摘要:本文為系統架構設計師案例分析真題,圍繞基于邊緣計算的智能門禁系統展開,設置三項問題:闡述 MQTT 協議特點、為系統架構選擇適配協議并補全功能模塊、分析邊緣計算引入傳統云計算模型的優勢,附對應參考答案。
閱讀以下關于 Web系統架構設計的敘述,在答題紙上回答問題1至問題3。
案例場景
某公司擬開發一套基于邊緣計算的智能門禁系統,用于如園區、新零售、工業現場等存在來訪、被訪業務的場景。來訪者在來訪前,可以通過線上提前預約的方式將自己的個人信息記錄在后臺,被訪者在系統中通過此請求后,來訪者在到訪時可以直接通過“刷臉”的方式通過門禁,無需做其他驗證。此外,系統的管理員可對正在運行的門禁設備進行管理。
基于項目需求,該公司組建項目組,召開了項目討論會。會上,張工根據業務需求并結合邊緣計算的思想,提出本系統可由訪客注冊模塊、模型訓練模塊、端側識別模塊與設備調度平臺模塊等四項功能組成。李工從技術層面提出該系統可使用Flask框架與SSM 框架為基礎來開發后臺服務器,將開發好的系統通過Docker進行部署,并使用MQTT 協議對 Docker進行管理。
[問題1](5分)
MQTT協議在工業物聯網中得到廣泛的應用,請用300字以內的文字簡要說明 MQTT協議。
[問題2](14分)
在會議上,張工對功能模塊進行了更進一步的說明:訪客注冊模塊用于來訪者提交申請與被訪者確認申請,主要處理提交來訪申請、來訪申請審核業務,同時保存訪客數據,為訓練模塊準備訓練數據集;模型訓練模塊使用訪客數據進行模型訓練,為端側設備的識別業務提供模型基礎;端側識別模塊在邊緣門禁設備上運行,使用訓練好的模型來識別來訪人員,與云端服務協作完成訪客來訪的完整業務;設備調度平臺模塊用于對邊緣門禁設備進行管理,管理人員能夠使用平臺對邊緣設備進行調度管理與狀態監控,實現云端協同。
圖5-1給出了基于邊緣計算的智能門禁系統架構圖,請結合HTTP協議和 MQTT 協議的特點,為圖5-1中(1)~(6)處選擇合適的協議;并結合張工關于功能模塊的描述,補充完善圖5-1中(7)~(10)處的空白。

圖5-1基于邊緣計算的智能門禁系統
[問題3](6分)
請用300字以內的文字,從數據通信、數據安全和系統性能等方面簡要分析在傳統云計算模型中引入邊緣計算模型的優勢。
參考答案:
[問題1]
MQTT(消息隊列遙測傳輸)是一個基于發布/訂閱模式的消息協議,訂閱者只接收自己已經訂閱的數據,非訂閱數據則不接收,既保證了必要的數據的交換,又避免了無效數據造成的儲存與處理。MQTT工作在TCP/IP協議族上,是為硬件性能低下的遠程設備以及網絡狀況糟糕的情況下而設計的發布/訂閱型消息協議。MQTT協議是輕量、簡單、開放和易于實現的。
[問題2]
(1)HTTP
(2) MQTT
(3) HTTP
(4) HTTP
(5)HTTP
(6) HTTP
(7)端側識別
(8)模型訓練
(9)設備調度平臺
(10)訪客注冊
[問題3]
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