J2EE架構環境監控系統設計

下面是小編整理的從環境監控實際出發設計採用了基於J2EE開發平台、B/S模式的環境監控系統設計方案。並進行了系統的數據結構設計、三層結構的系統設計以及系統功能設計的文章。

　　一、系統主要模塊

本系統的功能為能對周圍環境的温度、亮度、濕度、二氧化碳濃度等指標進行檢測，並實時顯示。在某一項指標超過所設定的閾值時可以自動進行控制。本系統是由主控模塊、檢測模塊、顯示模塊、控制模塊及電源模塊組成的，系統框圖如圖1所示。

本系統的主控制器模塊採用51單片機控制系統，其軟件編程靈活、且功耗低、體積小成本低。電源模塊採用變壓器降壓，顯示模塊則採用最為普及的LCD。鍵盤模塊採用4*4矩陣鍵盤，鍵值讀取方法採用掃描法。執行模塊，當温度高於設定温度時，主控器控制報警模塊工作;當二氧化碳濃度高於設定值時，主控制器自動啟動風扇電機。

　　二、環境監控系統的關鍵性技術

本文設計的基於J2EE架構的環境監控系統結合了EJB技術、SQL數據技術以及Web logic應用服務器，並採用B/S體系結構，如圖1所示。系統根據應用功能的邏輯分為客户層、業務邏輯層和數據層。

Java語言是J2EE的基礎，整個體系架構都是通過Java語言來描述的，而且所有的J2EE應用服務器都是通過Java語言來實現的。所以在J2EE的產品中Java無所不在。

技術框架Struts的實現是基於Model2之上的，而Model2則是Web應用變體，屬於經典的MVC(Model，View，Control)模型，引發這樣改變的主因是HTTP協議的特點，即無狀態性。與MVC相同，Model 2的目的是藉助控制器的功能將視圖與模型分離，從而實現在不同層間形成鬆散耦合效果，以使系統的可維護性、複用性與靈活性得以提高。

對於環境監控系統而言，其數據則需要從外部獲取。在數據獲取的主要途徑上，主要表現為讀取現有環境監控數據庫中相關的信息，基於此，系統間數據庫的接口實現就成了關鍵問題之一。本系統採用JDBC接口技術實現數據庫接口。

　　三、系統結構模式

(一)C/S體系架構

基於客户端-服務器網絡的進行構建的模式就是C/S體系架構的主要思想，客户機負責應用操作數據，而後將數據以某種表達方式在系統用户面前呈現;而服務器則主要負責檢索與存儲數據。它們之間存在着一定的聯繫，即用户對數據庫的訪問需要通過客户端實現，而系統將用户訪問數據庫的請求向服務器提交，最終在分佈式的DBMS上，完成整個數據庫的訪問動作。

(二)B/S體系架構

作為在C/S結構模式上發展起來新型網絡結構模式，B/S體系結構共分三層，它們分別是：數據層、功能層與表示層。其中位於客户端處的是表示層，其以包含顯示邏輯的方式在用户網站進行呈現。

表示層的主要作用就是顯示瀏覽器的網頁，在訪問請求被髮自網絡服務器後，經服務器對用户身份、協議客户需要信息進行驗證後，客户端便接收服務器的網頁信息，進而顯示給用户一個友好的界面。

邏輯層則在數據庫服務器，它能夠邏輯處理數據層包含的數據。這個功能層主要的作用是接收用户請求自客户端，而後藉助數據庫連接與推廣應用，再由如數據庫服務器查詢等操作提出相應的處理，當來自數據庫的處理結果發出後，便由網頁服務器接收後向客户端進行結果傳輸。

同樣位於數據庫服務器的還有數據層，包括系統數據處理的邏輯。數據層的'主要作用是將源自服務器數據操作要求進行接收，同時使數據庫的更新、修改、查詢得以實現，最終向網絡服務器進行結果提交。

在B/S體系架構中，客户端瀏覽器在使用時，在網絡中的用户能夠在同一時間分發在多台服務器的要求。在這樣的體系架構中，使客户端的軟件配置得到大幅度簡化，這是由於數據庫訪問服務器與執行應用程序均完成於客户端，而進行客户端軟件的安裝、配置則相對簡單，這樣就使安裝、配置、升級的工作量大大減少。相比於C / S架構模式，B / S架構模式包括的優點有：

1.能夠實現動態HTML頁面的生成，達三層的客户端訪問，其訪問數據庫、邏輯處理等功能與良好的安全性能，都讓B / S架構模式逐步成為Web開發中的主流技術。

2.由於B / S信息處理模型與數據庫應用的方式特點，該模型同樣能夠方便地利用其他系統的信息及其處理資源。

3.它所使用的同樣是標準HTTP通信協議，保證了客户端軟件界面的一致性與統一性，增強了系統兼容性，另外對跨平台運行的支持是B / S體系構架及其應用中最具優勢的一點，有了這個特點，它就能實現在不同硬件平台的跨平台的部分地區間的通信。

(三)體系架構設計

構建於瀏覽器/服務器之上的環境監控系統所體現出的最大特點就是其在服務器上完成了所有軟件的安裝，因此技術員只要通過瀏覽器便能實現軟件的操作。而如果使用網絡規模有擴展的需求時，只需將客户端服務器硬件相應增加就能夠完成，也就是説系統的硬件配置與數據容量都具備可擴展性能。近年來，環境監控理論得到了逐步完善與發展，目前如果有系統具有2次開發或升級的要求時，其實現只需將網絡服務器的應用程序進行升級，同時將必要的數據連接進行修改即可，這樣就使各客户端重新安裝或瀏覽器升級得以避免。本文所設計的體系結構在發展的效率方面具備系統靈活性與安全性的優點，其基本結構如圖3所示。

　　四、系統性能測試

以前文所設計的系統框架為依據，本環境監控系統的組成實現主要由log4j、HibernateStruts與Spring組成。本設計系統的開發與運行是基於Windows2003 Server操作系統，其中Apatch Tomcat6.0為其應用服務器，而Eclipse平台則是其開發工具。本系統採用IE7作為應用平台，前台瀏覽器則使用Opera。

在本設計中進行採用的系統測試工具是WCAT，即 Web Capacity Analysis Tool，作為由Microsoft提供的輕量級負載生成的工具，它不但能夠對 Web 服務器的腳本HTTP請求進行重現，而且還能夠將性能統計數據進行收集。其屬於多線程的應用程序，同時對單個源控制多個測試負載客户端進行支持，所以其能夠對併發用户進行模擬且數量可達數千。該工具的另一優點在於，可將舊機器作為測試客户端進行利用，在其中各個測試的客户端又能夠產生多個虛擬客户端。

在實際測試中，我們可以對HTTP 1.0或是HTTP1.1請求進行選擇使用，以及使用 SSL與否。若測試方案有相關的需求，還能夠使用NTLM身份驗證或是腳本執行的基本實現對站點受限部分的訪問。