智能监控系统架构设计说明书.docx

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智能监控系统架构设计说明书

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■普通□保密□机密

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智能监控系统

（项目编号:

）

系统架构设计说明书

（V0.1）

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第一章现状与需求分析

一.1.现状描述

一.1.1.项目建设背景

项目的名称：

智能监控系统IntelligentMonitoringSystem（项目编号:

）

项目的委托单位：

自行研发的软件产品，项目的委托单位是本企业。

项目的用户（单位）：

系统目标客户是，电力系统内市县级辅助监控平台的用户。

仅仅面对电力系统内市县级供电公司没有辅助监控平台的用户。

项目的任务提出者：

本企业内部提出需要完成此项目的人员，一般是领导或商务人员；注意项目的任务提出者一般不同于项目的委托单位，前者一般是企业内部的人员。

如果是内部开发项目，则两者的区别在于前者指人，后者指单位。

项目的主要承担部门：

研发中心，考虑到研发任务的紧急性和目前研发人员的配置，也要考虑到项目的分包、外包研发。

可能由商务部门、开发部门、测试部门、集成部门、服务部门等等完成配合工作。

项目建设背景：

目前公司急需一套主站的辅助监控平台软件，完成我们现有的辅助系统分站的信息接入工作。

如果有了一套可以很好的接入现有公司分站系统的主站软件，那么对于我们公司占领更多的分站市场有着巨大的意义。

可能主站系统不能带来利润，那么可以为拿下更多的分站系统而创造更大价值。

软件系统与其他系统的关系：

本系统软件通过开发是规约接入所有其他智能系统，不提供五遥数据的直接采集与控制。

开放式通用规约，不但可以接入现有系统，也同时为接入今后智能设备预留接口。

软件系统与机构的关系：

必须要遵守的电力系统、国际电工协会等等组织的约束和规定

一.1.2.组织机构现状

公司组织机构主要设置为：

总经理、研发中心、商务部、工程部

研发中心组织机构主要设置为：

项目经理、质量主管、配置主管、软件架构师、软件工程师、测试工程师

一.2.业务需求

一.2.1.业务需求描述

项目主要对智能建筑进行智能监控，包括遥测、遥信、遥调、遥控、遥视的五遥实时数据的SCADA系统。

建设以视频监控为核心，集成环境监控、安全预警、火灾报警、消防、照明、给排水以及采暖通风系统，在智能建筑中采用统一技术手段实现智能建筑智能运行管理；视频监控系统与站内自动化系统互动，自动控制现场的摄像机、照明系统、给排水系统、采暖通风系统，并与SF6监测系统、安防系统互联互通。

在电网调度端建设对应主站平台进行远程监视和控制，并与电网调度自动化系统互动，与应急指挥中心互联，在概念上形成统一的信息平台和数据中心。

系统不只是单纯的视频监控，强调与各主辅系统的紧密结合，辅助数据作为智能电网中的重要的数据，主要体现在变被动监控为主动监控、视频数据挖掘、智能视频图像分析、全景数据展示、视频系统与各系统的互动、环境监测数据的采集与分析报警、周界防范与警戒区的划定等，从而降低人力成本，提高电网运行的可靠性，通过智能分析和辅助控制，进行主动性防御，将安全隐患预先排除，为电力系统的安全稳定运行提供支撑和技术保证。

一.2.2.主要建设目标与任务

设定项目目标就是把项目要完成的工作用清晰的语言描述出来，让项目团队每一个成员都有明确的概念。

项目需要完成的目标是，提供一个晚上的辅助监控平台，能够为用户提供较好的交互界面，展示用户关心的信息，下发用户的要求与指令；同时可以对下接入现有的、今后新上的只能设备、系统。

完成系统信息的整理、查询、存储、转化、被访问接口、被修改接口等功能。

项目目标应当符合SMART原则：

SSpecific明确的陈述

MMeasurable可以衡量的结果

AAttainable可以达成的目标

RRealistic合理的，现实的或者说是能和实际工作相结合

TTrackable可以跟踪的

项目目标可以进行纵向的分解。

纵向的分解一般是指按照阶段。

第一阶段目标：

完成基本的四个服务，实施服务、通讯服务、事项服务、历史服务，设计完善的数据库，设计数据库访问代理，人机界面设计，权限管理，数据库编辑，软总线管理，web发布管理。

以上是系统的基本功能必须在第一阶段全部完成。

第二阶段目标：

业务模型配置，系统备份与同步，系统对时模块，主辅模块管理，系统部署管理。

第三阶段目标：

人机界面交互，语音模块处理，运行数据监视，服务界面分离，多机冗余管理。

第四阶段目标：

智能识别和分析，系统故障分析，智能数据处理，人工智能判断，系统运行预判。

列出项目目标中需要完成的程序的名称、所用的编程语言及存储程序的媒体形式。

数据库编辑模块，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件、声音文件、安装软件、安装软件源程序文件等等。

参数配置，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

系统部署，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件、声音文件、安装软件、安装软件源程序文件等等。

人员权限管理，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

软总线管理，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

多机冗余管理，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

通讯过程监视，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

用户界面设计，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

实时数据服务，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

事项数据服务，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

历史数据服务，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

通讯数据服务，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

服务主辅管理，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

运行数据监视，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

系统对时管理，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

语音处理模块，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

人机交互界面，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

数据库访问代理，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

系统的备份与同步，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

WEB数据服务，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

业务模型配置管理，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

视频数据管理，需要交付源程序、数据库对象创建语句、可执行程序、支撑系统的数据库数据、配置文件、第三方模块、界面文件、界面原稿文件等等。

一.2.3.建设系统的基本要求

一.3.现状评价与需求分析

一.3.1.现状评价

目标市场是：

一.3.2.需求综合分析

一.3.2.1.需求边界的界定

需求边界的界定主要是以上任务目标中的模块的范围内，但不限于网络通讯、网络设置、服务器安置、客户端访问地点、客户个性化使用习惯等。

项目需求的边界的界定，其主要功能范围有以下内容：

1、智能设备的维护与管理

2、智能设备数据的采集与发送，确保及时性与准确性

3、数据的语义的解读与翻译

4、数据的分析以及更新相关数据模型为其他模块提供数据信息

5、可以进行历史数据的查询与维护工作

6、人机界面的友好操作

7、提供WebService访问接口，便于客户端访问

8、可以为其他系统提供实时数据、事项数据、历史数据等各类查询操作接口

9、保证系统的健壮性与可靠性

10、人员权限管理

11、语音提示相关告警数据

12、数据的备份与恢复

13、多机冗余同步

一.3.2.2.需求的内在关系

一.3.2.3.需求的可行性分析

需求的可行性分析通过对市场可行性、技术可行性、资源可行性、经济可行性、社会可行性进行了详细的分析。

1、市场可行性分析

2、技术可行性分析

关键项

要求

现有水平

对照分析

原有相关系统可以重复使用的模块；

1、web发布模块，

2、短信平台，

3、规约解析

原有相关系统出现过的问题；一定要总结原先所有相关系统使用的问题，统计记录。

这样如果在原来的系统中已经解决的问题，那么新系统中就会避免再次出现；如果原来的系统没有解决，那么就应该考虑在新系统中解决它。

3、资源可行性分析

4、经济可行性分析

5、社会可行性分析

第二章总体设计

二.1.总体设计思路

系统的总体设计思路是以SCADA模型为基础，与视频模型相结合的思路进行开展的，以实现智能监控系统为目标。

达到研发应用、型号应用、工程应用与用户应用的维护成本逐级降低，后期维护时不同应用的工作量逐级增加，尽量减少顶层的工作量。

二.2.设计原则

1.符合CMM总体设计方案。

2.通过应用系统安全防范、数据库技术、中间件技术、网络安全、安全认证等技术手段，封堵系统安全隐患，保证系统和数据的安全。

3.要坚持高起点、高标准，坚持实用性与先进性相统一的原则。

4.在系统建设中严格遵守相关标准，坚持标准化和一致性的原则。

5.坚持信息复用原则，在有条件的情况下，充分利用公安应用现有信息资源，避免重复建设。

6.要坚持“以需求为导向，以应用为核心，务求实效”的原则。

7.实用性第一，兼顾先进性、可扩展性和兼容性的原则。

8.坚持适用性原则，采用成熟、完善的软件工程管理技术和手段保证系统的可操作性、易用性、扩展性和可管理性。

9.注重现实应用与兼顾长远利益的原则。

10.方便基层、面向实战的原则。

11.保证系统采用技术的成熟性和先进性。

使用业界较为成熟的工程技术手段和先进的系统架构和中间件技术，以保证本系统具有成熟的品质和先进性。

12.结合工作流程实时产生数据的原则优化设计系统来满足全国范围内查证比对、分析的快速响应需求。

13.系统要兼顾未来需求，具有良好的扩充能力以及对外接口。

14.充分考虑建立地方系统的可移植性。

二.3.系统体系结构

系统按照功能划分为两个独立系统：

SACDA（以下简称S系统），VIDEO （以下简称V系统）。

SACDA系统完成整体系统的数据库编辑、参数配置、系统综合部署、人员权限管理、软总线管理、多机冗余管理、通讯过程监视、用户界面设计、实时数据服务、事项数据服务、历史数据服务、通讯数据服务、服务主辅管理、运行数据监视、系统对时管理、语音处理模块、人机交互界面、数据库系统管理、系统备份与同步、WEB数据服务、业务模型配置管理。

2.3.1数据库编辑完成对于所有分站的数据库增加、删除、修改等，对于通讯服务提供通讯的配置（核心业务）

2.3.2参数配置完成每个分站的通讯、品质描述等初始化、运行、状态改变、退出等工作（核心业务）

2.3.3系统部署完成整个系统做为何种方式提供何种服务部署到一个设备上。

2.3.4人员权限管理提供用户分组、用户身份的增加删除修改等，同时对所有服务开放验证的服务。

（核心业务）

2.3.5软总线管理服务提供不同部署在不同设备上相同系统直接的模块间数据交换（核心业务）

2.3.6多机冗余管理利用软总线管理实现多机的信息冗余，实现信息的同步功能。

（核心业务）

2.3.7通讯过程监视完成对于所有分站通讯信息的监视。

（核心业务）

2.3.8用户界面设计完成所有为用户提供界面交互的接口绘制工作任务。

（核心业务）

2.3.9实时数据服务完成所有实时数据的汇总，并同时完成所有模块所要实时数据的接口。

（核心业务）

2.3.10事项数据服务完成所有实时事项的汇总，并同时完成所有模块所要事项数据的接口。

（核心业务）

2.3.11历史数据服务完成所有历史数据的汇总，并同时完成所有模块所要历史数据的接口。

（核心业务）

2.3.12通讯数据服务完成所有通讯数据的汇总，并同时完成所有模块所要通讯数据的接口。

（核心业务）

2.3.13服务主辅管理完成所有服务器直接祝福模块的管理协调工作。

（核心业务）

2.3.14运行数据监视提供所有设备的运行信息的监视功能，并且提供数据的修改接口。

2.3.15系统对时管理管理所有模块间的时间信息，保证交互的时间一致性。

2.3.16语音处理模块提供语音模块功能的预留接入功能。

2.3.17人机交互界面实现C/S模式下为用户提供所有内部服务的信息、用户数据。

2.3.18数据库的系统管理完成所有模块访问数据库的接口操作，任何模块想要读写数据库必须使用此代理模块。

（核心业务）

2.3.19系统的备份与同步功能完成对于所有用户的配置信息的一个备份功能，同时提供所有部署设备的同步功能。

2.3.20WEB数据服务提供所有B/S访问用户的接口。

可以通过四个主服务获取数据对上提供访问。

2.3.21业务模型配置管理可以配置和管理所有的业务模型，例如设备的模型。

二.4.系统与数据库分布

智能监控系统是将各分站系统的数据收集后，统一展示的系统，其中数据包括遥测、遥信、遥调、遥控和遥视的数据。

系统服务器端和数据库部署在独立于分站之外的市县级的独立服务器上，如果部署冗余服务器，则将冗余的系统服务器端和数据库部署在另一台市县级独立服务器上，保证两台服务器的独立性，以达到冗余的功能。

第三章系统设计

1.系统总体架构描述：

序号

模块名称

功能说明

级别

1

软总线管理

完成消息的传递与收发

核心

2

通讯数据服务

完成数据采集与控制

核心

3

实时数据服务

完成实时数据的采集和发送

核心

4

事项数据服务

完成事项数据的采集与发送

核心

5

历史数据服务

完成历史服务数据的收发管理

核心

6

WEB数据服务

完成BS人机界面的交互

核心

7

用户界面设计

完成人机界面的显示设计

重要

8

人机交互界面

完成非BS的人机界面交互

重要

9

数据库编辑

完成数据库的管理

重要

10

人员权限管理

完成权限功能的管理

重要

11

系统部署

完成系统运行的基本部署

重要

12

数据人员交互管理

完成人员和数据交互的接口，提供人员输入数据接口

重要

13

系统的备份与同步

完成系统的备份，多机的数据同步

重要

14

报警处理模块

完成报警的统一管理

一般

15

报表服务管理

完成人机界面显示的报表，饼图，帮图等显示

一般

16

数据挖掘服务管理

完成数据的挖掘处理

一般

17

节能管控服务

完成节能系统的操作与控制工作

一般

18

数据转发管理

完成其他平台的数据转发和任务工作

一般

19

业务模型配置管理

完成业务模块的配置管理

一般

20

系统对时管理

完成系统统一时钟的维护管理

一般

21

服务主辅管理

完成服务模块的统一管理

一般

2.开发里程碑

三.1.核心开发模块

序号

模块名称

功能说明

1

软总线管理

完成消息的传递与收发

2

通讯数据服务

完成数据采集与控制

3

实时数据服务

完成实时数据的采集和发送

4

事项数据服务

完成事项数据的采集与发送

5

历史数据服务

完成历史服务数据的收发管理

6

WEB数据服务

完成BS人机界面的交互

7

用户界面设计

完成人机界面的显示设计

第一个里程碑，完成系统的框架设计。

从RTU到人机界面的数据展示工作。

开发工作量：

每个模块的需求整理大约1周时间，详细设计需要一周时间，代码实现四周时间，单元测试问题整理两周时间。

平均一个模块开发的时间大约在八周时间（还要根据每个开发人员的具体情况会有所调整）。

合计大约10人月的开发工作量。

开发人员需求：

安排三个后台人员开发，大约需要时间为3个月。

三.2.第二个里程碑

8

人机交互界面

完成非BS的人机界面交互（可先不做）

9

数据库编辑

完成数据库的管理

10

人员权限管理

完成权限功能的管理

11

系统部署

完成系统运行的基本部署

12

数据人员交互管理

完成人员和数据交互的接口，提供人员输入数据接口

13

系统的备份与同步

完成系统的备份，多机的数据同步

开发工作量：

合计大约10人月的开发工作量。

开发人员需求：

安排三个后台人员开发，大约需要时间为3个月。

三.3.第三个里程碑

14

报警处理模块

完成报警的统一管理

15

报表服务管理

完成人机界面显示的报表，饼图，帮图等显示

16

数据挖掘服务管理

完成数据的挖掘处理

17

节能管控服务

完成节能系统的操作与控制工作

18

数据转发管理

完成其他平台的数据转发和任务工作

19

业务模型配置管理

完成业务模块的配置管理

20

系统对时管理

完成系统统一时钟的维护管理

21

服务主辅管理

完成服务模块的统一管理

开发工作量：

合计大约15人月的开发工作量。

开发人员需求：

安排三个后台人员开发，大约需要时间为5个月。

三.4.模块

三.4.1.数据库编辑模块

1.功能概述

完成对于所有分站的数据库增加、删除、修改等，对于通讯服务提供通讯的配置。

2.处理过程

根据分站信息进行数据库的增删改，并且添加该分站的通讯配置参数。

3.处理内容

由系统管理员添加所要新增的分站信息，包括通讯配置参数以及分站的数据库。

也可以对分站数据库进行修改和删除功能。

4.功能指标

1）访问控制2）界面指标3）功能实现

三.4.2.参数配置模块

1.功能概述

完成每个分站的通讯、品质描述等初始化、运行、状态改变、退出等工作

2.处理过程

根据数据库编辑模块配置的通讯参数，进行相关分站的初始化工作。

根据指令进行分站的运行、状态改变、退出等工作。

3.处理内容

对分站的通讯、品质描述等的工作指令的执行工作。

4.功能指标

1）访问控制2）界面指标3）功能实现

三.4.3.系统部署模块

1.功能概述

完成整个系统做为何种方式提供何种服务部署到一个设备上。

2.处理过程

以系统部署模块的参数进行部署方式的选择，并执行相关部署工作。

3.处理内容

接受部署方式的参数，并按照对应的部署方法执行相关部署工作。

4.功能指标

1）访问控制2）界面指标3）功能实现

三.4.4.人员权限管理

1.功能概述

提供用户分组、用户身份的增加删除修改等，同时对所有服务开放验证的服务。

2.处理过程

对用户进行分组、用户身份的管理。

为其他模块提供权限校验功能。

3.处理内容

用户的增删改功能，以及用户的分类管理。

根据输入的权限与用户所拥有的权限进行比对，并返回结果。

4.功能指标

1）访问控制2）界面指标3）功能实现4）接口实现

三.4.5.软总线管理模块

1.功能概述

提供部署在不同设备上相同系统模块间的数据交换。

2.处理过程

将部署在不同设备上相同系统进行对应，并定时将数据进行交换。

3.处理内容

将部署在不同设备上的系统进行比较，把相同的系统保存，并定时将系统产生的数据进行交换。

4.功能指标

1）访问控制2）界面指标3）功能实现

三.4.6.多机冗余管理模块

1.功能概述

利用软总线管理实现多机的信息冗余，实现信息的同步功能。

2.处理过程

将软总线上，由一台主服务器负责发送冗余数据，其他服务器接收比对后保存有效地冗余数据

3.处理内容

主服务器将新增的数据通过软总线进行发送，其他服务器接收并进行比对，将比对后不存在的冗余数据进行保存，保证数据的同步性。

4.功能指标

1）访问控制2）界面指标3）功能实现

三.4.7.通讯过程监视模块

1.功能概述

完成对于所有分站通讯信息的监视。

2.处理过程

通过数据库配置模块中的分站信息尽心轮询访问监视，并实时报告通讯监视结果。

3.处理内容

将所有配置模块中的分站信息进行汇总，然后对所有的分站连接以及通讯状态与过程进行监视，并提供汇总后的结果。

4.功能指标

1）访问控制2）界面指标3）功能实现

三.4.8.用户界面设计模块

1.功能概述

完成所有为用户提供界面交互的接口绘制工作任务。

2.处理过程

根据用户选择的图形或者图元，以及所要放置的位置，相关图形图元的属性和显示内容，进行组合并保存相关内容。

3.处理内容

将选择的图形图元的信息进行保存，包括大小、位置、属性、显示内容等，生成相应的用户界面。

4.功能指标

1）访问控制2）界面指标3）功能实现

三.4.9.实时数据服务模块

1.功能概述

完成所有实时数据的汇总，并同时完成所有模块所要实时数据的接口。

2.处理过程

根据数据库配置模块中的智能检测设备与一次设备进行映射，建立相应的模型并初始化相关数据。

将通讯服务中的数据进行汇总，并修改填充对应模型中的数据。