物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用電子教案ppt128-文庫(kù)吧
2025-02-11 12:12 本頁(yè)面
【正文】 指客戶所使用的本地計(jì)算機(jī)或者嵌入式設(shè)備；在軟件上是指能夠接受 Web服務(wù)器上的信息資源并展現(xiàn)給客戶的應(yīng)用程序。 嵌入式 Web服務(wù)器技術(shù)的核心是 HTTP協(xié)議引擎。嵌入式 Web服務(wù)器通過(guò) CGI接口和數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)，可以在 HTML文件或表格中插入運(yùn)行代碼，供 RAM讀取 /寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 典型的嵌入式 Web服務(wù)器系統(tǒng)模型 CGI是通用網(wǎng)關(guān)接口（ Common Gateway Interface）的縮寫(xiě)。它是 Web服務(wù)器主機(jī)與外部擴(kuò)展應(yīng)用程序交互的一種標(biāo)準(zhǔn)接口。 它提供了將參數(shù)傳遞給程序并將結(jié)果返回給瀏覽器的一種機(jī)制。 CGI工作流程示意圖 CGI程序可以通過(guò)以下兩種調(diào)用方式來(lái)獲取客戶請(qǐng)求的內(nèi)容： 一是通過(guò) URL直接調(diào)用 二通過(guò)交互式表單（ Form）來(lái)調(diào)用。 1． JAVA VM 除了利用 Web實(shí)現(xiàn)中間件外， Java VM（ Java虛擬機(jī)）以其良好的跨平臺(tái)特性成為了物聯(lián)網(wǎng)中間件的重要平臺(tái)。 Java編譯執(zhí)行流程圖 每個(gè) Java VM都有兩種機(jī)制，一個(gè)是裝載具有合適名稱的類（類或是接口），叫做類裝載子系統(tǒng)；另一個(gè)是負(fù)責(zé)執(zhí)行包含在已裝載的類或接口中的指令，叫做運(yùn)行引擎。 每個(gè) Java VM又包括方法區(qū)、 Java堆、Java棧、程序計(jì)數(shù)器和本地方法棧這 5個(gè)部分，這幾個(gè)部分和類裝載機(jī)制與運(yùn)行引擎機(jī)制一起組成 Java VM的體系結(jié)構(gòu)。 Java VM體系結(jié)構(gòu)圖 近幾年來(lái)隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，越來(lái)越多的研究正在考慮將 Web技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合。 基于這樣的思想就產(chǎn)生了萬(wàn)維物聯(lián)網(wǎng)（Web of Things）的概念。 萬(wàn)維物聯(lián)網(wǎng) Web of Things具有以下特性： （ 1）使用 HTTP作為應(yīng)用協(xié)議， HTTP不僅是用來(lái)連接傳感器和網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議。 （ 2）通過(guò) REST接口（或 REST API）將智能設(shè)備的同步功能開(kāi)放出來(lái)。 （ 3）智能設(shè)備的異步功能開(kāi)放采用廣為接受的 Web聚合標(biāo)準(zhǔn)。 （ 4）前端利用 Web的呈現(xiàn)方式，提供直觀、友好的用戶體驗(yàn)。 （ 5）開(kāi)放平臺(tái)。 通過(guò) Web of Things，可以為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來(lái)了眾多便利，以下列舉其幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)： ? 減少智能設(shè)備安裝、整合、執(zhí)行和維護(hù)開(kāi)銷； ? 加快智能設(shè)備安裝和移除速度； ? 對(duì)智能設(shè)備可進(jìn)行移動(dòng)和臨時(shí)安裝； ? 任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)都可以提供實(shí)時(shí)信息服務(wù)； ? 增強(qiáng)可視化、可預(yù)見(jiàn)、可預(yù)報(bào)和維護(hù)日程的能力； ? 確保各類應(yīng)用有效和高效率執(zhí)行。 Web of Things的基本框架由以下 3部分組成： （ 1）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集成接口（ Integration Interface of Network Node） （ 2）基于 REST風(fēng)格終端節(jié)點(diǎn)（ Terminal Nodes Based on REST Style）對(duì)智能設(shè)備可進(jìn)行移動(dòng)和臨時(shí)安裝； （ 3）網(wǎng)絡(luò) Mashup功能（ Web Mashup Function）增強(qiáng)可視化、可預(yù)見(jiàn)、可預(yù)報(bào)和維護(hù)日程的能力； 基于 REST風(fēng)格的 Web of Things架構(gòu) 上下文感知技術(shù)是用來(lái)描述一種信息空間和物理空間相融合的重要支撐技術(shù)，它能夠使用戶可用的計(jì)算環(huán)境和軟件資源動(dòng)態(tài)地適應(yīng)相關(guān)的歷史狀態(tài)信息，從而根據(jù)環(huán)境的變化自動(dòng)地采取符合用戶需要或者設(shè)定的行動(dòng)。 上下文感知技術(shù) 上下文感知系統(tǒng)首先必須知道整個(gè)物理環(huán)境、計(jì)算環(huán)境、用戶狀態(tài)等方面的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息，即上下文（ context）。 上下文能力的獲取依賴于上下文感知技術(shù)，主要包括上下文的采集、建模、推理及融合等。上下文感知技術(shù)是實(shí)現(xiàn)服務(wù)自發(fā)性和無(wú)縫移動(dòng)性的關(guān)鍵。 （ 1）上下文采集 上下文的應(yīng)用領(lǐng)域不同，上下文的采集方法也有所不同。通常情況下，有 3種方法：傳感類上下文、派生出的上下文（根據(jù)信息記錄和用戶設(shè)定）、明確提供的上下文。 采集技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)感知層的技術(shù)。 （ 2）上下文建模 要正確地利用上下文信息，必須對(duì)獲得的上下文信息進(jìn)行建模。上下文信息模型反映了設(shè)計(jì)者對(duì)上下文的理解，決定了使用什么方法把物理世界里面的一些無(wú)意義和無(wú)規(guī)律的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成計(jì)算世界里的邏輯結(jié)構(gòu)語(yǔ)言，為實(shí)現(xiàn)上下文的正確運(yùn)行打下基礎(chǔ)。 （ 3）上下文推理 系統(tǒng)中的所有上下文信息構(gòu)成上下文知識(shí)庫(kù)，基于這些知識(shí)庫(kù)，可以進(jìn)行上下文的推理。 實(shí)現(xiàn)推理一般有兩種方式，一是將邏輯規(guī)則用程序編碼實(shí)現(xiàn)，二是采用基于規(guī)則的推理系統(tǒng)。 （ 4）上下文融合 在上下文感知計(jì)算中，要獲得連續(xù)的上下文的解決方法，必須聯(lián)合相關(guān)的上下文服務(wù)從而聚集上下文信息，稱為上下文融合。 這種上下文的融合類似于目前已被廣泛應(yīng)用的傳感器融合，其關(guān)鍵在于處理不同上下文服務(wù)邊界之間的無(wú)縫融合。 物聯(lián)網(wǎng)中間件編程實(shí)例 利用 Ruby on Rails 開(kāi)發(fā)基于 REST風(fēng)格的中間件 用 J2EE開(kāi)發(fā) Web Service中間件 Ruby on Rails開(kāi)發(fā)基于 REST風(fēng)格的中間件 ? Ruby on Rails， 簡(jiǎn)稱 RoR或 Rails，是一個(gè)使用 Ruby語(yǔ)言寫(xiě)的開(kāi)源網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架， 能 使開(kāi)發(fā)變得更加容易 ，目前我們用其 致力于 Web應(yīng)用的開(kāi)發(fā)、部署和維護(hù)。 ? ? 像其他 Web框架一樣， Rails采用MVC的開(kāi)發(fā)框架。但相比 于 其他框架，Rails更加簡(jiǎn)單易用 。這是因?yàn)椋? ? Ruby語(yǔ)言的特性：自然、簡(jiǎn)介、快速，有豐富的類庫(kù)，并且全面地支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。 ? Rails的基本設(shè)計(jì)原則 ： “不要重復(fù)你自己”（ Don’t Repeat Yourself，簡(jiǎn)稱DRY）以及“慣例重于配置”。 ? ? Rails是一種敏捷的框架，它強(qiáng)調(diào)與客戶的交互，隨時(shí)準(zhǔn)備“響應(yīng)變化”。 ? Rails提倡測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)，所有的 Rails應(yīng)用內(nèi)嵌對(duì)于測(cè)試的支持。 1． Ruby on Rails開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建 ? Ruby on Rails可以運(yùn)行在各種操作系統(tǒng)下，其平臺(tái)是獨(dú)立的?？偟膩?lái)說(shuō)，要安裝運(yùn)行一個(gè) Rails應(yīng)用需要下列組件。 ? （ 1） Ruby解釋器：我們?cè)诖耸褂?Ruby。這個(gè)版本的解析器可以很好的滿足Rails以及后續(xù)一些 Ruby Gems的要求。 ? （ 2） RubyGems：它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 Ruby程序包管理器，可以很方便的在線安裝各種 Ruby程序包，包括 Rails等。 ? （ 3） Ruby on Rails框架：為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們采用 gem自動(dòng)進(jìn)行安裝，在撰寫(xiě)本書(shū)時(shí) Rails的最新版本為 。 ? （ 4）數(shù)據(jù)庫(kù)： Rails的最新版本默認(rèn)是采用 SQLite 3的數(shù)據(jù)庫(kù)，在此為了通用性考慮，我們采用最常用的 MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)。 ? （ 5）一些必要的庫(kù)：采用 MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)只需要安裝 mysql gem包即可。如果使用Rails默認(rèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)則需安裝 sqlite3ruby gem包。 ? 下面我們主要介紹在 Windows下安裝部署 Rails的具體過(guò)程。由于很多程序針對(duì) Windows平臺(tái)都有很方便的一鍵式安裝，所以在 Windows下安裝 Rails還是很輕松的。 ? （ 2）安裝 RubyGems?？梢詮?RubyFe（ RubyGems的官網(wǎng)（載完成后將該壓縮包進(jìn)行解壓，我們假設(shè)解壓后根目錄為 ${dir}目錄；然后啟動(dòng)命令提示符，并切換到 ${dir}中，然后輸入 ruby RubyGems的安裝程序。為了驗(yàn)證是否安裝成功，可以從 Windows命令提示符中輸入“ gem –v”（回車）；如能正確顯示 RubyGems的版本號(hào)則安裝成功。 ?（ 3）安裝 Ruby on Rails。在命令提示符中輸入“ gem install rails”（回車），然后將會(huì)在線安裝 Rails的程序以及 Rails的一些依賴包。安裝完成后可以通過(guò)“ rails –v”命令查看 Rails的版本號(hào)來(lái)驗(yàn)證是否安裝成功。
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