基于微服务架构的无线传感器网络虚拟实验室的设计实现

发布时间：2020-07-10 08:40

【摘要】：无线传感器网络技术作为物联网的关键技术之一,随着科技的进步,其在军事、医疗、工业以及社会生活等领域具有非常大的应用价值。对于无线传感器网络技术这门学科,很多高校都已经开设相关的实验课程来提高学生们的专业知识和实践能力。但由于无线传感器网络节点存在能源有限,传感器之间相互通信受限于地理环境干扰等问题,使得教学模拟实验开展较为困难。随着高校实验环境问题的不断突出,虚拟实验室的出现给了实验教学工作带来了巨大的帮助。随着高校的发展,用户的增多带来日益增加的访问量,会给传统实验室后台带来了巨大的压力;后台项目的各个子模块之间耦合性也随着项目的增大而愈发的紧密。这将严重影响虚拟实验室后期的运行、维护、扩展等工作。为此,本文根据当前主流的解决思路,通过利用微服务架构低耦合,轻量级,高度自治等特点,设计一套基于微服务架构的虚拟实验室系统,主要开展的工作如下:(1)介绍了本项目使用j2EE体系结构,使用MVC的模式结合SpringCloud、SpringBoot、SSH(spring、springMVC、Hibernat)、JQuery等技术搭建虚拟实验室,阐述了这些技术的原理以及在项目中的作用。(2)仿真平台采用Castalia作为构建仿真事件的框架,它是基于OMNeT++平台,用来固化仿真算法的通用部分,使学生只需要关注实验的协议和算法。(3)对各个服务模块的功能进行了详细的分析和设计。(4)实现了微服务理念在系统架构中的配置,列出搭建虚拟实验室的部分主要代码和仿真实验的测试结构并配以截图。通过上述工作,给无线传感器仿真教学实验带来极大的帮助,同时也提高了学生的实验效率。
【学位授予单位】：江西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G434;TP212.9;TN929.5
【图文】：

图 3-1 无线传感器网络仿真系统用例图3.2 虚拟实验室系统各个模块需求分析3.2.1 管理员子系统需求分析对于管理员模块，主要功能就是通过交互式的页面直接管理其他用户和课程模块，维护整个系统的运行，如下图 3-2 所示。

图 3-2 管理员模块管理员模块主要需要实现的功能如下(1)管理教师用户：管理员可以查看并修改教师用户信息，安排教师课表，统计教师的上课考勤状况，以及向教师发布学校里的通知、公告等。(2)管理学生用户：管理员可以对学生用户进行进行增删改查的操作，登记查询学生成绩，向学生发送课表安排以及通知消息等。(3)管理课程模块：导入课表信息，修改课程的授课教师、授课时间以及授课教室的信息，以及碰到突发事件（比如教师请假、校运会推迟等）而临时变更课程安排等[30]。(4)管理仿真实验模块：对仿真虚拟实验室每次课程的实验数据进行统计汇总，管理和维护虚拟实验室等。3.2.2 教师管理模块需求分析教师管理模块是为了方便教师进行教学实验工作，如图 3-3 所示

图 3-3 教师管理模块功能有：自身信息修改的权限；查询班级及学生信息的权限限；登记学生成绩的权限；添加、删除、修改学生成绩的的限；查看课程设置的权限；打印学生成绩、学生信息、自身信入学生信息、班级信息和课程信息的权限等。管理子系统需求分析理子系统的主要功能就是为了方便学生使用虚拟实验室，学习真技术。其用例图如图 3-4 所示：

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本文编号：2748688