基于J2EE和云計算的智慧社區架構設計

李林暄

摘 要智慧社區的建設，可優化社區的管理，使復雜的管理簡單化，有豐富的功能，實現不同信息的整合。本篇文章是利用J2EE與云計算，提出智慧社區架構的設計方案，并針對不同方面的問題，給出明確的解決方案，提出社區網格化全民管理系統的建立。

【關鍵詞】J2EE 云計算 智慧社區 架構設計

智慧社區的建立是為了向社區居民提供業務管理，使居民了解到相關信息，并優化對業務的處理，其對外可以向其他人宣傳社區，故構建時，應了解社區居民的實際需求，整合各類資源，在系統內設置不同的板塊，運用新技術，完成架構設計。

1 J2EE和云計算

1.1 J2EE

J2EE與傳統的應用開發技術有很大的區別，內部有大量組件，其應用后，可簡化繁瑣的系統設計，切實保證系統安全，而它的各類組件，可在多個平臺使用，互相兼容，解決了以往系統設計不兼容的缺點，即它是一個以計算機類型為基礎的設計平臺。該系統的應用，可讓系統的設計便捷化，用自動化處理軟件處理，降低了對程序員的技術要求。

1.2 云計算

云計算是以互聯網為平臺，隨著服務量的提供，建立一個交互模式，以虛擬資源為主。“云計算”中“云”泛指網絡，是一種抽象表達。它有超強的運算能力，使用者可根據自己的預算要求，連接接口運算。其定義是：根據用戶使用量的多少決定支付多少，且人們可以從不同的入口進入網絡，互相交換資源。

2 智慧社區架構的總體設計

2.1 建設目標

該系統云平臺的建設，是優化對社區的管理，并為居民提供信息服務，同時，它也是智慧城市的一部分，是其重要構件。所以，其主要需求包括以下兩點（如表1所示）。其中，智慧社區平臺會為第三方應用提供構建，而第三方會管理平臺上各個板塊。

從表1中可以了解到，完成智慧社區的構件，應明確智慧社區云平臺與ICT的需求，并要求業務管理應提高社區業務管理的水平，展開安全防護，提供信息通訊服務，整合不同信息資源，建立一個可穩定操作的平臺。

2.2 總體架構

基于上述內容的闡述，以及必須遵循的相應原則，提出智慧社區總體架構的設計方案。

2.2.1 內部構成

為便于對其進行管理，留下開發空間，智慧社區架構的設計是按照由上到下的設計方式設計，依次是應用層、計算集成和交換層、軟平臺支撐層。第一層是系統的主要應用，有多家門戶，對社區進行管理并提供服務，在平臺上登錄的用戶可根據自己的需求，訂購相應的應用。第二層是構件對外開放，第三方可以在這個層次上接入，即它會為上一層提供所需的構件，再利用ESB把平臺內部與外部的所有應用整合，并由數據分層把相應數據在服務中使用，促進資源共享。最后一層是為用戶提供進入系統的通道，大量基礎設施集中在云平臺上。

2.2.2 外部環境

智慧社區接入外部環境的操作是：通信系統為其提供系統運行所需的網絡，建立信息通訊，其和國家數據系統建立交互，完成數據交換，為智慧城市間的建設提供進入的接口。

3 智慧社區架構的部分設計

以J2EE、云計算為技術基礎，提出了智慧社區部分架構的設計方案，包括軟件、數據、業務以及基礎平臺等。

3.1 軟件

該系統的軟件設計需解決三個問題，一是平臺上多個子系統如何集成，怎樣做到同外部環境的協調，二是平臺上的業務操作需使用不同的構件，但每個基本構件的功能相互交叉，三是了解社會及用戶需求的變化，不斷實現技術的革新。由此，設計人員可以根據先進性、靈活性要求，構思設計思路，并讓其滿足可擴展性要求，即整體的設計思路是：實現分層設計，讓系統與環境相協調，以解決第一個問題；設計人員從多個構件中抽取，把它們放到公共服務層中，即不同層次的劃分，明確了不同構件所在的層次，實際運行時互為獨立，不會互相影響，以解決第二個問題；采用面向服務的設計架構，把現有的服務內容復用，并適當拓展新的服務內容，以滿足用戶各方面的需求。其分層設計包括以下層次，逐步向下依賴：

3.1.1 展現層

這一層是用戶登錄平臺入口，接收用戶傳入的數據，并把用戶所需的內容輸出，完成用戶驗證，用處理模塊處理信息，并在多個平臺上建立交互。其設計的體系是MVC，具有AJAX特性，能夠讓用戶有豐富的體驗，而它也選擇了技術已經成熟的Strusts2作為整個層次的框架。

3.1.2 服務層

服務層內有大量的業務，設計人員會根據每個業務之間的邏輯關系，把整個服務組裝，對于這一層的設計，人們會用接口或分離的方式設計，具體的設計方式是：以對象思想為切入點，利用抽象層內部分理念與接口，作為具體類的特征，再用派生類的內容，設定運行方式；運用IoC為框架設計提供依賴，把接口和具體實現分開；用事物管理模塊整合多項服務，提升服務的有效性。

3.1.3 業務邏輯層

這一層是整個軟件的核心，主要工作是業務規則的制定，管理業務流程，它可以從數據訪問層中抽取數據，并把數據應用在服務層中，即它讓兩個層次建立了相互依賴關系，是整個架構設計的核心。所以，該層的數個模塊中，是用IoC設計邏輯接口，保證系統的實現；運用JBossjBPM控制業務流程。

3.1.4 數據訪問層

該層的操作是從數據庫的細節著手，在業務邏輯層和數據庫之間設置屏障，使用相應的代碼。這個層次的多個模塊中，構成組件可讓程序與數據庫建立連接，改變數據形式，讓對象數據與對應的數據庫匹配，而緩沖池與連接池的設置，可提升程序的性能。

3.1.5 公共組建服務層

該層提供的是和業務內容不相關的內容，利用平臺向外提供服務。

除上述幾個基本層外，其也會使用IoC框架。IoC又被稱為控制反轉，其關注點包括：各組件間的依賴性、配置是否優化、使用時間的長短，設計人員設計時，會用它描述怎樣創建對象，各組件需要的服務。其與上述四層對應的模式是包含以上四層。

3.2 業務

智慧社區建設的目的是，在用戶間建立通訊，實現信息共享，并做到不同業務的協同管理，優化基本設施的建設。故設計人員對這部分的設計是，設置了三項功能，門戶群、業務、能力。

3.2.1 門戶群

系統的整個門戶網站中，可根據城市級別的劃分，設置門戶網站。所有網站中，社區網站需處理的是社區的各項服務等內容，部落則是由一群興趣愛好相同的人組成，在線交流。此外，其也有平臺管理與運營門戶網站。

3.2.2 應用

它有專用與公用的區分，前者是為第三方提供服務，包括社區居委會、居民等，后者是把所有用戶作為對象，為其提供通信與信息服務。

3.2.3 能力

能力是系統多個構件功能的實現，其中某些構件可以多次使用，幫助系統或第三方完成操作。如圖1。

3.3 數據

整個智慧社區的系統中，可以把實際存在的實體以及各個實體的關系分成5個主題域，即參與者、服務、內容、交互以及地域。分析如下：

3.3.1 參與者

參與者是對系統所有用戶的概括，有社區居民、管理者，以及社區內包含的多個商家，居民的數量是以計生委統計的數據為主，并根據其他部門的要求將其細化，按照系統的要求統計。

3.3.2 服務

服務是為參與者提供的各項服務，有提供的產品與商品，以及志愿者服務。對于志愿者服務，是根據社區的基本情況，提供符合其實際需求的服務，并適當把服務細化，關注社區管理的細節，而前兩者則是根據使用對象提出的要求，進行個性化的設計，讓其滿足對象的使用要求。

3.3.3 內容

它是系統內全部的信息，有系統發布的信息與各項通知，以及管理人員上傳的文檔。其中，通知的內容是社區各管理者根據實際工作情況決定，新聞和文檔要求做到可以快速檢索，符合可擴展性提出的要求。

3.3.4 交互

它是參與者所有操作的相互關聯，有交易、共享等，整個過程是社區居民間的交互，居民與商家的交互，以及與管理者的交互。

3.3.5 地域

其是社區所處的地域空間，有不同的劃分標準與設計方式。

3.4 基礎平臺

基礎平臺架構的設計是以云計算為基礎，利用虛擬化技術，構建平臺，把各項信息轉化為數字資源，采用虛擬技術存儲到網絡中，搭建一個資源池，從而完成所有物理資源的動態管理，并根據不同情況調配。即設計人員搭建平臺后，會大量搜集物理信息，用虛擬化技術將其轉化成數字資源后，根據資源類別的分類，放到對應的數據庫中，當用戶需要使用某類數據時，即由業務邏輯層從數據庫拿出數據，經過服務層供用戶使用。這個過程中，系統會隨著數據的調出實時記錄與管理，若遇到同時需要大量調配的情況，需由實際情況決定調配的資源數量。

4 社區網格化全民管理體系的構建

社區網格化全民管理體系的構建，是以山西某市安居小區為案例，采用J2EE與云計算，建立全面的管理。該安居小區的地理位置在城市中心，住戶總數超過600戶，且小區內裝有30個攝像頭，有完善的基礎設施，并已經建立智慧社區的管理體系，但仍有不安全事件發生，故設計人員在原有系統的基礎上進一步升級，用網格化管理系統管理。當管理中心接到群眾舉報后，隨即把任務分配到對應的單位，由該單位派遣人員處理，并把最終的結果反饋給管理中心。

其系統內有各類基本設施的接口、接入和資源，以及資源處理，其基礎平臺設置了三個資源池，分別是計算資源池、存貯資源池與網絡資源池，包括多個硬件設施。該系統具有開放的特點，為社區居民參與管理提供了一個平臺，提供實景化的便民服務，并在多個要素間建立聯系，讓他們互為相關，實現社區的數字化管理，使居民自發監督。

設計人員會利用數據構建社區的三維模型，搜集地理信息與高分辨率的圖像，并錄入準確的地址，拍攝360°影像，為網格化建設提供數據。它是運用帶有存儲功能的部件以及社區地圖，設計一個總系統，又在總系統中設計了多個子系統。該系統中，包含多個服務項目，有網絡地圖服務與網絡要素服務等，前者是用戶在客戶端上提出要求，系統處理后，隨即把相應的地圖傳回客戶端，供用戶閱覽，后者是提供網絡要素各項信息，為用戶服務。而地理編碼服務是利用數據庫內的地址信息，通過所在地點的部署，幫助客戶找到準確的地點，同時，實時定位服務是客戶端接入系統后，系統可根據社會居民的舉報，定位到準確的地點，獲得位置信息。

5 結語

智慧社區架構的設計，需考慮多項業務的復雜性，以及需求的變化，同時也要考慮技術的發展速度與信息資源整合能力的高低。當下，智慧社區的建設已經取得一定的成果，但仍需要借助J2EE與云計算，進一步完善總體與部分架構的設計，根據存在的問題給出解決方案，優化軟件、業務、數據等設計，并在原有架構的基礎上，建立社區網格化全民管理體系，以增加智慧社區的功能與提供的服務，進一步提高社區管理的水平。

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作者單位

北京信息科技大學 北京市 100101