信息采集系统设计说明书_信息采集系统设计
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信息采集系统概要设计
整体网络拓扑
信息采集系统的总体网络拓扑如下图所示：
工程师站服务器公网采集站1采集站2...网络结构说明
设备与采集站属于厂区内的同一个私有网络。
采集站/工程师站与公网直连，或者通过路由器间接地与公网连接。
终端状态管理
工程师站可以看到采集站的在线状态。选择采集站后，可以看到采集站下各个终端的在线状态。如果网络连接正常，所有采集站和终端都应该是在线的状态。采集站和终端注册
为了显示采集站和终端的在线状态，用户需要在工程师站上注册所有的采集站以及采集站下的终端信息。
用户在注册采集站时，需要填写采集站的标识符，该标识符不可重复，目的是让用户区分不同的采集站，且该标识符需要在采集站和工程师站上保持一致。
用户注册完采集站后，就可以在该采集站下添加终端信息。添加终端时需要填写终端的标识符和描述信息。其中，唯一标识符应当是终端内部可以取到的，可以区分同一个采集站下的不同终端；描述信息的目的是帮助用户区分不同的终端。
采集站和终端信息注册完成后，需要上传到服务器。当其他工程师站连接上服务器时，可以读取到这些信息，无需重复注册。
数据采集过程
本系统采集的数据有三种类型，分别是组态数据，运行数据和故障报警。其中，故障报警又分为实时故障和历史故障。下面分别阐述这三种类型数据的采集过程。
组态数据
每个终端都有一份组态数据，用户可以在终端上直接修改该组态。工程师站可以实时查看终端的最新组态信息，也可以修改并下发该组态信息。
查看终端组态
工程师站可以查询某个终端的最新组态。查询的详细过程如下：
1.2.3.4.5.6.工程师站发送查询命令给服务器
服务器从查询命令中解析出目的采集站，并将查询命令发送给采集站 采集站收到查询命令后向指定终端查询最新组态数据 终端回复最新组态数据
采集站将得到的组态数据回复给服务器
服务器将组态数据回复给发起查询的工程师站
数据流如下所示：
1.工程师站发送组态查询命令6.返回最新组态服务器工程师站2.服务器转发组态查询5.采集站返回最新组态采集站4.终端返回最新组态3.采集站向终端查询最新组态终端
修改终端组态
工程查询到终端的最新组态后，可以修改某些参数，然后将修改好的组态下发到终端设备。查询的详细过程如下：
1.工程师站发送写组态的消息给服务器，消息中需要包含组态和终端标识，可以有多个终端，这些终端的组态将更新为同一份组态。注意，多个终端必须属于同一个厂区，即由同一个采集站管理。
2.服务器从写组态消息中解析出目的采集站，并将写组态消息转发给采集站。3.采集站收到写组态的消息后，将组态下发给指定终端。4.终端回复组态更新结果给采集站。5.采集站将更新结果回复给服务器
6.服务器将组态更新结果转发给工程师站 数据流如下所示：
1.发送写组态消息6.返回组态更新结果服务器工程师站2.服务器转发写组态消息5.采集站返回写组态结果采集站3.采集站向终端写组态4.终端返回组态更新结果终端
运行数据
工程师站可以查询指定终端的当前运行数据，以了解终端的运行状态。查询过程与组态查询过程类似，此处不再赘述。
故障数据
终端运行过程中，如果发生故障，则需要将故障信息发送给采集站。采集站收到故障数据后，需要将此数据保存到本地数据库中。如果采集站此时能连接上服务器，则需要将故障信息发送给服务器。服务器接收到此故障报警后，需要将此故障报警推送给当前在线的工程师站。如果没有工程师站在线，则丢弃此条报警。
从上面的描述可知，工程师站被动接收到的故障报警都是实时故障报警。工程师站也可以通过历史报警功能查询历史报警信息。
实时故障
实时故障由终端主动上报给在线的工程师站，故障上报流程如下： 1.终端检测到故障，上报故障给采集站
2.采集站收到故障后，将故障信息发送给服务器
3.服务器查看是否有在线的工程师站，如果有，则将故障信息推送给工程师站，如果没有在线的工程师站，则丢弃该条故障报警。数据流如下图所示：
3.服务器推送故障报警服务器工程师站2.采集站上报该条故障报警采集站1.上报故障信息给采集站终端
历史故障
用户可以通过工程师站查询终端的历史故障信息，以了解终端的历史运行状态。历史故障查询时需要指定采集站和查询的时间范围，查询得到的结果为指定采集站下所有终端的某一时间段内的历史报警。
历史故障查询的详细过程如下：
1.工程师站向服务器发起历史故障查询，查询消息中包含了待查询的采集站和查询时间段。
2.服务器将查询消息转发到指定的采集站。
3.采集站根据查询消息中的时间范围查询本地数据库，采集站将查询到的结果返回给服务器
4.服务器将查询到的历史故障转发给发起查询的工程师站 数据流如下图所示：
2.将查询命令转发给采集站1.发起历史故障查询工程师站服务器3.服务器转发查询结果3.采集站返回查询结果采集站 各组件功能设计
工程师站
操作界面
需要展示的信息有：
1.已注册的采集站和终端的在线状态 2.终端的组态数据、运行数据和故障数据 需要编辑的数据有：
1.采集站和终端的注册信息 2.终端的组态数据
历史故障查询时需要指定时间范围，时间范围太长有可能会导致网络响应缓慢。
信息读写和接收
用户可以通过工程师站主动查询指定设备的各类数据，包括组态数据、运行数据和历史故障。可主动查询的信息有：
1.2.3.4.5.各采集站的在线状态
采集站下的终端的在线状态 指定终端的组态数据 指定终端的运行数据 指定采集站下的历史故障
实时故障由于对实时性要求比较高，需要由服务器主动推送给工程师站，工程师站接收到实时故障后，需要给用户提示，用户可以查看工程师站接收到的实时故障的详细信息。终端信息注册和组态修改
用户编辑好后终端和采集站的信息后，通过网络模块将组态保存到服务器上。组态修改完成后，通过网络模块将组态下发到各个终端上。
采集站
采集站标识符
采集站的功能生效之前，需要在界面上输入该采集站的标识符。该标识符需要与工程师站注册采集站时所用的标识符保持一致，这样工程师站才能将该采集站的信息正确的显示出来。
终端状态管理
采集站在启动后，需要根据采集站标识符从服务器上下载该采集站下面所有的终端信息。采集站监测各终端的在线状态，当状态发生变化时，需要将此状态更新到服务器，以便工程师站上可以实时反应出各终端的在线状态。
故障报警
采集站收到终端的故障报警时，需要将此条故障报警保存在本地数据库中，以备后续的历史故障查询。
组态模板
当工程师站向采集站下的某个终端发起过组态查询时，采集站需要将此终端的组态保存到本地数据库中，后续可能需要导出此组态信息，用于其他厂区的组态模板信息。
查询响应
采集站需要响应服务器的查询和下发命令。查询的信息类型有：组态数据、运行数据和历史故障。如果是组态数据和运行数据，采集站需要从终端中取得最新的结果，然后返回。历史故障数据从数据库中根据一定的条件返回。采集站还需要下发组态给终端。采集站与终端之间的交互接口
服务器
查询中转
工程师站查询终端信息时，需要服务器将这些查询指令转发给对应的采集站；采集站将结果返回给服务器时，服务器需要再将结果转发给工程师站。
报警推送
服务器接收到采集站的故障报警时，需要检查当前是否有在线的工程师站，如果有，则需要推送故障报警到工程师站。如果没有，则丢弃此条故障报警。
采集站注册信息管理
工程师站上注册好采集站和终端的信息后，需要保存到服务器中。当其他工程师站开启时，需要从服务器上获取到最新的采集站和终端注册信息。
采集站状态管理
每个厂区的采集站在上线时都要向中转服务器汇报在线状态，并开启保活机制，一段时间后，如果保活失败，则判定采集站的状态为离线。
采集站下的终端在线信息发生变化时，需要将此信息发送给服务器。
网络组件的接口
与工程师站之间的接口
工程师站的UI层通过网络组件来实现数据采集和下发。网络组件主要提供的功能包括终端在线状态管理、组态读写、运行数据查询、历史故障查询和实时故障接收这几个方面，下面是这几类功能的主要接口：
终端在线状态管理
1.增删采集站及终端信息 2.获取所有采集站的在线状态
3.获取指定采集站中所有终端的在线状态
组态读写
1.获取指定终端的组态
2.写入组态，可以指定采集站下的一个或者多个终端
运行数据查询
1.获取指定终端的运行数据
历史故障查询
1.获取指定采集站下的历史故障，查询条件是时间范围
实时故障接收
1.设置故障接收的回调对象（该回调对象有可能被频繁调用，需要确认终端的故障推送间隔时间）
与终端之间的接口
采集站与终端之间的通信有下面四种：
1.2.3.4.采集站向终端读取组态数据 采集站向终端写入组态数据 采集站向终端读取运行数据 终端推送故障报警给采集站
具体的通信协议待定。
