基于M2M的远程数据云监测平台系统的构建.doc

摘要:伴随着电子信息技术和计算机网络的快速发展，人们的传统观念中对于地域性的界定越来越模糊，以往以现场操作方式控制设备的方法伴随着相关技术的进步，逐渐的不能够满足用户的需求，对于监控系统，无视地域性及时间性，逐渐变成监控系统的刚性需求。

本文就基于M2M的远程数据云监测平台进行研究，通过web服务器收集并整理终端节点所发送的信息，使得用户可以通过web应用实现对设备实时状态、位置信息、运行状态等各项参数的实时监测和控制。本文结合web应用的发展趋势，提出现代化的系统整体解决方案，区别于传统的监控模式，突破系统对于地域性的限制，充分考虑系统的安全性、可靠性、实时性和可扩展性，提高系统的可用性，解决监控系统中地域性限制的痛点。

本文开发了基于M2M的远程数据云监测平台，系统后端程序部署于JavaScript服务端运行环境node.js，通过平台的异步单线程模式，解决监测平台在高并发请求和密集I/O上的需求；系统通信的数据格式均采用JSON，为了方便数据的读写，使用MongoDB非关系型数据库存储数据，实现面向集合的存储；此外，为了减轻系统的并发压力，引入Redis数据库作为系统数据的缓存，借助其Pub/Sub机制，与webSocket相结合，实现数据的推送；前端部分，通过React实现组件化的前端，并将和业务逻辑相关的数据全部抽离出来使用Redux进行管理，实现高扩展性与高灵活性的前端。以上完成的远程数据云监测平台本地部署后运行良好，实现了数据推送、数据图形化展示等功能。

关键词： 远程;数据监测； node.js；云平台；实时数据

目录

摘要

Abstract

1 绪论-6

1.1课题的研究背景和意义-6

1.2研究现状-6

1.3主要研究工作-6

1.4论文章节结构-7

2 系统相关技术-8

2.1 M2M技术-8

2.2 node.js平台-8

2.2.1 chrome V8引擎-9

2.2.2 事件循环机制-10

2.3 Redis和MongoDB-10

2.3.1 Redis内存型数据库-10

2.3.2 MongoDB数据库-11

2.4 前端技术框架-13

2.4.1 React-13

2.4.2 Redux-13

2.5 本章小结-14

3 系统设计目标与总体设计-15

3.1 系统设计目标-15

3.2 系统总体架构-15

3.3 系统数据通信方式设计-16

3.3.1 通过Redis Pub/Sub缓存消息-16

3.3.2 使用webSocket传输实时数据-17

3.4 系统模块设计-17

3.4.1 实时数据处理模块-18

3.4.2 前端结构设计-19

3.5 数据库规划-20

3.5.1 数据访问优化-20

3.5.2 数据库索引-22

3.6 本章小结-22

4 系统后端的设计与实现-24

4.1 实时数据收集-24

4.2 实时数据广播-26

4.3 数据库设计与实现-26

4.4 本章小结-28

5 系统前端的设计与实现-29

5.1 前端设计概述-29

5.2 地图组件-29

5.3 基于socket.io的实时数据推送-30

5.4 本章小结-31

6 总结与展望-32

参 考 文 献-33

致    谢-34