基于WebSocket的物联网实时通信技术应用.doc
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基于WebSocket的物联网实时通信技术应用.doc
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分类号单位代码
密级学号
学生毕业设计(论文)
题目
基于WebSocket的物联网实时通信技术应用
作者
XXX
院(系)
信息工程学院
专业
计算机科学与技术
指导教师
XXX
答辩日期
2014年5月17日
XXX
毕业设计(论文)诚信责任书
本人郑重声明:
所呈交的毕业设计(论文),是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。
毕业设计(论文)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人毕业设计(论文)与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。
论文作者签名:
年月日
摘要
物联网技术是当代信息技术的重要组成之一,与名同义,物联网就是连接物品的网络。
物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、广泛应用于网络的融合中,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能的网络[1]。
物联网用途广泛,遍及医院护理、照明管控、智能交通等多个领域。
本文将物联网技术和WebSocket技术相结合,设计并实现了一个小型的远程心率检测及报警系统的上位机,以求减少医院在人力物力方面的投入,方便医生在远程通过客户端浏览器实时查看病人的心率。
为了扩大使用范围和便于日后的升级维护工作,系统结构采用B/S模式,在后台利用传感器采集患者的心率信息并将其发送到服务器端,服务器在接收心率信息的同时利用WebSocket技术实时推送心率信息到客户端浏览器,供医生查看和分析。
最后的测试结果显示本系统操作简便,具有良好的可扩展性,在效率方面也符合心率检测在实时性方面的要求。
关键字:
物联网、传感器、WebSocket
ABSTRACT
ThetechnologyoftheInternetofthingsisoneoftheimportantcomponentsofmoderninformationtechnology,andthenameofInternetofthingsissynonymous,connectingarticlesnetwork.Internetofthingsthroughintegrationofintelligentperception,recognitiontechnologyandpervasivecomputing,iswidelyusedinnetwork,formaconnectedpeopleandthings,thingsandthings,torealizetheinformationmanagement,remotecontrolandintelligentnetwork.TheInternetofthingsiswidelyusedinmanyfields,hospitalcare,lightingcontrol,intelligenttransportation.
Inthispaper,thenetworktechnologyandWebSockettechnology,thedesignandimplementationofaremotecomputerheartratedetectingsmallandalarmsystem,inordertoreducehospitalinhumanandmaterialresources,convenientforthedoctortotheclientbrowserviewreal-timeheartrateinpatientswithremote.Inordertoexpandthescopeofuseandwhichisconvenientforfuturemaintenancework,thesystemusestheB/Smode,inthebackgroundusingheartratesensorwerecollectedandsenttotheserver,theserverinthereceivingrateinformationandatthesametime,usingthetechnologyofWebSocketreal-timepushheartrateinformationtotheclientbrowser,forthedoctortoviewandanalyze.Thefinaltestresultsshowthatthesystemissimple,hasgoodscalability,intermsofefficiencybutalsomeettherequirementsofheartratedetectioninreal-time.
Keywords:
Internetofthings,Sensor,WebSocket
目录
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2国内外现状 1
1.2.1国外物联网现状 1
1.2.2国内物联网现状 3
1.3论文组织结构 4
第二章相关技术介绍 5
2.1物联网技术简介 5
2.2Nodejs技术 5
2.3jQueryFlot 6
2.4HTML5WebSocket 7
2.4.1WebSocket简述 7
2.4.2WebSocket的优势 7
2.4.3WebSocket握手协议 10
2.4.4WebSocket接口 11
2.4.5浏览器和服务器支持情况 13
2.4.6WebSocket的局限性 14
2.5本章小结 14
第三章系统分析与设计 15
3.1心率检测系统分析 15
3.2系统需求分析 15
3.3系统架构 16
3.4服务器推送技术可行性分析 16
3.5服务器端设计 17
3.6客户端设计 20
3.7本章小结 26
第四章系统性能测试及结果 27
4.1服务器端测试 27
4.2客户端测试 27
4.3本章小结 30
第五章总结与展望 31
5.1论文工作总结 31
5.2展望 31
参考文献 32
致谢 33
III
榆林学院本科毕业设计(论文)
第一章绪论
1.1研究背景及意义
物联网技术的出现对社会的发展产生了深刻的影响,它在现有网络的基础上结合当代传感技术将一切智能的物体互相连接起来用以方便人们的衣食住行[2]。
物联网的强大之处在于它可以把你所能想象到的任何物品都连接到网络上,同时可以对它们进行管理、控制或者监控。
目前,物联网技术已广泛用在工业控制、环境保护、医疗护理、照明管控、智能交通、智能家居、智能消防、水系监测、食品安全和国防安全等多个领域。
物联网的应用前景非常广阔,它给人们带来的方便也是想象不尽的,本文尝试从物联网实时通信着手,构建一个供医院对病人心率进行实时检测的心率检测系统。
由于通过分析心率信号可以判断一个人的健康状况,所以对这类生理信息进行日常监护与检测对患有心血管疾病的患者和老年人的预防诊治有及其重要的意义。
尤其是对这些生理信息进行持久的跟踪记录,就可以依据这些记录的变化和走势大致了解患者的健康趋势。
1.2国内外现状
物联网的概念来自于麻省理工学院的Auto-ID研究中心,它是由KevinAsh-ton教授于1999年最早提出,起先,它的含义是指所有物品通过射频识别传感装置连接到Internet,实现智能化识别和控制。
2005年11月17日在在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟(ITU)对物联网的概念进行了扩展,提出了何时刻、任何地点、任意物体之间的互联,无所不在的网络和无所不在的计算的新概念。
从此物联网的覆盖范围也得到了大大的拓展,它不再是单纯的基于射频识别的物联网,而是指包括射频识别、激光扫描、GPRS、气体感应等多种新技术的物联网。
1.2.1国外物联网现状
目前,国外对物联网的研究主要集中在欧洲各国、美国、日本和韩国等国家中,这些国家都对物联网的研究与应用给予高度重视,在政策上提供了大力支持,视物联网为提升综合国力和促进经济发展的重要动力,同时相继启动了以物联网为基础的国家性区域战略规划。
现阶段各国物联网的发展现状如下:
1.欧盟
33
榆林学院本科毕业设计(论文)
针对物联网技术的研究和发展,欧盟专家们提出了基于物联网技术的“行动计划”,该计划详细描述了物联网技术的应用前景,并且强调了欧盟各成员国对物联网管理的决心,以努力确保欧盟在物联网研究进展中的话语权。
为了实现欧盟在物联网智能基础设施开发方面领先世界的目标,欧盟启动了超过90项的物联网项目研究,其中单独对ICT的研发投资就高达4亿欧元,此外欧盟还于2011到2013年期间每年新增2亿欧元进一步加强研究的进度,同时专项拨款3亿欧元用于帮助物联网公司的项目建设[3]。
在管理上欧盟制定了统一的物联网标准,同时还提供了一个有效的分布式管理架构,用于方便其各子管理机构公开、公平、尽职地履行管理职责。
欧盟的物联网研究领域囊括了汽车、能源、航空、航天等18个应用领域,以及架构、识别和数据处理等12个关键技术领域。
目前欧盟已经实施的物联网应用有药品公司使用专用序列码标识药品、电能公司向用户提供智能电子计费系统、各汽车公司开始生产智能汽车等。
与此同时,许多以物联网应用为目标的小公司的新创意、新产品也在不断的丰富着欧盟的物联网市场。
2.美国
2009年奥巴马就IBM公司首席执行官提出的“智慧地球”概念,将物联网列为振兴经济的两大重点之一,同时开启了大量的物联网技术研究。
奥巴马政府在鼓励物联网技术发展的政策方面主要体现在能源的推广,宽带和医学三个领域。
2009年《经济复苏和再投资法》的提出意在从医疗、科技、教育、能源等领域着手,通过增加政府的投资配合政策的便利促进物联网技术的研究和应用。
到2013年,美国已经完成了物联网平台的开发,开发者通过该平台可以利用无线网络进行物联网开发。
随后思科公司在物联网平台的基础上,实现了无线家庭安全控制面板,思科因此获得了2012年度物联网行业突出贡献奖的提名。
另据思科报告称,物联网将会是下一个万亿美元级别的新兴信息技术产业,而美国将会占据未来物联网市场份额的三分之一[4]。
3.日本
2004年日本提出了基于物联网的国家信息化战略U-Japan,策略的目的是为了促进新一代信息技术革命的诞生,使日本成为一个无处不在的便利社会。
日本政府从汽车产业、建筑行业、能源行业和远程监控等方面着手,在这些领域广泛推广物联网技术及其产品的应用。
在日本社会,物联网已经渗透到了人们生活的基本必需品中
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- 基于 WebSocket 联网 实时 通信 技术 应用