智能鞋柜及其客戶端與服務(wù)器的連接與數(shù)據(jù)傳遞

李慧云 查長禮 明祥宇 蔣云超

摘?要：本團(tuán)隊設(shè)計的產(chǎn)品是一款集手機智能管家、自動感應(yīng)、傳感技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)為一體的智能化多功能創(chuàng)意鞋柜。與傳統(tǒng)鞋柜相比較，該產(chǎn)品具有手機智能管家、自動感應(yīng)、自動烘干、殺菌、除臭、除塵、通風(fēng)等功能，且采用模塊化創(chuàng)新設(shè)計，即用戶可根據(jù)實際需求選配自動鞋套模塊、自動鞋刷模塊、可拆卸模塊等個性化模塊。積極響應(yīng)國家的號召，努力發(fā)展智能行業(yè)，利用現(xiàn)代機械優(yōu)化設(shè)計理論和數(shù)值分析技術(shù)相結(jié)合，深度研究了客戶端與服務(wù)端的通信。

關(guān)鍵詞：手機智能管家;多功能;客戶端;服務(wù)端

伴隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，人民生活素質(zhì)有了很大的改善，人們對智能家居的追求也開始變得嚴(yán)格起來，更傾向于用手機遠(yuǎn)程操控家里的家居。針對現(xiàn)如今社會上的這種情況，我們團(tuán)隊運用了以PLC為核心處理器的智能家居遠(yuǎn)程操控信息系統(tǒng)，把手機智能管家與智能鞋柜結(jié)合在一起，用戶可通過該手機智能管家隨時隨地對鞋柜里的鞋子進(jìn)行除塵、通風(fēng)、殺菌等一系列的操作。此篇文章中，對該管家式智聯(lián)多功能鞋柜的客戶端與服務(wù)端進(jìn)行了較深入的探究。

一、智能鞋柜概述

（一）實現(xiàn)鞋柜輔助功能

與傳統(tǒng)的智能鞋柜相比，該鞋柜的用戶可通過智能鞋柜的客戶端手機智能管家的操作界面進(jìn)入烘干、殺菌、通風(fēng)、一鍵等界面，可隨時隨地對鞋柜里的鞋子進(jìn)行烘干、殺菌、通風(fēng)、一鍵（一鍵啟動模塊可同時啟動烘干、殺菌模塊工作）等一系列功能的控制。通過點擊手機管家界面上相應(yīng)的圖標(biāo)，將信號傳至給下位機——PLC，由PLC控制相對應(yīng)的模塊進(jìn)行工作。其定時設(shè)置默認(rèn)40min，用戶也可自定義烘干、殺菌、除塵等功能的時間，而通過客戶端可以隨時隨地掌握鞋柜內(nèi)的溫度，鞋柜內(nèi)部溫度最低為26℃，較高于環(huán)境溫度。智能鞋柜內(nèi)部空間的溫度呈現(xiàn)溫度梯度。下面是各功能的簡單介紹：

（1）殺菌模塊：對鞋柜內(nèi)的鞋子進(jìn)行殺菌。采用紫外線燈材料，紫外線燈全方位照射鞋子，可殺死99.99%的細(xì)菌，進(jìn)而達(dá)到殺菌消毒的效果。

（2）烘干模塊：烘干模塊材料選用PTC烘干器，保證烘干過程可以在安全可靠的形式下運行，用戶可根據(jù)自身需求在外部觸摸屏和手機智能管家上設(shè)定烘干運行時間，并且在鞋柜內(nèi)部增設(shè)溫度傳感器，可在手機智能管家上顯示當(dāng)前鞋柜內(nèi)部溫度，即用戶可隨時隨地掌握鞋柜內(nèi)部溫度。

（3）通風(fēng)模塊：烘干模塊停止運行后，PLC控制通風(fēng)模塊啟動，將鞋柜內(nèi)部少量殘余濕氣傳至帶有氧化鈣除濕的通風(fēng)口進(jìn)行除濕，并及時送入新鮮氣體，鞋柜內(nèi)部增設(shè)活性炭除臭機構(gòu)和濾網(wǎng)除塵機構(gòu)，隨時隨地將鞋柜內(nèi)部異味氣體和灰塵除去，達(dá)到凈化空氣效果，進(jìn)而改善鞋柜內(nèi)部環(huán)境。

（4）一鍵模塊：一鍵啟動模塊可同時啟動烘干、殺菌模塊的工作，這樣，不僅可以很好地提高對鞋子處理的效率，而且節(jié)約了用戶的時間。

（二）實現(xiàn)對鞋子的信息管理

用戶點擊客戶端手機界面中的管理中心的圖標(biāo)，頁面跳轉(zhuǎn)后，可選擇“添加、查詢、統(tǒng)計”三個按鍵，默認(rèn)為“添加”界面，添加界面可供用戶上傳購買的鞋子的款式、顏色、金額以及購買日期，對鞋子進(jìn)行分類管理;信息庫管理查詢界面的搜索設(shè)置默認(rèn)為鞋子的款式、顏色、日期，可供用戶查看已上傳的購買鞋子的信息;統(tǒng)計界面可供用戶查看在每月、每年購買鞋子款式和金額所占的比例（以餅圖的形式展示給客戶），可以幫助用戶對鞋子進(jìn)行管理，查看購買鞋子支出所占的比例，進(jìn)而減少不必要的消費。

（三）幫助中心

設(shè)置：點擊手機APP界面中的設(shè)置圖標(biāo)，會出現(xiàn)幫助中心的圖標(biāo)，幫助中心的作用就是負(fù)責(zé)幫助客戶進(jìn)一步了解該智能鞋柜的客戶端，幫助中心所彈出的文字：

①烘干：將鞋子濕氣祛除，達(dá)到將鞋子干燥的效果，系統(tǒng)定時默認(rèn)為40min，當(dāng)按下界面的定時鍵，彈出設(shè)定界面，用戶可自行定義烘干工作時間。

②殺菌：除去鞋子和鞋柜內(nèi)的細(xì)菌，系統(tǒng)定時默認(rèn)為40min，用戶可自行定義殺菌工作時間。

③一鍵：一鍵模塊啟動可同時將烘干、殺菌模塊啟動，系統(tǒng)定時默認(rèn)為40min，用戶可自行定義一鍵中烘干和殺菌的工作時間。

④通風(fēng)：改善鞋柜內(nèi)部空氣質(zhì)量，及時送入新鮮空氣，用戶可自行定義通風(fēng)工作時間。

⑤管理中心：上傳購買鞋子的信息，用戶可通過客戶端隨時隨地去查看購買鞋子的信息，進(jìn)行管理。

二、客戶端與服務(wù)端的通信

手機可以通過移動通信方式去訪問存儲家用電器信息的服務(wù)器，通過鞋柜客戶端即智能手機管家向服務(wù)器發(fā)送命令，服務(wù)器向家用終端發(fā)送命令，根據(jù)發(fā)出的命令控制與其相應(yīng)的電器。鞋柜通過連接無線模式連入家庭終端，家庭終端是在服務(wù)器和鞋柜之間進(jìn)行連接中非常重要的角色，它起擁有接收與轉(zhuǎn)發(fā)的功能，接收是指它接收到一個所來自服務(wù)器的指令，將指令轉(zhuǎn)化為信息系統(tǒng)中可識別的無線制式以實現(xiàn)內(nèi)部控制。該鞋柜的手機智能管家即為客戶端，為鞋柜客戶提供控制鞋柜內(nèi)部操作的服務(wù)程序，而服務(wù)器的作用則是向客戶端供應(yīng)它所需要的資源，客戶端用于向用戶展示處理后的結(jié)果，服務(wù)端用于數(shù)據(jù)的邏輯處理。并且客戶端的程序一般不需要編寫，只需對服務(wù)器端程序進(jìn)行編寫。想要理解客戶端與服務(wù)端之間的通信，首先我們需要對系統(tǒng)調(diào)用和應(yīng)用編程接口[1]進(jìn)行了解。

（一）系統(tǒng)調(diào)用

首先我們學(xué)習(xí)系統(tǒng)調(diào)用，系統(tǒng)調(diào)用就是一組操作系統(tǒng)所提供的一種接口，這種接口可以為用戶態(tài)運行的進(jìn)程與硬件設(shè)施設(shè)備發(fā)展之間進(jìn)行信息交互。所以系統(tǒng)調(diào)用就是用戶進(jìn)程能夠進(jìn)入內(nèi)核的接口層，它本身并非內(nèi)核函數(shù)（內(nèi)涵函數(shù)就是在內(nèi)核中實現(xiàn)的、需要滿足內(nèi)核編程這一條件的函數(shù)），但它是由內(nèi)核函數(shù)實現(xiàn)的，進(jìn)入內(nèi)核后，不同的系統(tǒng)調(diào)用會找到相應(yīng)的內(nèi)核函數(shù)，這些內(nèi)核函數(shù)被稱為系統(tǒng)調(diào)用的“服務(wù)例程”。簡單來說系統(tǒng)調(diào)用類似于函數(shù)調(diào)用，不過所調(diào)用的東西是系統(tǒng)函數(shù)。鞋柜客戶進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用時刻，會傳遞一個系統(tǒng)調(diào)用信號給到內(nèi)核，而系統(tǒng)調(diào)用處理程序收到這個信號后，會根據(jù)這個信號在系統(tǒng)調(diào)用列表（在這個系統(tǒng)調(diào)用表中，每個系統(tǒng)調(diào)用都會有自己唯一的一個編號）中找到相對應(yīng)的內(nèi)涵函數(shù)對其進(jìn)行調(diào)用。