。本文中主要完成了以下工作:（1）对校园节能监测系统的需求进行分析确定系统的基本组成结构。通过分析微服务架构的基本需求和使用系统时需要实现的功能需求,将系统的基本组成结构划分为微服务架构基础服务、系统功能性需求和系统非功能性需求三个部分进行详细分析。（2）利用系统需求分析结果设计出校园节能监测系统的整体架构,并对系统模块进行了具体实现。系统后端服务系统采用微服务架构设计实现,具体包括微服务基础服务中的服务注册与发现组件、微服务网关组件和服务间通信组件。将系统按业务功能需求进行拆分,设计实现了基础信息模块、设备信息模块、用能分析模块、大数据处理模块和系统管理模块。通过对能耗数据分析确定使用Holt-Winters短期预测...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Spring框架体系结构
安徽大学硕士学位论文92.1.2SpringCloud传统的单体应用架构开发方式是把软件系统所有的功能模块都放在一个应用中，在软件的不断更新中会导致项目变的越来越臃肿，庞大的项目体积会导致软件系统的运行速度越来越慢，最终会造成软件系统的管理和维护都十分困难。微服务的分布式架构是将软件的功能模块拆分为多个小型单体应用服务单独开发部署，每个单体应用能够独立替换、独立升级，各个单体应用之间能够使用服务间通信进行数据交互[32-34]。相较于传统的单体应用架构，微服务分布式架构具有以下优点：微服务仅需2到5人的开发团队就能够进行相关软件的开发。微服务之间的代码耦合度很低，有利于软件的管理和维护。根据实际的需求，微服务能够采用多种不同的编程语言编写软件应用。单个微服务仅需关注自身所要实现的业务功能或业务需求。目前使用最广泛的微服务架构是SpringCloud，它是一系列框架的有序集合，单个微服务的开发与普通的SpringBoot框架开发软件方式基本相同，利用目前软件系统开发的便利性简化了分布式系统的基础设施开发。SpringCloud架构中的功能模块都可以采用SpringBoot的开发方式开发和管理，构建项目时需要实现SpringCloud中必要的基础服务如服务注册与发现、微服务网关、服务间通信、负载均衡、断路器等[35]。SpringCloud微服务的基本组件框架如图2.2所示。图2.2SpringCloud基本组件框架Figure2.2basiccomponentframeworkofSpringCloud随着近几年微服务架构的兴起，服务端软件系统技术水平取得了很大的进步。目前许多公司的企业级应用都采用SpringCloud一站式解决方案进行开发，不仅降低了开发和维护的成本，还能够从容应对未来业务的发展。
安徽大学硕士学位论文11Spark的架构示意图如图2.3所示。图2.3Spark架构示意图Figure2.3SparkarchitectureSpark主要由以下五个模块组成：（1）SparkCore：Spark的核心功能实现部分，模块中主要包含以下几点：基础设施：Spark中很多基础设施被框架中的其他各种组件广泛使用。包含SparkConf、Spark内置的RPC框架、事件总线ListenerBus和度量系统。SparkContext：Spark框架的入口，程序需要通过SparkContext提交和执行。SparkContext提供的接口简化了许多执行细节，通过提供的接口就能够快速的完成功能开发。SparkEnv：封装了各种任务运行所需要的组件的Spark执行环境。调度系统：主要由DAGScheduler和TaskScheduler组成。DAGScheduler是根据Job构建基于Stage的DAG（DirectedAcyclicGraph)，TaskScheduler负责实际每个具体Task的物理调度。（2）SparkSQL：当前数据大多使用数据库进行存储，为便于对数据进行交互查询，使用SQL语言进行操作并提供SQL处理能力[39]。（3）SparkStreaming：提供流式计算处理能力，能够处理一定周期内的流数据，支持目前主流的多种流式数据源。（4）GraphX：提供图计算处理能力并且支持分布式的处理方式。（5）MLlib：提供机器学习相关的机器学习库，其中包含多种机器学习的算法实现。2.Spark执行流程大数据处理框架Spark的执行流程十分复杂，需要经过许多模块的协同执行才能够完成进行数据的处理工作，其具体执行流程如图2.4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微服务架构的智能医疗平台设计与开发[J]. 李晓明,黄慧,应毅,吴德. 信息与电脑(理论版). 2019(24)
[2]基于微服务的纺织信息化平台改造与实现[J]. 龚琦,江豪,冯立增,王锦,王永华. 自动化仪表. 2019(12)
[3]基于SpringCloud的电信综合服务保障系统微服务改造之路[J]. 刘斌. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2019(11)
[4]基于Holt-Winters的时间序列预测在大数据监控系统中的分析与应用[J]. 王宇飞,杜天苍. 计算机与现代化. 2019(11)
[5]基于大数据下的Spark快速大数据分析[J]. 林海,王强,李英震. 现代工业经济和信息化. 2019(10)
[6]基于SpringBoot+SSM框架的Web应用系统搭建与实现[J]. 朱运乔. 电脑编程技巧与维护. 2019(10)
[7]高校水电节能管理模式探索[J]. 蒋正华. 内江科技. 2019(09)
[8]高校节能监管系统的信息化管理与应用[J]. 史达. 科技创新导报. 2019(27)
[9]基于SpringBoot的旧物回收商城的设计与实现[J]. 叶方超,张思扬,李传锴. 智能计算机与应用. 2019(05)
[10]微服务架构研究方法[J]. 郑文靖,王婷. 现代信息科技. 2019(15)
硕士论文
[1]基于微服务架构的在线学习系统设计与实现[D]. 吴晓龙.山东师范大学 2019
[2]基于Spark的电信客户细分数据分析平台实现和应用[D]. 吕亮亮.北京邮电大学 2019
[3]基于SpringBoot框架社交网络平台的设计与实现[D]. 刘敏.湖南大学 2018
[4]高校校园能耗监测综合管理平台的设计与实现[D]. 侯骁虎.大连理工大学 2017
[5]高校校园建筑节能监管平台的研究与设计[D]. 王博.湖南大学 2017
本文编号：3582567
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Spring框架体系结构
安徽大学硕士学位论文92.1.2SpringCloud传统的单体应用架构开发方式是把软件系统所有的功能模块都放在一个应用中，在软件的不断更新中会导致项目变的越来越臃肿，庞大的项目体积会导致软件系统的运行速度越来越慢，最终会造成软件系统的管理和维护都十分困难。微服务的分布式架构是将软件的功能模块拆分为多个小型单体应用服务单独开发部署，每个单体应用能够独立替换、独立升级，各个单体应用之间能够使用服务间通信进行数据交互[32-34]。相较于传统的单体应用架构，微服务分布式架构具有以下优点：微服务仅需2到5人的开发团队就能够进行相关软件的开发。微服务之间的代码耦合度很低，有利于软件的管理和维护。根据实际的需求，微服务能够采用多种不同的编程语言编写软件应用。单个微服务仅需关注自身所要实现的业务功能或业务需求。目前使用最广泛的微服务架构是SpringCloud，它是一系列框架的有序集合，单个微服务的开发与普通的SpringBoot框架开发软件方式基本相同，利用目前软件系统开发的便利性简化了分布式系统的基础设施开发。SpringCloud架构中的功能模块都可以采用SpringBoot的开发方式开发和管理，构建项目时需要实现SpringCloud中必要的基础服务如服务注册与发现、微服务网关、服务间通信、负载均衡、断路器等[35]。SpringCloud微服务的基本组件框架如图2.2所示。图2.2SpringCloud基本组件框架Figure2.2basiccomponentframeworkofSpringCloud随着近几年微服务架构的兴起，服务端软件系统技术水平取得了很大的进步。目前许多公司的企业级应用都采用SpringCloud一站式解决方案进行开发，不仅降低了开发和维护的成本，还能够从容应对未来业务的发展。
安徽大学硕士学位论文11Spark的架构示意图如图2.3所示。图2.3Spark架构示意图Figure2.3SparkarchitectureSpark主要由以下五个模块组成：（1）SparkCore：Spark的核心功能实现部分，模块中主要包含以下几点：基础设施：Spark中很多基础设施被框架中的其他各种组件广泛使用。包含SparkConf、Spark内置的RPC框架、事件总线ListenerBus和度量系统。SparkContext：Spark框架的入口，程序需要通过SparkContext提交和执行。SparkContext提供的接口简化了许多执行细节，通过提供的接口就能够快速的完成功能开发。SparkEnv：封装了各种任务运行所需要的组件的Spark执行环境。调度系统：主要由DAGScheduler和TaskScheduler组成。DAGScheduler是根据Job构建基于Stage的DAG（DirectedAcyclicGraph)，TaskScheduler负责实际每个具体Task的物理调度。（2）SparkSQL：当前数据大多使用数据库进行存储，为便于对数据进行交互查询，使用SQL语言进行操作并提供SQL处理能力[39]。（3）SparkStreaming：提供流式计算处理能力，能够处理一定周期内的流数据，支持目前主流的多种流式数据源。（4）GraphX：提供图计算处理能力并且支持分布式的处理方式。（5）MLlib：提供机器学习相关的机器学习库，其中包含多种机器学习的算法实现。2.Spark执行流程大数据处理框架Spark的执行流程十分复杂，需要经过许多模块的协同执行才能够完成进行数据的处理工作，其具体执行流程如图2.4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微服务架构的智能医疗平台设计与开发[J]. 李晓明,黄慧,应毅,吴德. 信息与电脑(理论版). 2019(24)
[2]基于微服务的纺织信息化平台改造与实现[J]. 龚琦,江豪,冯立增,王锦,王永华. 自动化仪表. 2019(12)
[3]基于SpringCloud的电信综合服务保障系统微服务改造之路[J]. 刘斌. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2019(11)
[4]基于Holt-Winters的时间序列预测在大数据监控系统中的分析与应用[J]. 王宇飞,杜天苍. 计算机与现代化. 2019(11)
[5]基于大数据下的Spark快速大数据分析[J]. 林海,王强,李英震. 现代工业经济和信息化. 2019(10)
[6]基于SpringBoot+SSM框架的Web应用系统搭建与实现[J]. 朱运乔. 电脑编程技巧与维护. 2019(10)
[7]高校水电节能管理模式探索[J]. 蒋正华. 内江科技. 2019(09)
[8]高校节能监管系统的信息化管理与应用[J]. 史达. 科技创新导报. 2019(27)
[9]基于SpringBoot的旧物回收商城的设计与实现[J]. 叶方超,张思扬,李传锴. 智能计算机与应用. 2019(05)
[10]微服务架构研究方法[J]. 郑文靖,王婷. 现代信息科技. 2019(15)
硕士论文
[1]基于微服务架构的在线学习系统设计与实现[D]. 吴晓龙.山东师范大学 2019
[2]基于Spark的电信客户细分数据分析平台实现和应用[D]. 吕亮亮.北京邮电大学 2019
[3]基于SpringBoot框架社交网络平台的设计与实现[D]. 刘敏.湖南大学 2018
[4]高校校园能耗监测综合管理平台的设计与实现[D]. 侯骁虎.大连理工大学 2017
[5]高校校园建筑节能监管平台的研究与设计[D]. 王博.湖南大学 2017
本文编号：3582567
本文链接：https://www.wllwen.com/jiaoyulunwen/gaodengjiaoyulunwen/3582567.html
