劉孫俊 何雨欣 呂磊 張明

【摘要】 隨著電力信息化建設的不斷進行，電網業(yè)務需求的擴展，信息設備類型不斷增加，現(xiàn)有信息設備狀態(tài)監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)需要獲取的設備指標也在不停的變化，一旦有采集設備、指標的變更，都需要信息設備運行維護人員手工進行配置，工作量大，響應時間長。本文研究的信息設備狀態(tài)集中監(jiān)控平臺針對電力公司信息通信設備狀態(tài)集中監(jiān)控的需求，詳細闡述了數(shù)據采集、消息發(fā)送、系統(tǒng)管理和用戶管理等功能模塊的設計與實現(xiàn)，具備狀態(tài)數(shù)據的高度集成和統(tǒng)一定制分發(fā)，以及面向服務的可擴展性是系統(tǒng)的特色。

【關鍵字】 狀態(tài)數(shù)據 信息設備 集中監(jiān)控

一、研究背景

計算機網絡從硬件上看實際上就是一個個服務器的網絡化連接，而服務器的應用離不開機房。機房是信息系統(tǒng)正常運行的硬件基礎，機房的正常運行決定了信息系統(tǒng)的正常運行，需要在長期運維的過程中對這些參數(shù)做長期地監(jiān)控、管理，從而才能保障機房的穩(wěn)定、高可用性[1]。

隨著電力信息化建設的不斷進行，電網業(yè)務需求的擴展，信息設備類型不斷增加，各監(jiān)控業(yè)務系統(tǒng)需要獲取的設備指標也在不停的變化，一旦有采集設備、指標的變更，都需要信息設備運行維護人員手工進行配置，工作量大，響應時間長。為改變這一現(xiàn)狀，降低重復性工作，提高工作效率，更好的保障眾多信息設備及各信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，亟需開發(fā)統(tǒng)一的信息設備狀態(tài)集中監(jiān)控平臺，為各監(jiān)控系統(tǒng)提供靈活、穩(wěn)定的數(shù)據支撐。

二、研究意義

眉山市電力公司承擔著眉山市所有電力設備的建設、維修和維護工作，而電力作為國民經濟中的基礎環(huán)節(jié)，對企業(yè)和人民的生產生活都有著極為重要的意義。只有信息通信網絡的核心機房的正常運行，才能保證其信息網絡的正常運行，就是保證電力公司的日常業(yè)務的正常進行。

現(xiàn)在的機房中已有各種監(jiān)控管理系統(tǒng)，它們都具有獨立的狀態(tài)數(shù)據采集系統(tǒng)，因此存在著數(shù)量眾多的重復環(huán)節(jié)。而且各種信息設備的運行狀態(tài)數(shù)據隨著機房設備的類型和數(shù)量的變化而變化，每次每種的變化都會導致采集系統(tǒng)的重新配置和安裝，這些工作將會浪費大量的人力物力。針對這種情況，將數(shù)據采集環(huán)節(jié)統(tǒng)一集中，采取一套系統(tǒng)解決數(shù)據的底層采集問題就成為一個非常有效的處理思路。機房統(tǒng)一監(jiān)控平臺就是根據這一思路而建立。隨著系統(tǒng)的投入運營，必將節(jié)省機房的維護成本，簡化設備管理，從而提高整個信息系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

三、國內外發(fā)展現(xiàn)狀

設備監(jiān)控已經發(fā)展了多年。在網絡通信領域，SNMP協(xié)議作為統(tǒng)一的監(jiān)控接口已經得到了廣泛應用。各種路由器、服務器和交換機等，都具有符合此協(xié)議的管理接口。而對于信息通信網絡的管理軟件，市場上已經有眾多的網絡公司推出了相應的網絡管理軟硬件產品。HP公司開發(fā)的OPENVIEW，軟件功能非常全面，包括系統(tǒng)資源和資產管理，故障和事件管理，數(shù)據庫管理，互聯(lián)網業(yè)務管理，性能管理，應用管理，網絡結構管理，PC機桌面管理，存儲管理，安全管理，用戶賬號管理，軟件分發(fā)管理等[3]。

四、系統(tǒng)概述

信息設備狀態(tài)集中監(jiān)控平臺是針對大型運營機房中各種集中式的網絡設備、服務器、環(huán)控設備的運行狀態(tài)進行采集，建立狀態(tài)共享數(shù)據庫，并通過接口完成工況數(shù)據的訂閱和分發(fā)，為其他應用系統(tǒng)提供工況數(shù)據

信息設備狀態(tài)集中監(jiān)控平臺狀態(tài)共享接口是利用高效的可靠的傳遞機制進行平臺無關的數(shù)據傳輸，并基于數(shù)據通信來進行分布式系統(tǒng)的集成[4]。系統(tǒng)基于消息存儲轉發(fā)機制在應用程序間傳遞數(shù)據。信息設備狀態(tài)集中監(jiān)控平臺提供了狀態(tài)信息的消息來源，客戶端應用程序開發(fā)人員無需了解遠程過程調用（PRC）和網絡/通信協(xié)議的細節(jié)。

4.1 系統(tǒng)邏輯架構

系統(tǒng)采用典型的JMS以及CORBA[5]規(guī)范：為客戶端廠家提供豐富且便捷的調用API，為客戶端廠家實時準確的提供生產環(huán)境中各設備的詳細數(shù)據，保障所有數(shù)據的準確性和一致性。

信息設備工況采集接口支持系統(tǒng)框架采用了JMS、XML、CORBA、JDBC、RMI、ORM Mapping等成熟可靠的 JAVA技術為基礎，按照系統(tǒng)的功能劃分模塊和層次，既符合信息設備工況采集接口業(yè)務的要求，同時保證在軟件功能方面是易實現(xiàn)、易維護、易擴充的。信息設備工況采集接口架構如圖1所示。

4.2 系統(tǒng)總體架構設計

系統(tǒng)將采用Struts2+Spring3+Mybatis完成系統(tǒng)的基礎架構；所有JMS消息機制采用ActiveMQ 5.9技術；所有第三方接口采用Restful風格的Web Serivce技術（WINK）。系統(tǒng)使用J2EE的三（多）層體系結構技術實現(xiàn)，采用B/S三層結構構建系統(tǒng)。前臺主要使用jquery EasyUI進行布局展示，使用jQuery AJAX請求后臺數(shù)據。通過URL控制權限，后臺采用接口形式返回數(shù)據，數(shù)據格式采用JSON方式。

4.3 系統(tǒng)拓撲結構

系統(tǒng)采用B/S模式分布式三層模塊化結構，軟件及硬件的安裝與維護集中于監(jiān)控服務器端，實現(xiàn)了零客戶機管理，易于實施和維護，降低了系統(tǒng)的總擁有成本。三層結構將主要業(yè)務邏輯的實現(xiàn)放在服務器端，主要在應用服務器中實現(xiàn)，而客戶端使用瀏覽器，顯示相應的頁面即可。當業(yè)務邏輯發(fā)生改變或需要增減時，只需對運行于應用服務器的服務器端程序作出調整即可。甚至在大業(yè)務量時，擴展應用服務器規(guī)模也非常容易，從而提高了系統(tǒng)的伸縮性。系統(tǒng)的部署拓撲圖如圖2所示。

五、系統(tǒng)模塊劃分

根據系統(tǒng)的需求分析，本系統(tǒng)劃分為三個系統(tǒng)十一個子模塊，如圖3所示。

其中，狀態(tài)采集模塊包括了上文提到的數(shù)據采集功能和數(shù)據融合功能，而狀態(tài)管理模塊負責數(shù)據處理功能，狀態(tài)分發(fā)模塊完成狀態(tài)分發(fā)功能。

5.1 狀態(tài)采集模塊

該模塊負責數(shù)據的采集、融合和歸檔工作。該模塊定時取得設備硬件傳感器傳來的狀態(tài)數(shù)據，然后對這些數(shù)據進行有效性判別，如果屬于有效數(shù)據，即將其存入狀態(tài)信息數(shù)據庫。但這些數(shù)據并不是最終數(shù)據，對于一些重復的數(shù)據要進行融合處理，然后再次存入狀態(tài)信息數(shù)據庫和Redis Key/ Value數(shù)據庫。如果數(shù)據屬于無效數(shù)據，要進行數(shù)據異常處理，即記錄異常，并在異常達到設置閾值時以高優(yōu)先級的消息通知用戶。

5.2狀態(tài)監(jiān)控模塊

系統(tǒng)的上層和其他第三方系統(tǒng)獲取數(shù)據時，都是通過狀態(tài)采集模塊獲取的。本模塊完成的功能就是實現(xiàn)設備指標閾值設置、設備狀態(tài)分析、設備狀態(tài)列表、設備指標狀態(tài)通知、查詢設備指標歷史狀態(tài)情況等功能。

5.3 狀態(tài)發(fā)送模塊

消息發(fā)送模塊實現(xiàn)對消息的發(fā)送，通過訂閱方訂閱的指標和設備、將及時采集到設備工況信息通過消息隊列中間件發(fā)送到消息管道中，然后通過消息隊列的機制將消息發(fā)送給訂閱者，并且可以根據實際情況對消息進行條件過濾?？筛鶕l(fā)送的優(yōu)先級別，對時效高的消息優(yōu)先發(fā)送。

5.4 系統(tǒng)管理模塊

實現(xiàn)了用戶管理、角色管理、菜單管理、日志管理、權限管理，完成系統(tǒng)內各種基礎數(shù)據包括設備資料。后臺建設的主要工作是維護系統(tǒng)成員的管理、系統(tǒng)基礎數(shù)據的維護、日志的記錄、異常的處理等功能的實現(xiàn)。系統(tǒng)初始化后需要對系統(tǒng)進行維護，而系統(tǒng)管理就是對系統(tǒng)的維護，可以查詢系統(tǒng)的用戶、用戶所屬角色、用戶角色關聯(lián)的權限、系統(tǒng)所有人員的操作日志、系統(tǒng)數(shù)據的備份和設備信息的維護。

六、結束語

該系統(tǒng)采用基于J2EE標準的B/S模式[7]的開放體系結構，使用JavaEE應用架構技術，按照規(guī)程和標準化處理實時狀態(tài)數(shù)據。采取不同信息設備的實時運行狀態(tài)數(shù)據快速獲取、快速集中、自動化的質量控制措施，確保數(shù)據的正確性和有效性。通過設備狀態(tài)監(jiān)控模塊，及時發(fā)現(xiàn)設備運行故障，并通過消息通知系統(tǒng)管理人員。通過研發(fā)標準接口，為信息設備監(jiān)控模、信息設備狀態(tài)檢修系統(tǒng)及其他需要信息設備工況數(shù)據的第三方系統(tǒng)提供信息設備實時運行數(shù)據采集、設備指標訂閱、分發(fā)等功能，考慮了以后適應業(yè)務范圍的擴大和采集更多工況數(shù)據的需要，為今后系統(tǒng)擴展打下良好的基礎。

[1]孫蘭.電子信息系統(tǒng)機房運行維護環(huán)境檢測及評價方法研究[D].天津.天津大學，2012.5.

[2]徐鵬.大型設備監(jiān)控系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)[D].上海.上海交通大學.2009.6

[3]沈晨.網絡設備監(jiān)控與管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].西安.西安電子科技大學.2012.2

[4]張舒怡，嚴超，朱玉，邵培南.消息中間件的集群技術[J].計算機工程.2003.1

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[6]肖宗水.鏈路層網絡拓撲發(fā)現(xiàn)及其 Web 表現(xiàn)方法[J].計算機應用.2004，24（7）：80-81。

[7]任衛(wèi)東，趙燕君.基于B/S+C/S架構的電源監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設計[J]. 電源技術. 2012（01）