生命体征数据存储平台的研究与实现

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1、学校代码10530学号201330111814分类号TP18密级公开硕士学位论文生命体征数据存储平台的研究与实现学位申请人李洋指导教师文中华教授学院名称信息工程学院学科专业计算机技术研究方向智能规划二〇一六年五月五日StudyandImplementationonStoragePlatformofVitalSignsDataCandidateLiYangSupervisorProf.WenZhonghuaCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramComputerTechnologySpecialization

2、AutomatedPlanningDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay5th2016湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：手斗曰期：年广月广曰学位论文版权使用授巧书本学位论

3、文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。ｖＨｋ作者签名：私幸日期；年ｒ月ｒ日导师签名：主寸聋曰期；２Ｗ俗月＾曰摘要针对广大亚健康、慢性病、老龄化人群，国内某科研单位研发了一款基于智能设备的可快速准确检测人体生命体征的应用Xhealth，用户使用它可随时了解自己的健康状况。由于Xhea

4、lth的用户众多，检测时间集中，生命体征数据的产生具有并发量高、数据量大的显著特点。用户生命体征数据具有较高的医学和经济价值，对其加以存储十分必要。所以搭建一个适合高并发、海量生命体征数据存储的平台成为一个重要的研究课题。对此，本文进行了如下的工作：1.大多数传统Web服务器使用多线程同步I/O的方式，会为每个网络连接启动一个线程，当并发请求增长到上万时，内存将很快用光。本文提出使用基于单线程、事件驱动、异步I/O的Node.js来替代传统Web服务器的方案。利用灵活、轻量的Express框架开发了数据存储平台的Web应用程序，处理用户的HTTP请求。同时

5、，在多台服务器上运行Node程序构建了应用服务器集群，并使用Nginx服务器将用户请求平均分配到集群中的每个Node节点，防止了应用服务器单点失效，提高了系统的请求处理能力。2.关系型数据库由于自身特征以及较多的约束，在高并发读写、海量数据快速存储和查询等方面遇到了无法解决的困难。本文采用了非关系型数据库NoSQL中的MongoDB来存储生命体征数据。MongoDB在大数据量下具有非常高的读写性能，同时具有很好的水平扩展能力。3.深入研究了MongoDB的复制和分片技术。剖析了副本集的组成以及实现复制功能的三要素，提出了优化复制功能的措施。对于分片，研究了

6、MongoDB集群组件以及自动分片的原理，针对分片时可能存在超大块的问题，本文提出了避免超大块出现的解决方案。4.创建了MongoDB副本集，通过将数据副本保存到多台服务器上，增强了数据库系统的可用性。建立了MongoDB数据库集群，将生命体征数据分散存放到不同的分片上，提高了数据库的并发处理能力。通过建立生命体征数据存储平台，可以对数据进行进一步的分析与利用，在此之上可开发其他健康业务，对于培养用户的健康保健意识，预防疾病，医学研究乃至国民经济都具有十分重要的意义。关键词：生命体征数据；高并发；海量数据；Node.js；MongoDBIABSTRACTF

7、orthevastnumberofsub-health,chronicdiseases,agingpopulation,adomesticscientificresearchunitdevelopedanapplicationnamedXhealthbasedonintelligentdeviceforfastandaccuratelydetectinghumanvitalsigns.Theusercanknowtheirhealthstatusatanytimebyusingit.BecausesomanyXhealthusersusetheappnea

8、rlyatthesametime,vitalsignsdataar