微环境监测平台存储系统的设计与实现

发布时间：2020-10-18 14:02

　　 随着现代社会的不断发展,人们越来越多的关注小范围内的环境特征及环境变化。为满足对小范围内环境监测的需要,本文设计并开发了一套微环境监测平台。针对平台高速缓存、高并发量、读写分离以及实时性等性能要求,本文面向微环境监测平台设计开发了一套存储系统。本文针对微环境监测平台与海量数据存储之间的问题进行研究,研究内容大致分为以下三点:(1)高并发数据接口设计本文设计高并发数据接口并实现服务端程序,通过采用线程池技术,以合理的线程数达到最大的数据处理量,并利用Http接口,完成网关与服务端之间数据传输与接收工作。(2)基于读写分离的数据库存储方案设计与优化根据平台不同业务数据对存储方面的不同要求,本文分别设计了增加读库和数据缓存两种读写分离的存储方式,其中增加读库的方式是采用MongoDB数据库作为主库,多个MySQL数据库作为读库;数据缓存方法是采用Redis数据库作为内存数据库实现缓存,实现平台的高并发与实时性的性能要求。另外本文根据数据库存储数据的不同特点分别对MySQL数据库和MongoDB数据库设计不同的优化方案,提高数据库的利用率,减少资源浪费。(3)数据存储中间件的设计与实现结合微环境监测平台数据存储的需求分析以及平台的具体业务,提出一套适合本平台业务的数据存储中间件的设计方案,并从垂直分片和水平分片这两个方面对该方案进行详细设计,最大程度的提高微环境监测平台的查询效率。实验结果表明,当平台存取海量数据时,整个平台运行稳定,存储效率高,数据存取正常,能够保证平台数据的实时性,本文所设计的存储方案具有一定的可行性与有效性。同时对本研究进行了总结,结合实际需求,提出了平台设计的改进思路,为课题今后进一步深入研究提供参考。
【学位单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP333;TP311.52
【部分图文】：

析人们对于小范围区域内环境监测的需求，解决环境数据也为了方便相关工作人员对监测到的环境数据进行管理测平台。要是对传感器采集的多种环境数据进行接收、存储、展需要采集的环境数据主要包括 CO2 浓度、光照强度以及、湿度等多种信息。平台的主要包括传感器节点的地图信息管理、区域管理、节点管理、设备管理、信息查询微环境监测平台整体架构图如图 2-1 所示。

的存储工作。同时根据数据库的不同特点分别对MySQL数据库和MongoDB数据库设计不同的优化方案。另一方面，系统采用数据分片的方式设计了一套数据存储中间件的设计方案。本平台的技术路线图如图2-2所示。网关传感器1 传感器2 传感器3 传感器n主库MongoDB主节点用户数据存储中间件Redis数据库读库MySQL主节点 MySQL从节点MongoDB从节点...上位机展示访问异步复制策略热备策略日志文件记录操作数据同步缓存访问 返回访问 返回图 2-2 微环境监测平台技术路线图微环境监测平台主要是通过以传感器设备采集的数据为依据来实现作物的生长环境进行监测。本平台适用于林业、牧业、道路、水质监测等各个行业中，可以实现同时对数个项目的同时创建。因此，为保证同一类型项目实现结构的共享并保留自身所特有的特点，本平台在服务端利用 SOA 架构进行业务的设计。服务端 SOA的架构图如 2-3 所示。

SOA 架构指的是一种接口清晰、结构灵活的体系结构。该架构能够实中的分散的多种类型的功能按照一定的条件进行提取，并将提取之后的功定的规则进行重组。本平台使用该架构后，可以在一定程度上减轻了开发复开发的压力。同时有利于开发人员可以在尽可能短的的时间内完成程序作。
【参考文献】

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本文编号：2846393