人达智慧路灯控制系统设计方案

系统非功能性设计

1. 模块化结构 

智慧路灯控制系统产品完全采用模块化结构设计，可扩展性强，可根据用户的实际需求和财力、 物力灵活配制，真正做到即插即用，而且操作简便。系统对外可以通过 Web Service 或 Modbus 规约 提供服务与数据。 

2. 实用性、先进性 软件的易用性

用户可以对监控页面进行组态、自定义，达到快速切换，减少操作层次。 在组态功能上，用户可以根据需要添加功能按钮，进行快速跳转，达到每次的操作不超过 3 层操 作。 在编辑功能上，我们还提供了色调的自定义，可自行色调进行更换，保证 UI 的美观，在使用的 过程于不易产生视觉疲劳。 可采用 B/S 架构，将业务处理放在服务器，显示放在客户端，有别于传统的 SCADA，做到用户不 需要额外安装软件，即可以通过浏览器进行现场的实时监测。 

3. 响应性、先进性 

使用一个系统，操作的流畅性是至关重要的，在这一方面，我们采取了以下措施进行保证： 

3.1 数据交互方面

我们设计上采用实时内存数据库，以达到数据交互的快速响应，同时减轻磁盘 I/O 压力，有效地提高了系统的刷新响应。 

3.2通信方面

1. 在 WEB 服务与采集服务器之间，采用实时的 Web Socket 通信机制，屏弃过时的 Ajax 机制。 使用 Web Socket 通信，可以做到按需通信、事件快速响应，开销比较小；比传统的 Ajax 轮 询机制，压力可以减少 50%，对于遥信变位、越限事件等响应，不超过 1 秒。

2. 在采集服务与前端采集设备之间，我们根据设备的接口，进行快速轮询；同时在技术上为保 证通信的高效，我们采用高效的 C/C++进行采集服务器的开发。

4.图形展现方面

采用最新的 HTML5 的画布功能，有别于传统的 SVG 绘图，有效减轻图形绘制开 销、并提高绘制效率

5.安全性、可靠性 系统的可靠性方面

对于智慧路灯杆数据采集项目是至关重要的，我们在设计上充分地考虑了这 一个因素。 针对可靠性，我们的设计是在数据仓库端，采用带有 RAID 备份的机制进行数据冗余备份，保证 单个磁盘故障，避免用户的数据丢失，同时系统还能稳定运行。 在采集服务器的设计上，我们加入了缓存技术，保证采集服务器与数据库网络异常的性能下能正 常工作。

6.扩展性、易维护 

为保证系统的扩容要求，采用分布式的设计思路，各个模块独立化。为保证系统在业务层次上的 扩展性，我们在设计上充分使用了面向对象的思想，对系统进行抽象，并根据特征进行总线化设计， 后续的业务需求只需要根据总线接口加入业务处理包，即可完成业务的扩展。同时，系统还提供 Web Services 服务，提供以第三方进行快速开发与整合。

7. 数据库设计 

数据库应该进行统一设计，应至少包括如下内容：

 路灯、计控箱等照明设施的属性资料和空间位置资料； 

 监控系统的实时监控资料； 

 运维管理过程中产生的历史数据资料；

 道路、居民点等地理底图资料。 从逻辑上，本次数据库主要划分为以下几个子库： 

 照明基础地理信息数据子库 

 照明资产属性信息数据子库 

 智慧子系统业务专用数据子库 

 实时和历史数据库 同时，数据库应具备良好的扩展性，一方面为后续的业务系统建设提供基础数据，另一方面可支 持后续的设施扩容和属性细化，并可与市政管理、应急减灾、公共安全等城市其他管理部门进行数据 共享

本系统采用了基于 Hadoop 的 MapReduce 大数据处理模型，系统具备很好的横向硬件扩展能力， 保证了海量异构数据的存储能力，大幅度提高系统的并发处理能力。系统采用了列存储技术，列存储 技术是一种可以按行和列两种方式访问数据的存储模式，用以提高访问数据的效率。列存储结构是一 种以属性 (列) 值顺序存储记录集的数据表存储格式。该存储结构可以按查询需要读取记录中的属性 数据，并支持以列数据为单位的数据压缩机制和查询运算执行方法。由于数据仓库应用中查询所需属 性常常少于数据表全部属性，列存储结构可以有效提高查询处理效率。 

8.应用支撑设计 

应用支撑平台是各项应用系统和服务应用系统的运行支撑环境，是实现用户管理和权限控制、工 作流管理、信息交换的公共服务基础平台。 应用支撑平台的主要任务包括：一是作为系统的软件运行环境，提供基础的公共功能，支持信息 交换、协同工作；二是作为应用管理和数据管理平台，实现统一的用户管理和权限控制，在此基础上， 支持各种具体应用。 其基本功能包括：

9. 统一消息平台 

支持通过多种途径（包括通过计算机、手机、固网的信息终端等）与统一消息平台“相连”，就 可以得到多种信息服务，如短消息、Webservice 接口、即时通讯等。 

10. 统一用户管理平台 

实现对目前平台已知用户类型进行统一管理，并对将来扩充子系统的用户也能进行管理。管理员 能通过用户界面轻松管理用户，组，角色。同时，为了支持系统所有的应用和服务，平台必须能够追 踪的所有用户信息。 

11. 统一授权平台 

为了确保用户安全可靠的访问相应的功能和信息，统一授权平台在用户和用户组之间定义操作权 限，定义用户可以访问哪些数据、哪些应用，并支撑统一认证平台进行用户的单点登录。统一的大数据管理能够确保平台各个系统的数据安全性与可靠性，根据项目的数据量需求，能够 使用 Mysql、Oracle、HBase 等多种数据库作为数据服务支撑平台