基于云计算的智能家居系统架构研究_裴超
摘要:分析了当前智能家居普遍面临的问题,提出了一种基于云计算服务模式的智能家居云架构体系。该系统以家庭网关作为连通家庭设备、云服务器的桥梁,用户可以使用PC或移动终端对家居设备进行控制和监控。
1 智能家居云架构
整个智能家居系统分成3部分:移动终端应用系统、云平台、家庭网关。整体架构如图1所示。
图1 智能家居总架构
智能家居云主要是为了解决智能家居环境中数据存储和数据处理方面的工作,当用户需要向智能家居云服务提供者获得控制、存储等业务云服务时,首先在家庭网关中进行身份注册,随后添加家庭中的智能设备,下载家居应用。当用户通过Android客户端或电脑客户端登录智能家居应用获取云服务,用户即可控制家居设备、监控家居环境,如图2所示。
图2 智能家居系统流程
1.1 云平台构建
云平台总架构采用IaaS(Infrastructure as a Service)与PaaS(Platform as a Service)整合的方式来构建应用平台,如图3所示。
IaaS基础设施云为上层平台提供处理、存储、网络、操作系统和其它必要的应用程序。PaaS在IaaS提供的虚拟机集群基础上为客户提供开发语言工具Web服务器和数据库等应用。这样,只需要在PaaS平台上开发对应的智能家居云服务应用即可。
图3 云平台总架构
1.2 云应用系统架构
根据上图所示,用户通过家庭网关WebOS向云端Home App注册帐号密码,并选择所需控制的家电应用,同时云端实时更新该用户家庭网关webOS执行列表并实时采集家电信息。之后用户使用移动终端设备对家电进行控制操作,则直接访问云端所选择的家电应用实例,实现家居智能控制。
图4 云应用系统架构
以JavaWeb为例,结合传统移动服务与JavaEE 标准,对于云端每个家电应用均采用系统分层结构模型。如图5所示,系统模型按照逻辑结构分为6层,安全过滤层、访问控制层、异常处理层、日志处理层、业务逻辑层和数据访问层。通过该分层模型,可以层层处理数据,充分保证数据的安全和有效性。
图5 后台系统架构
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