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基于Watir的物联网数据处理系统设计

更新时间：2019-12-22 20:18:26 大小：3M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网数据处理系统 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

设计了一种基于Watir的物联网Web事件处理系统框架.首先搭建ZigBee无线传感器网络,把终端节点的属性描述到网页并进行服务器部署,其中用微数据来描述每一个实体的静态属性,用JS文件描述动态属性.然后采用Web自动化测试框架Watir,通过Css Selector定位技术实现对动态页面数据的实时采集,将实时采集的数据通过预处理后添加事件处理,提取关键和有效的事件数据并保存.最后基于不同的客户端对事件条件下不同平台和不同结构的物联网网页进行测试,结果表明基于Watir的物联网Web事件处理系统能准确和高效地获取事件数据.

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智慧家庭与城市

UMARTHOME&CITY

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【本文献信息】孔英会，高育栋．基于Watir的物联网数据处理系统设计[J]．电视技术，2015，39(20)

基于Watir的物联网数据处理系统设计

孔英会，高育栋

(华北电力大学电子与通信工程系，河北保定071000)

摘要：设计了一种基于Watir的物联网Web事件处理系统框架。首先搭建ZigBee无线传感器网络，把终端节点的属性描

述到网页并进行服务器部署，其中用微数据来描述每一个实体的静态属性，用JS文件描述动态属性。然后采用Web自动

化测试框架Watir，通过Css Selector定位技术实现对动态页面数据的实时采集，将实时采集的数据通过预处理后添加事件

处理，提取关键和有效的事件数据并保存。最后基于不同的客户端对事件条件下不同平台和不同结构的物联网网页进行

测试，结果表明基于Watir的物联网Web事件处理系统能准确和高效地获取事件数据。

关键词：物联网；动态网页；事件；ZigBee网络

中图分类号：TP391．1

文献标志码：B

DoI：10．16280／j．videoe．2015．20．013

for Internet of

Data

Based on Watir

Processing

System Design

Things

KONG

Yinghui，GAO Yudong

and Communication

processing system

China Electric Power

(Electronics

Banding 071000，China)

University，Hebei

Engineering，North

event

framework forInternet of

based on Watir is

the

wireless

Abstract：Web

Things

designed．Firstly，a ZigBee

and

Web _page

them to the

sensor networks is set

terminal nodes

described with

server，where

the Web

are described based on JS．Then

dynamic properties

up，the property

deployed

the static

of each

are described

microdata and the

properties

entity

is used to

the information of

real-time

CSS Selector

locating

automated

framework Watir

testing

acquire

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dynamic pages by

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and different structure are tested with eventcondition based on dif-

platforms

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ferent client．the results show that Internet _of_ThingsWeb event

based on Watir can

and_efficiently

accurately

processing system

event data．

quire

network

Key words：Internrt

Things；dynamic pages；event；ZigBee

物联网(Internet

有数据，只关心对他们有用的数据，比如在“所有温度传感器

产生的温度数值中，用户只对最高的温度值产生兴趣，看有没

有超过设定的阈值”。文献[1]主要是针对网页信息定位的

数据抽取系统的研究，利用树结点的Xpath位置路径定位到

待抽取信息的位置，但是没有实现按照设定的目标来实现信

息抽取的任务。文献[2]介绍了事件技术在Web中的应用，

而且应用背景主要是静态网页，对实时变化的物联网Web网

页并不适用。文献[3]中的基于JSSh的方案一次HTrP请求

仅获取一次DOM信息，请求和回应耗时长，无法满足实时获

取页面动态变化的数据。文献[4]提出一种描述物联网实体

静态属性的方法并将描述的网页保存到Apache服务器上，但

是通过链接将动态内容保存到本地的文档，这就限制了对动

态内容的访问。

Things，IOT)是当前各国政府都寄予

很大希望的未来增长领域。在物联网的系统中，对传感器的

数据管理和查询是十分重要的。在现阶段的物联网传感器的

数据获取和处理上，基于Web的物联网数据管理获得了广泛

应用。基于Web的物联网系统可以通过嵌入式设备将各种

智能物体相关的信息全部集成到Web实现事物的互联，对智

能物体的访问，可以通过现有的已经被很好地理解和接受的

标准来实现，例如URI、H1TrP、REST等。

事件是指在一个流程中，当达到某种状况或条件而触发

某种行为的消息或请求，通常可理解为现实世界中某种状态

的改变。物联网事件处理的主要T作是根据已知给定的规则

和模式，从基于分散信息系统的大量信息中检测并提取被定

义好的事件。对物联网海量数据，找出用户感兴趣的数据、过

滤掉其他的冗余数据尤为关键，用户不关心传感器产生的所

针对以上问题，本文面向物联网Web网页，设计了基于

54《电视技术》第39卷第20期(总第473期)I投稿网址http：／／www．pvacn．com

万方数据

智慧家庭与城市

UMARTHOME&CITY

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Watir的物联网Web事件处理系统框架，首先创建物联网页

面，将实体的静态属性保存到Apache服务器，动态属性保存

计算机、手机等服务器终端，实现对传输层发送的信息的分

析、存储、挖掘处理等应用。本文将监测的温度数据实时显示

到Web网页，并将动态网页部署到Jetty服务器上，发布到局

域网。

到Jetty服务器上，采用自动化测试框架Watir方法加载到物

联网实时动态页面．结合Web页面的结构和内容对HTML文

档进行解析并添加事件，将某种条件下的事件数据保存以满

物联网页面的描述

足应用需要。最后针对不同平台多网页实时抓取，结果表明

该系统实时性高，响应时间短，可扩展性好，能满足物联网网

页实时数据的需求。

本文对实体的描述分为两类，对静态属性的描述和动态

属性的描述。静态属性包括传感器的自然属性、空间属性、时

间属性，动态属性包括传感器的动态数据。将两种属性描述

总体设计

到Web网页并部署到服务器上，静态数据发布到Apache服

务器上，动态数据发布到Jetty服务器上。通过静态网页上的

链接地址，链接到动态页面。本文用于测试的两个服务器部

本文系统设计工作包括基于Web的物联网页面创建、服

务器部署和Watir加载与事件获取3个方面，具体过程为：将

物联网Web页面放到服务器上，对于任何一个能连网的客户

端，通过基于Watir的自动化测试框架，获取事件条件下的物

联网页面实时信息并存储。系统的总体框图如图1所示。

署在一台计算机上。所以两个网址的端口号不同，Jetty服务

器的设定端口号为80，Apache服务器的端口号为8080，访问

地址均为本地lP。

2．1静态页面的描述

本文静态网页采用微数据描述。微数据是标记信息内容

的一种方式。微数据表现为可被嵌套的名值对(Name—Value

Pairs)。这些名值对的组合被称为条目，每个名值对被称为

一个成员属性7|。在本文中，通过微数据描述传感器的静态

页面，hemid描述条目的全局标识符，Itemprop描述条目的对

象属性定义，Itemref拥有一个Itemscope属性，Itemscope属性

主要描述一个布尔型的属性，可以创建一组名为条目的名值

对。静态属性包括传感器的名称、类型、时间特性、地理特性。

在对协调器地理特性的描述中，本文使用浏览器自带的地理

位置获取方式，由于协调器与计算机串口相连，使用HTML5

的GEolocation API调用浏览器来确定协调器的位置信息，从

图I

系统总体框架

基于Web的物联网页面创建又包括感知层、网络层和应

用层3个部分。

而能确定该ZigBee网络的地理位置。本文将微数据描述的

网页利用Google的Live Mierodata和Testing Tool来确定微数

据描述的正确性，将编写的网页源代码放入编辑区间，查看两

者显示的数据结构。Live Microdata通过将数据结构变为Json

格式，将每个实体的全部静态属性在Items项中显示出来，微

数据将包含在区间的名值对属性全部显示到一个Items中。

1．1感知层和网络层

感知层主要实现对物理世界的智能感知识别、信息采集

处理和自动控制，并由通信模块将物理实体连接到网络层和

5技术是常用的一种连接物理实体的

应用层。其中，ZigBee

通信技术，它基于IEEE802．15．4无线标准研制开发，用于短

距离、低速率无线网络通信。其突出优点是应用简单，T作频

段灵活，功耗低，成本低，可靠性高，具有自组网和自恢复能力

等。本文采用n公司的第二代芯片CC2530，设计了基于Zig—

Bee的无线温度监测系统作为感知层实现数据的读取，温度

传感器采用DSl8820。6。用两个温度传感器DSl8820与两

个CC2530模块相接作为终端节点，另外一个CC2530模块充

当协调器，在MSSTATE—LRWPAN协议栈的基础上进行应用

开发。组建一个ZigBee网络，实现无线组网，终端节点采集温

度信息，协调器接收到信息后将温度信息通过串口发送给Pc

计算机，然后通过网页显示：

Tool将每个实体静态属性按照名值对显示出来，根据

Testing

以上的两种方式测试，证明微数据网页结构的语义性和方

便性。

本文使用Apache2．2版本将静态网页部署到服务器上，

通过Serverroot命令设置保存服务器文件的目录，配置文件所

Software

在位置为D：＼Apache

Foundation＼Apache2．2＼conf，主

要的配置修改如下：1)修改Listen为211．82．237．78：8080，其

中211．82．237．78为本地IP地址，服务端口号为8080；2)修

改默认的自动运行文件名称，修改dir_module模块，将微数据

编写的静态网页index．html保存到dir—module模块中。通过

对Apache的部署，实现对网页的访问。

2．2动态页面的描述

1．2应用层

应用网络层即终端处理层，它是输入输出控制终端，包括

本文使用JFinal作为开发动态页面的框架，JFinal框架的

投稿网址http：／／www．pvacn．coml《电视技术》第39卷第20期(总第473期) 55

万方数据

智慧家庭与城市

、JMART

HOME&ClTY

歹

架构由空间建构和逻辑架构组成。其中，空间架构采用微内

核全方位扩展架构，它由Handler、Interceptor、Controller、Ren。

der和Plugin五大部分组成。每个部分都基于接口实现，支持

完整的自定义，扩展性强，使用灵活，设计精巧且使用简

插件Nokogiri是一种HTML、XML、SAX阅读解析器，Nokogiri

的速度比应用广泛的Hpricot要快许多。Ruby的另一种插件

Rufus—scheduler是一种可以定时的插件，可以让程序在指定

的时间内运行。

本文用Watir来加载传感器页面并获取数值，根据需要

可实现按一定时间间隔连续获取，如每10 S完成一次获取。

该方法实时性高，连续性好，能满足各个领域对物联网实时数

据的需求。基于Watir的物联网Web事件处理的流程图如图

3所示。

单8。本文使用JFinal框架调用和启动Jetty服务器。Jetty

是一个完全由Java实现的、开源的H，ITI甲服务器和Servlet容

器，其运行速度快。Jetty更灵活，体现在其可插拔性和可扩

展性，更易于开发者对Jetty本身进行二次开发，定制一个适

合自身需求的Web

Java应用程序当中。

Server，并且Jetty可以非常容易地嵌入到

对动态页面的处理使用JSP实现，脚本语言和页面布局

采用的是Extjs进行操作，Extjs是一种主要用于创建前端用

户界面。在对脚本代码的编写中，具体内容如下：首先设置页

面的布局，页面的布局包括Panel，Button和Label等。通过在

Items组件中添加Button和Label来显示传感器数据。其中，

Items包含了所有的子组件，若需要再添加传感器，直接可在

Items里边添加，这个可以在后续的扩展中方便添加其他的传

感器。在Button按钮的设置中，主要是添加Button的点击事

件，用来获取数值。在Handler的处理上，添加自定义的Task

事件，利用SetText方法将数据显示到Label上?在对串口数

据的获取过程中，通过定义SerialPort类来确定串口设置，包

括数据位、校验位和停止位等，通过对每个字节的数据处理，

显示出原来的数值。

循环执行

图3 基于Watir的物联网Web事件处理流程

3．1加载、获取并解析HTML文档

在数值的计算和处理中，将处理后的数据用RenderJson

对数据进行格式转换，Render系列方法将渲染不同类型的视

图并返回给客户端，Json是一种将数据从服务器传递到客户

端的更为有效的办法，转换成Json格式的，传递给各自的IJa．

bel标签，变为易于Js文件读出的数据。在JSP文件中，调用

JS文件，将Json变量的数据显示出来。其中，在Task的事件

本文首先通过“ie=Watir：：Browser．new”创建一个浏览

器对象实例，通过“ie．goto(‘http：／／211．82．237．78／’)”，采

用跳转方式打开预期的页面，同时用Span标签下的Button按

钮利用Click方法来模拟点击按钮，让其显示动态的数据，在

完成Watir加载定位之后，通过“ie．html”方法获取框架下的

HTML文档。网页的部分HTML文档如图4所示。

中，时间的处理用了Interval方法，设定Interval：3000，每3

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刷新一次数据。显示部分结果如图2所示。

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基于Watir的物联网Web事件处理

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j； Il’r、二葛( 粤)

Watir是一个用于网页自动化测试的开源工具，主要是通

过使用Watir：：IE的一个实例化对象@IE来获得页面上的各

Nokogiri通过“Nokogiri：：HTML．parse”方法获得HTML

Selector方

文档，并进行解析。Nokogiri提供了XPath及CSS

种元素，Watir：：IE封装的是一个当前页面的DOM Tree，而不

是页面源代码，比如页面如果用JS动态产生一个元素，在

Watir中仍然可以访问。Watir是用Ruby语言实现的，Ruby

语言自然简洁，却依然拥有强大的数据分析和处理能力，主要

式来定位文档里的节点，但是CSS locator比XPath locator速

度快，并且CSS Selector能非常精准地定位到测试的Ele—

ments。CSS

Selector可以粗略分成几类基本的类型：ID选择

器(#id)、Class选择器(．class)、类型(type)选择器(P)等。这

应用于网络开发语言、数据处理和数据挖掘等方面。Ruby的

弱

《电视技术》第39卷第20期(总第473期)I投稿网址http：／／www．pvacn．com

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