基于阿里云的智慧社區移動應用的設計與實現

倪海鷗

摘要：本文介紹了一種新形勢下智慧社區和智能家居相結合的移動應用的系統設計。系統基于阿里云和微服務架構，采用Hybrid APP開發方式，通過管理后臺、云服務、智能設備和業主APP的多端協作，實現社區與家庭的智能化融合，為打造高品質的社區生活奠定互通基礎。

關鍵詞：阿里云;智慧社區;物聯網;混編

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）07-0151-03

0 引言

隨著物聯網技術、射頻傳感技術、云計算技術、下一代通信技術在內的新一代信息技術的飛速發展，智慧城市建設快速推進。智慧社區是智慧城市的組成部分，周邊餐飲、醫療服務、外賣送貨、物業管理、公告活動、公區通行、周邊設施、衛生監管等都與社區智慧化建設息息相關[1]。智慧社區建設圍繞業主的居家生活，以安全、便利、舒適和愉悅為目標，從全方位打造以人為本的綜合型、智慧型、生態型社區[1]。

大廠商把握新一輪信息技術變革所帶來的巨大機遇，紛紛推出各種云服務：阿里云人居、中國移動、亞馬遜等物聯網平臺;微信、支付寶、中信、聚合支付平臺;阿里、百度云、小米等消息推送平臺;微信、QQ、社會化分享、友盟分享等分享平臺;友盟、百度、騰訊等應用數據統計平臺;等等。在移動應用端基于Saas提供的各地產企業的特色業務，融合先進的云技術，不僅減少地產商建設高品質智慧社區的成本，還與業主共享現代技術發展的成果[1]。在這樣的新形勢下，一種基于阿里云平臺的綜合型智慧社區應用系統的設計和實現方法應運而生。

1 智慧社區系統架構

系統設計主要使用阿里云服務功能實現人居設備的管理、消息推送、文件存儲等，系統架構如圖1所示。在物業管理系統和在移動APP錄入的圖片存儲在阿里云上，APP下載后呈現給業主。消息推送支持蘋果APP、安卓APP的離線推送。阿里的人居系統不僅支持無線智能家居單品，也支持通過智能網關與Zigbee、KNX、LonWorks子設備的接入，支持用戶使用APP通過阿里云增刪改自家設備、操控設備、監視設備狀態和數據指標[2]。

通過物業管理系統，管理社區空間、住宅、業主信息、為各種線下活動提供通道，把社區的廣告、公告、活動信息推送到業主APP。Saas專注于社區的人行、車行、監控、品控、活動、統一支付等各個業務系統的接入，分別以微服務的方式，通過在管理系統對社區配置，建立業主APP與這些系統的交互通道[3]。

業主在APP上通過認證后，從Saas、阿里云上獲取數據、下載圖片和文件，展示廣告、活動、社區通知、便民手冊;查看門口機、接收云對講;通過掃描二維碼進入社區和樓棟;邀請訪客;支付費用等。

2 移動應用的程序結構

根據以上整體設計，移動應用的程序結構可分為基礎層、模型層、服務層、業務層、視圖層。為了支持在不同地產商、不同社區微服務的可擴展性，APP社區服務部分的功能采用Hybrid APP開發方式。使用Cordova框架，在原生代碼與H5之間進行數據交互，通過熱更新實現社區服務的擴展[4]。

視圖層負責根據UI設計布局、渲染，呈現數據、提示和錯誤。業務層負責具體業務邏輯實現，調用服務層的API并返回請求數據、處理錯誤、檢測輸入的正確性。使用Cordova框架管理H5頁面，為UI層提供H5展示、處理輸入、網絡請求和刷新。服務層管理帳號登入、注銷和自動登錄、維護Token有效期、維護二維碼有效期、住宅切換、文件上傳下載和緩存、公區監控管理、人居設備和場景更新、H5更新，封裝模型層的網絡請求，結合持久化存儲，提供緩存數據。模型層包括了對業務數據的對象化封裝，提供屬性和函數的API。還包括了對業務數據的持久化存儲和查詢的API。基礎層包括了各種SDK、Cordova框架、響應框架、HTTP庫、公共類庫、日志等。

3 主要模塊實現

3.1 帳號管理

帳號管理主要包括業主認證、登錄、修改密碼等。在地產項目地推前，把每個住宅的業主資料導入Saas數據庫。業主首次使用APP時，先輸入姓名、預留手機號和身份證，通過短信驗證手機號碼，發送到Saas驗證身份后返回房產信息，業主確認后進入應用。應用從Saas獲得最新的Token，為業主展示社區的各種服務等。業主再次啟動APP后，判斷Token的有效期，在有效期滿前向Saas續約Token。業主通過輸入家人的手機、姓名等資料邀請家人。家人使用驗證碼登錄進入業主APP，訪問社區的服務。

3.2 智能家居

阿里云生活開放平臺和人居IOT平臺分別提供智能家居產品管理和SDK接入。生活開放平臺提供項目管理，為每個項目管理產品。發布一款產品分為四個步驟，依此為功能定義、設備調試、人機交互和批量投產。功能定義即導入產品的物模型，包括設備的屬性、事件和服務，譬如燈的開關、故障上報、OTA在線升級，還可以根據自身產品的特點定義平臺沒有的功能，擴展性強。設備開發者可以為網關添加子設備，申請激活碼，上傳三元組給阿里云平臺，即可在設備上測試。人機交互是設置APP上呈現給業主的內容，包括分享方式、多語言管理、配置引導、設備告警、APP界面、自動化和定時。發布到公共池里的產品，在APP上通過配置引導實現添加流程，APP界面即設備的詳情頁面，由阿里IOT生成的H5標準頁面，支持多種版式和自定義。頁面的上面部分根據多語言中設置的圖片、文案呈現，頁面的中部顯示設備的多個屬性值和操控按鈕，頁面的底部提供了設備告警的開關和告警內容的設置，提供了自動化的設置、定時功能的設置，各項功能都提供開關控制。標準頁面還提供設備設置頁面，可以設置名稱、共享、展示消息列表、固件版本信息和升級通知等。

在人居平臺為地產企業注冊企業帳號和移動應用，生成appKey、appSecret等多個參數。Saas微服務調用阿里SDK訂閱數據。智能設備或網關通過MQTT與智能人居平臺連接，人居平臺通過Http/2通道把設備上報的屬性、事件和上下線狀態等數據傳送給Saas服務。業主通過APP添加IOT公共池里的智能設備，從Saas獲得住宅信息，通過阿里SDK與阿里云連接，獲取設備列表，使用Hybrid編程方式，調用家居設備H5頁面，管理和操控智能設備，監視設備實時屬性、在線狀態和接收告警通知[4]。

3.3 社區服務

社區服務分為物業服務和商家服務兩部分。物業服務主要包括智慧人行、智慧車行、出入口云對講、查看公區監控、發布公告、提供便民手冊，接收業主報修、投訴、咨詢、點贊等。

智慧人行包括了業主通行和訪客通行部分。業主先在APP上錄入人臉，生成聲波，通行時通過使用APP掃描二維碼、或者人臉識別、聲波識別，觸發微服務與智能門鎖系統交互，實現放行。業主在APP上邀請訪客，APP生成臨時二維碼，或者聲波，分享到訪客微信，在有效期內訪客刷二維碼、開啟聲波，通過出入口。

智慧車行包括了業主車輛管理和訪客臨時停車。業主在APP里登記常用車輛，并且繳納長期停車費，或者登記車位，經過物業審核后，Saas微服務與道閘系統交互并放行。業主在APP上為訪客登記臨時停車的車牌，為訪客臨停繳費。微服務把車牌、繳費情況同步到道閘系統，并且短信通知保安人員該車牌是否已經繳費，訪客離開時繳費或放行。

出入口云對講系統包含了訪客在梯口機上發起呼叫，如果室內機沒有開鎖，對講系統發送通知到Saas服務，Saas服務轉發呼叫和現場截圖傳輸到業主APP上彈窗提醒。APP上展示現場圖片，業主點擊開鎖，或者接通后查看現場、與訪客對講。物業管理人員可以通過管理系統配置開放某些公共區域、出入口的監控。

業主可以在APP上填寫報修單、投訴單，拍照，通過Saas服務同步到物業的工單管理系統，同時短信通知提醒派單。工單系統把處理情況同步到Saas服務，Saas通知業主APP，業主在APP上查看處理情況并評價。該服務有利于改進物業響應時效、增進業主對物業的信任、提升業主滿意度。

商家服務是物業增值服務的部分，有助于提升人氣、增加業主對社區的粘度。小區周邊商家的各種活動、廣告推介、四點半課堂、公共廚房、房源信息等，可以在社區活動系統錄入，同步到Saas的活動推介服務，通過阿里云推送到業主APP，查看、報名和繳費。

社區服務內容因社區不同、服務內容也各有不同。因此在智慧社區系統設計中，要求Saas和APP都具備可擴展性，支持可配置、易更新。Saas平臺采用微服務設計，APP使用Native+H5的混合編程方式。APP原生代碼和H5支持Cordova框架，提供標準的社區服務功能，在社區需要更新服務時，APP根據社區配置的微服務下載新的H5模塊，通過熱更新機制，提供新的服務體驗[4]，交互如圖2所示。

3.4 消息推送

移動應用的消息推送包含啟動和接收通知兩部分。APP啟動時設置參數pushAppKey、appSecret、注冊并初始化阿里的CloudPush SDK，獲得阿里云分配的deviceID。然后向Saas上報業主的住宅ID、deviceID，并把社區ID設置到SDK的Tag標簽里，作為分組信息，注冊到阿里云服務。

Saas消息推送微服務啟動時注冊阿里云通道，需要發送通知到業主APP時，調用阿里SDK的PushRequest，通過參數setTarget設置推送目標，如果是把消息推送到社區所有的業主，通過設置AliTags為社區ID，設置消息的類型以區分不同類別的微服務提供的消息，設置相應的標題、內容、聲音、角標、是否離線等信息，調用push Request發送通知。

APP端實現了SDK的兩個函數，分別響應APP處于前臺收到消息，或者在APP離線時用戶點擊移動終端系統的消息通知欄喚醒APP后收到消息。解析消息內容并生成消息實例，提示業主消息未讀，根據消息類型，分別處理消息。阿里云消息服務不僅提供在線消息推送，也提供了iOS離線消息推送和Android消息推送，特別是華為、小米手機相比于其他品牌的安卓手機，離線推送成功率高很多。

3.5 對象存儲OSS

系統通過阿里云的對象存儲服務上傳、存儲和下載廣告、活動圖冊、報修照片等。首先在阿里平臺設置應用信息、獲得SDK的參數。在初始化移動應用的文件管理類時，設置accessKey、access Secret、endPoint、bucketName等參數，創建OSSClient實例。上傳時創建 OSSPutObjectRequest對象，設置圖片、文件、目錄和文件名，設置回調函數，調用putObject返回阿里云的存儲地址。然后把地址等保存到Saas服務。移動應用展示時取得社區的廣告推介等記錄，根據地址下載資源，使用圖片加載框架后臺加載數據并緩存。

4 結語

本文基于阿里云服務搭建智慧社區新架構，著重介紹給了如何把物聯網、對象存儲、消息推送等多種云服務接入智慧社區的移動應用中。本系統的Saas云通過微服務技術把數字社區的各個信息孤島、社區環境與業主APP聯通，把社區周邊、社區服務與智能家居融合起來，實現新形勢下綠色、生態的開放創新的智慧社區平臺。針對智慧社區為業主提供服務的多樣性和差異化，移動APP使用了Hybrid開發方式，支持服務的動態更新和擴展。這種基于阿里云平臺的移動應用的設計實現了一個全新的智慧社區系統，降低了智慧社區建設的成本，適應了新形勢下智慧社區的發展趨勢。本系統已在地產樓盤試點推廣，為智慧社區、智慧城市建設提供參考。

參考文獻

[1] 葛涵濤.解構新形勢下的智慧社區[J].上海信息化，2019（03）：16-19.

[2] 柯鑫，石紅強，孫光培.一種基于SoC和阿里云的智能家居系統設計方案[J].電子產品世界，2019，26（02）：38-41.

[3] 肖榮，高全亮.基于微服務架構的智慧景區平臺關鍵技術研究與應用[J].計算機時代，2019（04）：44-47.

[4] 高瑞澤.智能家居Hybrid App的設計與實現[D].南昌航空大學，2018.