摘要：在物聯(lián)網(wǎng)的大背景下，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對工程機械的遠程管理系統(tǒng)是必然趨勢，相比于傳統(tǒng)管理方式，遠程管理更加高效、便捷。系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，運用Java語言開發(fā)，基于B／S系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)，采用SpringBoot、MVC架構(gòu)模式、GPS定位技術(shù)、CSS、JavaScript、ORACLE等Web開發(fā)技術(shù)，并將工程機械的數(shù)據(jù)信息準確、快速地從物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中采集出來，保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，再針對大型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計進行優(yōu)化，完成系統(tǒng)的設(shè)計。主要介紹了系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計模式、系統(tǒng)的模塊設(shè)計以及關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)。該系統(tǒng)幫助企業(yè)了解如何管理工程機械設(shè)備，具有良好的社會和經(jīng)濟效益，并很好地響應(yīng)了“數(shù)字新經(jīng)濟物聯(lián)新時代”的主題。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；遠程管理系統(tǒng)；B／S架構(gòu)；SpringBoot；數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在企業(yè)的發(fā)展中，單純的實地測試、監(jiān)控、銷售已經(jīng)不再適應(yīng)時代的發(fā)展需求，隨著大量的買賣平臺、辦公系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，人們更加傾向于使用互聯(lián)網(wǎng)完成日常的工作需求，工程機械與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合正是順應(yīng)新時代的發(fā)展而誕生出來的。本系統(tǒng)在企業(yè)的角度，順應(yīng)大眾的工作方式的基礎(chǔ)上進行了相關(guān)的網(wǎng)站開發(fā)。最近幾年，目標公司擁有的車輛管理系統(tǒng)，一方面在操作性能、車輛的監(jiān)控等方面已經(jīng)無法滿足用戶的需求，另一方面由于公司的不斷發(fā)展，擁有的裝備越來越多，原本的系統(tǒng)設(shè)計模式弊端日益明顯，對日常工作產(chǎn)生了極大的困擾。本系統(tǒng)基于MVC架構(gòu)設(shè)計模式以及三層架構(gòu)的軟件編程方式，并考慮到數(shù)據(jù)庫的可擴展性、高并發(fā)訪問、良好的人機交互，采用分庫分表的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方式。使用Nginx負載均衡的調(diào)度管理以及HTML5、CSS、JavaScript等Web開發(fā)技術(shù)進行網(wǎng)頁設(shè)計，最終完成系統(tǒng)的開發(fā)。

1系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

工程機械綜合信息管理系統(tǒng)主要由車輛管理、設(shè)備管理、銷售管理、后市場管理以及系統(tǒng)管理組成。車輛管理負責(zé)管理所有庫存、樣機和銷售的裝備信息；設(shè)備管理負責(zé)管理設(shè)備的登記、測試、入庫、出庫等；銷售管理負責(zé)管理裝備的銷售、售后維保；后市場管理負責(zé)裝備的維保、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報警信息處理等；系統(tǒng)管理負責(zé)進行組織結(jié)構(gòu)的建立、劃分權(quán)限角色、分配功能操作、進行用戶信息的注冊與維護。

1．1系統(tǒng)整體框架設(shè)計

系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架采用Java的開源框架SpringBoot，架構(gòu)則采用較為流行的三層架構(gòu)模式。為了適應(yīng)現(xiàn)階段系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)、高并發(fā)、高可用等特點，Web服務(wù)器采用集群的搭建方式，通過Nginx反向代理服務(wù)器進行負載均衡的調(diào)度管理。由于數(shù)據(jù)量大，而本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)多需要讀取、計算、統(tǒng)計，因此為了減輕數(shù)據(jù)庫壓力，提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度，通過使用應(yīng)用服務(wù)器來分擔這部分的壓力，同時使用分庫分表的設(shè)計方式，對單庫進行垂直劃分、單表進行水平劃分，把大量的設(shè)備信息表平均的分配到對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，以減輕單個數(shù)據(jù)庫的運行壓力。

1．2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

針對目標的現(xiàn)狀以及業(yè)務(wù)的需求，對系統(tǒng)的功能做了如下劃分，如圖2所示。系統(tǒng)主要分為五個模塊：車輛管理模塊、設(shè)備管理模塊、銷售管理模塊、后市場管理模塊以及系統(tǒng)管理模塊。1）車輛管理模塊：該模塊主要是對工程車輛的使用密碼的維護、車輛的實時定位、軌跡的追蹤、車輛的狀態(tài)信息的管理。2）設(shè)備管理模塊：該模塊主要是對設(shè)備終端的測試，包括指令下發(fā)、參數(shù)的配置；設(shè)備及終端信息的維護；車輛的測試、質(zhì)檢。3）銷售管理模塊：該模塊主要包含經(jīng)銷商權(quán)限的管理，銷售信息的確認，客戶信息的登記，設(shè)備的維修，機器的注冊以及服務(wù)轉(zhuǎn)移。4）后市場管理模塊：該模塊主要針對已銷售車輛，包含車輛的保養(yǎng)信息、報警信息、通訊情況、工況信息、報表的統(tǒng)計以及維保售后。5）系統(tǒng)管理模塊：該模塊主要是負責(zé)組織結(jié)構(gòu)的建立、人員的注冊、信息的維護、角色權(quán)限的劃分、權(quán)限對應(yīng)資源的劃分。為了明確各個人員的管理職責(zé)，高效地完成對應(yīng)的工作，上述第1、2、3、4模塊均需要對每一個用戶進行相應(yīng)的授權(quán)，提高系統(tǒng)運行的安全性以及管理工作的高效性。

2關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)

2．1分庫分表技術(shù)的實現(xiàn)

隨著本系統(tǒng)的報警數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控數(shù)據(jù)不斷增長，數(shù)據(jù)量日益龐大起來，顯然單個數(shù)據(jù)庫、單個表的容量已無法滿足需求。為了使本系統(tǒng)能夠運行持久，并具有強大的可擴展性，采用分庫分表的設(shè)計方式。將數(shù)據(jù)庫進行垂直切分，將原有的庫劃分為基礎(chǔ)信息庫、實時信息庫，緩解了單個數(shù)據(jù)庫的運行壓力。但是表的壓力依然存在，采用水平切分的方式分擔表的壓力。在表水平劃分的基礎(chǔ)上，為了使得數(shù)據(jù)庫的劃分一勞永逸或者易于水平擴展，同時也為了使壓力能夠平均地分配到各個數(shù)據(jù)庫中，我們采用mod2n這種一致性Hash的分庫方式。使用唯一的車輛編號進行劃分，以4個數(shù)據(jù)庫為例，使用車輛編后4位號mod4分到4個數(shù)據(jù)庫中，同時再將車輛編號后4位Div4mod4將每個庫分為4張表，分別將數(shù)據(jù)放置表中，如圖3所示。

2．2緩存技術(shù)的實現(xiàn)

緩存即為內(nèi)存中存儲的數(shù)據(jù)備份，當數(shù)據(jù)沒有發(fā)生變化時，可以避免數(shù)據(jù)的查詢操作直接連接數(shù)據(jù)庫，而是去內(nèi)容中讀取數(shù)據(jù)，這樣就大大降低了數(shù)據(jù)庫的讀寫次數(shù)，而且從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)的速度要比數(shù)據(jù)庫查找快得多。為了在使用本系統(tǒng)的過程中，能夠擁有良好的用戶體驗，針對統(tǒng)計量大的數(shù)據(jù)以及需要大量計算的數(shù)據(jù)使用Redis數(shù)據(jù)庫來保存緩存。相對于傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來說，Redis不同的是會將緩存的數(shù)據(jù)加載至內(nèi)存中而不是硬盤，同時作為非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的代表，Redis的數(shù)據(jù)擁有Key－Value的表現(xiàn)形式，所以Redis提供了高速的訪問數(shù)據(jù)的條件，同時Redis也提供了豐富的數(shù)據(jù)類型，以及對數(shù)據(jù)持久化的支持。核心代碼如下：

2．3基于ApachePOI的數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出技術(shù)的實現(xiàn)

基于業(yè)務(wù)的需求本系統(tǒng)需要將大量的數(shù)據(jù)導(dǎo)出成表格以周報、月報的方式呈現(xiàn)出來，同時在更改服務(wù)期限、更改供應(yīng)商都需要提供數(shù)據(jù)的導(dǎo)入以實現(xiàn)批量的數(shù)據(jù)操作。在Java世界中，擁有兩套較為成熟的對Excel文件操作的開源工具：一個是JavaExcelAPI，另一個則是本文使用的ApachePOI。導(dǎo)入、導(dǎo)出流程如圖4所示。數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出的關(guān)鍵在于如何獲取表格中的數(shù)據(jù)以及如何創(chuàng)建對應(yīng)的表格，核心代碼如下所示：數(shù)據(jù)導(dǎo)出核心代碼：

3結(jié)束語

本文介紹了工程機械綜合信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，此系統(tǒng)作為工程機械功能的一個延伸對于工程機械的維護、管理來說，影響是巨大的。在現(xiàn)階段互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的時期本系統(tǒng)可以使得工程機械的管理更加高效、便捷，并且提供了一系列的數(shù)據(jù)統(tǒng)計展示、監(jiān)控等功能，為以后對工程機械市場的分析、裝備的數(shù)據(jù)的比較提供了保證。目前該系統(tǒng)已投入使用，并且運行良好。

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