家庭智能地暖远程监控系统服务器端软件开发

发布时间：2017-08-13 12:43

  本文关键词：家庭智能地暖远程监控系统服务器端软件开发

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【摘要】：智能家居技术在近几年发展迅速,每年的技术专利申请量、市场规模都在高速增长。智能家居不仅便利人类生活,而且符合可持续发展战略,因而得到国家大力支持。本文围绕家庭智能地暖系统中的远程监控部分展开研究,试图以高效且低成本的方式来实现远程监控功能,为用户提供方便、高效的远程访问接口,这对系统的控制、管理和维护有重要意义。尽管本文的研究场景限制为家庭智能地暖系统,但其设计思路与广义上的智能家居类似,本文所使用的技术工具和实现方案可应用到其他类型的智能家居系统中。本文首先分析智能家居与家庭智能地暖技术的国内外发展状况及其远程监控技术方面的研究所存在的问题,明确本文的研究方向和内容。接着,本文介绍了家庭智能地暖系统的总体结构,分析C/S模式和B/S模式并说明其优缺点,借此提出构架C/S与B/S混合模式系统的设计思路。然后对混合模式的系统结构和业务流程进行详细说明,并简要介绍了系统中服务器、web页面、客户端的技术基础。在系统设计方案上,本文对系统的服务器端的软件开发进行了重点说明。基于Node.js技术实现的服务器包括路由管理模块、终端控制模块、内部应用API模块、数据库及静态文件系统等五个主要部分。路由管理模块利用Express框架管理URL路由与RESTful API;终端控制模块利用TCP管理和控制分散在各地的地暖系统嵌入式控制终端；内部应用API为服务器提供内部的应用接口,有效减少系统模块间的耦合程度；服务器使用MongoDB进行数据库管理；静态文件系统则存储服务器及web页面的源码文件。本文在实现服务器功能的基础上,还对服务器的性能、安全、可维护性上多方面的优化进行了研究。Web页面与服务器联系紧密,因此本文将其归属为服务器端。在web页面开发中应用AJAX技术,并使用单页面设计模式,以提升性能。Handlebars模版引擎有效管理应用模块,提高了受限功能脚本文件的安全性。在页面实现上,利用单例模式和发布-订阅模式解除模块间的耦合,使用bootstrap进行响应式布局,采用多种手段优化页面性能和安全。此外,为验证方案可行性,本文还对基于Qt技术的移动客户端软件的设计进行简要说明,并利用自动化测试工具对系统的功能、性能及安全进行测试。测试结果基本与预期相符,证明系统方案可行。
【关键词】：家庭智能地暖 智能家居 Node.js web
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 课题的研究内容12
• 1.4 本文的章节安排12-14
• 第二章 家庭智能地暖远程监控系统的总体设计14-22
• 2.1 家庭智能地暖系统的总体结构14-16
• 2.1.1 采用传统智能网关技术的设计方案14-15
• 2.1.2 本文所采用的远程监控系统方案15-16
• 2.2 家庭智能地暖远程监控系统的总体结构16-17
• 2.2.1 系统结构模式16-17
• 2.2.2 移动电话客户端软件运行平台17
• 2.3 系统设计17-19
• 2.3.1 远程监控系统的结构17-18
• 2.3.2 远程监控系统的业务18-19
• 2.4 系统开发的主要技术19-21
• 2.4.1 服务器端的开发技术与工具19-20
• 2.4.2 WEB页面的开发技术20
• 2.4.3 客户端的开发技术20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 家庭智能地暖远程监控系统的服务器设计22-48
• 3.1 服务器整体设计22-24
• 3.1.1 服务器工作原理22
• 3.1.2 服务器结构22-23
• 3.1.3 服务器源码目录23-24
• 3.2 数据库设计24-28
• 3.2.1 MongoDB与JSON24-25
• 3.2.2 数据模型25-28
• 3.3 Node工作原理28-30
• 3.3.1 Node的异步编程28-29
• 3.3.2 Node模块29-30
• 3.4 终端控制模块30-34
• 3.4.1 依赖关系30
• 3.4.2 工作原理30-31
• 3.4.3 通信协议31-34
• 3.5 路由与中间件34-39
• 3.5.1 URL与HTTP协议34-35
• 3.5.2 中间件35-36
• 3.5.3 路径划分36-38
• 3.5.4 Cookie与会话38-39
• 3.6 类RESTful API设计39-42
• 3.6.1 RESTful API简介39-40
• 3.6.2 RESTful API的特点40-41
• 3.6.3 API设计41-42
• 3.7 内部应用API42-47
• 3.7.1 模块结构42-43
• 3.7.2 数据库管理43-44
• 3.7.3 设备控制44
• 3.7.4 分组管理44-45
• 3.7.5 用户管理45-47
• 3.8 安全47
• 3.8.1 密码的传输与保存47
• 3.8.2 会话安全47
• 3.9 本章小结47-48
• 第四章 家庭智能地暖远程监控系统的前端设计48-64
• 4.1 需求分析48
• 4.2 页面设计48-52
• 4.2.1 单页面应用与响应式设计48-49
• 4.2.2 Handlebars模版49
• 4.2.3 模版结构49-50
• 4.2.4 界面设计50-52
• 4.3 MVC模式52-59
• 4.3.1 表现层结构52-54
• 4.3.2 模型54-57
• 4.3.3 控制器57-58
• 4.3.4 视图58
• 4.3.5 启动脚本58-59
• 4.4 安全与性能优化59-63
• 4.4.1 权限安全60
• 4.4.2 密码传输60-61
• 4.4.3 文件压缩与混淆61-62
• 4.4.4 缓存和预加载62-63
• 4.4.5 页面加载与渲染63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章 家庭智能地暖远程监控系统的客户端设计64-74
• 5.1 QML原理64-65
• 5.1.1 界面实现原理64
• 5.1.2 信号-槽与信号处理器64
• 5.1.3 混合编程64-65
• 5.1.4 跨平台开发65
• 5.1.5 QML中的JavaScript65
• 5.2 客户端工作原理65-71
• 5.2.1 软件结构66
• 5.2.2 数据模型66-68
• 5.2.3 控制器68-69
• 5.2.4 配置模块69-70
• 5.2.5 通信模块70-71
• 5.2.6 启动流程71
• 5.3 界面设计71-72
• 5.4 本章小结72-74
• 第六章 家庭智能地暖远程监控系统的测试74-82
• 6.1 自动化测试技术74-76
• 6.1.1 测试工具74
• 6.1.2 自动化测试方案74-76
• 6.2 服务器测试76-78
• 6.2.1 服务器性能测试76-78
• 6.2.2 服务器安全测试78
• 6.3 页面测试78-79
• 6.3.1 响应式测试78-79
• 6.3.2 页面文件加载速度测试79
• 6.3.3 功能及安全测试79
• 6.4 客户端测试79-80
• 6.5 本章小节80-82
• 第七章 总结与展望82-84
• 7.1 工作总结82
• 7.2 未来展望82-84
• 致谢84-86
• 参考文献86-90
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文90

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本文编号：667373