基于物联网的北京体育场馆预定及监测系统

引言

物联网技术是通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来 , 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络技术。“物联网”被认为是继计算机、互联网之后 , 信息产业的第三次革命。把物联网技术与 .NET 开发技术相结合，将使 B/S 结构的系统向更高端、更智能的方向发展。

1 系统分析与设计

1.1 系统分析

随着人民生活水平的不断提高，人们在闲暇时逐渐重视身体素质的锻炼，体育场馆是体育锻炼的重要场所。通过对北京地区体育场馆管理服务模式的调研发现，体育场馆在经营过程中会遇到以下情况 ：有时体育场地爆满，人们在场外排着长长的队伍，有时场地中参加运动的人员却寥寥无几，造成资源的浪费。所以，为了缓解这一资源利用不合理的局面，体育场馆的预约及监测机制必不可少。利用本系统，用户不仅可以对未被预定的体育场馆进行预约，而且，即使当天想要运动，也可以及时通过体育场地实时图片了解到场地的占用情况。基于物联网三层架构开发的本系统 , 可以实现图片自动、定时上传并刷新功能，减轻网站管理人员的工作量，智能、直观并且及时地反映出场地的使用状况。

1.2 系统功能模块设计

本系统是依据物联网三层架构 ( 感知层、网络层、应用层 )设计的，系统整体框架如图 1 所示。系统的感知层是由网络摄像机组成的 , 由于网络摄像机有定时拍照并自动保存在本地硬盘的功能 , 因此，通过设定网络摄像机的拍照频率 , 在本地服务器上便可自动定时地获得场地图片。这样，当服务器上的网络预定及监测系统开始运行时，运用 WebForm 制作的定时上传模块，通过 M2M 终端与网络层的通信，将网络摄像机定时拍摄的照片通过网络层中的 2G、3G 网络自动上传至应用层网页并自动刷新，就可保证用户看到场地的最新动态。与此同时，用户便可以通过应用层实现场地预定。通过预定信息管理系统，管理员也可以查看场地预定信息，并对图像采集频率、场地信息和预定信息等进行管理。

1.3 系统数据库设计

系统数据库是用 SQL Server 2008 开发的。通过系统分析，其系统后台数据库应包括场地信息表、用户信息表和预定信息表。用户信息表用于保存注册用户信息，包括用户编号、用户名、真实姓名、email、联系电话等字段。其中，用户编码是主字段，用于判断用户是否唯一。

场地信息表用于储存场馆和场地的有关信息，包含的字段有场地编号、场馆及场地名、场馆地址、场地费用。其中，场地编号是主字段，用于唯一标识场地。表 1 所列就是一个基本的场地信息表。

预定信息表用来记录用户的预定信息，包含的字段有预定编号、用户编号、场地编号、预定开始时间、预定结束时间、消费金额等。其中，主字段为预定编号，用于唯一标识预定信息。表 2 所列就是一个基本的预定信息表。

2 应用层系统架构

系统架构是实现系统的关键，系统架构的好坏将直接影响系统的性能和维护代价。好的系统架构层次清晰，数据独立性强。本系统的应用层采用基于.NET 开发平台的三层体系结构来实现。三层体系结构将服务器端的程序架构分为显示层、业务层和数据层。在显示层中，页面显示部分和控制逻辑可以分别存储在 .ASPX 文件和 .CS 文件 , 以实现显示部分和控制逻辑的分离 , 提高 Web 应用程序的可维护性和安全性 ；业务层主要实现场地的预定管理、场地图片定时自动上传和实时占用图像查看功能，这一层为表示层提供功能调用，同时又调用数据访问层所提供的功能来访问数据库 ；数据层是整个分层体系的最底层，用于提供对外部数据库的访问，主要技术是 ADO.NET 和 .NET 的 XML 功能。该层可实现与数据库的交互，以完成查询、插入、删除与修改数据的功能。它由用户信息、场地信息、预定信息等组成。通过 Web 服务最终将系统传送至 Web 浏览器。图 2 所示是该系统的三层系统架构图。

3 关键业务流程

本系统的关键业务流程包括两大模块 ：自动定时上传模块和预定模块。

3.1 自动定时上传模块

自动定时上传模块是基于物联网三层架构技术在 .NET平台下开发而成的，此模块是本系统的亮点。自动定时上传程序是 WebForm下 Timer 的应用，其代码分为三部分，分别为程序启动代码、程序运行代码和程序关闭代码。

程序启动代码中主要包括修改上传时间间隔代码、关联事件代码和系统初始化代码 ；程序运行代码包括获取当前时间代码和图片上传代码 ；程序关闭代码包括激发程序启动程序的代码和解决 IIS 回收池程序回收问题的代码。图 3 所示是系统自动定时上传程序结构图。

3.2 应用层预定模块

系统预定模块是应用层中的核心模块，用户注册并登录系统后，便可以选择场馆和场地以及想要预定的日期，之后就可以看到当天的预定情况，然后选择可以预定的时间段进行预定。管理员可以随时查看预定信息，并对恶意预定可以进行及时封锁。用户也可以进行个人预定信息的管理，不能按照预定时间到达场地的用户可以进行退订。在用户执行预定或者退订功能后，系统便会实时刷新预定信息以保证之后的预定顺利进行，其系统预定流程图如图 4 所示。

4 结 语

物联网让人们的生活变得更加智能，本预订及实时检测系统是在 .NET 平台下开发的，并与物联网技术巧妙结合，同时运用三层架构原理来实现开发的高效性、可维护性和安全性，智能实现场地图片自动定时上传功能及场地预订等功能。

本系统不仅可以运用到体育馆，还可以运用到其它可预订的场所，系统用途广泛，实用性强，并且存在着较大的开发空间 , 富于启发性 , 对体育场馆资源不合理利用的问题可起到一定程度的缓解作用，基本可以满足用户的预定需求。

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