基于Web應(yīng)用程序控制的智能家居

趙興華

【摘要】 科技的進(jìn)步給我的生活方式帶來了巨大改變。數(shù)據(jù)采集、智能手機(jī)、無線傳輸?shù)燃夹g(shù)的進(jìn)步加快了智能家居的發(fā)展，讓人們的生活更加便捷。我們可以利用電腦或移動終端遠(yuǎn)程監(jiān)控室內(nèi)的溫度、耗電量、人，并可以遠(yuǎn)程控制家居和電器等。由于室內(nèi)監(jiān)控信息是時刻變化的，為了讓web端為用戶呈現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，將室內(nèi)的情況實時反饋到網(wǎng)頁上，我們采取了Ajax技術(shù)。對智能家居實現(xiàn)實時監(jiān)控存在的困難進(jìn)行分析，設(shè)定合理方案，完成Web端數(shù)據(jù)監(jiān)控的實時性。

【關(guān)鍵詞】 智能家居 Ajax 實時監(jiān)控

智能家居的實現(xiàn)結(jié)合多種技術(shù)，首先硬件監(jiān)測設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，web端監(jiān)測時，需要每隔幾秒從服務(wù)器端獲取最新數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時監(jiān)測。高頻度的數(shù)據(jù)請求使得服務(wù)器負(fù)載過重，因此我們分析實時數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示過程中存在的瓶頸，并基于Ajax技術(shù)構(gòu)建實時顯示解決方案。

一、Ajax技術(shù)及應(yīng)用

Ajax 是一種創(chuàng)建交互式網(wǎng)頁應(yīng)用的網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)。Ajax通過JavaScript可使用XMLHttpRequest對象來直接與服務(wù)器進(jìn)行通信。通過這個對象， JavaScript 可在不重載頁面的情況下與 Web 服務(wù)器交換數(shù)據(jù)。Ajax在瀏覽器與 Web 服務(wù)器之間使用異步數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)頁的更新只需從服務(wù)器請求少量的信息，無需重新獲取整個頁面。Ajax只進(jìn)行局部頁面刷新，提高了系統(tǒng)性能，優(yōu)化了用戶界面。

二、Web應(yīng)用程序監(jiān)控

1、傳統(tǒng)監(jiān)測弊端分析。如果數(shù)據(jù)請求過程使用純粹的服務(wù)器端邏輯，這意味著每當(dāng)頁面有更新需要，服務(wù)器會創(chuàng)建一個新的HTML文檔并將其發(fā)送到Wed端，因此應(yīng)用程序失去了速度和動力學(xué)特性。為了使得Web端更具響應(yīng)性、用戶友好，只需使單一的HTML文檔中的字段更新而無需重新加載完整的頁面。傳統(tǒng)的監(jiān)測模式采用了純粹的服務(wù)器端邏輯，會導(dǎo)致更多的網(wǎng)絡(luò)流量。本文引入的基于Ajax的局部刷新策略是客戶端邏輯。

2、實時數(shù)據(jù)獲取方案。當(dāng)用戶已經(jīng)通過服務(wù)器的身份驗證，應(yīng)用程序從服務(wù)器自動加載初始頁面。隨著HTML文檔被解釋，瀏覽器立即加載引用的CSS文件并執(zhí)行JavaScript文件，為了給HTML文檔加入類型和信息。AJAX 從服務(wù)器端獲取JSON數(shù)據(jù)的實現(xiàn)，1、AJAX 的URL地址是JSON文件所在地址；2、如果請求成功并返回了數(shù)據(jù)，其余的代碼才會被執(zhí)行；3、函數(shù)貫穿每一個高層JSON的鍵值，該鍵值包含了應(yīng)用程序所需的數(shù)據(jù)；4、關(guān)鍵字匹配時，與該關(guān)鍵詞相關(guān)的數(shù)據(jù)需要提取和存儲。所有的數(shù)據(jù)暫存在數(shù)組中，最后注入到HTML中顯示給用戶。通過變化的AJAX請求的URL，可以使用相同的功能從服務(wù)器獲取不同的數(shù)據(jù)集[1]。

3、Ajax請求優(yōu)化。為了實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)頁面的顯示速率，提升用戶體驗感受，主要從兩個方面展開說明優(yōu)化方案，涉及歷史頁面的分離保存以及緩存的利用。第一，歷史頁面的分離保存。應(yīng)用程序初始化后，AJAX請求需要一些調(diào)整。每次加載初始頁面的時候都需要重新加載一遍初始數(shù)據(jù)，為了使得AJAX請求得到優(yōu)化，如果選定一個特定的時間間隔來加載頁面，可以借助緩存中的數(shù)據(jù)代替每次都從服務(wù)器端請求數(shù)據(jù)，完成歷史頁面的重置。首先要創(chuàng)建一個獨立的二維數(shù)組用來存儲初始頁面和歷史頁面的數(shù)據(jù)，同時設(shè)定一些重要的變量，用來存儲初始頁面信息、室內(nèi)溫度信息、濕度信息、耗電量等。這些變量只是在應(yīng)用程序啟東時更新，或者監(jiān)測用戶更改默認(rèn)的頁面[2]。不同頁面的數(shù)據(jù)分離優(yōu)勢在于歷史頁面的數(shù)據(jù)在設(shè)定的時間間隔內(nèi)仍然存在，可以將有用的歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用到頁面更新中，而不是每次都回退到初始頁面[3]。第二，應(yīng)用程序緩存。HTML5和Appcache具有緩存特色，最初是為了使web應(yīng)用程序脫機(jī)運行。當(dāng)一個站點第一次被訪問的時候會完成每個文件的下載[4]。為了后續(xù)訪問，文件從緩存加載到內(nèi)存。然而，這個功能也可以用來減少在線網(wǎng)站應(yīng)用程序加載時間。有一個清單文件包含緩存中存儲的每個文件的路徑，然后添加一個事件偵聽器用來檢查每次頁面加載時的清單文件。此偵聽器決定如果清單文件已經(jīng)更新，緩存中已被刪除，那么清單中被指定的數(shù)據(jù)需要重新下載并存儲到緩存中。當(dāng)監(jiān)控頁面無需整體變化，只是一些監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行更新時，我們就可以調(diào)取緩存中的頁面信息構(gòu)建頁面。

三、總結(jié)

本文對智能家居監(jiān)測流程進(jìn)行了簡單概述，主要針對實時數(shù)據(jù)監(jiān)測的問題進(jìn)行了分析，找出傳統(tǒng)監(jiān)測模式下的不足，基于Ajax技術(shù)采取局部刷新策略，設(shè)定了實時數(shù)據(jù)監(jiān)測方案，減輕了服務(wù)器負(fù)載，提升了數(shù)據(jù)顯示效率。同時引入緩存機(jī)制，降低了頁面請求次數(shù)和數(shù)據(jù)請求量，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸流量。智能家居系統(tǒng)是融合了多種技術(shù)的綜合項目，能為用戶提供更加便捷、舒適的居住環(huán)境，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，基于移動終端的監(jiān)控是未來發(fā)展方向，如何為移動終端設(shè)定統(tǒng)一的接口是智能家居研究中十分重要的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] C. McDonough， The Pyramid Web Application Development Framework：Version 1. 0， Agendaless Consulting， 2011.

[2].JessejmaesGarrett著.Ajxa：ANewAPproachtowebApplieations.2005.2

[3] Robert.DHof.Ajax如何編織速度更快的網(wǎng)絡(luò).商業(yè)周刊.2005年，11期

[4] B.Lawson and R.Shartp， Introducing HTML5， Berkeley， CA： Pearson Education， 2010.