核心要點(diǎn)

• MATLAB，一種用於技術(shù)計(jì)算的高級語言，可以與MEAN堆棧集成以創(chuàng)建功能強(qiáng)大的Web應(yīng)用程序。
• MEAN堆棧由MongoDB、Express.js、AngularJS和Node.js組成，與MATLAB結(jié)合使用時(shí)，允許在Web上進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化。
• 集成過程涉及使用MATLAB的計(jì)算能力來處理數(shù)據(jù)並生成結(jié)果，然後在使用MEAN堆棧構(gòu)建的Web應(yīng)用程序上顯示這些結(jié)果。
• JSONlab，一個(gè)免費(fèi)的開源JSON編碼器/解碼器在MATLAB語言中的實(shí)現(xiàn)，用於將MATLAB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為JSON格式，以便在Web應(yīng)用程序中使用。
• 創(chuàng)建MATLAB Web應(yīng)用程序包括使用MATLAB Compiler創(chuàng)建獨(dú)立應(yīng)用程序，在MATLAB Web App Server中創(chuàng)建Web應(yīng)用程序項(xiàng)目，將獨(dú)立應(yīng)用程序上傳到Web應(yīng)用程序項(xiàng)目，以及將Web應(yīng)用程序部署給用戶。

MATLAB是一種用於技術(shù)計(jì)算的高級語言，它在一個(gè)易於使用的環(huán)境中集成了計(jì)算、可視化和編程，在這個(gè)環(huán)境中，問題和解決方案可以用熟悉的數(shù)學(xué)符號(hào)來表達(dá)。全球有許多項(xiàng)目是用MATLAB編寫的，由數(shù)百萬科學(xué)家和工程師開發(fā)。人們從MATLAB獲得的各種實(shí)驗(yàn)和操作數(shù)據(jù)可用於支持Web應(yīng)用程序，但存在一些障礙：

• MATLAB理解矩陣格式數(shù)據(jù)，而Web應(yīng)用程序更喜歡JSON或XML格式的數(shù)據(jù)。
• 數(shù)據(jù)通常在MATLAB程序內(nèi)部創(chuàng)建和使用，這限制了開發(fā)人員在保存數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)等方面的自由度。

如果MATLAB以JSON格式提供數(shù)據(jù)，而Web應(yīng)用程序可以使用來自MATLAB的這些JSON數(shù)據(jù)來創(chuàng)建一些很棒的東西，那麼創(chuàng)建應(yīng)用程序就會(huì)容易得多。

在本文中，我們將開發(fā)一個(gè)小型演示程序，以演示如何使MATLAB和MEAN堆棧協(xié)同工作。

關(guān)於Web應(yīng)用程序

該Web應(yīng)用程序?qū)⑸婕皬腗ATLAB到瀏覽器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。為簡便起見，我們將從MATLAB傳輸當(dāng)前時(shí)間並在瀏覽器上顯示它。我們將使用JSONlab，這是一個(gè)在MATLAB中編碼/解碼JSON文件的工具箱。 Web應(yīng)用程序?qū)⑹褂肕EAN堆棧創(chuàng)建。如果您不熟悉MEAN堆棧，建議您在繼續(xù)之前閱讀《MEAN堆棧入門》一文。

JSONlab簡介

JSONlab是MATLAB語言中JSON編碼器/解碼器的免費(fèi)開源實(shí)現(xiàn)。它可用於將MATLAB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、單元格、結(jié)構(gòu)體數(shù)組和單元格數(shù)組）轉(zhuǎn)換為JSON格式的字符串，或?qū)SON文件解碼為MATLAB數(shù)據(jù)。

它使我們可以訪問四個(gè)函數(shù)：loadjson()、savejson()、loadubjson()和saveubjson()。最後兩個(gè)函數(shù)用於處理UBJSON格式。 loadjson()用於將JSON字符串轉(zhuǎn)換為相關(guān)的MATLAB對象。在我們的項(xiàng)目中，我們只使用savejson()函數(shù)，該函數(shù)將MATLAB對象（單元格、結(jié)構(gòu)體或數(shù)組）轉(zhuǎn)換為JSON字符串。它可以按以下方式使用：

json = savejson(rootname, obj, filename)
json = savejson(rootname, obj, opt)
json = savejson(rootname, obj, 'param1', value1, 'param2', value2, ...)

由於我們必須編寫文件，因此我們將使用第一個(gè)簽名。它返回JSON字符串以及將字符串寫入文件。

JSONlab安裝

要開始使用，請下載JSONlab，解壓縮存檔，並使用以下命令將文件夾的路徑添加到MATLAB的路徑列表中：

addpath('/path/to/jsonlab');

如果您想永久添加此路徑，則需要鍵入pathtool，瀏覽到JSONlab根文件夾並將其添加到列表中。完成後，您必須單擊“保存”。然後，在MATLAB中運(yùn)行rehash，並鍵入which loadjson。如果您看到輸出，則表示JSONlab已正確安裝。

MATLAB代碼

我們需要當(dāng)前時(shí)間，因此我們將使用clock命令。它返回一個(gè)六元素日期向量，其中包含當(dāng)前日期和時(shí)間，格式為[年 月 日 時(shí) 分 秒]。為了反復(fù)獲取時(shí)間，我們將clock命令放在無限while循環(huán)中。因此，我們將一直獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，直到使用MATLAB命令窗口上的Ctrl C終止腳本執(zhí)行。

以下代碼實(shí)現(xiàn)了這個(gè)想法：

format shortg;
y=0;
while y == 0
    % c = [year month day hour minute seconds]
    c=clock;
    % 將每個(gè)值四舍五入為整數(shù)
    c=fix(c);
    x.clock=c;
    % 訪問c的第4列，即小時(shí)
    x.hours=c(:,4);
    % 訪問c的第5列，即分鐘
    x.minutes=c(:,5);
    % 訪問c的第6列，即秒
    x.seconds=c(:,6);
    % 將x轉(zhuǎn)換為JSON并寫入matlabData.json
    savejson('',x,'data/matlabData.json');
end

在我們的項(xiàng)目中，我們關(guān)注小時(shí)、分鐘和秒。上述代碼中使用的fix(c)函數(shù)將矩陣的所有元素四捨五入到最接近的整數(shù)。要獲取小時(shí)數(shù)據(jù)，我們需要矩陣第4列的值，因此我們使用命令c(:,4)。使用相同的方法，我們檢索分鐘和秒。

我們將分別向Web應(yīng)用程序發(fā)送時(shí)鐘及其一些單獨(dú)的變量，以顯示從MATLAB對像到JSON的不同數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。雖然時(shí)鐘數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)換為數(shù)組，但小時(shí)、分鐘和秒的值將轉(zhuǎn)換為數(shù)字，我們稍後將看到這一點(diǎn)。

在我們的項(xiàng)目中，我們將使用savejson()函數(shù)使用JSON格式轉(zhuǎn)換和寫入變量x，並將其寫入文件matlabData.json。為簡便起見，rootname參數(shù)將是一個(gè)空字符串。

使用之前的代碼，我們就完成了所有需要的MATLAB代碼?，F(xiàn)在，一旦我們運(yùn)行腳本，我們就可以觀察到JSON文件是在data文件夾內(nèi)創(chuàng)建的，並且文件中的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)不斷更新自身。 JSON文件內(nèi)容示例如下：

{
   "hours": 19,
   "minutes": 28,
   "seconds": 28,
   "clock": [2015,5,27,19,28,28]
}

我們將監(jiān)視此文件並使用Node.js讀取最新數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在讓我們開始構(gòu)建Web應(yīng)用程序。

Web應(yīng)用程序

現(xiàn)在我們的MATLAB數(shù)據(jù)已轉(zhuǎn)換為JSON並存儲(chǔ)在文件中，我們可以獨(dú)立讀取此文件並通過監(jiān)視其更改來獲取數(shù)據(jù)。此操作與MATLAB完全無關(guān)。在本文的其餘部分，我將假設(shè)您了解socket.io以及MEAN堆棧，即使我們只使用它們的某些基本概念。

讓我們開始編寫Web應(yīng)用程序。

創(chuàng)建package.json文件

為了開始我們的應(yīng)用程序，讓我們定義項(xiàng)目的依賴項(xiàng)。為此，我們將創(chuàng)建一個(gè)package.json文件，如下所示：

json = savejson(rootname, obj, filename)
json = savejson(rootname, obj, opt)
json = savejson(rootname, obj, 'param1', value1, 'param2', value2, ...)

創(chuàng)建文件後，在項(xiàng)目的根文件夾中運(yùn)行npm install，以便安裝所有依賴項(xiàng)。如果您不熟悉npm，建議您閱讀《npm入門指南——Node包管理器》。

服務(wù)器端代碼

代碼的這一部分涉及使用Node.js、Express和MongoDB。服務(wù)器執(zhí)行的操作包括：

• 提供index.html文件
• 監(jiān)視和讀取JSON文件中的數(shù)據(jù)
• 使用MongoDB將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫
• 使用socket.io將數(shù)據(jù)發(fā)送到瀏覽器

我們將在根文件夾中創(chuàng)建一個(gè)名為server.js的文件，我們將在其中編寫所有描述的功能所需的代碼。

我們使用Express提供靜態(tài)文件：

addpath('/path/to/jsonlab');

每當(dāng)向/發(fā)送請求時(shí)，將提供存儲(chǔ)在app目錄中的index.html文件。

為了監(jiān)視文件的任何更改，我們使用fs.watch()，並且為了在每次更改時(shí)讀取文件，我們使用fs.readFile()。一旦檢測到更改，就會(huì)讀取文件並檢索數(shù)據(jù)。整個(gè)過程使用以下代碼完成：

format shortg;
y=0;
while y == 0
    % c = [year month day hour minute seconds]
    c=clock;
    % 將每個(gè)值四舍五入為整數(shù)
    c=fix(c);
    x.clock=c;
    % 訪問c的第4列，即小時(shí)
    x.hours=c(:,4);
    % 訪問c的第5列，即分鐘
    x.minutes=c(:,5);
    % 訪問c的第6列，即秒
    x.seconds=c(:,6);
    % 將x轉(zhuǎn)換為JSON并寫入matlabData.json
    savejson('',x,'data/matlabData.json');
end

當(dāng)與客戶端建立連接並開始獲取數(shù)據(jù)時(shí)，我們將執(zhí)行兩個(gè)操作：

1. 使用socket.io的emit()函數(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送到瀏覽器
2. 使用mongoose中間件將數(shù)據(jù)保存到MongoDB

為了執(zhí)行第二個(gè)操作，我們創(chuàng)建數(shù)據(jù)的模式，然後基於該模式創(chuàng)建模型。這是使用下面顯示的代碼完成的：

{
   "hours": 19,
   "minutes": 28,
   "seconds": 28,
   "clock": [2015,5,27,19,28,28]
}

在前面代碼段的最後一條語句中，我們基於定義的模式創(chuàng)建模型。傳遞給函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是我們模型所屬集合的單數(shù)名稱。 Mongoose會(huì)自動(dòng)為集合分配複數(shù)名稱。因此，這裡appData是appDatas集合的模型。

當(dāng)我們獲得新數(shù)據(jù)時(shí)，我們將使用最新數(shù)據(jù)創(chuàng)建該模式的新實(shí)例，並使用save()方法將其保存到數(shù)據(jù)庫中。此實(shí)例稱為文檔。在下面的代碼中，savingData是一個(gè)文檔。

這部分的最終代碼如下所示：

json = savejson(rootname, obj, filename)
json = savejson(rootname, obj, opt)
json = savejson(rootname, obj, 'param1', value1, 'param2', value2, ...)

我們使用try和catch來防止應(yīng)用程序崩潰。如果我們不使用它，並且JSON.parse由於更改速度快而導(dǎo)致數(shù)據(jù)有時(shí)未完全讀取而引發(fā)意外用戶輸入錯(cuò)誤，則應(yīng)用程序可能會(huì)崩潰。這是我們想要避免的！

另外需要注意的是，請確保MongoDB服務(wù)器正在運(yùn)行，否則應(yīng)用程序?qū)⒈罎ⅰ?

客戶端代碼

在本節(jié)中，我們將創(chuàng)建一個(gè)簡單的靜態(tài)HTML頁面。當(dāng)通過socket.io接收新數(shù)據(jù)時(shí)，我們將更新頁面上顯示的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)也可用於創(chuàng)建實(shí)時(shí)圖表。

以下是index.html文件的簡單代碼：

addpath('/path/to/jsonlab');

ngCloak指令用於防止在應(yīng)用程序加載時(shí)瀏覽器短暫顯示AngularJS的模板的原始（未編譯）形式。

運(yùn)行應(yīng)用程序

在啟動(dòng)Node.js服務(wù)器之前，我們需要確保MATLAB代碼和MongoDB服務(wù)器正在運(yùn)行。要運(yùn)行MongoDB服務(wù)器，您需要在終端上執(zhí)行命令mongod。要運(yùn)行Node.js服務(wù)器，您必須在項(xiàng)目文件夾的根目錄中執(zhí)行命令node server.js。

顯示當(dāng)前時(shí)間的靜態(tài)頁面將在127.0.0.1:3000提供服務(wù)。

結(jié)論

在本文中，我們使用MEAN堆棧創(chuàng)建了一個(gè)Web應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序從MATLAB程序中獲取JSON格式的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在JSONlab的幫助下進(jìn)行轉(zhuǎn)換。然後，數(shù)據(jù)使用socket.io發(fā)送到瀏覽器，因此瀏覽器上的更改會(huì)實(shí)時(shí)反映出來。此演示的完整源代碼可在GitHub上找到。

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(FAQs部分，由於篇幅過長，建議單獨(dú)處理?？梢愿鶕?jù)需要提取關(guān)鍵問題和答案進(jìn)行簡短概括或重新組織。)

以上是使用MATLAB和MEAN堆棧創(chuàng)建Web應(yīng)用程序的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！