基于智能設備的應用軟件開發關鍵技術研究

曹華山 湖南大眾傳媒職業技術學院

1 引言

隨著人工智能、通信技術的發展，進入新世紀以來我國已經逐步實現了制造企業的升級換代，大批手工生產線已經被流水生產線代替，通信技術也逐漸從4G轉為5G，并且傳統的語音短信通話正在被視頻通話代替，傳統生產制造過程中的應用軟件正逐步被淘汰，各類智能化和便攜式設備正逐步走入生產一線的工人手中，提升了其生產執行過程的便利性及效率。同時居民實際生活中，如優酷、淘寶、手機銀行等各類APP為居民生活水平的提升帶來了很大的便利性，很大程度上提升了社會的信息化水平。

基于生活和生產過程中智能化設備的原因逐步廣泛，如何研究應用軟件的開發及其與其他設備的集成是非常有必要的，實現基于智能設備的數據貫通，能夠在信息化和大數據層面，從本質上提升居民的生活質量。因此，本文將從各類關鍵開發技術著手，分析現有常用的智能設備的軟件開發技術。

2 界面交互技術分析

軟件的開發最開始階段是界面設計，現如今常規界面設計技術主要分為以下幾種：.NET技術、HTML5技術、JSP技術，以上三種均屬于動態的界面交互技術，也可應用于不同的平臺，要想實現集成開發，以上技術是基礎。

2.1 前臺界面HTML5技術

與傳統HTML 技術不同，H5技術很好的解決了原有HTML架構的不足之處，對其進行了進一步修復和彌補。在實際應用過程中，此項技術的主要目標便是在智能移動設備中能夠支持各類視頻類多媒體應用軟件，和傳統應用軟件相比，此種開發界面技術不僅可支持一般通話和文字信息發送，還可很好的支持音頻、視頻、圖像等多元化的信息載體的傳送。此種技術的獨有解析協議可使程序開發人員在進行程序開發過程中的靈活性更強，信息傳遞的速率得到加強，同時在新技術的支撐下，打破了傳統模式下文檔和用戶間的交互方式，為智能移動設備的使用提供了更多的可能性。與傳統前臺界面語言相比，H5技術在軟件開發過程，能夠同時兼顧網頁開發和移動應用開發，完成網頁開發后，可快速將其轉變為移動應用，稍作更改即可上線使用，在很大程度上滿足了客戶快速上限的要求。同時，從項目成本管理方面，節省了大量人工開發的成本，降低項目交付周期的同時提升了軟件開發效率，節省了項目成本，從而一舉兩得。

2.2 后臺JSP技術

JSP技術是一種動態網頁交互技術，從技術是連接前臺界面和后臺JAVA層的中間層，其突出特點是適用于B/S架構的網頁應用程序的開發和實現。在JSP層開發人員可進行各類交互操作，比如前臺界面中得到數據的格式轉化，將轉化好的格式按照一定的查詢邏輯傳輸給JAVA層，同時會將JAVA層的結果進一步整理，大多用JSON的格式反饋給前臺H5界面，此種模式簡單的乘坐MVC模式，JSP在MVC模式中發揮著很大作用。與JSP技術相關的技術有很多，最常見的是Ajax、JSON技術等。

JSP技術所開發的原因軟件不僅可以跨平臺運行，而且還可以夸操作系統運行，不僅在window平臺上運行還可在Linux 操作系統上運行，以上具獨有的優勢，讓基于JSP技術的智能設備的開發變得相對簡單，有助于實現敏捷開發。

2.3 NET技術

ASP.NET 技術由美國微軟公司所研究和開發，此技術IDE采用Visual Studio集成開發平臺，使用C# 程序語言實現交換界面內容，同時還可以與XML 技術進行集成在一起開發應用程序集成，適用于不同的操作系統。ASP.NET 技術采用了面向對象技術，其對于平臺相關，設計與開發比較簡單，擴展性、可靠性和可伸縮性。

3 數據庫技術

數據庫是軟件平臺的核心，數據庫設計的好壞嚴重影響應用軟件后期運行效率，數據庫存取效率的高低，也影響軟件運行的效率和客戶體驗，對于智能設備的應用軟件也是如此。

數據傳輸和數據的架構處理是智能設備應用軟件的靈魂，如果沒有以上兩個功能，智能設備的自身價值很難發揮出來。以日常生活中常用的各類智能化加點設備為例，若仍然采用傳統的數據傳輸和管理方式，設備很多的情況下，設備提供商在進行設備的管理時顯得十分困難。但若借助計算機技術的有效支撐，對各類家電設備采取智能化分類管理，未來設備的運行維護的管理效果會很好，管理成本也會大大降低。同時，客戶的各類家電設備參數也會通過大數據平臺統一存儲和分析，有助于未來實現設備的定期維修保養，設備的健康診斷等。

現如今，各類數據庫服務琳瑯滿目，但比較常用的主要有四種Oracle、SQLite 、MySQL和 SQLserver 等，各類數據庫均有其獨立的特點。如MySQL 數據庫是目前軟件開發中最先進的數據中心信息管理技術。它的采用了光纖存儲的技術，此項技術的特殊優勢，是可將主機和存儲設備直接相連，實現無線網絡的基本管理，擁有基于可配置技術的緩沖幀功能。SQLite 數據庫是一種嵌入式數據存儲，其可以直接的嵌入到各類智能設備應用軟件中，然后將設備中的多個數據連接在一起，發揮數據的作用，而數據庫中則沒有任何數據，這樣有效的減輕了數據庫的運行壓力，但是需要注意的是該數據庫在運行期間，一次只能編寫一個程序，這樣也給設備的使用帶來了較多的不便。SQLite 數據庫管理數據信息頁面，每個頁面可以包含512字節，由于字節數量相對比較少，因此其在具體的使用過程中所需要的數據處理時間相對比較短，這樣我們就可以有效地提高光學數據存儲的效率， 進一步提高存儲熱點數據管理功能。在智能設備應用軟件開發過程中，不同數據庫的作用優勢不同，開發者要結合實際情況，理智處理相關工作。

4 軟件架構技術

C/S 架構、B/S 架構和云端架構技術是常用的三類應用軟件開發技術，對于智能設備應用軟件開發技術而言，也不例外。但隨著工業互聯網技術的不斷發展，如今C/S架構正逐步被云端架構技術和B/S架構技術所取代。以下為三種技術的詳細情況。

4.1 C/S架構

C/S架構，顧名思義是值得客戶機-服務器架構，此種架構結構簡單，客戶端只負責完成和用戶的界面交互，數據處理交由服務端進行。此種架構的優勢比較明顯，比如充分發揮了PC機本身的性能優勢，為服務器端的載荷降低提供了可能，客戶端的相應速度快，讓用戶在客戶體驗上得到了很好的滿足。C/S架構在數據存儲管理上更加透明。

但是C/S架構也有其先天不足之處，在軟件安裝部署，迭代更新等階段，C/S架構應用軟件需要消耗大量的人力成本。以基于C++/MFC語言開發的某應用系統為例，假設其用戶有1000，軟件部署時期便需要1000次安裝部署，軟件每進行一次迭代更新均需要1000位用戶同時更新，否則便會影響使用?，F如今各類自動部署和安裝技術也逐步被廣泛應用，但是還未能很好的解決安裝和部署過程中帶來的一系列報錯、異常等問題。

4.2 B/S架構

與C/S架構相比，B/S架構在其訪問、安裝、部署、迭代更新階段均具有很大的便利性。一次部署所有人均可訪問的模式，適應于大型企業大型系統的應用場景。B/S 架構可以將所開發的軟件分為三個不同的層次，即交互層、web 服務層和數據庫服務層，三個層次的定位不同，因此功能也各有差異，交互層的主要功能作用就是用于數據的交互處理，其能夠快速的進行數據傳輸，為用戶提供了一個可操作的服務接口，可以滿足用戶的各種服務需求。這個接口是動態的和交互式的，在實際應用過程中為數據的傳輸提供了極大的幫助。Web層在具體的應用過程中，則是交互層與數據庫服務層之間的通信接口，如果web 服務層不存在那么相關技術的應用就將成為空談。數據庫服務層的主要作用則在于其可以快速的實現數據業務解析，在具體應用時可以將該服務層劃分為web 邏輯業務和數據操作業務兩個部分。數據層則通常是由數據管理和數據庫兩部分內容所組成的，在該服務層中存儲有大量的數據，當前比較常用的數據庫管理系統主要有MySQL 等。通常情況下，智能設備應用軟件的規模往往都比較大，存儲的數據量之龐大可想而知，而使用MySQL 數據庫管理系統的主要作用就在于其可以有效的提高數據的在線處理能力，與此同時，在該系統的支持之下大數據的分析性能也得以不斷地提升，其在獲得相應數據之后，可以在短短的幾分鐘內將操作和分析結果快速的反饋給web 服務器，促使其作出相關處理。

4.3 云端架構

隨著科學技術的迭代更新，一般的傳統軟件架構需要占據更多的網絡資源，如CPU資源、存儲資源等，此種情況一旦布局不合理會造成網絡資源的極度浪費。為了統籌網絡資源，基于云端架構的網絡服務技術便被開發出來。云端技術的最大特點便是采用虛擬化技術實現了用戶大量資源的存儲，而不依賴于具體的硬盤失誤存儲。對于用戶來講，僅需要借助簡單的APP，便可實現各類資源的分類存儲。云端技術的特點是容量大并且不易丟失，數據的存取效率也得到大幅提升。目前我們常用的各類云盤，如百度網盤、網易云盤、360云盤等均是借助這類技術來實現的。

目前云端架構的基本技術已經比較成熟，并且已經進入到實質應用階段。從技術角度講，云端架構在實現前首先要具備云存儲、通訊系統、通知系統等三個基本服務。云存儲負責為用戶提供數據存儲服務，可以讓用戶快速及時的獲取自己的數據。通訊系統，大多以郵件形式提供通訊服務。通知系統能夠為客戶把握好友的最新狀態，告知好友自身的動態。云端存儲主要涉及2個方面的技術，底層架構包括分布式存儲、文件目錄管理、用戶權限管理等，下載優化主要支持各類客戶端下載技術。

5 結論

隨著計算機網絡和人工智能技術的不斷發展，智能設備將會在生產制造和居民生活中應用越來越廣泛，與之相匹配的各類應用軟件的開發將會至關重要。只有實現智能設備和應用軟件的有機融合，才能發揮智能設備在提升生產效率等方面的潛能。然而應用軟件的開發技術隨著信息技術的不斷發展，正逐步更新換代，前臺界面方面正從一般的HTML架構轉變為可兼容APP開發的HTML5架構；技術架構方面正從原有的C/S架構轉變為部署和迭代更快速的B/S架構或云架構；后臺數據存儲方面正從原有的MySQL、Oracle等關系型數據庫轉變為基于大數據技術的非關系型數據庫。軟件開發技術正在迎來顛覆性的變化，但敏捷開發、快速迭代、注重使用的開發目標一直沒有變。另外，隨著工業互聯網技術的發展，基于云技術的移動應用開發技術必將成為未來主要的研究方向，如何更加快速高效的實現敏捷開發也是未來移動應用軟件開發的主要方向之一。

另外智能設備和應用軟件開發集成過程中，通訊協議的標準化也十分重要，以生產制造過程中的智能裝備為例，不同設備的控制系統均不一致，上游系統如何通過統一的接口，采用統一的協議來實現設備間的互聯互通，設備與應用軟件的互聯互通是未來的主要研究方向。