李欣澤，鄧 昀，陳守學(xué)

（桂林理工大學(xué)，廣西 桂林 541006）

數(shù)據(jù)結(jié)果可視化，是對(duì)于數(shù)據(jù)視覺(jué)表現(xiàn)形式的科學(xué)技術(shù)[1]。主要指的是較為高級(jí)的技術(shù)方法，技術(shù)方法允許利用圖形、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)以及用戶界面，通過(guò)表達(dá)、建模以及對(duì)立體、表面、屬性以及動(dòng)畫(huà)的顯示，對(duì)數(shù)據(jù)加以可視化解釋[2]，以更容易理解的方式來(lái)詮釋數(shù)據(jù)之間的復(fù)雜關(guān)系和發(fā)展趨勢(shì)[3]，以便更好地利用數(shù)據(jù)分析結(jié)果。傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)分析可視化，格式單一，枯燥乏味。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人臉識(shí)別、身份識(shí)別、紅外測(cè)溫等技術(shù)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)所衍生的人口測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)，自動(dòng)檢測(cè)在不同地點(diǎn)快速流動(dòng)的體溫，并進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化呈現(xiàn)。數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取以及結(jié)果分析，界面簡(jiǎn)潔易于操作，不僅方便了用戶，而且使用獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，多種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸保證了傳輸?shù)目煽啃訹4]，同時(shí)身份驗(yàn)證保證了數(shù)據(jù)的安全。

1 數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)架構(gòu)

數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)采用無(wú)邊框窗口設(shè)計(jì)方式，具有數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化、高效率存儲(chǔ)以及高性能信息處理等優(yōu)勢(shì)，采用人臉識(shí)別、身份識(shí)別、紅外測(cè)溫等技術(shù)，自動(dòng)檢測(cè)在不同地點(diǎn)快速流動(dòng)的體溫，并進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)疫情整體發(fā)展態(tài)勢(shì)，控制疫情擴(kuò)散。軟件具有分析監(jiān)控記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)的功能，能實(shí)時(shí)記錄并處理相關(guān)的信息，并帶有數(shù)據(jù)后臺(tái)處理。采用導(dǎo)向型思路，使用者無(wú)需懂得特別多的電腦知識(shí)即可使用。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖是對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)的圖形顯示，從系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的角度出發(fā)，把系統(tǒng)按功能逐次分割成層次結(jié)構(gòu)，使每一部分完成簡(jiǎn)單的功能且各個(gè)部分之間又保持一定的聯(lián)系。在設(shè)計(jì)階段，基于功能的層次結(jié)構(gòu)把各個(gè)部分組合起來(lái)成為系統(tǒng)。數(shù)據(jù)結(jié)果分析可視化系統(tǒng)的框架包含三部分：視圖層、業(yè)務(wù)層以及存儲(chǔ)層。視圖層用于渲染頁(yè)面結(jié)構(gòu)，結(jié)合控制器顯示前臺(tái)頁(yè)面。業(yè)務(wù)層具有邏輯處理、數(shù)據(jù)請(qǐng)求、接口調(diào)用等功能。視圖層把觸發(fā)的事件通知到業(yè)務(wù)層進(jìn)行業(yè)務(wù)處理[5]。視圖層由JSP、JSTL、Jquery 與DWR 編寫(xiě)，由組件來(lái)進(jìn)行展示。業(yè)務(wù)層提供Application 和各個(gè)頁(yè)面的入口，提供了豐富的API 進(jìn)行數(shù)據(jù)綁定、事件分發(fā)、生命周期管理、路由管理。本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

1.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1.1.1 系統(tǒng)主要功能分析

系統(tǒng)主要包括登錄、主頁(yè)、溫度測(cè)試、溫度曲線、參數(shù)控制、串口設(shè)置、高級(jí)參數(shù)設(shè)置等模塊，具體功能描述如下：

（1）登錄：系統(tǒng)安裝后，在電腦桌面雙擊系統(tǒng)快捷方式圖標(biāo)出現(xiàn)登錄界面，輸入用戶名、密碼，賬號(hào)密碼正確即可登錄系統(tǒng)進(jìn)行使用操作[6]。

（2）主頁(yè)：登錄成功后進(jìn)入軟件主界面[7]，主界面包含多個(gè)核心功能，包括溫度曲線、參數(shù)控制、串口設(shè)置、步驟控制、高級(jí)設(shè)置。用戶不但可以實(shí)時(shí)獲取溫度信息結(jié)果，還可選擇日期進(jìn)行相應(yīng)時(shí)間段的溫度信息結(jié)果獲取與統(tǒng)計(jì)，并生成溫度曲線進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。除此之外，頁(yè)面還顯示了使用的傳感器型號(hào)以及通道數(shù)、儀器版本。詳情如圖2 所示。

圖2 主頁(yè)設(shè)計(jì)截圖

（3）溫度測(cè)試：點(diǎn)擊界面溫度測(cè)試按鈕，進(jìn)入界面，根據(jù)系統(tǒng)流程進(jìn)行流動(dòng)人員溫度測(cè)試。

（4）溫度曲線：進(jìn)行流動(dòng)人員溫度測(cè)試后可進(jìn)入溫度曲線功能進(jìn)行流動(dòng)人員體溫?cái)?shù)據(jù)的獲取與可視化分析，溫度曲線實(shí)時(shí)顯示溫度數(shù)據(jù)分析結(jié)果[8]。如圖3 所示。

圖3 溫度曲線模塊截圖

（5）參數(shù)控制：用戶在系統(tǒng)的主界面進(jìn)入?yún)?shù)控制功能界面，系統(tǒng)考慮到環(huán)境中存在影響體溫正常值的因素，如：濕度、壓力值、壓強(qiáng)值等數(shù)據(jù)。用戶可在參數(shù)控制界面輸入當(dāng)前氣溫環(huán)境影響體溫正常值的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，輸入各項(xiàng)數(shù)據(jù)后，點(diǎn)擊參數(shù)控制界面中的計(jì)算組件按鈕[9]，根據(jù)科學(xué)公式進(jìn)行相應(yīng)換算，避免體溫誤判，降低體溫異常報(bào)警錯(cuò)誤率。詳情如圖4 所示。

圖4 參數(shù)設(shè)置模塊截圖

（6）串口設(shè)置：點(diǎn)擊界面上串口設(shè)置按鈕，進(jìn)入對(duì)應(yīng)功能界面進(jìn)行串口設(shè)置。詳情如圖5 所示。

圖5 串口設(shè)置模塊截圖

（7）高級(jí)參數(shù)設(shè)置：在系統(tǒng)主界面點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的高級(jí)參數(shù)設(shè)置按鈕即可進(jìn)入到相對(duì)應(yīng)界面中，在此頁(yè)面可以對(duì)常規(guī)、防御、安全、報(bào)警、路由等選項(xiàng)信息進(jìn)行修改設(shè)置。詳情如圖6 所示。

圖6 高級(jí)參數(shù)設(shè)置模塊

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

1.2.1 水平分表設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)DRDS 中，一張分布式表（table）按照指定的partition key 和partition mode（一般是hashmode）被水平拆分成多個(gè)數(shù)據(jù)片（稱為tablet），分散在多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)（tsc）中。系統(tǒng)分布式表主要解決單機(jī)容量問(wèn)題，并且通過(guò)平行寫(xiě)入提升整體的寫(xiě)入能力。開(kāi)發(fā)時(shí)不需要再考慮數(shù)據(jù)如何拆分和數(shù)據(jù)路由等問(wèn)題，只需要設(shè)定partition key 即可實(shí)現(xiàn)水平分表的能力。

1.2.2 并行計(jì)算設(shè)計(jì)

對(duì)于一次查詢大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)景，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)DRDS 支持把一次大數(shù)據(jù)量查詢分散到多個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上小數(shù)據(jù)量查詢，并對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行合并聚合返回給用戶，可以提升大數(shù)據(jù)量查詢的性能。

1.2.3 讀寫(xiě)分離設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)DRDS 首先對(duì)query 拆分成多個(gè)子句并路由到一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)透明的讀寫(xiě)分離策略，寫(xiě)請(qǐng)求統(tǒng)一到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)主庫(kù)，讀請(qǐng)求被分流到多個(gè)只讀節(jié)點(diǎn)上，提升集群的讀能力。一個(gè)事務(wù)內(nèi)的讀請(qǐng)求，不會(huì)被讀寫(xiě)分離，而是和寫(xiě)請(qǐng)求一樣在主庫(kù)上執(zhí)行。

1.2.4 負(fù)載均衡設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)存在多個(gè)只讀節(jié)點(diǎn)，只讀節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，避免單個(gè)節(jié)點(diǎn)或少數(shù)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)負(fù)載過(guò)大。

1.2.5 高可用設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)DRDS 中每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)主庫(kù)都有一個(gè)熱備節(jié)點(diǎn)，當(dāng)檢測(cè)到主庫(kù)服務(wù)異常或不可用情況，會(huì)啟動(dòng)故障切換流程，保證服務(wù)高可用。

1.2.6 可擴(kuò)展設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)DRDS 支持三種類(lèi)型的擴(kuò)展：存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)套餐擴(kuò)展，通過(guò)提升存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)磁盤(pán)、CPU、內(nèi)存，獲得單節(jié)點(diǎn)更大存儲(chǔ)空間和性能。只讀節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展，通過(guò)增加只讀節(jié)點(diǎn)，獲得整個(gè)集群更高的讀吞吐能力。分片擴(kuò)展，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)拆分和增加分片，使得整個(gè)集群寫(xiě)能力和存儲(chǔ)容量更高。數(shù)據(jù)庫(kù)原型設(shè)計(jì)類(lèi)圖如圖7 所示。

圖7 數(shù)據(jù)庫(kù)原型設(shè)計(jì)類(lèi)圖

2 數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)特性

2.1 獨(dú)有搜索極速收錄

使用云虛擬主機(jī)服務(wù)，無(wú)需再單獨(dú)提交百度搜索引擎收錄請(qǐng)求，網(wǎng)站將隨用戶訪問(wèn)實(shí)時(shí)推至百度搜索進(jìn)行抓取，新站點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)當(dāng)天極速收錄，大幅縮短收錄周期。

2.2 一站式創(chuàng)建部署

充分優(yōu)化與融合主機(jī)相關(guān)操作步驟，只需一步，即可同時(shí)完成云虛擬主機(jī)創(chuàng)建、域名注冊(cè)、解析與綁定、網(wǎng)站代碼部署遷移、監(jiān)控、安全與加速配置、搜索收錄等工作，讓在云工作簡(jiǎn)單高效。

2.3 獨(dú)立主機(jī)面板支持

提供云虛擬主機(jī)獨(dú)立管理面板，可脫離百度智能云主賬號(hào)，對(duì)云虛擬主機(jī)單獨(dú)進(jìn)行管理?？梢赃M(jìn)行主機(jī)信息查看、功能啟停、環(huán)境配置、備份恢復(fù)、日志分析等操作。

2.4 域名智能檢測(cè)與綁定

除免費(fèi)提供的臨時(shí)域名外，云虛擬主機(jī)還支持多達(dá)15 條獨(dú)立域名記錄綁定，并可自動(dòng)檢測(cè)域名解析與備案狀態(tài)，及時(shí)掌握健康狀況，更有強(qiáng)大的泛域名綁定功能即將上線。

2.5 率先免費(fèi)支持HTTPS 加密

依托SSL 證書(shū)服務(wù)，可申請(qǐng)免費(fèi)DV SSL 證書(shū)，并可一鍵部署到BCH 中，使虛擬主機(jī)也能輕松享用https安全加密服務(wù)，快捷、安全、高效。

2.6 強(qiáng)大環(huán)境配置功能

除支持訪問(wèn)首頁(yè)順序定義、錯(cuò)誤頁(yè)自定義、301/302 轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)置、PHP.ini 配置、PHP 版本切換等功能外，還可通過(guò)控制面板或配置文件對(duì)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行深度功能定制，輕松實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)高級(jí)功能，滿足復(fù)雜環(huán)境部署需求。

2.7 全方位監(jiān)控體系

云虛擬主機(jī)內(nèi)置主機(jī)資源和網(wǎng)站訪問(wèn)多項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)控，結(jié)合BCM 網(wǎng)站自定義監(jiān)控功能，可隨時(shí)監(jiān)控主機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)變化情況，有效掌控主機(jī)狀態(tài)，預(yù)防和及時(shí)處理突發(fā)問(wèn)題，釋放運(yùn)維壓力。

2.8 靈活備份無(wú)限量

支持方便高效的文件在線壓縮、解壓功能，實(shí)現(xiàn)快速的文件備份與還原；同時(shí)依托于大容量和極低成本的BOS 存儲(chǔ)產(chǎn)品，還可實(shí)現(xiàn)更靈活的定時(shí)或手動(dòng)實(shí)時(shí)備份與恢復(fù)服務(wù)，永久存儲(chǔ)無(wú)限量，并可隨時(shí)回滾。

2.9 完善的API 支持

云虛擬主機(jī)支持基于Restful 的創(chuàng)建與管理API接口，可輕松結(jié)合第三方自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行主機(jī)創(chuàng)建管理流程定制，實(shí)現(xiàn)更靈活的管理機(jī)制，應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的自動(dòng)化資源管理需求。

3 數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

3.1 支持Nginx 環(huán)境

Nginx 是一款高性能的Web 和反向代理服務(wù)器，其具有很多非常優(yōu)越的特性。BCH 的Nginx 選用高效的epoll 作為網(wǎng)絡(luò)IO 模型，使用更少的資源，支持更多的并發(fā)連接，體現(xiàn)更高的效率[10]。同時(shí)，BCH 的Nginx支持原生自定義配置，規(guī)則簡(jiǎn)單而強(qiáng)大，更便于用戶的使用。

3.2 多線路冗余備份與高速智能選路

系統(tǒng)中每臺(tái)云虛擬主機(jī)都同時(shí)接駁有電信、聯(lián)通、移動(dòng)、教育網(wǎng)等多條高品質(zhì)骨干網(wǎng)線路，超低延時(shí)。結(jié)合先進(jìn)的智能DNS 選路、IP 資源池與備份調(diào)度機(jī)制，確保極速訪問(wèn)的同時(shí)，再不用擔(dān)心單一IP 出問(wèn)題帶來(lái)的影響，打造暢快淋漓的安心主機(jī)。

3.3 獨(dú)有百度極速收錄

系統(tǒng)結(jié)合百度強(qiáng)大而獨(dú)有的搜索生態(tài)優(yōu)勢(shì)，云虛擬主機(jī)強(qiáng)勢(shì)推出網(wǎng)站同步極速收錄與索引量保護(hù)功能，只要是正規(guī)網(wǎng)站，便可隨用戶訪問(wèn)實(shí)時(shí)推送至百度搜索，讓您無(wú)需苦等百度蜘蛛造訪，即可實(shí)現(xiàn)原創(chuàng)內(nèi)容極速收錄，成倍放大SEO 效果，打造真正符合站長(zhǎng)訴求的知心主機(jī)。

3.4 簡(jiǎn)便易用，有效釋放運(yùn)維壓力

除與生俱來(lái)的免環(huán)境配置、免系統(tǒng)維護(hù)特性外，秉承百度簡(jiǎn)單可依賴的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，云虛擬主機(jī)進(jìn)行了多項(xiàng)易用性設(shè)計(jì)，從主機(jī)創(chuàng)建到域名購(gòu)買(mǎi)、解析、綁定，從Web 文件部署到網(wǎng)站監(jiān)控與防御部署，都可一步搞定，有效釋放運(yùn)維壓力，打造真正好用易用的省心主機(jī)。

3.5 高穩(wěn)定性與安全性保障

系統(tǒng)基于容器資源隔離技術(shù)、多節(jié)點(diǎn)流量調(diào)度機(jī)制，有效保障用戶數(shù)據(jù)與性能的隔離，避免相互干擾。先進(jìn)的故障無(wú)感熱遷移技術(shù)以及完備的故障監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，結(jié)合內(nèi)置的DDoS 與WAF 防御體系與系統(tǒng)內(nèi)核深層次優(yōu)化，有效降低不可用風(fēng)險(xiǎn)，打造高穩(wěn)定性、高安全保障的放心主機(jī)。

4 數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)應(yīng)用

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成后，已經(jīng)實(shí)地進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。通過(guò)實(shí)地的應(yīng)用，該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地進(jìn)行流動(dòng)人員溫度測(cè)試，通過(guò)外接溫度傳感器以及紅外線測(cè)溫模塊進(jìn)行流動(dòng)人員體溫實(shí)時(shí)收集，多種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，體溫?cái)?shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)，系統(tǒng)可以進(jìn)行對(duì)異常體溫?cái)?shù)值的設(shè)定，高于異常體溫?cái)?shù)值的體溫?cái)?shù)據(jù)將進(jìn)行體溫報(bào)警。系統(tǒng)還考慮到環(huán)境中存在對(duì)人員體溫的影響因素，例如：空氣濕度、壓強(qiáng)等，將這些數(shù)據(jù)記錄在參數(shù)控制界面，利用科學(xué)的公式進(jìn)行計(jì)算，降低異常體溫報(bào)警錯(cuò)誤率。通過(guò)實(shí)地的應(yīng)用，數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)可代替?zhèn)鹘y(tǒng)流動(dòng)人員溫度數(shù)據(jù)結(jié)果分析方式并進(jìn)行結(jié)果可視化呈現(xiàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)研究物聯(lián)網(wǎng)、人臉識(shí)別、紅外測(cè)溫、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，開(kāi)發(fā)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的流動(dòng)人員實(shí)時(shí)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了通過(guò)數(shù)據(jù)采集終端、傳輸系統(tǒng)（無(wú)線通信、NBIOT 網(wǎng)絡(luò)）、數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)人員體溫?cái)?shù)據(jù)的采集、處理、分析以及結(jié)果可視化呈現(xiàn)，令使用者能在遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)疫情整體發(fā)展態(tài)勢(shì)，從而做出相應(yīng)決策。