软件概要设计说明书.doc

1、1软件概要设计说明书2目 录1 引言 .51.1 编写目的 .51.2 阅读对象 .51.3 术语和缩略语 .52 总体设计 .82.1 架构总体设计思路 .82.1.1 集中化 .92.1.2 高可用性 .92.1.3 实用性 .92.1.4 可用性和高效性 .92.1.5 开放性 .92.1.6 可扩展性 .102.1.7 安全性 .102.1.8 展示形式多样性 .102.1.9 技术最优组合 .102.1.10 整体集成架构 .103 物联网系统整体设计 .113.1 逻辑架构 .113.2 物理架构 .123.3 功能模块设计 .123.4 模板管理主流程设计 .133.5 添加人员

2、流程详细流程图 .133.6 个人设置流程设计 .133.7 添加服务流程设计 .143.8 添加港流程设计 .143.9 添加社区流程设计 .143.10 事件通知流程设计 .153.11 数据库设计 .154 接口设计 .204.1 外部接口设计 .204.2 软件接口 .204.3 内部接口设计 .205 安全性设计 .2035.1 身份认证 .215.2 物理安全 .225.3 系统性能与优化 .226 数据备份 .226.1.1 IOT 性能历史数据留存 .236.1.2 网络设备性能历史数据留存 .236.1.3 整体告警历史数据留存 .237 系统出错处理设计 .237.1 产品

3、问题及疑似产品问题处理 .237.2 因服务产生代理部署问题处理 .2441 引言1.1 编写目的本系统概要设计说明书阐述了物联网项目的背景、目标，以及实施的必要性、紧迫性，对本项目物联网系统整体架构设计方案进行了概要描述。编制本文档的目的在于为物联网项目组成员、天津普讯业务及技术专家论证本项目的架构设计可行性以及审核该项目时提供相关材料。1.2 阅读对象使用者包括参与本项目的管理人员、设计人员、开发人员、测试人员、质量控制人员以及维护人员。1.3 术语和缩略语1.RFID：射频识别技术（Radio Frequency IDentification） ，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技

4、术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。2.WiMax：WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入。WiMAX 也叫 80216 无线城域网或 802.16。WiMAX 是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达 50km。WiMAX 还具有 QoS 保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX 的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的 OFDM/OFDMA、AAS、MIMO 等先进技术，随着技术标准的发展

5、，WiMAX 逐步实现宽带业务的移动化，而 3G 则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高。3.Zigbee：Zigbee 是基于 IEEE802.15.4 标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位心系，也就是说 蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点就是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据率、低成本。主要适5合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。4.NFS：NFS 是 Network File Sy

6、stem 的简写,即网络文件系统。网络文件系统是 FreeBSD 支持的文件系统中的一种，也被称为 NFS. NFS 允许一个系统在网络上与他人共享目录和文件。通过使用 NFS，用户和程序可以像访问本地文件一样访问远端系统上的文件。5.u-Japan：日本和韩国在 2004 年都推出了基于物联网的国家信息化战略，分别称作 u-Japan 和 u-Korea。 “u”代指英文单词“ ubiquitous”，意为“普遍存在的，无所不在的”。该战略是希望催生新一代信息科技革命，实现无所不在的便利社会。6.无线 AP：无线接入点，它是用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。无线 AP 是移动计算

7、机用户进入有线网络的接入点，抓哟用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，典型距离覆盖几十米至上百米，目前主要技术为 802.11 系列。7.CPS-信息物理融合系统：它是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C（Computation、Communication、Control）技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。CPS 实现计算、通信与物理系统的一体化设计，可使系统更加可靠、高效、实时协同。8.DAS-直连式存储：直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的 IO 读写和存储维护管理，数据备份和恢复要求占用服务器主机资源（包括 CPU、系统 IO

8、等） ，数据流需要回流主机再到服务器连接着磁带机（库） ，数据备份通常占用服务器主机资源 20-30%，因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙是进行，以免影响正常业务系统的运行。9.NAS：被定义为一种特殊的专用数据存储服务器，包括存储器件（例如磁盘阵列、CD/DVD 驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和内嵌系列软件，可提供跨平台文件共享功能。NAS 通常在一个LAN 上占有自己的节点，无需应用服务器的干预，允许用户在网络上存储数据，在这种配置中，NAS集中管理和处理网络上的所有数据，将负载从应用或企业服务器上卸载下来，有效降低总拥有成本，保护用户资源。10.SAN：存储

9、区域网络是一种高速网络或子网络，提供在计算机与存储系统之间的数据传输。存储设备是指一张或多张用以存储计算机数据的磁盘设备。一个 SAN 网络由负责网络连接的通信结构、负责组织连接的管理层、存储部件以及计算机系统构成，从而保证数据传输的安全度和力度。11.机器学习（Machine Learning）：是研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断完善自身的性能。它是人工智能的核心，是使计算机具有智能的根本途径，其应用遍及人工智能的各个领域，它主要使用归纳、综合而不是演绎。12.USN（Ubiqutous Sensor Network）：被称为“无所

10、不在的信息社会， ”它有三层含义，首先无所不6在是指任何事物都可以通过传感器标签或传感器节点彼此连接，来自真实世界的任何信息都能够连接到全球网络中被共享；其次各种传感器技术不仅能够提供事物本身的信心，而且能够探测、存储、处理乃至整合各种与事物相关的位置、环境等信息，从而向全球网络提供各种关联信息；最后通过构建一个面向用户的网络，令任何人在任何地区都能够通过该网络获取所需的任何信息。13.智能决策支持系统：它是人工智能（AI）和 DSS 相结合，应用专家系统（ES）技术，使 DSS 能够更充分地应用人类的知识，如关于决策问题的描述性知识，决策过程中的过程性知识，求解问题的推理性知识，通过逻辑推理

11、来帮助解决复杂的决策问题的辅助决策系统。14.智能电网（smart power grids）：就是电网的智能化，也被称为“电网 2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法已经先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、完全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足 21 世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。15.Chipless RFID tag：无芯片射频识别标签是不用半导体微处理器的射频识别标签。有些无芯片射频识别标签

12、使用塑料或传导薄膜代替半导体微处理器，还有些使用可以反射无线电波的特 殊材料，比如有反射功能的纸质纤维。16.Carrier frequency：载体频率，是指无线电发射器或射频识别阅读机的主频率，载体频率经过变化或模式化来传递数据信号。17.Checksum：检验码，施加在射频识别标签微处理器内存数据区的一个数码。在数据传输前后通过检验这个数码以确定标签上所存的数据是否完好无损。周期性冗余检查法是查验检验码的一种方法。18.EAS（electronic article surveillance）：电子商品防盗器，是一种最简单的射频识别系统。它是商店广泛使用的防盗报警系统，它由 1 位标签，框

13、架天线和报警器组成。标签附着在产品上，框架天线固定在商店门口，当顾客携带没有付款的商品经过门口时，门口的天线与标签上的天线形成感应耦合，报警器发出警示信号，顾客付款后，标签要么被取下，要么将上面的电容击毁，要么在计算机数据库中做一个该产品已售出的记录，视具体的系统而定，这样顾客出门是报警器就不会报警。19.嵌入式技术：嵌入式技术是计算机技术的一种应用，该技术主要针对具体的应用特点设计专用的计算机系统嵌入式系统。嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础的，并且软硬件可量身订做，它适合于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专业计算机系统。20.传感器技术：是关于敏感元器件及传感器的设计

14、制造、测试、应用的综合性技术，是构成现代信7息技术和自动化技术的主要支柱之一。随着科学技术的迅猛发展，传感器在品种、性能等方面都有了飞速的发展，应用领域也日趋广泛。传感器技术是当今信息社会中的一门跨学科的边缘性技术学科，它在信息处理系统中占有十分重要的地位，是信息处理系统的三个构成单元（传感器、通信系统、电子计算机）之一，已渗透到了生产、科研和生活的各个领域。21.遥感技术：“遥感”就是遥远的感知，人类通过大量的实 践发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的形式电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的，遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的

15、反射和其反射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。22.EPC 编码：产品电子代码是国际条码组织推出的新一代产品编码体系。原来的产品条码仅是对产品分类的编码，EPC 码是对每个单品都赋予一个全球唯一编码，EPC 编码 96 位（二进制）方式的编码体系。96 位的 EPC 码，可以为 2.68 亿公司赋码，每个公司可以有 1600 万产品分类，每类产品有680 亿的独立产品编码，形象的说可以为地球上的每一粒大米赋一个唯一的编码。2 总体设计2.1 架构总体设计思路当前物联网行业普遍处于烟囱似的发展阶段，各应用系统之间的互联互通存在着很大的困难，基于这样的现状，软件总结了大量的物联

16、网工程实践经验的基础上，针对物联网应用系统对共性支撑技术的迫切需求，创新性的提出了一种具有自主知识产权的针对物联网核心基础设施的物联网开放体系架构。整个架构的理念是在应用层与网络层中间加入平台层，以水平建设代替原有的垂直建设，屏蔽掉底层的物体差异，对上层的应用提供统一形式的接口，使应用在访问不同物体的时候像访问同一个物体一样的方便。架构以基于能力的物体描述为基础建立物体统一标识模型，并且以物联港和标识解析系统为核心，实现物体的接入与管理，服务与传输，标识与解析，搜索与交互。本方案在遵循“咨询为先导，产品为依托，服务为核心”的总体原则来进一步明确项目的建设规划，通过“深入调研、明确需求、统筹规划

17、、分步实施”的指导原则来进行项目的具体建设，保证该系统的建设具有高可靠性、实用性、高效性、开放性、可扩展性，以及技术上的先进性、多样性和安全性。82.1.1 集中化整个物联网系统应遵循集中化建设的原则，完善物联网管理功能，以实现对物联网系统及软硬件平台系统的统一管理，简化业务支撑系统的硬件、软件的多样性，降低系统管理维护的复杂性，从而达到“集中物联网、集中维护、集中管理”的目标，减少系统建设维护成本、节约投资和降低人力成本。做到既集中，又分级的多极集中管理。2.1.2 高可用性物联网系统本身应具有高可用性，通过双机热备、冗余配置、数据备份等多种方式方法保证实现724 小时不间断运行，不能对系统

18、正常运行造成不利影响。物联网平台应具有较强的自我维护能力，能够长时间稳定运行，自身维护要求简单，具有快速恢复功能。2.1.3 实用性物联网系统体系框架的设计将适应系统运维管理体制和人员的实际情况，满足现有的人工物联网的内容要求，所建议的技术方案和提供的产品是成熟的，具备方便的人机界面、易于使用。2.1.4 可用性和高效性物联网系统的部署不应对原有的系统结构、安全策略等方面做较大修改和调整，对原有系统性能影响最小化，不能对生产系统自身的运行造成不良影响，不能干扰系统的正常运行；尽量少的占用消耗原系统的资源、网络资源，被物联网服务器的资源消耗不超过 3%；整个物联网系统的实时性要求较高，包括对系统

19、运行状况、故障性能告警等的实时管理和物联网，更好地提高管理维护水平。2.1.5 开放性物联网系统架构设计应遵循业界标准，并提供开放、灵活的信息交互及管理接口，实现灵活的数据交换功能；提供灵活的部署方式，在客户化、管理策略、事件关联、报警方式、报表生成、信息展示等方面可以按实际需求进行定制，并支持用户的二次开发。92.1.6 可扩展性物联网系统具有较强的扩展性，能够在包括管理范围、管理功能、管理对象数量等方面提供灵活、多样的扩展能力；可以适应生产系统新业务、新技术的要求，适应于系统未来发展的需要，并能与其他基于业界标准的软件进行集成。2.1.7 安全性物联网系统所有的物联网策略、流程、作业调度策

20、略等制定只能由符合权限的管理员制定、发布。操作员根据不同角色的划分可以执行相应的操作，执行过程中涉及的关键系统信息，如 root 口令、数据库口令、关键表记录内容要采取技术手段予以屏蔽，防止外泄。2.1.8 展示形式多样性物联网系统能够对收集的数据进行分析处理，生成技术、管理维护等层面的相关报表、视图等，根据不同级别用户的实际需求，提供灵活、多样的展示形式。2.1.9 技术最优组合物联网系统采用的物联网管理软件选型要体现成熟优先、适度超前的原则，应采用适用需求的优秀软件技术， 。选择产品时应选用市场上已经得到广泛应用并且具有一定先进性的技术，符合信息技术发展趋势，通过人员、流程和技术管理工具的

21、完美配合，实现完全的物联网管理。2.1.10 整体集成架构物联网系统总体应用架构在遵循 SOA 架构原则的同时，还依据天津普讯 IT 总体规划原则进行建设，并通过行内架构评审。整体构架遵循集中化、高可靠性、高效性、开放性、可扩展性和安全性等原则。 103 物联网系统整体设计3.1 逻辑架构图：系统平台逻辑架构图物联网通用体系架构将物体和应用分离，在物体和应用间添加一个中间层，即物联港支撑系统，成为应用的共性支撑。物联港支撑系统对下提供物体接入并进行服务封装，对上提供便捷统一的开发接口支持应用构建。同时采用通用体系架构的物联网系统之间可以实现互联互通互操作，为用户提供通用的物联网应用共性支撑平台，在物联网的体系建设中，起到承上启下的桥梁作用，实现对物体统一描述与接入、统一标识与寻址、统一服务封装与调用。物体描述模型信息传输网络物体接入管理物体服务物联网应用物联港 物体标识与解析