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上海大学:基于IPv6的校园设备能源监控平台

  对于所有的单日能耗数据的集合A,其包含所有设备的已经统计的每日能耗数据,ηp(A)表示A中满足p条件的所有元素的集合,那么,对于多维度组合查询算法而言,筛选出满足三个条件(学院/p、地理位置/q、时间区间/r)的数据集合N可以表示为:

  N=ηp(A)∩ηq(A)∩ηr(A)

  对于满足条件p、q、r的能耗数据N,进行累加计算即所求能耗。例如,当需要查询计算机学院、2015年1月-2015年12月的能耗数据时,首先将查询条件拆分为学院条件和时间区间条件两个部分,在单日能耗数据中筛选出计算机学院并且满足2015年1月-2015年12月的数据,然后将数据进行累加,结果即为满足条件的能耗数据。

  2.4 IPv6及其过渡技术

  随着计算机技术和网络技术的不断进步,IPv4 协议面临着比如地址空间耗尽、路由表爆炸等一系列的问题[11]。为了解决IPv4地址短缺和在物联网体系部署过程中大量的IP地址的需求的问题,本平台设计IPv6(Internet Protocol Version 6)地址对仪器设备能耗监控终端进行部署。但是,现阶段大量使用的IP地址仍然是IPv4地址,那么在对仪器设备进行部署时,就需要对两种IP地址进行兼容处理和响应的转换处理。本文提出的能耗监控平台采用隧道技术和地址转换技术处理兼容性问题。

  如表1所示,表头为相对应标识在IPv6地址中占据的地址长度,如格式前缀 (FP)占3个字节而且数值为001;顶层聚合标识符(TLA)占13位,为002;后面是32位的IPv4地址(IPv4address),接下来是16位的服务品质协议标识(SLAID)和64位的网络接口标识(Interface ID)[12]。可以实现将IPv4 地址转换成IPv6地址,通过双协议栈和6to4隧道,解决兼容性问题。通过将前缀2002::/16和该节点IPv4地址进行组合,形成一个48位前缀的6to4地址2002:IPv4地址::/48。

  例如IPv4地址58.198.125.76,用二进制可表示为00111010.11000110.01111101.01001100,即3A.C6.7D.4C,则6to4地址前缀为2002.3AC6.7D4C::/48。

  3 平台实现与原型介绍

  3.1 实现技术

  如图8,在平台实现方面,采用B/S模式,基于SSH框架的J2EE对数据管理、分析和展示,同时提供数据展示接口和硬件控制接口。相关技术和工具包括:JAVA编程、HTML编程、ajax、jQuery、High charts等。采用的编程工具为MyEclipse 10。

  在数据分析方面,采用C#语言编程,使用三层框架(数据模型-业务逻辑-用户视图)实现对数据的统计和分析。相关技术和工具包括:C#语言、WPF应用程序编程框架、DbEntry数据处理框架等。采用的编程工具为Visio Studio 2013。

  在Web服务方面,采用.Net编写实现Web服务对外发布访问接口。采用的编程工具为Visio Studio 2013。数据库采用MySQL 6.0.9,在Java平台中采用hibernate技术进行数据库访问和控制,在C#平台中采用DbEntry框架、mysql-connector-net工具、DbConnectionMySQL工具包实现对数据库的访问和控制。

  图6 平台实现的技术方案

来源:CERNET第二十三届学术年会论文集作者:张康 高洪皓 倪剑樾 朱永华 许华虎