智能鞋柜及其客戶端與服務器的連接與數據傳遞

李慧云 查長禮 明祥宇 蔣云超

摘?要：本團隊設計的產品是一款集手機智能管家、自動感應、傳感技術等多學科技術為一體的智能化多功能創意鞋柜。與傳統鞋柜相比較，該產品具有手機智能管家、自動感應、自動烘干、殺菌、除臭、除塵、通風等功能，且采用模塊化創新設計，即用戶可根據實際需求選配自動鞋套模塊、自動鞋刷模塊、可拆卸模塊等個性化模塊。積極響應國家的號召，努力發展智能行業，利用現代機械優化設計理論和數值分析技術相結合，深度研究了客戶端與服務端的通信。

關鍵詞：手機智能管家;多功能;客戶端;服務端

伴隨著現代科技的高速發展，人民生活素質有了很大的改善，人們對智能家居的追求也開始變得嚴格起來，更傾向于用手機遠程操控家里的家居。針對現如今社會上的這種情況，我們團隊運用了以PLC為核心處理器的智能家居遠程操控信息系統，把手機智能管家與智能鞋柜結合在一起，用戶可通過該手機智能管家隨時隨地對鞋柜里的鞋子進行除塵、通風、殺菌等一系列的操作。此篇文章中，對該管家式智聯多功能鞋柜的客戶端與服務端進行了較深入的探究。

一、智能鞋柜概述

（一）實現鞋柜輔助功能

與傳統的智能鞋柜相比，該鞋柜的用戶可通過智能鞋柜的客戶端手機智能管家的操作界面進入烘干、殺菌、通風、一鍵等界面，可隨時隨地對鞋柜里的鞋子進行烘干、殺菌、通風、一鍵（一鍵啟動模塊可同時啟動烘干、殺菌模塊工作）等一系列功能的控制。通過點擊手機管家界面上相應的圖標，將信號傳至給下位機——PLC，由PLC控制相對應的模塊進行工作。其定時設置默認40min，用戶也可自定義烘干、殺菌、除塵等功能的時間，而通過客戶端可以隨時隨地掌握鞋柜內的溫度，鞋柜內部溫度最低為26℃，較高于環境溫度。智能鞋柜內部空間的溫度呈現溫度梯度。下面是各功能的簡單介紹：

（1）殺菌模塊：對鞋柜內的鞋子進行殺菌。采用紫外線燈材料，紫外線燈全方位照射鞋子，可殺死99.99%的細菌，進而達到殺菌消毒的效果。

（2）烘干模塊：烘干模塊材料選用PTC烘干器，保證烘干過程可以在安全可靠的形式下運行，用戶可根據自身需求在外部觸摸屏和手機智能管家上設定烘干運行時間，并且在鞋柜內部增設溫度傳感器，可在手機智能管家上顯示當前鞋柜內部溫度，即用戶可隨時隨地掌握鞋柜內部溫度。

（3）通風模塊：烘干模塊停止運行后，PLC控制通風模塊啟動，將鞋柜內部少量殘余濕氣傳至帶有氧化鈣除濕的通風口進行除濕，并及時送入新鮮氣體，鞋柜內部增設活性炭除臭機構和濾網除塵機構，隨時隨地將鞋柜內部異味氣體和灰塵除去，達到凈化空氣效果，進而改善鞋柜內部環境。

（4）一鍵模塊：一鍵啟動模塊可同時啟動烘干、殺菌模塊的工作，這樣，不僅可以很好地提高對鞋子處理的效率，而且節約了用戶的時間。

（二）實現對鞋子的信息管理

用戶點擊客戶端手機界面中的管理中心的圖標，頁面跳轉后，可選擇“添加、查詢、統計”三個按鍵，默認為“添加”界面，添加界面可供用戶上傳購買的鞋子的款式、顏色、金額以及購買日期，對鞋子進行分類管理;信息庫管理查詢界面的搜索設置默認為鞋子的款式、顏色、日期，可供用戶查看已上傳的購買鞋子的信息;統計界面可供用戶查看在每月、每年購買鞋子款式和金額所占的比例（以餅圖的形式展示給客戶），可以幫助用戶對鞋子進行管理，查看購買鞋子支出所占的比例，進而減少不必要的消費。

（三）幫助中心

設置：點擊手機APP界面中的設置圖標，會出現幫助中心的圖標，幫助中心的作用就是負責幫助客戶進一步了解該智能鞋柜的客戶端，幫助中心所彈出的文字：

①烘干：將鞋子濕氣祛除，達到將鞋子干燥的效果，系統定時默認為40min，當按下界面的定時鍵，彈出設定界面，用戶可自行定義烘干工作時間。

②殺菌：除去鞋子和鞋柜內的細菌，系統定時默認為40min，用戶可自行定義殺菌工作時間。

③一鍵：一鍵模塊啟動可同時將烘干、殺菌模塊啟動，系統定時默認為40min，用戶可自行定義一鍵中烘干和殺菌的工作時間。

④通風：改善鞋柜內部空氣質量，及時送入新鮮空氣，用戶可自行定義通風工作時間。

⑤管理中心：上傳購買鞋子的信息，用戶可通過客戶端隨時隨地去查看購買鞋子的信息，進行管理。

二、客戶端與服務端的通信

手機可以通過移動通信方式去訪問存儲家用電器信息的服務器，通過鞋柜客戶端即智能手機管家向服務器發送命令，服務器向家用終端發送命令，根據發出的命令控制與其相應的電器。鞋柜通過連接無線模式連入家庭終端，家庭終端是在服務器和鞋柜之間進行連接中非常重要的角色，它起擁有接收與轉發的功能，接收是指它接收到一個所來自服務器的指令，將指令轉化為信息系統中可識別的無線制式以實現內部控制。該鞋柜的手機智能管家即為客戶端，為鞋柜客戶提供控制鞋柜內部操作的服務程序，而服務器的作用則是向客戶端供應它所需要的資源，客戶端用于向用戶展示處理后的結果，服務端用于數據的邏輯處理。并且客戶端的程序一般不需要編寫，只需對服務器端程序進行編寫。想要理解客戶端與服務端之間的通信，首先我們需要對系統調用和應用編程接口[1]進行了解。

（一）系統調用

首先我們學習系統調用，系統調用就是一組操作系統所提供的一種接口，這種接口可以為用戶態運行的進程與硬件設施設備發展之間進行信息交互。所以系統調用就是用戶進程能夠進入內核的接口層，它本身并非內核函數（內涵函數就是在內核中實現的、需要滿足內核編程這一條件的函數），但它是由內核函數實現的，進入內核后，不同的系統調用會找到相應的內核函數，這些內核函數被稱為系統調用的“服務例程”。簡單來說系統調用類似于函數調用，不過所調用的東西是系統函數。鞋柜客戶進行系統調用時刻，會傳遞一個系統調用信號給到內核，而系統調用處理程序收到這個信號后，會根據這個信號在系統調用列表（在這個系統調用表中，每個系統調用都會有自己唯一的一個編號）中找到相對應的內涵函數對其進行調用。