监控系统服务器设计文档_详细设计

来源：互联网发布：中性笔知乎编辑：程序博客网时间：2024/04/28 07:01

从word文档粘贴过来的，没做太多排版，以后会来重新排版的。

机房管控系统_服务器端详细设计

一．引言.................................................................................................................. 3

l 参考文档........................................................................................................... 3

l 编写目的........................................................................................................... 3

l 符号说明........................................................................................................... 3

二．概述.................................................................................................................. 3

三．功能结构划分................................................................................................... 4

1. 模块划分........................................................................................................... 4

2. 用例图............................................................................................................... 5

3. 类模型............................................................................................................... 6

4. 流程图............................................................................................................. 11

5. 应用程序结构与多线程.................................................................................... 13

四．功能详述......................................................................................................... 13

1．网络模块...................................................................................................... 13

2．数据解析...................................................................................................... 13

3．数据分析...................................................................................................... 14

4．数据处理...................................................................................................... 14

5．数据库读写.................................................................................................. 14

6．其他............................................................................................................. 14

五．接口................................................................................................................ 14

六．结构................................................................................................................ 14

a) 每个IO操作的数据Struct PER_IO_OPERATION_DATA.................................... 14

b) 机房实时状态数据Struct 机房_STATE_DATA................................................... 14

c) 机房信息 Struct 机房_Info........................................................................... 15

d) 短信 structMessageStruct........................................................................... 15

e) 放电信息 structOUT_ELETRIC_M.................................................................... 16

七．技术点............................................................................................................ 16

一．引言

l 参考文档

《机房管控系统需求手册》

《机房管控系统_概要设计》

《数据库设计》

《机房管控系统_通信协议》

l 编写目的

系统详细设计，提供编码依据。

l 符号说明

二．概述

机房管控系统服务器端程序，主要作用为接收监控设备采集的数据，保存至数据库，对采集的数据做简单分析，做进一步处理。短信报警。

设备采集的数据包括：机房运行过程中的输入电压、输出电压、市电电压、输入电流、输出电流、机房状态、空调温度、空调状态。过载状态。

服务器端程序可以根据数据分析结果，向监控设备发送控制指令，可以短息报警等等。

对于目前的机房管控系统，服务器主动向设备获取数据。

三．功能结构划分

1. 模块划分

网络模块：处理网络相关请求和发送。端口监听，socket处理。

数据解析：对网络接收到的数据包，解析成本相关类模型。

数据分析：机房LOG状态数据分析，提供分析结果。

数据处理：机房LOG数据处理，存储报警等。

数据库读写：数据库相关操作。

2. 用例图

用例说明：

1.状态信息：监控设备将状态数据实时上报给服务器端，服务接受并处理

2.分析：服务器对相应设备的数据做分析处理。

3.存储：服务器将设备数据储存到数据库中。

4.获取与交互：客户端获取设备信息数据等信息，和设备交互控制等。

3. 类模型

综述：

服务器封装类：提供IOCP服务器，工作者线程，得到一个机房LOG 信息，得到其他信息，设备交互控制，这几个服务。

设备数据：机房设备在数据库中基本信息，抽象为本模型

Device：将对机房管控设备抽象为本类模型。

设备集：提供对多个设备的统一操作，包括设备集的初始化，查找一个设备，更新设备集。

Base：其他类继承本类，构造函数，初始化Type类型。

服务器封转类(Server)：封装IOCP模型和Socket通信，获取设备信息，客户端请求，其他信息。

属性类型说明 strIP Socket 基本socket port int 本地监听端口 Ip int 本地ip Split Split(数据解析类) 解析网络数据包 DeviceList DeviceList * (设备集) 设备集的引用 SendData(CHAR * BUFF,int ip,int port);//通过网络发信息 Static winApi IOCPListen(int ip,int port); //静态方法，线程的执行体。 Static void WorkerThread();//IOCP的工作者线程 GetLog(CHAR*BUFF);//处理一条机房LOG信息 GetOther(CHAR * BUFF,type);//处理其他请求，type表示请求类型。（交给设备或给主线程发消息）

说明: 访问数据集时，要做线程同步。用临界区，锁住全局Map对象。

接口：

设备集类(DeviceList)：多个设备储存集合

属性类型说明 MapDevice Map<Device> 用map储存的设备集合，提高查找效率 findDevice(string id);//查找设备 InitDeviceList();//初始化设备集列表 UpdataDeviceList();//更新设备集的设备内容。

说明：

参考：

物理设备类（Device）：

属性

类型说明 CHAR ID;LPPER_IO_OPERATION_DATA per_io_opera_data; //用于IO模型机房Info; 机房_Info //机房信息

OutEletric;

OUT_ELETRIC_M //放电信息

state_data;

机房_STATE_DATA[10] //状态数据,用数组保存最近10次数据。用于业务分析 MessageInfo MessageStruct[10] //最近十次短信信息 iStateLength Int //状态数据数组已使用长度 iMessageLength Int //短信数组已使用长度 //断市电

//恢复市电

//设置阀值

//读状态数据(机房LOG)

//业务分析(业务分析里面有报警) //状态帧分析 //其他帧处理 //心跳帧处理

说明:将对机房管控设备抽象为本类模型。参考：基类（Base）:

属性类型说明 Type Enum 所有类的基类

说明：其他类继承本类，构造函数，初始化Type类型。

Enum ObjEnum{Base=1,DeviceData=2,Device=3,ProteclBase=4,Protecl=5,Model=6,Dal=7,警报=8，短信猫=9}

配置文件（IniConf）:

属性类型说明 Type

Enum

所有类的基类

IP string 地址 Username

String

账号

Password

String

密码

com

String

SMS的COM口

TimeOutConn

Int

连接超时

TimeOutSend

Int

发送超时

TimeOutRecv

接收超时

LoadIni();//装载INI

SaveIni();//保存INI

说明：其他类继承本类，构造函数，初始化Type类型。

EnumObjEnum{Base=1,DeviceData=2,Device=3,ProteclBase=4,Protecl=5,Model=6,Dal=7,警报=8，短信猫=9}

配置文件格式：

[SQL SERVER]

IP=.

username=sa

password=wangbing

[Serial Ports]

Port=COM3

[Time Out]

TimeOutConn=10000

TimeOutSend=10000

TimeOutRecv=10000

数据解析类（SplitData）：

属性

类型

说明 UCHAR * BUFF

UCHAR *

字节流

Split();//解析处理，返回一个机房状态结构

说明：

参考

业务处理类（AnayleData）：

属性

类型

说明

机房_data

Device *

引用Device

Anayle();//分析处理一个Device

说明：

参考

报警业务处理类（AlarmMake）：

属性类型说明 机房_Data

Device *

引用Device

Aararm();//分析一个Device，

短信猫（SMSModel）：属性类型说明

SendMessage();//发送一条短信

数据库访问（DBAccess）：

属性和方法 类型说明 Init(); //初始化 ExecueSql(); //执行sql GetDataSet(); //得到ds

说明：数据库的基本操作抽象到这里。

参考

机房信息表（机房Make）：

属性和方法 类型说明 ReadAllDeviceData(vector <机房_INFO> * pVec); //读所有，返回机房_INFO的列表。 Bool UpDateDevice(机房Info); 参数：struct机房info //更新值 bool UpDateDevice(机房_STATE_DATA & 机房StateData); //更新一个机房状态信息

说明：数据库机房表操作

参考

日志表（LogMake）：

属性

类型

说明 AddJounral; //加一条日志 AddOutputDetail (); //加明细

说明：数据库日志表操作

参考

放电记录表类（OutputMake）：

属性类型说明 AddOutputInfo(); //加放电主信息 AddOutputDetail (); //加放电明细

说明：数据库放电记录表和放电明细表的操作

参考

空调状态变化表（AC_Make）：

属性类型说明 addACChangeInfo(); //空调变化

说明：数据库空调状态变化表操作

参考

4. 流程图

主线程的消息：

1. 定时器，处理内容：心跳帧检查，某一个设备十五秒没有心跳帧，认为离线。

2. 五分钟时，读数据库，比较是否有新设备，是否有设备数据需要更新，有的话，锁全局变量，更新设备信息。

3. 自定义消息1：IOCP 工作者线程发给主线程,更新主线程的缓存数据的消息,主线程也认为是心跳贞

4. 自定义消息2：单机客户端的请求交给主线程处理.单机客户端请求不能太多否则,消息处理不过来.定时器优先级底,可能丢失消息.

5. 各种需要锁全局设备缓存的请求操作等,用主线程处理,通过线程间消息通信.

#define WM_UPDATA_机房_STATE WM_USER+101

#define WM_CLIENT_机房_STATE WM_USER+102

5. 应用程序结构与多线程

伪代码

DeviceList

各个线程有自己的缓存，主线程定时判断是否需要更新，当需要更新时，主线程更新全局缓存，各个线程判断后用全局缓存更新各自的缓存。

四．功能详述

1．网络模块

a) 功能描述：处理网络相关请求和发送。端口监听，socket处理。

目前版本提供两种获取数据方式，服务器主动获取和监控设备主动上报。

1．主动获取方式，服务器开线程主动轮循所有设备，获得机房LOG后加入IP端然后转发给本地IOCP处理。IOCP工作者线程解析时，根据机房LOG后面的IP端，判断出是哪个设备的状态信息。

2．IOCP监听方式，根据socket获取IP和报文端中获取IP，根据这个IP判断出是哪个设备的机房LOG信息。

3．设备离线判断，主动获取时，如果连续多次（次数待定）没获取成功，则认为设备离线，更新设备状态为离线。IOCP方式，主线程开15秒定时器，扫描主线程缓存中设备状态最后更新时间，大于N秒（待定）的认为离线（秒数视设备上报周期而定）。

b) 接口：

服务器类的几个接口。

2．数据解析

a) 功能描述：对网络接收到的数据包，解析成相关类模型。

1．机房LOG帧：解析为一个机房_STATE_DATA结构。

2．时间同步帧：判断为时间同步帧，立即回发时间。

3．信息请求帧：（目前没有）。

4．请求设备信息列表：客户端操作，返回设备集对象的序列化，客户端按照设备集对象解析内存空间。

5．请求所有设备状态数据：客户端操作，返回设备对象的序列化，客户端按照设备集对象解析内存空间。

b) 接口：

3．数据分析

a) 功能描述：机房LOG状态数据分析，提供分析结果。

业务分析包括,放电分析,市电异常

放电时,需要保存每次收到的状态值.

1．判断短路状态。

b) 接口：

4．数据处理

a) 功能描述：机房LOG数据处理，存储报警等。

1．保存数据状态量。

2．短信报警。

b) 接口：

5．数据库读写

a) 功能描述：数据库相关操作。

b) 接口：

1．执行一条sql

2．返回一个dataSet

3．更新一个机房状态信息

4．返回所有机房的dataSet

5．插入一条放电记录

6．插入放电记录明晰。

6．其他

a) 主线程的几个定时器。离线判断，预约放电，更新缓存。

b) 选项：使用状态分析(对接收到的状态值作分析)，不使用状态分析(接收到的状态值不分析)。

五．接口

1. 返回所有设备信息列表。

2. 读取指定设备信息。

六．结构

a) 每个IO操作的数据Struct PER_IO_OPERATION_DATA

typedef struct//////////////////每个IO操作的数据

{

OVERLAPPED Overlapped;

WSABUF DataBuf;

CHAR Buffer[DATA_BUFSIZE];

DWORD bytesRECV;

SOCKET Socket;

DWORD OpType;

} PER_IO_OPERATION_DATA, *LPPER_IO_OPERATION_DATA;

b) 机房实时状态数据Struct 机房_STATE_DATA

typedef struct //////////////////////////机房实时状态电压等信息

{

CHAR battery_voltage_str [VOLTAGE_LEN + 1]; // 电池电压接收的值

CHAR battery_voltage[VOLTAGE_LEN + 1]; // 电池电压

CHAR input_voltage_str [VOLTAGE_LEN + 1]; // 市电输入电压接收的值

CHAR input_voltage[VOLTAGE_LEN + 1]; // 市电输入电压

CHARcurrent_str [VOLTAGE_LEN+1]; //电流接收的值

CHARcurrent[VOLTAGE_LEN+1]; //电流

CHARinput_Eletric_str [VOLTAGE_LEN+1]; //输入电流接收的值

CHARinput_Eletric[VOLTAGE_LEN+1]; //输入电流

CHARoutput_Eletric_str [VOLTAGE_LEN+1]; //输出电流接收的值

CHARoutput_Eletric[VOLTAGE_LEN+1]; //输出电流

CHAR output_voltage_str [VOLTAGE_LEN + 1]; // 机房输出电压接收的值

CHAR output_voltage[VOLTAGE_LEN + 1]; // 机房输出电压

CHAR AC_Temperature_str[VOLTAGE_LEN + 1]; // 空调温度接收的值

CHAR AC_Temperature[VOLTAGE_LEN + 1]; // 空调温度

CHAR AC_State_str [VOLTAGE_LEN + 1]; // 空调状态接收的值

CHAR AC_State [VOLTAGE_LEN + 1]; // 空调状态

CHARstate[STATE_LEN + 2];

CHAR datetime[DATETIME_LEN + 1]; // 状态截获时间

CHARip[IP_BUFSIZE]; //传递过来的ip

CHAROverLoad_state[STATE_LEN +2]; //负载状态（根据输出电流判断）

}机房_STATE_DATA, * LP机房_STATE_DATA;

c) 机房信息 Struct 机房_Info

typedef struct///机房信息

{

double iParam_Input; //电压校正参数输入

double iParam_Output; //电压校正参数输出

double iParam_Battery; //电压校正参数电池

CHARLow_Volage[VOLTAGE_LEN+1]; //电池最低采样电压值

CHARLow_Output_Eletric[VOLTAGE_LEN+1]; //过载电流（采样值）

CHARCycleDate[50]; //预约时间的起点

CHARphone[MAX_PHONE]; //负责人电话

CHARMessageText[50]; //报警短信内容

CHAREquimentName[30]; //设备名称

CHARIsCycleCountNum[2]; //是否阀值恢复 f阀值恢复 t到时间恢复

int CycleNum; //预约周期

int CycleCountNum; //放电时的允许时间

}机房_Info;

d) 短信 struct MessageStruct

/* 短信基本内容*/

typedef struct {

char Addr[32]; //服务中心号码,服务中心号码是短消息的必有属性,系统通过at指令获得并赋值 //编辑短信时看不到,新的手机卡一般买到手都是设置好的,

char Phone[32]; //对方号码

char Message[200]; //短信内容

int iAddr; //串长

int iPhone; //串长

int iMessage; //串长

} MessageStruct;

e) 放电信息 struct OUT_ELETRIC_M

typedef struct//放电信息,当机房放电时,生成一个guid,并记录时间

{

CHARid[DATETIME_LEN + 1 + IP_BUFSIZE + 1]; //放电记录id,放电时间+ ip

CHARstate; //放电状态,Y放电记录,N没有放电记录

CHARWarnTime[20]; //放电开始时间

}OUT_ELETRIC_M;

七．技术点

1. IOCP介绍

异步完成端口，IOCP主线程，打开多个工作者线程，处理业务工作。IOCP监听端口，当有读写时，自动将该socket交给某一个工作者线程，监听立即返回。处理工作由工作者线程处理。

IOCP主线程：

IOCP工作者线程：LPOVERLAPPED结构详解：GetQueuedCompletionStatus函数说明：

2. 线程锁

临界区概念：全局有多个变量时，对有多个线程访问的变量，每一个使用该变量的线程，都要做进入临界区，退出临界区的操作。当访问只有线程自己使用的全局变量时，不需要做进入临界区退出临界区的操作。

3. Windows消息循环

SendMessage与PostMessage的区别。程序中根据情况灵活选择。