基于J2EE和云計算的智慧社區(qū)架構(gòu)設(shè)計

李林暄

摘 要智慧社區(qū)的建設(shè)，可優(yōu)化社區(qū)的管理，使復(fù)雜的管理簡單化，有豐富的功能，實現(xiàn)不同信息的整合。本篇文章是利用J2EE與云計算，提出智慧社區(qū)架構(gòu)的設(shè)計方案，并針對不同方面的問題，給出明確的解決方案，提出社區(qū)網(wǎng)格化全民管理系統(tǒng)的建立。

【關(guān)鍵詞】J2EE 云計算 智慧社區(qū) 架構(gòu)設(shè)計

智慧社區(qū)的建立是為了向社區(qū)居民提供業(yè)務(wù)管理，使居民了解到相關(guān)信息，并優(yōu)化對業(yè)務(wù)的處理，其對外可以向其他人宣傳社區(qū)，故構(gòu)建時，應(yīng)了解社區(qū)居民的實際需求，整合各類資源，在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置不同的板塊，運用新技術(shù)，完成架構(gòu)設(shè)計。

1 J2EE和云計算

1.1 J2EE

J2EE與傳統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)有很大的區(qū)別，內(nèi)部有大量組件，其應(yīng)用后，可簡化繁瑣的系統(tǒng)設(shè)計，切實保證系統(tǒng)安全，而它的各類組件，可在多個平臺使用，互相兼容，解決了以往系統(tǒng)設(shè)計不兼容的缺點，即它是一個以計算機類型為基礎(chǔ)的設(shè)計平臺。該系統(tǒng)的應(yīng)用，可讓系統(tǒng)的設(shè)計便捷化，用自動化處理軟件處理，降低了對程序員的技術(shù)要求。

1.2 云計算

云計算是以互聯(lián)網(wǎng)為平臺，隨著服務(wù)量的提供，建立一個交互模式，以虛擬資源為主?！霸朴嬎恪敝小霸啤狈褐妇W(wǎng)絡(luò)，是一種抽象表達。它有超強的運算能力，使用者可根據(jù)自己的預(yù)算要求，連接接口運算。其定義是：根據(jù)用戶使用量的多少決定支付多少，且人們可以從不同的入口進入網(wǎng)絡(luò)，互相交換資源。

2 智慧社區(qū)架構(gòu)的總體設(shè)計

2.1 建設(shè)目標

該系統(tǒng)云平臺的建設(shè)，是優(yōu)化對社區(qū)的管理，并為居民提供信息服務(wù)，同時，它也是智慧城市的一部分，是其重要構(gòu)件。所以，其主要需求包括以下兩點（如表1所示）。其中，智慧社區(qū)平臺會為第三方應(yīng)用提供構(gòu)建，而第三方會管理平臺上各個板塊。

從表1中可以了解到，完成智慧社區(qū)的構(gòu)件，應(yīng)明確智慧社區(qū)云平臺與ICT的需求，并要求業(yè)務(wù)管理應(yīng)提高社區(qū)業(yè)務(wù)管理的水平，展開安全防護，提供信息通訊服務(wù)，整合不同信息資源，建立一個可穩(wěn)定操作的平臺。

2.2 總體架構(gòu)

基于上述內(nèi)容的闡述，以及必須遵循的相應(yīng)原則，提出智慧社區(qū)總體架構(gòu)的設(shè)計方案。

2.2.1 內(nèi)部構(gòu)成

為便于對其進行管理，留下開發(fā)空間，智慧社區(qū)架構(gòu)的設(shè)計是按照由上到下的設(shè)計方式設(shè)計，依次是應(yīng)用層、計算集成和交換層、軟平臺支撐層。第一層是系統(tǒng)的主要應(yīng)用，有多家門戶，對社區(qū)進行管理并提供服務(wù)，在平臺上登錄的用戶可根據(jù)自己的需求，訂購相應(yīng)的應(yīng)用。第二層是構(gòu)件對外開放，第三方可以在這個層次上接入，即它會為上一層提供所需的構(gòu)件，再利用ESB把平臺內(nèi)部與外部的所有應(yīng)用整合，并由數(shù)據(jù)分層把相應(yīng)數(shù)據(jù)在服務(wù)中使用，促進資源共享。最后一層是為用戶提供進入系統(tǒng)的通道，大量基礎(chǔ)設(shè)施集中在云平臺上。

2.2.2 外部環(huán)境

智慧社區(qū)接入外部環(huán)境的操作是：通信系統(tǒng)為其提供系統(tǒng)運行所需的網(wǎng)絡(luò)，建立信息通訊，其和國家數(shù)據(jù)系統(tǒng)建立交互，完成數(shù)據(jù)交換，為智慧城市間的建設(shè)提供進入的接口。

3 智慧社區(qū)架構(gòu)的部分設(shè)計

以J2EE、云計算為技術(shù)基礎(chǔ)，提出了智慧社區(qū)部分架構(gòu)的設(shè)計方案，包括軟件、數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)以及基礎(chǔ)平臺等。

3.1 軟件

該系統(tǒng)的軟件設(shè)計需解決三個問題，一是平臺上多個子系統(tǒng)如何集成，怎樣做到同外部環(huán)境的協(xié)調(diào)，二是平臺上的業(yè)務(wù)操作需使用不同的構(gòu)件，但每個基本構(gòu)件的功能相互交叉，三是了解社會及用戶需求的變化，不斷實現(xiàn)技術(shù)的革新。由此，設(shè)計人員可以根據(jù)先進性、靈活性要求，構(gòu)思設(shè)計思路，并讓其滿足可擴展性要求，即整體的設(shè)計思路是：實現(xiàn)分層設(shè)計，讓系統(tǒng)與環(huán)境相協(xié)調(diào)，以解決第一個問題；設(shè)計人員從多個構(gòu)件中抽取，把它們放到公共服務(wù)層中，即不同層次的劃分，明確了不同構(gòu)件所在的層次，實際運行時互為獨立，不會互相影響，以解決第二個問題；采用面向服務(wù)的設(shè)計架構(gòu)，把現(xiàn)有的服務(wù)內(nèi)容復(fù)用，并適當拓展新的服務(wù)內(nèi)容，以滿足用戶各方面的需求。其分層設(shè)計包括以下層次，逐步向下依賴：

3.1.1 展現(xiàn)層

這一層是用戶登錄平臺入口，接收用戶傳入的數(shù)據(jù)，并把用戶所需的內(nèi)容輸出，完成用戶驗證，用處理模塊處理信息，并在多個平臺上建立交互。其設(shè)計的體系是MVC，具有AJAX特性，能夠讓用戶有豐富的體驗，而它也選擇了技術(shù)已經(jīng)成熟的Strusts2作為整個層次的框架。

3.1.2 服務(wù)層

服務(wù)層內(nèi)有大量的業(yè)務(wù)，設(shè)計人員會根據(jù)每個業(yè)務(wù)之間的邏輯關(guān)系，把整個服務(wù)組裝，對于這一層的設(shè)計，人們會用接口或分離的方式設(shè)計，具體的設(shè)計方式是：以對象思想為切入點，利用抽象層內(nèi)部分理念與接口，作為具體類的特征，再用派生類的內(nèi)容，設(shè)定運行方式；運用IoC為框架設(shè)計提供依賴，把接口和具體實現(xiàn)分開；用事物管理模塊整合多項服務(wù)，提升服務(wù)的有效性。

3.1.3 業(yè)務(wù)邏輯層

這一層是整個軟件的核心，主要工作是業(yè)務(wù)規(guī)則的制定，管理業(yè)務(wù)流程，它可以從數(shù)據(jù)訪問層中抽取數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)應(yīng)用在服務(wù)層中，即它讓兩個層次建立了相互依賴關(guān)系，是整個架構(gòu)設(shè)計的核心。所以，該層的數(shù)個模塊中，是用IoC設(shè)計邏輯接口，保證系統(tǒng)的實現(xiàn)；運用JBossjBPM控制業(yè)務(wù)流程。

3.1.4 數(shù)據(jù)訪問層

該層的操作是從數(shù)據(jù)庫的細節(jié)著手，在業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)庫之間設(shè)置屏障，使用相應(yīng)的代碼。這個層次的多個模塊中，構(gòu)成組件可讓程序與數(shù)據(jù)庫建立連接，改變數(shù)據(jù)形式，讓對象數(shù)據(jù)與對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫匹配，而緩沖池與連接池的設(shè)置，可提升程序的性能。

3.1.5 公共組建服務(wù)層

該層提供的是和業(yè)務(wù)內(nèi)容不相關(guān)的內(nèi)容，利用平臺向外提供服務(wù)。

除上述幾個基本層外，其也會使用IoC框架。IoC又被稱為控制反轉(zhuǎn)，其關(guān)注點包括：各組件間的依賴性、配置是否優(yōu)化、使用時間的長短，設(shè)計人員設(shè)計時，會用它描述怎樣創(chuàng)建對象，各組件需要的服務(wù)。其與上述四層對應(yīng)的模式是包含以上四層。

3.2 業(yè)務(wù)

智慧社區(qū)建設(shè)的目的是，在用戶間建立通訊，實現(xiàn)信息共享，并做到不同業(yè)務(wù)的協(xié)同管理，優(yōu)化基本設(shè)施的建設(shè)。故設(shè)計人員對這部分的設(shè)計是，設(shè)置了三項功能，門戶群、業(yè)務(wù)、能力。

3.2.1 門戶群

系統(tǒng)的整個門戶網(wǎng)站中，可根據(jù)城市級別的劃分，設(shè)置門戶網(wǎng)站。所有網(wǎng)站中，社區(qū)網(wǎng)站需處理的是社區(qū)的各項服務(wù)等內(nèi)容，部落則是由一群興趣愛好相同的人組成，在線交流。此外，其也有平臺管理與運營門戶網(wǎng)站。

3.2.2 應(yīng)用

它有專用與公用的區(qū)分，前者是為第三方提供服務(wù)，包括社區(qū)居委會、居民等，后者是把所有用戶作為對象，為其提供通信與信息服務(wù)。

3.2.3 能力

能力是系統(tǒng)多個構(gòu)件功能的實現(xiàn)，其中某些構(gòu)件可以多次使用，幫助系統(tǒng)或第三方完成操作。如圖1。

3.3 數(shù)據(jù)

整個智慧社區(qū)的系統(tǒng)中，可以把實際存在的實體以及各個實體的關(guān)系分成5個主題域，即參與者、服務(wù)、內(nèi)容、交互以及地域。分析如下：

3.3.1 參與者

參與者是對系統(tǒng)所有用戶的概括，有社區(qū)居民、管理者，以及社區(qū)內(nèi)包含的多個商家，居民的數(shù)量是以計生委統(tǒng)計的數(shù)據(jù)為主，并根據(jù)其他部門的要求將其細化，按照系統(tǒng)的要求統(tǒng)計。

3.3.2 服務(wù)

服務(wù)是為參與者提供的各項服務(wù)，有提供的產(chǎn)品與商品，以及志愿者服務(wù)。對于志愿者服務(wù)，是根據(jù)社區(qū)的基本情況，提供符合其實際需求的服務(wù)，并適當把服務(wù)細化，關(guān)注社區(qū)管理的細節(jié)，而前兩者則是根據(jù)使用對象提出的要求，進行個性化的設(shè)計，讓其滿足對象的使用要求。

3.3.3 內(nèi)容

它是系統(tǒng)內(nèi)全部的信息，有系統(tǒng)發(fā)布的信息與各項通知，以及管理人員上傳的文檔。其中，通知的內(nèi)容是社區(qū)各管理者根據(jù)實際工作情況決定，新聞和文檔要求做到可以快速檢索，符合可擴展性提出的要求。

3.3.4 交互

它是參與者所有操作的相互關(guān)聯(lián)，有交易、共享等，整個過程是社區(qū)居民間的交互，居民與商家的交互，以及與管理者的交互。

3.3.5 地域

其是社區(qū)所處的地域空間，有不同的劃分標準與設(shè)計方式。

3.4 基礎(chǔ)平臺

基礎(chǔ)平臺架構(gòu)的設(shè)計是以云計算為基礎(chǔ)，利用虛擬化技術(shù)，構(gòu)建平臺，把各項信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字資源，采用虛擬技術(shù)存儲到網(wǎng)絡(luò)中，搭建一個資源池，從而完成所有物理資源的動態(tài)管理，并根據(jù)不同情況調(diào)配。即設(shè)計人員搭建平臺后，會大量搜集物理信息，用虛擬化技術(shù)將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字資源后，根據(jù)資源類別的分類，放到對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，當用戶需要使用某類數(shù)據(jù)時，即由業(yè)務(wù)邏輯層從數(shù)據(jù)庫拿出數(shù)據(jù)，經(jīng)過服務(wù)層供用戶使用。這個過程中，系統(tǒng)會隨著數(shù)據(jù)的調(diào)出實時記錄與管理，若遇到同時需要大量調(diào)配的情況，需由實際情況決定調(diào)配的資源數(shù)量。

4 社區(qū)網(wǎng)格化全民管理體系的構(gòu)建

社區(qū)網(wǎng)格化全民管理體系的構(gòu)建，是以山西某市安居小區(qū)為案例，采用J2EE與云計算，建立全面的管理。該安居小區(qū)的地理位置在城市中心，住戶總數(shù)超過600戶，且小區(qū)內(nèi)裝有30個攝像頭，有完善的基礎(chǔ)設(shè)施，并已經(jīng)建立智慧社區(qū)的管理體系，但仍有不安全事件發(fā)生，故設(shè)計人員在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進一步升級，用網(wǎng)格化管理系統(tǒng)管理。當管理中心接到群眾舉報后，隨即把任務(wù)分配到對應(yīng)的單位，由該單位派遣人員處理，并把最終的結(jié)果反饋給管理中心。

其系統(tǒng)內(nèi)有各類基本設(shè)施的接口、接入和資源，以及資源處理，其基礎(chǔ)平臺設(shè)置了三個資源池，分別是計算資源池、存貯資源池與網(wǎng)絡(luò)資源池，包括多個硬件設(shè)施。該系統(tǒng)具有開放的特點，為社區(qū)居民參與管理提供了一個平臺，提供實景化的便民服務(wù)，并在多個要素間建立聯(lián)系，讓他們互為相關(guān)，實現(xiàn)社區(qū)的數(shù)字化管理，使居民自發(fā)監(jiān)督。

設(shè)計人員會利用數(shù)據(jù)構(gòu)建社區(qū)的三維模型，搜集地理信息與高分辨率的圖像，并錄入準確的地址，拍攝360°影像，為網(wǎng)格化建設(shè)提供數(shù)據(jù)。它是運用帶有存儲功能的部件以及社區(qū)地圖，設(shè)計一個總系統(tǒng)，又在總系統(tǒng)中設(shè)計了多個子系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，包含多個服務(wù)項目，有網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)等，前者是用戶在客戶端上提出要求，系統(tǒng)處理后，隨即把相應(yīng)的地圖傳回客戶端，供用戶閱覽，后者是提供網(wǎng)絡(luò)要素各項信息，為用戶服務(wù)。而地理編碼服務(wù)是利用數(shù)據(jù)庫內(nèi)的地址信息，通過所在地點的部署，幫助客戶找到準確的地點，同時，實時定位服務(wù)是客戶端接入系統(tǒng)后，系統(tǒng)可根據(jù)社會居民的舉報，定位到準確的地點，獲得位置信息。

5 結(jié)語

智慧社區(qū)架構(gòu)的設(shè)計，需考慮多項業(yè)務(wù)的復(fù)雜性，以及需求的變化，同時也要考慮技術(shù)的發(fā)展速度與信息資源整合能力的高低。當下，智慧社區(qū)的建設(shè)已經(jīng)取得一定的成果，但仍需要借助J2EE與云計算，進一步完善總體與部分架構(gòu)的設(shè)計，根據(jù)存在的問題給出解決方案，優(yōu)化軟件、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)等設(shè)計，并在原有架構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立社區(qū)網(wǎng)格化全民管理體系，以增加智慧社區(qū)的功能與提供的服務(wù)，進一步提高社區(qū)管理的水平。

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作者單位

北京信息科技大學(xué) 北京市 100101