CN105893623A - 基于b/s结构的智能家居***及其数据存储与查询方法 - Google Patents

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王志新
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Abstract

本发明提供的一种基于B/S结构的智能家居***及其数据存储与查询方法，包括：Web服务器、终端设备、数据库服务器和家庭服务器；终端设备与Web服务器通信，数据库服务器与多台家庭服务器通信；数据库服务器与Web服务器通信。本发明数据查询模式适用范围广，用户只要通过Web浏览器即可远程查询家电设备的实时数据与历史数据，不需要使用专用的客户端应用程序；数据存储模式将不同家庭用户数据集中存储于数据库服务器中，方便实现统一数据分析和管理，便于数据维护；数据库服务器的远程数据存储相当于远程备份，可以防止由于家庭内发生意外而造成数据丢失的情况，提高了安全性；可扩展性强，通过***升级仍能实现有效的数据存储与查询。

Description

基于B/S结构的智能家居***及其数据存储与查询方法
技术领域
本发明涉及一种监测***,具体是涉及一种基于B/S结构的智能家居***及其数据存储与查询方法。
背景技术
采用C/S架构的智能家居***在进行数据查询时，与操作***平台有很大关系，适用范围小，且***升级困难。B/S(Browser/Server，浏览器/服务器模式)结构是对C/S结构的一种变化或者改进的结构，是一种新型的数据库信息***设计模式。基于B/S结构的***不需安装专用的客户端应用程序，只需通过WWW浏览器便可实现相应信息的访问和处理，操作简单方便。Web服务器又称为WWW(World Wide Web)服务器，它主要包含应用层使用的HTTP协议、HTML文档格式、浏览器统一资源***(URL)三部分内容，其承担的主要责任是提供网上信息浏览服务。
另外，目前大部分智能家居***是单个家庭的独立的***，只限于存储自身家庭的数据，且存储于家庭内部，例如发明专利CN103064374A《基于物联网技术的家庭能耗监控***》涉及一种家庭能耗监控***，但对于数据存储，该***依靠本地服务器对家电信息进行存储和处理，所以数据存储于本地数据库，不便于统一管理，同时可能会由于家庭内的某些意外而造成数据丢失，安全性较低。
另外，发明专利CN104035415A《基于云计算的智能家居的能源管理***》涉及一种基于云计算的智能家居的能源管理***，但对于数据查询，该***需要通过移动终端上的应用程序查看能耗情况，这就要求管理工作人员不但经常要对云端服务器进行定期维护管理，还要对客户端同样进行维护和管理，维护任务量大，还需要针对移动终端不同的操作***开发不同版本的软件，增加了维护和开发成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于B/S结构的智能家居***及其数据存储与查询方法，该***支持多户家庭的数据存储以及不同家庭用户的 数据查询，而且支持管理员对数据库的远程维护，可以远程通过Web浏览器对数据库进行修改操作，该数据存储与查询方法简明、易于实现、可扩展性强。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于B/S结构的智能家居***，包括：Web服务器、终端设备、数据库服务器和家庭服务器；其中终端设备与Web服务器通信，数据库服务器与家庭服务器远程通信；数据库服务器与Web服务器通信。
优选地，在终端设备通过网页浏览器与Web服务器通信。
优选地，数据库服务器通过Socket实现与家庭服务器的通信，将家庭服务器上传的数据存储在后台数据库中。
优选地，数据库服务器为公网IP的公共服务器，实现了前端网页与智能家居家电设备之间的信息交换。
一种基于B/S结构的智能家居***的数据存储与查询方法，包括数据存储步骤与查询步骤。该***不仅支持用户对家庭信息的查询，同时提供远程维护数据库的功能，支持管理员通过Web浏览器远程访问数据库，对数据库进行修改操作。
优选地，数据存储步骤包括：
步骤a1，家庭服务器给终端节点发送查询命令以查询家电设备的实时电能信息；
步骤a2，终端节点返回家电设备当前的电能信息；
步骤a3，家庭服务器将包含电能信息的字符串上传给数据库服务器；
步骤a4，数据库服务器判断该数据的源头，然后处理收到的字符串并得到设备电能信息；
步骤a5，数据库服务器根据设备电能信息及家电设备的核定电流值，判断家电设备当前的开关状态；
步骤a6，数据库服务器根据设备功率值以及历史功率表中当日所存储的历史功率计算出截至当前的当日耗电量；
步骤a7，数据库服务器将设备电能信息及设备的开关状态、当日耗电量更新到相应的家庭的状态表中以及将设备功率值更新到历史功率表中。
优选地，查询步骤包括：
步骤i1，用户通过终端设备登录网页浏览器，输入账号和密码并判断用户的类型，验证通过后与Web服务器建立链接；
步骤i2，用户远程查询家庭内的设备状态、用电情况及设备耗电量信息；
步骤i3，Web服务器与数据库服务器建立链接，Web服务器根据查询请求分别查询 数据库服务器中该家庭对应的设备状态表、历史功率表或耗电量表中的数据；
步骤i4，Web服务器将查询得到的查询结果经过处理后以表格形式显示在前端网页上。
优选地，步骤a4中，数据库服务器根据通信协议处理收到的电能信息。
优选地，设备电能信息包括电压值、电流值、功率值、频率值和功率因数。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1)数据查询模式适用范围广，用户只要通过Web浏览器即可远程查询家电设备的实时数据与历史数据。不需要在终端设备上安装专用的客户端应用程序，只需通过www浏览器便可实现相应信息的访问和处理，操作简单方便，对设备没有特定要求，也减少了维护成本。
2)数据存储模式将不同家庭户数据集中存储于数据库服务器中，方便实现统一数据分析和管理，便于数据维护；
3)数据库服务器的远程数据存储相当于远程备份，可以防止由于家庭内的某些意外而造成数据丢失的情况，提高了安全性；
4)可扩展性强，升级方式简单，当家庭户增加或用户增多时，通过***升级仍能实现有效的数据存储与查询。
5)提供远程维护数据库的功能，支持管理员通过Web浏览器远程查询数据库，并对数据库进行修改及维护。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明基于B/S结构的智能家居***原理框图。
具体实施方式
下面采用具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明基于B/S结构的智能家居***，由Web服务器、数据库服 务器、家庭服务器和终端设备等组成。数据库服务器连接多个家庭服务器，数据集中存储在数据库服务器中。数据库服务器是本***的核心部分，数据库服务器与Web服务器通信，为Web服务器提供后台数据，并远程存储多台家庭服务器上传的数据，实现了前端网页与智能家居终端设备之间的信息交换。可实现多户家庭的数据远程存储，包括实时数据与历史数据，便于统一管理和数据维护，支持不同家庭用户的远程数据查询，提高了安全性，方法简明，易于实现，可扩展性强。该***不仅支持用户对家庭信息的查询，同时提供远程维护数据库的功能，支持管理员通过Web浏览器远程访问数据库，对数据库进行修改操作。
B/S(Browser/Server，浏览器/服务器模式)结构是一种新型的数据库信息***设计模式。这种基于网络的模式通过ASP技术，利用ADO对象来访问数据库，它进一步分化了传统模式的服务器，分解成一个数据库服务器和一个Web服务器。基于B/S结构的***不需安装专用的客户端应用程序，只需通过WWW浏览器便可实现相应信息的访问和处理。Web服务器负责提供网上信息浏览服务。
数据库服务器是一台拥有公网IP的公共服务器，数据库服务器并不放置于某户家庭中，而是在远程对所有家庭进行统一的数据存储。作为智能家居***的数据信息中心和后台管理中心，数据库服务器支持多线程通讯，同时与多户家庭的家庭服务器通过Socket进行通信，并存储所有家庭的所有设备的电能信息。数据库服务器集中存储所有家庭的电能数据，便于统一管理和数据处理，数据库服务器的远程数据存储相当于远程备份，可以防止由于意外而造成数据丢失的情况，提高了安全性。
在数据库服务器的后台数据库中，每个家庭对应一个设备状态表，一个历史功率表和一个耗电量表。历史功率表存储各设备的历史功率值。设备状态表存储各个设备当前开关状态，以及实时功率、电流等实时电能数据，实时电能数据包括电压，电流，功率，频率和功率因数。同时，后台程序根据当日存储的历史功率计算出截至目前的当日耗电量，并存储在状态表中。另外，后台程序根据存储的历史功率计算各个设备的每日总耗电量并存储在耗电量表中。
终端设备可为任意一台可联网的电脑或手机。在终端设备登陆网页可连接到Web服务器，与Web服务器通信。用户在任何地方都可直接登陆网页对智能家居进行控制查询。用户可以通过登陆网页查询家庭设备当前状态，实时功率和当日耗电量，以及历史电能数据和历史耗电量等。
本发明提出的数据库服务器存储数据的步骤如下：
步骤a1：家庭服务器定时给终端节点发送查询命令以查询家电设备的实时电能信息；
步骤a2：终端节点返回家电设备当前的电能信息；
步骤a3：家庭服务器通过Socket通信将包含电能信息的字符串上传给数据库服务器，电能信息包括电压，电流，功率，频率和功率因数；
步骤a4：数据库服务器首先判断该数据由哪户家庭发来，然后根据通信协议处理收到的字符串，得到电压值，电流值，功率值，频率值和功率因数；
步骤a5：数据库服务器根据得到的设备电流值，判断该家电设备当前的设备状态；若检测到家电设备电流值大于核定电流值，则判断家电设备为开状态，若检测到家电设备电流值小于或等于核定电流值，则判断家电设备为关状态；
步骤a6，服务器后台程序根据得到的设备功率值以及历史功率表中的当日存储的历史功率计算出截至目前的当日耗电量；
步骤a7：数据库服务器修改该家庭所对应的设备状态表，将该设备当前的开关状态(0/1)，电压值，电流值，功率值，频率值，功率因数和当日耗电量共七个数据更新到设备状态表中；同时将该设备的功率值，对应时间以及对应设备号存储到历史功率表中。
本发明提出的Web服务器查询后台数据库数据的步骤如下：
用户在家庭外部通过任意一台电脑或手机登录自己家庭的智能家居管理平台网站，输入账号和密码，验证通过后与Web服务器远程建立链接并登入智能家居***前端操作界面；
***根据输入的账号和密码判断是普通用户还是管理员登陆，如果验证为普通用户则登入用户查询界面，并判断用户对应的家庭编号，只供用户查询该用户对应家庭的数据信息；如果验证是管理员则登入管理员操作界面，开放管理员权限，可查询***中所有家庭的数据信息以及允许管理员对数据库进行修改操作；
用户远程查询家庭内的设备状态，设备历史用电情况，设备耗电量等信息；
Web服务器与数据库服务器建立链接，根据查询请求分别查询数据库中该家庭对应的设备状态表，历史功率表或耗电量表中的数据；
Web服务器将查询得到的查询结果经过处理后以表格形式显示在前端网页上。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上 述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种基于B/S结构的智能家居***，其特征在于，包括：Web服务器、终端设备、数据库服务器和家庭服务器；其中
终端设备与Web服务器通信，数据库服务器与家庭服务器通信；数据库服务器与Web服务器通信。
2.根据权利要求1所述的基于B/S结构的智能家居***，其特征在于，在终端设备通过网页浏览器与Web服务器通信。
3.根据权利要求1所述的基于B/S结构的智能家居***，其特征在于，数据库服务器通过Socket实现与家庭服务器的通信。
4.根据权利要求1或3所述的基于B/S结构的智能家居***，其特征在于，数据库服务器为公网IP的公共服务器。
5.一种基于B/S结构的智能家居***的数据存储与查询方法，其特征在于，包括数据存储步骤与查询步骤。
6.根据权利要求5所述的基于B/S结构的智能家居***的数据存储与查询方法，其特征在于，数据存储步骤包括：
步骤a1，家庭服务器给终端节点发送查询命令以查询家电设备的实时电能信息；
步骤a2，终端节点返回家电设备当前的电能信息；
步骤a3，家庭服务器将包含电能信息的字符串上传给数据库服务器；
步骤a4，数据库服务器判断该数据的源头，然后处理收到的字符串并得到设备电能信息；
步骤a5，数据库服务器根据设备电能信息及家电设备的核定电流值，判断家电设备当前的开关状态；
步骤a6，数据库服务器根据设备功率值以及历史功率表中当日所存储的历史功率计算出截至当前的当日耗电量；
步骤a7，数据库服务器将设备电能信息及设备的开关状态、当日耗电量更新到相应的家庭的状态表中以及将设备功率值更新到历史功率表中。
7.根据权利要求6所述的基于B/S结构的智能家居***的数据存储与查询方法，其特征在于，查询步骤包括：
步骤i1，用户通过终端设备登录网页浏览器，输入账号和密码并判断用户的类型，验证通过后与Web服务器建立链接；
步骤i2，用户远程查询家庭内的设备状态、用电情况及设备耗电量信息；
步骤i3，Web服务器与数据库服务器建立链接，Web服务器根据查询请求分别查询数据库服务器中该家庭对应的设备状态表、历史功率表或耗电量表中的数据；
步骤i4，Web服务器将查询得到的查询结果经过处理后以表格形式显示在前端网页上。
8.根据权利要求6所述的基于B/S结构的智能家居***的数据存储与查询方法，其特征在于，步骤a4中，数据库服务器根据通信协议处理收到的电能信息。
9.根据权利要求6或8所述的基于B/S结构的智能家居***的数据存储与查询方法，其特征在于，设备电能信息包括电压值、电流值、功率值、频率值和功率因数。
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