文章编号:1005-4014(2001)03-0201-05 住宅小区网络系统集成的分析与实现路 莹,马立权,蔡士豪,唐晓君(大连轻工业学院自动化工程系,辽宁大连 116034)关键词:网络;系统集成;接口管理器摘要:在介绍网络系统集成方法的基础上,重点讨论了多数据库系统与网络集成系统各自的结构特点。
理论分析与住宅小区集成系统的建设及运行实践证实,采用“自上而下”的设计方法,建设满足全局需求的相对稳定的全局数据库系统(G DBS),并通过接口管理器所控制的子系统与G DBS之间的接口为GDBS提供数据而组建的网络集成系统,对中小型网络集成系统的建设,技术、经济和系统性能等方面都具有较好的可行性。
中图分类号:T P311.133.1 文献标识码:AAnylysis and implementation of integrated managmentsystem for residential areaLU Y ing,MA Li-quan,CAI Shi-hao,TANG Xiao-jun(Dept.of Auto.Eng.,Dalian I nst.of Lig ht Ind.,Dalian116034,China)Key words:netwo rk;system integration;interface managerA bstract:Based on the introduction of netw ork system integration technique,we discuss the structure fea-tures of multi-database system and integ rated netw ork system.Throug h theo retical analy sis and sy stem im-plementation,we find the following desig n approach is feasible in technology,suprior in system perfor-mance,and economic in funds for middle-small netw ork integratoin system:constituting a steady global database sy stem w ith“Top to Dow n”procedure;providing data to the g lobaldatabase system with the in-terface controller betw een it's subsystems and the global database sy stem. 自80年代末以来,许多企业和政府部门内部都建立了大大小小的计算机应用系统,在很大程度上提高了工作效率。
但这些各自独立分散的小系统,不能共享信息资源,大量冗余的数据重复、分散地保存在各个小系统内,无法对大量的数据信息进行准确、全面的统计分析,不能为领导决策提供科学的数据依据,从而影响了整体效益的提高和企业发展。
随着计算机网络的迅猛发展、经济的全球化和社会信息化的深入发展,企业对信息的需求正在与日俱增,渴求将企业内部的分散小系统互联,形成信息共享的集成系统,并进一步与外部联网,形成能真正实现信息高度共享、通信联络通畅、彼此有机协调的网络集成系统。
网络系统集成的关键在于建立起计算机网络系统集成的体系框架,本文以笔者所设计的住宅小区网络集成管理系统为基础,深入地探讨了在多个分散管理数据库系统基础上构造网络集成系统的设计方法与网络集成系统的体系结构,分析了不同体系结构下系统的性能,并展示了一个具体实现的系统。
1 构造网络集成系统的方法与集成系统的结构1.1 构造网络集成系统的方法同其它软件系统的设计方法一样,在多个独立的系统的基础之上构造网络集成系统可采用“自下而上”的设计方法,也可采用“自上而下”的设计方法。
“自下而上”的设计方法是指系统分析与设计的思路从各个独立的小系统开始,在分析各小系第20卷第3期2001年9月 大连轻工业学院学报 Journal of Dalian Institute of Light IndustryVol.20,No.3Sept.2001收稿日期:2001-09-14作者简介:路 莹(1970～),女,讲师.统的数据结构与功能模块的基础之上,构造集成系统的框架。
“自下而上”设计方法示意如图1所示。
图1 自下而上方法示意图“自下而上”的设计方法以它符合人们的从简单到复杂,从局部到全局的认识事物、理解问题的思路而成为大多数设计者的选择。
在理解各个子系统的基础之上,通过对各子系统的并、交等处理,便可方便地构造出集成系统。
由“自下而上”方法所构造的集成系统的数据结构与功能模块结构是受各子系统的结构制约与约束的。
任何一个子系统结构上的任何修改都将引起集成系统结构的修改。
这种修改将会是集成系统全局的改动。
因此,以此方法构造成的集成系统将是难以维护的。
“自上而下”的设计方法是从企业对信息的整体需求出发,构造出集成系统的总体框架。
分析集成系统对各个子系统的要求,分析各子系统对集成系统需求的支持程度,在各个子系统中配备向集成系统传送数据的接口,在接口中完成数据的转换与传送。
“自上而下”的设计方法构成的集成系统示意如图2所示。
图2 自上而下方法示意图“自上而下”的设计方法构造成了相对稳定的集成系统的总体结构,因此,各子系统的修改对总系统的影响不大。
只需对接口作出相应的修改。
这对于随社会变化而修正的企业管理信息系统来说,保持良好的可维护性无疑是一种较好的方案。
1.2 网络集成系统的结构网络集成系统设计需要对集成的各子系统的信息进行有目的的筛选,构造出满足全局需求的的新的信息管理系统,并且该系统能与现有的各子系统相容并存。
实践表明,设计合理的系统结构是系统设计的关键。
1.2.1 多数据库系统在系统集成中可选用的的系统体系结构之一是多数据库系统(MDBS ,Multi DataBase Sy s -tem )。
M DBS 是在已经存在的数据库或文件系统(称为局部数据库:LDB ,Local DataBase )之上为用户提供一个统一存取数据的环境。
M DBS 的体系结构如图3所示。
MDBS 是一种客户/服务器结构,多个MDBS 的客户与M DBS 交互作用,通过M DBS 对多个LDB 进行存取操作。
M DBS 管理所有全局数据库的控制信息,每一个LDB 通过一个驱动器与MDBS 连接。
M DBS 与驱动器之间的通信构成通信子层(CSS ,Communication SubSy stem )。
图3 M DBS 体系结构图从M DBS 的体系结构上可以得到,MDBS 对LDB 没做任何改动,LDB 上原来的应用程序仍可以直接运行于LDB 之上。
MDBS 为用户提供一个虚拟的全局模式,客户的每一次对MDBS 查询实际上是对多个LDB 的查询。
组成MDBS 的每一个LDB 都有自已的数据模式。
相同的信息可能以不同的模式表示,相同的模式也可能表示不同的信息,这就存在多库系统中的异构模式消解问题。
在用户对M DBS 的查询时,实际上是对各LDB 的查询,这就存在多库查询的查询分解,查202 大 连 轻 工 业 学 院 学 报 第20卷询综合及查询的全局优化问题。
同时,多库系统中的事务管理涉及到多个LDB 上的事务管理,如何保持事务的一致性和原子性也是非常困难的。
以上诸多问题虽然有相当的难度,仍有不少的多数据库系统投入使用。
但多数据库系统复杂而巨大的系统设计开销是一般中小系统集成时所难于选用的[1]。
1.2.2 网络集成系统当应用只需将多个分离的数据管理系统中的数据移植到一个全局的数据管理系统中,以备以后读取时,系统集成可以采用将多个分散的LDB 的数据转换和移植到全局数据管理系统之中,供全局用户读取。
以此构造出的网络集成系统结构如图4所示。
系统中的数据接口(DI )将不同于多数据系统中的驱动器,它负责将LDB 中的数据转换并移植到全局数据库系统之中。
系统中的全局数据库系统(GDBS )也不同于MDBS ,它是一个实实在在的数据库系统,而不只是一个虚拟的全局数据模式。
全局用户的查询处理是在全局数据库系统上进行的,因此多数据库系统中的查询分解,查询综合,全局查询优化以及全局事务管理等难于处理的问题都不会在集成系统中出现。
图4 网络集成系统体系结构图2 住宅小区网络集成管理系统2.1 住宅小区网络集成管理系统分析住宅小区是集现代建筑技术、计算机技术、通讯技术、控制技术之大成的产物,为用户提供舒适、安全、便利的人性化居住环境。
但在已建成的智能化小区中,由于小区所处环境及发展商考虑问题的出发点不同,小区往往由各专业系统工程商承建,缺乏对小区智能化全面的规划和设计,使大多数所谓的智能化小区仅仅是各个自动化分系统的简单罗列和堆积,无法形成小区智能一体化集成管理模式,不能充分发挥各智能化系统的作用,管理者使用起来并不轻松。
如果把这些独立的子系统的数据统一管理,各个部分之间就能有机地协调工作,发挥整体效益,达到整体优化之目的。
大连清华园住宅小区现拥有“三表远传系统”、“一卡通系统”、“物业管理系统”三套小区管理系统和视频点播系统(VOD )。
要求通过小区计算机局域网络互连Internet 网,建立清华园小区网站,并最终构成清华园住宅小区网络集成系统。
此系统为小区管理人员提供准确、方便的数据,同时为客户提供必要的信息。
(1)三表远传系统是指水气电远传计量收费管理系统。
主要功能有对采集的计量数据进行管理,用量和费用的计算、统计报表、用户票据的制作等;对计量仪表的检测状态记录、分析,并制成、打印报表等。
(2)一卡通系统的主要功能有门禁控制、停车场管理、室外巡更管理、收费/售饭管理、员工考勤管理。
(3)物业管理系统主要功能有房屋建筑主体的管理、客户管理,房屋设备、设施管理、环境卫生管理、绿化管理、员工管理等。
(4)视频点播系统是由笔者自行开发的系统。
其中的视频节目计帐系统将纳入集成系统之中。
前3个系统的都有自己的FoxPro 数据库,视频节目点播计帐系统有自已的SQ L 数据库。
在分析了上述系统的基础上,确定了系统通过网络从4个子系统中得到所需数据。
将每个子系统中的数据信息进行整合及时汇总到全局数据库系统之中,用户可在全局数据库中获得所需信息。
2.2 住宅小区集成系统方案分析在系统分析过程中,有2种方案可供选择:第1种方案是利用小区现有的“三表远传系统”、“一卡通管理系统”、“物业管理系统”和VOD 计帐系统作为子系统,集成系统建立在4个子系统之上。