基于J2EE和云计算的智慧社区架构设计

李林暄

摘 要智慧社区的建设，可优化社区的管理，使复杂的管理简单化，有丰富的功能，实现不同信息的整合。本篇文章是利用J2EE与云计算，提出智慧社区架构的设计方案，并针对不同方面的问题，给出明确的解决方案，提出社区网格化全民管理系统的建立。

【关键词】J2EE 云计算 智慧社区 架构设计

智慧社区的建立是为了向社区居民提供业务管理，使居民了解到相关信息，并优化对业务的处理，其对外可以向其他人宣传社区，故构建时，应了解社区居民的实际需求，整合各类资源，在系统内设置不同的板块，运用新技术，完成架构设计。

1 J2EE和云计算

1.1 J2EE

J2EE与传统的应用开发技术有很大的区别，内部有大量组件，其应用后，可简化繁琐的系统设计，切实保证系统安全，而它的各类组件，可在多个平台使用，互相兼容，解决了以往系统设计不兼容的缺点，即它是一个以计算机类型为基础的设计平台。该系统的应用，可让系统的设计便捷化，用自动化处理软件处理，降低了对程序员的技术要求。

1.2 云计算

云计算是以互联网为平台，随着服务量的提供，建立一个交互模式，以虚拟资源为主。“云计算”中“云”泛指网络，是一种抽象表达。它有超强的运算能力，使用者可根据自己的预算要求，连接接口运算。其定义是：根据用户使用量的多少决定支付多少，且人们可以从不同的入口进入网络，互相交换资源。

2 智慧社区架构的总体设计

2.1 建设目标

该系统云平台的建设，是优化对社区的管理，并为居民提供信息服务，同时，它也是智慧城市的一部分，是其重要构件。所以，其主要需求包括以下两点（如表1所示）。其中，智慧社区平台会为第三方应用提供构建，而第三方会管理平台上各个板块。

从表1中可以了解到，完成智慧社区的构件，应明确智慧社区云平台与ICT的需求，并要求业务管理应提高社区业务管理的水平，展开安全防护，提供信息通讯服务，整合不同信息资源，建立一个可稳定操作的平台。

2.2 总体架构

基于上述内容的阐述，以及必须遵循的相应原则，提出智慧社区总体架构的设计方案。

2.2.1 内部构成

为便于对其进行管理，留下开发空间，智慧社区架构的设计是按照由上到下的设计方式设计，依次是应用层、计算集成和交换层、软平台支撐层。第一层是系统的主要应用，有多家门户，对社区进行管理并提供服务，在平台上登录的用户可根据自己的需求，订购相应的应用。第二层是构件对外开放，第三方可以在这个层次上接入，即它会为上一层提供所需的构件，再利用ESB把平台内部与外部的所有应用整合，并由数据分层把相应数据在服务中使用，促进资源共享。最后一层是为用户提供进入系统的通道，大量基础设施集中在云平台上。

2.2.2 外部环境

智慧社区接入外部环境的操作是：通信系统为其提供系统运行所需的网络，建立信息通讯，其和国家数据系统建立交互，完成数据交换，为智慧城市间的建设提供进入的接口。

3 智慧社区架构的部分设计

以J2EE、云计算为技术基础，提出了智慧社区部分架构的设计方案，包括软件、数据、业务以及基础平台等。

3.1 软件

该系统的软件设计需解决三个问题，一是平台上多个子系统如何集成，怎样做到同外部环境的协调，二是平台上的业务操作需使用不同的构件，但每个基本构件的功能相互交叉，三是了解社会及用户需求的变化，不断实现技术的革新。由此，设计人员可以根据先进性、灵活性要求，构思设计思路，并让其满足可扩展性要求，即整体的设计思路是：实现分层设计，让系统与环境相协调，以解决第一个问题；设计人员从多个构件中抽取，把它们放到公共服务层中，即不同层次的划分，明确了不同构件所在的层次，实际运行时互为独立，不会互相影响，以解决第二个问题；采用面向服务的设计架构，把现有的服务内容复用，并适当拓展新的服务内容，以满足用户各方面的需求。其分层设计包括以下层次，逐步向下依赖：

3.1.1 展现层

这一层是用户登录平台入口，接收用户传入的数据，并把用户所需的内容输出，完成用户验证，用处理模块处理信息，并在多个平台上建立交互。其设计的体系是MVC，具有AJAX特性，能够让用户有丰富的体验，而它也选择了技术已经成熟的Strusts2作为整个层次的框架。

3.1.2 服务层

服务层内有大量的业务，设计人员会根据每个业务之间的逻辑关系，把整个服务组装，对于这一层的设计，人们会用接口或分离的方式设计，具体的设计方式是：以对象思想为切入点，利用抽象层内部分理念与接口，作为具体类的特征，再用派生类的内容，设定运行方式；运用IoC为框架设计提供依赖，把接口和具体实现分开；用事物管理模块整合多项服务，提升服务的有效性。

3.1.3 业务逻辑层

这一层是整个软件的核心，主要工作是业务规则的制定，管理业务流程，它可以从数据访问层中抽取数据，并把数据应用在服务层中，即它让两个层次建立了相互依赖关系，是整个架构设计的核心。所以，该层的数个模块中，是用IoC设计逻辑接口，保证系统的实现；运用JBossjBPM控制业务流程。

3.1.4 数据访问层

该层的操作是从数据库的细节着手，在业务逻辑层和数据库之间设置屏障，使用相应的代码。这个层次的多个模块中，构成组件可让程序与数据库建立连接，改变数据形式，让对象数据与对应的数据库匹配，而缓冲池与连接池的设置，可提升程序的性能。

3.1.5 公共组建服务层

该层提供的是和业务内容不相关的内容，利用平台向外提供服务。

除上述几个基本层外，其也会使用IoC框架。IoC又被称为控制反转，其关注点包括：各组件间的依赖性、配置是否优化、使用时间的长短，设计人员设计时，会用它描述怎样创建对象，各组件需要的服务。其与上述四层对应的模式是包含以上四层。

3.2 业务

智慧社区建设的目的是，在用户间建立通讯，实现信息共享，并做到不同业务的协同管理，优化基本设施的建设。故设计人员对这部分的设计是，设置了三项功能，门户群、业务、能力。

3.2.1 门户群

系统的整个门户网站中，可根据城市级别的划分，设置门户网站。所有网站中，社区网站需处理的是社区的各项服务等内容，部落则是由一群兴趣爱好相同的人组成，在线交流。此外，其也有平台管理与运营门户网站。

3.2.2 应用

它有专用与公用的区分，前者是为第三方提供服务，包括社区居委会、居民等，后者是把所有用户作为对象，为其提供通信与信息服务。

3.2.3 能力

能力是系统多个构件功能的实现，其中某些构件可以多次使用，帮助系统或第三方完成操作。如图1。

3.3 数据

整个智慧社区的系统中，可以把实际存在的实体以及各个实体的关系分成5个主题域，即参与者、服务、内容、交互以及地域。分析如下：

3.3.1 参与者

参与者是对系统所有用户的概括，有社区居民、管理者，以及社区内包含的多个商家，居民的数量是以计生委统计的数据为主，并根据其他部门的要求将其细化，按照系统的要求统计。

3.3.2 服务

服务是为参与者提供的各项服务，有提供的产品与商品，以及志愿者服务。对于志愿者服务，是根据社区的基本情况，提供符合其实际需求的服务，并适当把服务细化，关注社区管理的细节，而前两者则是根据使用对象提出的要求，进行个性化的设计，让其满足对象的使用要求。

3.3.3 内容

它是系统内全部的信息，有系统发布的信息与各项通知，以及管理人员上传的文档。其中，通知的内容是社区各管理者根据实际工作情况决定，新闻和文档要求做到可以快速检索，符合可扩展性提出的要求。

3.3.4 交互

它是参与者所有操作的相互关联，有交易、共享等，整个过程是社区居民间的交互，居民与商家的交互，以及与管理者的交互。

3.3.5 地域

其是社区所处的地域空间，有不同的划分标准与设计方式。

3.4 基础平台

基础平台架构的设计是以云计算为基础，利用虚拟化技术，构建平台，把各项信息转化为数字资源，采用虚拟技术存储到网络中，搭建一个资源池，从而完成所有物理资源的动态管理，并根据不同情况调配。即设计人员搭建平台后，会大量搜集物理信息，用虚拟化技术将其转化成数字资源后，根据资源类别的分类，放到对应的数据库中，当用户需要使用某类数据时，即由业务逻辑层从数据库拿出数据，经过服务层供用户使用。这个过程中，系统会随着数据的调出实时记录与管理，若遇到同时需要大量调配的情况，需由实际情况决定调配的资源数量。

4 社区网格化全民管理体系的构建

社区网格化全民管理体系的构建，是以山西某市安居小区为案例，采用J2EE与云计算，建立全面的管理。该安居小区的地理位置在城市中心，住户总数超过600户，且小区内装有30个摄像头，有完善的基础设施，并已经建立智慧社区的管理体系，但仍有不安全事件发生，故设计人员在原有系统的基础上进一步升级，用网格化管理系统管理。当管理中心接到群众举报后，随即把任务分配到对应的单位，由该单位派遣人员处理，并把最终的结果反馈给管理中心。

其系统内有各类基本设施的接口、接入和资源，以及资源处理，其基础平台设置了三个资源池，分别是计算资源池、存贮资源池与网络资源池，包括多个硬件设施。该系统具有开放的特点，为社区居民参与管理提供了一个平台，提供实景化的便民服务，并在多个要素间建立联系，让他们互为相关，实现社区的数字化管理，使居民自发监督。

设计人员会利用数据构建社区的三维模型，搜集地理信息与高分辨率的图像，并录入准确的地址，拍摄360°影像，为网格化建设提供数据。它是运用带有存储功能的部件以及社区地图，设计一个总系统，又在总系统中设计了多个子系统。该系统中，包含多个服务项目，有网络地图服务与网络要素服务等，前者是用户在客户端上提出要求，系统处理后，随即把相应的地图传回客户端，供用户阅览，后者是提供网络要素各项信息，为用户服务。而地理编码服务是利用数据库内的地址信息，通过所在地点的部署，帮助客户找到准确的地点，同時，实时定位服务是客户端接入系统后，系统可根据社会居民的举报，定位到准确的地点，获得位置信息。

5 结语

智慧社区架构的设计，需考虑多项业务的复杂性，以及需求的变化，同时也要考虑技术的发展速度与信息资源整合能力的高低。当下，智慧社区的建设已经取得一定的成果，但仍需要借助J2EE与云计算，进一步完善总体与部分架构的设计，根据存在的问题给出解决方案，优化软件、业务、数据等设计，并在原有架构的基础上，建立社区网格化全民管理体系，以增加智慧社区的功能与提供的服务，进一步提高社区管理的水平。

参考文献

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作者单位

北京信息科技大学 北京市 100101