水文管理系统技术方案-2016---12.docx
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水文管理系统技术方案
水文管理系统技术方案
南京绛门通讯科技股份有限公司
2016年12月
目录
一. 前言 5
1.1. 建设背景 5
1.2. 设计原则 5
1.3. 需求分析 6
1.3.1. 系统说明 6
1.3.2. 运行环境与开发模式的选择 7
1.3.3. 可行性分析 9
1.3.4. 四大特点 10
二. 解决方案 11
2.1. 总体方案设计 11
2.1.1. 总体功能架构 11
2.1.2. 系统组网图 11
2.1.3. 物理组网图 13
2.1.4. 系统总体构架 13
2.2. 应用层功能需求详细设计 14
2.2.1. 登陆 14
2.2.2. 采集设备管理 15
2.2.3. 监控管理 21
2.2.4. 告警管理 23
2.2.5. 统计分析 25
2.2.6. 系统管理 25
2.3. 基础层功能设计 26
2.3.1. 身份认证 26
2.3.2. 账户管理 27
2.3.3. 权限管理 27
2.3.4. 提醒机制 27
2.3.5. 日志管理 28
三. 关键性技术 28
3.1. 系统技术架构方面的技术路线 28
3.2. Mysql集群部署 30
3.3. Nginx负载均衡 32
3.4. 百度地图接口 33
四. 性能配置 33
4.1. 业务指标 33
4.2. 性能指标 33
五. 软硬件配置清单 34
5.1. 软件方案 34
5.2. 硬件方案 35
六. 项目资金预估 35
七. 项目实际计划 36
一.前言
1.1.建设背景
水文信息化是水利信息化的基础,水文在历年的抗洪减灾工作中,做出了巨大贡献,真正起到了耳目和参谋的作用,对气象、降雨监测、水库及河道实时水文监控能在防汛抗旱、水质管理、洪水预报等领域都起到重要作用。
随着国民经济和社会的不断发展,水文工作越来越得到各级政府高度重视,本系统就是通过计量传感器设备实现在线采集、统计分析出各种监测数据列表、报表以及对比曲线图,实现水文信息化,提高工作效率。
1.2.设计原则
1、基础性和整体性
整个系统的各种软件应符合国际、国家及行业相关标准。
2、技术的先进、实用性
目前技术发展迅速,本系统需要考虑未来的扩展性,在采用的技术方面应体现先进、实用,才能确保本项目建设结束后相当一段时间内技术不落后。
由于此项目是工程建设项目,不是科研项目,所以使用先进技术并不能使用未经验证的、不成熟的技术和概念,而是以先进的、成功的理念为核心的成熟技术的组合。
3、系统的开放性、可扩展性和安全性
开放的结构意味着通信协议的开放和数据与数据结构的开放和共享。
通信协议开放,系统接口透明,便于与其它系统组网,实现系统的集成与资源共享;数据与数据结构的开放,使用户可以很方便地从系统中抽取所需要的各种数据和信息,实现信息交换与共享。
4、规范性
系统设计符合有关国家和行业通用标准、协议和规范,符合国家与部颁标准及行业规范的要求;保证系统运行稳定可靠、数据安全;系统接口规范统一。
5、经济性
能够实现最优的系统性能价格比,充分利用有限的资金,创造巨大的社会效益和经济效益。
1.3.需求分析
1.3.1.系统说明
水文管理系统系统是一个高灵活性、界面化配置数据的应用系统,使用简便、快速统计数据,生成不同类型的图表是它最大的特点之一。
本系统主要功能模块分:
采集设备管理、在线监控管理、告警管理、统计分析、系统管理几大主要模块。
采集设备采集:
通过计量传感器设备实现实时采集,对设备可设置区域和水域等归属,可实时在线刷新设备数据。
在线监控:
根据实时回传的数据情况可在线监控当前计量传感器设备的实时情况和查看当前不同区域水文情况
告警管理:
根据传感器设备所采集的数据通过系统计算之后可对当前水域的情况进行分析,并可计算出当前区域是否符合高清条件,可对水位、水流、汛情、水质等进行告警等
统计分析:
对水文数据从不同角度、区域、时间段产生多角度组合产生报表,并可对报表数据在线生成不同类型图表,并可打印。
系统管理:
系统管理员对整体系统允许情况进行监测和管理,管理员管理用户和用户权限,系统操作日志和系统异常日志等。
1.3.2.运行环境与开发模式的选择
本系统采用基于Web开发的JSP技术。
JSP是一项功能强大的用于构建动态Web应用程序的技术。
它可完全利用Java架构的强大、安全和高效的平台特性。
数据库开发系统采用MySQL5.5数据库。
它是一个快速、多线程、多用户的SQL数据库服务器。
具有强大的数据存储功能并兼有支持客户机/服务器的运行环境、多线程体系结构,支持存储过程、支持触发器和逻辑内存管理和成本低等优点。
1.JSP技术
JSP技术是用成熟、强大、易扩充的Java语言作为脚本语言。
它主要具有以下优势:
l高效性与安全性。
JSP在执行前先被编译成字节码,字节码由Java虚拟机解释执行,比源码解释效率高。
l可维护性。
由于JSP技术是一种开放的、跨平台的结构,因此Web服务器、平台及其他组件能很容易升级或切换,且不会影响JSP基本的应用程序。
l多样化和功能强大的开发工具支持。
Java已经有了许多优秀的开发工具,而且许多可以免费得到,且其中许多已经可以顺利的运行于多种平台之下。
2.MySQL5.5开源数据库
MySQL5.5是Oracle公司推出的数据库管理系统的版本。
MySQL5.5数据库引擎提供完整的XML支持。
MySQL5.5关系数据库引擎支持当今苛刻的数据处理所需的功能。
数据库引擎充分保护数据完整性,同时将管理众多并发修改数据库的用户的开销减到最小。
MySQL5.5分布式查询使得以引用来自不同数据源的数据,同时分布式事务支持充分保护分布式数据更新的完整性。
3.开发模式
本系统最终的水文数据会公开呈现给不同部门的相关用户或者政府领导,因此它需要实现对系统用户的不同管理。
本系统采用B/S体系结构来进行系统的设计。
B/S三层体系结构如图1所示。
图1B/S三层体系结构图
4.开发运行环境
开发运行必备条件如下:
lCUP:
保证系统、数据库和服务器运行流畅,推荐2.0GHz以上。
l软件平台:
MyEclipse10。
l服务器端操作系统:
独立于操作系统的跨平台系统,采用Win7及以上版本,考虑其稳定性。
l数据库:
MySQL。
lWeb服务器:
Tomcat7.0服务器。
l客户端运行环境:
能运行IE9.0以上或Google\Firefox浏览器的操作系统。
1.3.3.可行性分析
1.技术可行性
根据本系统的功能需求,采用JSP技术与开源的MySQL数据库引擎进行开发。
JSP将网页逻辑与网页设计和显示分离,支持可重用的基于组件的设计,使基于Web的应用程序的开发变得迅速和容易。
MySQL作为一种快速的、多线程、多用户和健壮的数据库服务器,根据第三方测试结果,在千万级的数据环境中依然保持较高的执行速度。
因此在技术层面上是完全可行的。
而且SQL是一个非过程化的语言,可用于所有用户的数据库活动模型,包括系统管理员、数据库管理员、应用程序员、决策支持系统人员及许多其他类型的终端用户。
基本的SQL命令只需要很少时间就能学会,最高级的命令在几天内便可掌握。
MySQL功能强大,而且很多信息管理系统都是用MySQL作后台,对本系统的开发是可行的。
本系统数据需考虑数据的高并发和后续数据的扩展性,数据库采用MySQL集群和缓存集群,以保障整体水文管理系统平稳运行。
2.经济可行性
水文在历年的抗洪减灾工作中,做出了巨大贡献,水文工作得到各级政府高度重视,行业管理也在逐步加强,由于各级政府的重视和有关政策的逐步完善,水文投入有较大幅度增加。
但是依靠传统的依靠人工采集水文信息的方式时效性越来越差,成本也不断上升。
本系统通过传感器采集数据,在线实时数据采集,大大减少人工成本并且可对采集的数据及时处理分析,提升了水文信息的及时性,有很高的市场可行性。
1.3.4.四大特点
l界面可视化配置
在线实时采集数据,并可对当前水文情况在线监控,可根据需要自定义切换监控水域或者告警类别。
集成地图接口,可直接在地图上查看不同水域的水文情况。
l及时的告警提示
将汛情或者水文告警信息预置进系统,当采集的数据达到预置数据时则以告警形式通知系统管理员(短信、邮件),并在系统界面以告警标识进行提醒,很好的预防旱讯灾情等。
l集成报表引擎
用户可以选择需要的数据,以饼状图、条形图、线状图等方式生成分析结果,输出的分析报告更加直观、生动。
l灵活性、扩展性
平台具备迭代开发的设计,后期可方便的增减和修改所提供的组件、公式,可支持个性化定制服务。
二.解决方案
2.1.总体方案设计
2.1.1.总体功能架构
总体功能架构
2.1.2.系统组网图
业务系统部分硬件部署如下:
业务系统组网图
·采集端
采集端通过水文采集传感器将水文信息采集之后通过专网接口传输。
·应用服务器
考虑性能,采用双服务器,用于HTTP协议的实现和数据库连接管理。
·数据库服务器
采用Mysql集群形式,保障系统运行的高可用和数据扩展性
·负载均衡服务器
当数据量和并发量非常大时考虑服务器和系统的运行设计单独的负载均衡服务器
2.1.3.物理组网图
物理设备组网图
2.1.4.系统总体构架
本系统主要由6个模块组成:
登录模块、数据采集管理模块、在线监控管理模块、告警管理模块、统计分析、系统管理模块组成。
每个模块下都有此模块对应的功能页面。
系统总体构架
2.2.应用层功能需求详细设计
2.2.1.登陆
l功能概述
后台系统内置超级管理员admin,初次登陆只能用admin,登陆之后可在系统管理再新增其他后台管理员。
l界面
系统登陆界面
A、输入管理员用户名和相应密码
B、点【登陆】进入系统
C、如果登陆密码忘记可点击“忘记密码”通过手机短信等方式找回密码
2.2.2.采集设备管理
(一)水域设置
l功能概述
此处设置各个省市区域的水域,设置水域之后,水域作为设备的一个归属项
l界面
A、设置水域编号和水域名称,编号和名称均是唯一值不可重复,同一河流可设置成多个水域。
例:
无锡境内太湖、宜兴境内太湖等
B、给每个水域设置归属省市和经纬度范围,经纬度范围可为空。
(二)设备设置
l功能概述
此处设置和维护设备传感器相关信息、启用时间、状态、使用到期日等信息。
l界面
A、此处界面展示所有水文采集传感器设备信息,可通过界面查询条件搜索到相应的设备
B、可批量EXCEL导入。
设备编号和设备名称均是唯一标识不可重复
点页面跳转打开设备新增页面:
A、第一次新建的设备,设备编号和设备名称为必填,且唯一不可重复。
B、设备状态未选择状态下,设备状态为“未启用”,点击[设备启用]此按钮置灰,设备状态变更为“使用中”,点击[报废处理]后,设备状态变为“已报废”
C、“已报废”的设备,只能删除,不可再做其他修改和操作。
点操作栏位后的编辑进入设备编辑页面:
A、编辑页面只能变更设备状态,其他信息不可变更
B、点击之后点【保存】
(三)设置投放管理
l功能概述
此功能页面是对水文采集传感器进行投放管理,投放的水域,归属省
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- 水文 管理 系统 技术 方案 2016 12