基于MQTT協(xié)議與Android技術(shù)的跨平臺(tái)訪客管理系統(tǒng)

1、    基于mqtt協(xié)議與android技術(shù)的跨平臺(tái)訪客管理系統(tǒng)    王成+王躍摘 要：隨著訪客管理系統(tǒng)在企事業(yè)單位的逐步應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了來(lái)訪人員的信息化管理，但傳統(tǒng)的單機(jī)訪客系統(tǒng)仍然存在信息傳遞不及時(shí)、使用流程復(fù)雜等缺陷。文中設(shè)計(jì)了一種新型訪客管理系統(tǒng)，在原有基于.net平臺(tái)訪客管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用mqtt協(xié)議及android技術(shù)構(gòu)建跨平臺(tái)的訪客消息實(shí)時(shí)推送服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了來(lái)訪人員信息的及時(shí)傳遞，簡(jiǎn)化了訪客管理系統(tǒng)使用流程。關(guān)鍵詞：mqtt；android；訪客管理系統(tǒng)；.net中圖分類(lèi)號(hào)：tp393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：2095-1302（

2、2017）03-00-030 引 言近年來(lái)，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，信息化手段已逐漸滲透至社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。門(mén)衛(wèi)和前臺(tái)對(duì)來(lái)訪人員進(jìn)行登記管理是安全保衛(wèi)工作的重要環(huán)節(jié)也是第一環(huán)節(jié)。然而迄今為止，我國(guó)政府機(jī)關(guān)部門(mén)、事業(yè)單位抑或絕大部分管理較完善的企業(yè)，其安全保衛(wèi)及前臺(tái)來(lái)訪接待工作卻基本停留在手工書(shū)寫(xiě)階段，有些單位雖然購(gòu)買(mǎi)了訪客管理系統(tǒng)，但由于系統(tǒng)使用過(guò)程復(fù)雜，導(dǎo)致來(lái)訪人員信息無(wú)法及時(shí)傳遞給受訪人，該系統(tǒng)常常處于閑置狀態(tài)。針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了基于mqtt協(xié)議與android技術(shù)訪客管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，在原先已經(jīng)開(kāi)發(fā)的基于.net平臺(tái)訪客管理系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)之上，考慮現(xiàn)有android系統(tǒng)在移動(dòng)終端廣泛

3、應(yīng)用的情況，綜合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)及時(shí)通信協(xié)議及移動(dòng)終端技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的來(lái)訪人員信息的實(shí)時(shí)推送功能。1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)該訪客管理系統(tǒng)架構(gòu)主要由四個(gè)子系統(tǒng)組成，分別為基于.net的訪客管理系統(tǒng)、基于javaservlet的服務(wù)器系統(tǒng)、基于mqtt協(xié)議的apollo服務(wù)器系統(tǒng)和基于android的訪客數(shù)據(jù)查詢(xún)系統(tǒng)。平臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。當(dāng)有新訪客時(shí)，完整的訪客系統(tǒng)使用流程如下：（1）訪客需要先在門(mén)衛(wèi)處登錄訪客管理系統(tǒng)進(jìn)行來(lái)訪登記，完成登記資料填寫(xiě)后，數(shù)據(jù)會(huì)被保存至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。（2）系統(tǒng)自動(dòng)給受訪人的android終端發(fā)送一個(gè)通知消息，告知受訪人有訪客來(lái)訪。（3）受訪人打開(kāi)android終端的訪客數(shù)據(jù)查

4、詢(xún)系統(tǒng)，查看訪客信息并處理訪問(wèn)請(qǐng)求。（4）訪客管理系統(tǒng)接收到訪客準(zhǔn)許進(jìn)入提醒后，門(mén)衛(wèi)管理人員通知訪客可以進(jìn)入。至此，基本流程執(zhí)行完畢。訪客系統(tǒng)的完整業(yè)務(wù)流程如圖2所示。2 基于mqtt的消息推送技術(shù)簡(jiǎn)介消息推送是指從服務(wù)器端向移動(dòng)終端發(fā)送連接請(qǐng)求，傳輸特定的信息。例如一些新聞客戶(hù)端，每隔一段時(shí)間都會(huì)收到一條或多條通知，這就是從服務(wù)器端傳來(lái)的推送消息。mqtt協(xié)議是ibm開(kāi)發(fā)的一個(gè)即時(shí)通信協(xié)議，該協(xié)議支持所有平臺(tái)，可以將所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和外部連接起來(lái)，被用作傳感器和致動(dòng)器的通信協(xié)議。將其作為消息推送協(xié)議的基本原理是：使用消息代理服務(wù)器（message broker），客戶(hù)端連接上消息代理服務(wù)器，跟

5、服務(wù)器協(xié)商可以接受哪些類(lèi)型的消息，同時(shí)也可以發(fā)布自己的消息，這些消息根據(jù)協(xié)議內(nèi)容可以被其它客戶(hù)端收到?；趍qtt協(xié)議消息收發(fā)流程如圖3所示。3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)3.1 通知功能的實(shí)現(xiàn)3.1.1 apollo服務(wù)器的安裝和配置想要實(shí)現(xiàn)基于mqtt的消息推送功能，必須先配置message broker服務(wù)器，這里選擇服務(wù)器apollo1.7來(lái)搭建環(huán)境。具體搭建主要分為如下幾步：（1）去官方網(wǎng)站下載最新版的apollo1.7服務(wù)器；（2）運(yùn)行apollo.cmd 創(chuàng)建服務(wù)器實(shí)例；（3）在服務(wù)器實(shí)例的文件夾下配置參數(shù)；（4）運(yùn)行apollo-broker.cmd run開(kāi)啟服務(wù)器，在瀏覽器中輸入服務(wù)器的ip

6、地址，即可訪問(wèn)apollo服務(wù)器界面；（5）輸入之前配置好的用戶(hù)名和密碼參數(shù)，即可訪問(wèn)apollo console控制臺(tái)。3.1.2 mqtt客戶(hù)端的實(shí)現(xiàn)使用webservice服務(wù)器系統(tǒng)向android端發(fā)送通知，可將其看成兩個(gè)mqtt 客戶(hù)端之間的通信過(guò)程，消息在傳播過(guò)程中經(jīng)過(guò)了message broker服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)，所以需要在webservice服務(wù)器系統(tǒng)和android端分別配置mqtt客戶(hù)端。兩邊代碼實(shí)現(xiàn)過(guò)程基本一致，都要在工程中導(dǎo)入mqtt-client-0.4.0.jar的類(lèi)庫(kù)，然后使用工具類(lèi)實(shí)現(xiàn)mqtt功能。3.2 服務(wù)器功能模塊的實(shí)現(xiàn)webservice服務(wù)器系統(tǒng)的功能模塊

7、主要分為4部分，分別為響應(yīng)終端http服務(wù)請(qǐng)求模塊、訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為json格式的模塊和實(shí)現(xiàn)mqtt功能的模塊。響應(yīng)終端http服務(wù)請(qǐng)求模塊主要通過(guò)繼承和擴(kuò)展java servlet類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在程序中設(shè)定響應(yīng)http請(qǐng)求的方式，并對(duì)不同的請(qǐng)求參數(shù)設(shè)置不同的操作流程。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為json格式模塊，主要對(duì)從數(shù)據(jù)庫(kù)中取得的原始數(shù)據(jù)按照一定格式轉(zhuǎn)換為json格式，以便于在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。實(shí)現(xiàn)該功能可以使用json-lib-jdk.jar開(kāi)發(fā)包，其中有對(duì)應(yīng)json數(shù)據(jù)類(lèi)型的各種工具類(lèi)，可以簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程。3.3 訪客平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)基于.net的訪客管理系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)來(lái)源和管理平臺(tái)，其本身就是

8、一套單獨(dú)的系統(tǒng)，因此這里只簡(jiǎn)單介紹與本項(xiàng)目相關(guān)的功能模塊。（1）訪客信息登記功能。該功能主要用來(lái)記錄訪客登記信息，并將這些信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，android終端設(shè)備可以通過(guò)webservice服務(wù)來(lái)間接獲取該數(shù)據(jù)?；?net的訪客管理系統(tǒng)演示界面如圖4所示。（2）發(fā)送訪客來(lái)訪信息功能。該功能通過(guò)webservice服務(wù)器系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，用以給受訪人的android客戶(hù)端發(fā)送通知消息，消息中包含了受訪人的id標(biāo)識(shí)，客戶(hù)端通過(guò)id標(biāo)識(shí)可以查詢(xún)?cè)撛L客的信息。android終端收到通知信息的界面如圖5所示。 3.4 android客戶(hù)端功能android客戶(hù)端的功能主要分為4個(gè)模塊，即activity

9、模塊、json工具類(lèi)模塊、http工具類(lèi)模塊和mqtt功能模塊。（1）activity是android程序的組件之一，主要用于提供界面。程序中除有view的組件定義外，還有訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的http響應(yīng)請(qǐng)求操作和mqtt消息推送通知操作，這兩項(xiàng)操作都耗時(shí)較久。新版本的android系統(tǒng)中不允許在主線程中執(zhí)行這種耗時(shí)較久的操作，因此只能新起兩個(gè)線程來(lái)分別執(zhí)行。線程之間需要使用handler進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，所以activity中除主線程之外，還有兩個(gè)子線程可同時(shí)進(jìn)行異步操作。activity起始界面和數(shù)據(jù)查詢(xún)后的界面如圖6所示。（2）json工具類(lèi)模塊的主要功能是為對(duì)因webservice服務(wù)器響應(yīng)數(shù)據(jù)請(qǐng)

10、求操作傳遞而來(lái)的json格式數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，將json格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為自定義格式的數(shù)據(jù)。同webservice服務(wù)器使用json開(kāi)發(fā)類(lèi)庫(kù)一樣，使用標(biāo)準(zhǔn)的json格式轉(zhuǎn)換功能時(shí)要導(dǎo)入對(duì)應(yīng)的開(kāi)發(fā)包。（3）http工具類(lèi)模塊的主要功能是向webservice服務(wù)器請(qǐng)求http服務(wù)，通過(guò)get方式加上不同的參數(shù)形式進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的查詢(xún)和添加請(qǐng)求。當(dāng)該請(qǐng)求有正確響應(yīng)時(shí)，數(shù)據(jù)以字節(jié)流的方式從服務(wù)器傳遞過(guò)來(lái)，使用http工具類(lèi)將字節(jié)流轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，并以接口方式提供給activity調(diào)用。（4）mqtt功能模塊的主要功能與webservice服務(wù)器系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)mqtt客戶(hù)端的功能類(lèi)似，主要用來(lái)接收webservic

11、e服務(wù)器端以mqtt協(xié)議方式發(fā)送的消息，并以android通知消息方式在終端通知欄中顯示。mqtt功能模塊必須另起一個(gè)新線程，該線程通過(guò)handler與activity通信。4 結(jié) 語(yǔ)隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展及移動(dòng)終端技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)信息傳遞的及時(shí)性要求越來(lái)越高。本文提出的跨平臺(tái)訪客管理系統(tǒng)在充分調(diào)研了各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ趤?lái)訪人員管理實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，采用基于mqtt的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議與android終端開(kāi)發(fā)技術(shù)解決傳統(tǒng)訪客管理系統(tǒng)信息傳遞不及時(shí)的缺陷，用以提高對(duì)來(lái)訪人員的管理效率。參考文獻(xiàn)1 lee s， kim h， hong d， et al. correlation analysis of

12、 mqtt loss and delay according to qos levelc.information networking （icoin）.bangkok，2013：714-717.2王楠，宋飛，周華春.一種基于android平臺(tái)的即時(shí)通信方案j.計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2013 ，30（4）：107-109，148.3屈赟，陶晡，王克儉，等.基于android的果樹(shù)病蟲(chóng)害信息推送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)j.科技通報(bào)，2016，32（5）：86-90.4楊晴龍，王曉田，陳三，等.基于android平臺(tái)的集成查詢(xún)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)j.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016，6（1）：73-75.5吉東，崔忠偉，馬虹.基于web的高校團(tuán)委信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)j.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016，6（6）：112-113.6黃鵬宇.嵌入式停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)d.成都：電子科技大學(xué)，2011.7周開(kāi)利，黎娟，劉江豪.基于物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)j.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2014，4（7）：85-