地下水资源监测系统实施方案配置设计.docx

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1、地下水资源监测系统实施方案配置设计实施方案的总体构架地下水水资源监测信息系统包括以下部分：信息采集传输系统、计算机网络系统和监控中心。其中：信息采集传输系统，包括监测点、GSM/GPRS网络、中心站数据接收机等信息采集与传输部分，采集的信息包括水位等水资源信息及PH值、水温、电导率、TDSs溶解氧等水质信息以及信道质量、蓄电池电压等工情信息。信息传输包括通信方式选择、路由组织和信息质量控制等内容。计算机网络系统，包括局域网和广域网，涉及监控中心、相关业务部门的计算机网络互联，实现信息共享。监控中心，包括支撑系统运行的硬件、软件环境，是系统监控信息的最终汇集、数据交换共享、辅助决策和指挥调度的中

2、心。以及支撑系统运行的平台。信息资源规划和数据库设计1.1.1地下水资源监测系统的通信组网设计D各类监测点数据的传输路径、入网节点、网络路由地下水信息中心通过路由器接入Internet,并在Internet上具有固定IP地址，数据接收工作站接收数据的TCP/UDP端口映射到路由器的某个固定端口上。各监测点配置的GSM/GPRS通信设备通过GPRS网络接入Internct,与该路由器端口建立连接，与数据接收工作站进行数据通信，自动上传数据并接收召测命令。数据接收工作站负责监测站点的认证和连接链路的维持。此方式为监测站点与中心站之间通信的主信道。地下水水资源企业信息中心的数据接收工作站同时连接一部

3、GSM通信设备，当Internet连接出现问题时可临时以SMS短信方式直接与监测站点进行通信。各监测站在通过GPRS网络与中心站通信失败时会自动转入SMS方式工作，并自动定期检测尝试主信道的恢复情况。2)系统中心站的通信网关的配置路由器主要性能指标：(1)、处理器：RISC新一代处理器(400MHz)；(2)、转发性能：180Kpps;(3)、固定以太网路由端口：2个百兆接口；(4)、固定以太网交换端口：8个百兆以太网接口；(5)、模块插槽：2个SlC插槽；(6)、ESM插槽：1；(7)USB：1；(8)、AUX：1；(9)配置口：1；(IO)、硬件加密：支持；(11)、内存(缺省/最大)：2

4、56M384M(SDRAM)；(12)、CF:256M/1G；(13)、最大功耗：54W；(14)、电源(AC)：输入额定范围：IoO240V5060Hz;(15)、环境温度：040C;(16)、环境相对湿度：5-90%(不结露)。交换机主要性能指标：(1)固定端口：24个10100BaseTX自适应端口；2个COmbo口；(2)管理端口：1个COnSOIe口;(3)交换容量：所有端口支持线速转发5.20Gbit/S；(4)包转发率：3.72Mpps;(5) VLAN；最多支持4K个符合IEEE802.IQ标准的VLAN；支持基于端口的vlan；(6) VLAN接口：支持一个VLAN虚接口；(

5、7) GVRP：支持；(8)广播风暴抑制：支持基于端口带宽百分比的广播风暴抑制；(9) ffi:IGMPvlv2v3Snooping；MVR；256个二层组播表项；(IO)端口汇聚：支持LACP；支持手动端口汇聚；支持最多三个聚合组；每个聚合组支持8个端口；(Il)MAC地址表：支持地址自学习；符合IEEE802.1D标准；最多支持8K个MAC地址；支持IK个静态MAC地址；支持添加动态/静态单播MAC地址、多播MAC地址和黑洞MAC地址；(12)管理：支持命令行接口(CLI)配置；支持TeInet远程配置;支持通过COnSOIe口配置；支持SNMP(SimpleNetworkManageme

6、ntProtocol)；支持RMON(RemoteMonitoring)1,2,3,9组MIB；支持H3CQuidView网管系统;支持WEB网管；支持系统日志；支持分级告警；(13)电源:采用交流输入:额定电压范围：IooV240VAC；5060Hz;最大电压范围：90V264VAC；47HZ63Hz；整机最大功耗：14W；工作环境温度：Oc45。GSM/GPRS通信终端，其主要性能指标如下：频段：900/1800MHZ发射功率：2W(GSM900MHzClass4)IW(GSM1800MHzClass1)最高DTE速率：115200bps；工作电压：7.5V-24V；待机功耗：3mA；工作

7、功耗：20mA；数据传输标准：RS-232C；工作温度：-20C55；工作湿度：95%RH(40oC);可靠性：MTBF225000H；支持功能：GPRS,短信双向收发且最大长度70个汉字或160个ASCII字符掉电工作模式可控电源开关射频模块监测电路自动复位看门狗和应用层的双层外部复位RS232C串口控制信号复位3)系统通信组网拓扑图网络结构拓扑图；SM ；PRS地下水采集 监测点地下水采集 监测点GSM/GPRS通信网络；SX1 .PHS工作 站1.1.2地下水资源监测系统数据库的配置设计系统数据库包括实时数据库、基础数据库、模型库、方法库和知识库。实时数据库、基础数据库、模型库的设计应符

8、合“统一规划、统一标准、统一设计、数据共享”原则。1.1.2.1数据库的物理与逻辑结构D系统数据库的物理结构如下图所示:数据库安全机1 iCOMOCOM处依据屋（含历史数据）处数据库（含历史数据）O)MZDeOM,., 流程管理COMHXX)M i;客户层中间层中间件（业务规则、数据访问、合法性校验等）U切范标准水贵源池应用神；注情管理系B.层中心规范数据库1）系统数据库的逻辑结构系统数据库的逻辑结构是在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”，也叫组件层。这里所说的三层体系，不是指物理上的三层，不是简单地放置三台机器就是三层体系结构，也不仅仅有B/S应用才是三层体系结构，三层是指逻辑上的三层，

9、即使这三个层放置到一台机器上。三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。开发人员可以将应用的商业逻辑放在中间层应用服务器上，把应用的业务逻辑与用户界面分开。在保证客户端功能的前提下，为用户提供一个简洁的界面。这意味着如果需要修改应用程序代码，只需要对中间层应用服务器进行修改，而不用修改成千上万的客户端应用程序，从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发，简化了应用系统的开发、更新和升级工作。通常情况下，客户端不直接与数据库交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交互。这样的好处主要有：由于数据访问是通过

10、中间层进行的，因此客户端不再与数据库直接建立数据连接。也就是说，建立在数据库服务器上的连接数量将大大减少。例如一个500个客户端的应用系统，500个客户端分别与中间层服务器建立DCOM连接，而DCOM通讯所占用的系统资源极为有限，并且是动态建立与释放连接，因此客户端数量将不再受到限制。同时，中间层与数据库服务器之间的数据连接通过“连接池”进行连接数量的控制，动态分配与释放数据连接，因此数据连接的数量将远远小于客户端数量。 可维护性得以提高。因为业务规则、合法性校验存在于中间层，因此当业务规则发生改变时，只需更改中间层服务器上的某个组件（如某个DLL文件），而客户端应用程序不需做任何处理，有些时

11、候，甚至不必修改中间层组件，只需要修改数据库中的某个存储过程就可以了。 良好可重用性。同样；如果需要开发B/S应用，则不必要重新进行数据访问、业务规则等的开发，可以直接在WEB服务器端调用现有的中间层（如可以采用基于IIS的WebClass开发，或直接编写ASP代码）. 事务处理更灵活，可在数据库端、组件层、MTS（或COM+）管理器中进行事务处理。系统三个逻辑层：即客户层、中间层以及数据库层的组成：（1）客户层：客户层用于用户与系统的交互，为用户提供访问中间层服务的接口。用户通过客户层使用HTTPS0AP（简单对象访问协议）访问数据中心服务器以获取业务数据或执行这些服务提供的业务逻辑。客户层

12、的实现应有着简洁友好的人机界面。用户可以是Web浏览器用户、传统WindoWS客户端用户。但是从系统的可维护性等方面考虑；一般使用的Web浏览器为客户端。这样可以方便系统的维护和部署。(2)中间层：中间层由服务接受和反馈中、服务组件管理中心、服务组件库、模型库和数据库连接池等部分组成，负责处理系统的主要功能和业务逻辑，水利数据应用服务平台利用服务组件在中间层进行事务逻辑服务，并为表现层提供访问这些业务逻辑的接口，从而隔离了用户对数据库的直接访问，保护了数据库安全。(3)数据库层：数据库层由数据库系统组成，用于存储各类水利基础数据。数据库采用关系型数据库。系统可以支持各种主流的关系型数据库系统，

13、包括SQLServer7.0以上版本的数据库。图中数据访问中间件的客户端可以是BroWSer等类型的“瘦”客户端；也可是JaVa应用程序这种“胖”客户端，客户端的查询请求通过Web服务器转发给中间件，中间件负责具体的业务逻辑处理和数据访问，再根据查询的结果生成表示层的数据，由Web服务器返回给客户端。数据库服务层：系统所应用的数据库管理系统均为关系数据库系统RDBMS,由RDBMS提供原始数据的存储和管理服务，并处理来自于应用服务器的数据请求和访问，能够将数据处理结果通过数据库的JDBC接口返回给应用服务器。数据访问中间件层：与J2EE(Java2Platform,EnterpriseEdit

14、ion)架构Web应用中传统的层次相对应，数据访问中间件包括业务逻辑部分，所以从层次上说就涵盖了J2EE层次结构中的持久层和业务逻辑层。中间件逻辑上分为两层，多数据源数据访问层和业务逻辑层。Web服务器中的表示层把用户的查询请求，包括查询所需要的参数，转交给下层的业务逻辑层。逻辑层根据预先定义好的业务规则，进行逻辑处理，当需要访问数据时，通过底下的多数据源访问层提供的访问API,由多数据源访问层执行最终的数据访问。这样，业务逻辑层实际上并没有真正地执行底层的数据访问操作，它只是通过中间层提供的访问接口实现间接访问。这种方式，可以保证业务逻辑层和数据持久层之间最小的耦合，当数据库Schema发生

15、变化时，逻辑层的代码不必改变。多数据源处理层主要完成处理底层的数据访问和通讯功能，为上层的业务逻辑层提供数据服务。因为很多数据库系统针对只读查询做了特别的优化，而水利信息系统数据访问中数据查询远远多于数据更新，可以将查询功能和更新功能分成不同的服务组件，以便优化系统查询操作的性能。由于采用了0/RMapping技术，关系数据库中的数据集可以自动被映射为对象，系统为了优化性能，利用对象缓存技术，缓存用户公共的业务逻辑查询结果，提高访问的性能。数据检索时首先在内存中的对象缓存中查找，当查询没有命中时，才执行SQL语句，到数据库中查询。然后通过一定的策略维护这个查询结果缓存集。数据更新服务则由数据更新组件提供。从功能上看，主要分为局部查询、全局查询和更新功能以及相应的服务功能模块，如安全、事务、远程访问以及记录数据源、表、自定义类型、操作信息的元数据库，储存自定义类型、操作的代码库。中间件从地理位置上看，包含为中心站点和远程站点。中心站点运行着数据访问中间件的主要功能部分，包括用户接口；查询和更新组件以及相对应的控制模块，提供最主要数据查询（局部和全局查询）功能和更新功能；远程站点主要布置为远程数据访问功能的执行组件DAP和相应的控制模块，功能主要