基于分布式數(shù)據(jù)庫的設(shè)備維護檢修信息管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

黃卿 謝龍 黃海 程光煜

（1.廣西廣播電視技術(shù)中心崇左分中心;2.廣西廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司防城港分公司）

一、引言

廣西廣播電視技術(shù)中心崇左分中心轄下管理著多座二級發(fā)射臺站、十多座三級發(fā)射臺站、大量四級發(fā)射臺站，技術(shù)人員日常工作就是要對臺站中許多的各種設(shè)備進行維護、維修和搶修，在這些運維過程中積累了大量的維修維護、故障處理經(jīng)驗，若能采用一套系統(tǒng)記錄這些經(jīng)驗和信息，并對這些數(shù)據(jù)進行提煉、分析、共享，則可在今后的運維工作中將這些經(jīng)驗信息直觀地提供給維護搶修人員參考，使其更好地對機器設(shè)備進行日常的運維，可大大提高安全播出的質(zhì)量。

為此，本文開發(fā)了一套系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要針對目前各臺站技術(shù)人員對設(shè)備進行維修過程前后的信息進行記錄，對產(chǎn)生的故障現(xiàn)象進行故障分析和整理，然后給出過往的故障處理經(jīng)驗，并提供信息查詢和共享功能，從而使不同臺站的技術(shù)人員能結(jié)合本系統(tǒng)提供的信息更準(zhǔn)確地進行故障的判斷和設(shè)備的維修。

此前，由于各臺站技術(shù)人員對同樣的設(shè)備有著不同的維修維護經(jīng)驗，有些臺站將其寄回廠家維修，而有些臺站則可進行修理，寄回廠家維修這種維修方式存在維修周期長、維修成本高、寄送過程由于搬運容易引起其他不必要的損傷。

該系統(tǒng)使各臺站技術(shù)人員可以通過系統(tǒng)分享故障案例信息，互相參考和相互學(xué)習(xí)，大大縮短了維修時間，提高了設(shè)備維修的工作效率，節(jié)約維修成本，還減輕技術(shù)人員工作量，很好地促進和保障了安全播出任務(wù)的完成。

二、系統(tǒng)設(shè)計

（一）需求分析

1.功能需求

該系統(tǒng)的功能需求有以下主要幾點關(guān)鍵點：

（1）可本地查詢、錄入、修改故障維修記錄。

（2）可遠程查詢故障維修記錄。

（3）可對設(shè)備圖紙（電路圖和實物圖）進行查詢、錄入和修改。

（4）可提供設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)（如電壓、電流）值、說明書。

（5）可對圖紙采用畫筆和文字進行故障點標(biāo)注，并保存。

（6）可通過故障現(xiàn)象匹配查詢設(shè)備故障原因，并顯示以往的故障處理過程。

（7）可打印查詢結(jié)果。

采用該套系統(tǒng)后，可錄入各種設(shè)備的相關(guān)電路圖、設(shè)備參數(shù)值、說明書，方便維修設(shè)備時調(diào)出所需電路圖、查看設(shè)備參數(shù)值和說明書。同時，能對本臺站故障維修數(shù)據(jù)進行記錄和查詢，也可查詢其他臺站的故障維修數(shù)據(jù)，且可將重點參數(shù)或是故障點標(biāo)注在維修電路圖上，既能為現(xiàn)場維修提供參考借鑒又能為及今后維修及時補充一手資料，為我們更快、更好地進行設(shè)備維修提供良好的幫助。

2.性能需求

該系統(tǒng)的性能需求有以下幾點：

（1）C/S模式開發(fā)本地和遠程功能。

（2）B/S模式開發(fā)遠程功能。

（3）圖紙標(biāo)注可進行類似涂鴉的功能。

（4）界面操作必須友好，操作響應(yīng)時間必須夠短。

（5）可采用邏輯匹配查詢其他臺站的數(shù)據(jù)。

（6）數(shù)據(jù)庫必須采用大中型數(shù)據(jù)庫。

3.可靠性和可用性需求

該系統(tǒng)的可靠性和可用性需求有以下幾點：

（1）該系統(tǒng)不能出現(xiàn)內(nèi)存溢出的現(xiàn)象。

（2）該系統(tǒng)不能出現(xiàn)80%以上的CPU占用率。

（3）該系統(tǒng)不能出現(xiàn)過高的PF使用率。

（4）在進行各模塊界面間切換時不能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。

（5）查詢其他臺站信息時必須具備可接受的響應(yīng)時間。

4. 出錯處理需求

出錯需求是即需要解決系統(tǒng)對環(huán)境（操作系統(tǒng)）錯誤應(yīng)該如何響應(yīng)，或當(dāng)本系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰或溢出時的處理情況（例如崩潰時可自動重新啟動該系統(tǒng)或環(huán)境）。

5.接口需求

接口需求主要有兩點：

（1）軟件接口需求，為了增強系統(tǒng)的性能而必須調(diào)用第三方控件或接口，該接口必須具有可接受的可靠性和穩(wěn)定性。

（2）通信接口需求，主要采用TCP/IP協(xié)議進行通信。

6.約束

主要有以下幾點約束：

（1）精度約束。

（2）工具和語言的約束。

（3）設(shè)計約束。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖、各功能模塊圖和登錄界面

圖2 本地、遠程數(shù)據(jù)庫連接代碼圖

圖3 更改操作數(shù)據(jù)庫代碼圖

（4）應(yīng)該使用的標(biāo)準(zhǔn)。

7.逆向需求

目前該系統(tǒng)不宜接入互聯(lián)網(wǎng)或任何的不可靠平臺，因此無須開放或制作基于互聯(lián)網(wǎng)等不可靠平臺的模塊。但已經(jīng)預(yù)留軟件和通信接口。

8.將來可能提出的需求

將來可能還需要進行功能拓展，因此還需設(shè)計可能出現(xiàn)的需求，主要有幾點：

（1）采用單片機進行發(fā)射機實時監(jiān)控，對故障數(shù)據(jù)進行即時錄入和匹配。

（2）接入互聯(lián)網(wǎng)，可通過互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)查詢。

（3）開發(fā)手機客戶端。

（4）通過數(shù)據(jù)分析進行設(shè)備故障預(yù)判告警。

（二）架構(gòu)設(shè)計

在本系統(tǒng)程序開發(fā)中，兼有C/S模式開發(fā)和B/S模式開發(fā)兩大部分。C/S模式是基于VB.NET開發(fā)的分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用MSSQL進行數(shù)據(jù)存儲管理，每個臺站都具備獨立的數(shù)據(jù)庫，各部門之間通過計算機網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，共同組成一個完整的、全局的邏輯上集中、物理上分布的大型數(shù)據(jù)庫，C/S模式提供信息的讀、寫、增、刪等完全功能。同時，該系統(tǒng)還開發(fā)了B/S模式，方便低權(quán)限用戶通過網(wǎng)頁訪問資源，B/S模式主要采用PHP進行開發(fā)，數(shù)據(jù)庫依然使用MSSQL，B/S模式只提供信息的讀取功能。如圖1b所示為該系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

三、系統(tǒng)實現(xiàn)

（一）模塊設(shè)計

本系統(tǒng)C/S模式中的UI部分目前主要分為查詢修改模塊、新建錄入模塊、后臺管理模塊、登錄驗證模塊4大功能模塊，如圖1b所示為C/S模式系統(tǒng)功能模塊圖。而B/S模式WEB界面目前主要有查詢模塊、登錄驗證模塊2大功能模塊，如圖1c所示為B/S模式系統(tǒng)功能模塊圖。如圖1d所示為系統(tǒng)登錄界面圖。

圖4 初始化變量和類、保存標(biāo)注圖片類的代碼圖

圖5 設(shè)備參數(shù)動態(tài)輸出模塊圖

（二）主要功能代碼

1.數(shù)據(jù)庫操作功能相關(guān)代碼

如圖2a所示為本地數(shù)據(jù)庫連接代碼圖，由于采用的是分布式數(shù)據(jù)庫，必須還要有遠程數(shù)據(jù)庫連接代碼，因此，如圖2b所示為遠程數(shù)據(jù)庫連接代碼圖。當(dāng)需要對數(shù)據(jù)庫進行操作時，如圖3所示為操作更改數(shù)據(jù)庫代碼。

2.圖片圖紙標(biāo)注繪制功能相關(guān)代碼

依照需求，需要對圖片圖紙進行標(biāo)記繪制，如圖4a所示為初始化相關(guān)變量和類的代碼圖。標(biāo)注結(jié)束后需要對繪制的圖片進行保存，因此建立了可保存繪制手段（畫直線、畫矩形、畫圓形）的類，如圖4b所示為保存標(biāo)注圖片類的代碼圖。

3.輸出設(shè)備動態(tài)參數(shù)功能相關(guān)代碼

由于需要對各個設(shè)備的參數(shù)進行動態(tài)輸出，因此建立了設(shè)備參數(shù)動態(tài)輸出模塊，如圖5所示為設(shè)備參數(shù)動態(tài)輸出模塊圖。

圖6 登錄驗證和MD5加密相關(guān)代碼圖

（三）網(wǎng)絡(luò)安全

結(jié)合需求分析，有必要進行網(wǎng)絡(luò)入侵防范，以下幾點為本系統(tǒng)進行的網(wǎng)絡(luò)安全方面的配置。

（1）為防止數(shù)據(jù)庫入侵，SA(System Administrator)口令禁止為空，數(shù)據(jù)庫端口由默認(rèn)1433端口更改為其他空閑端口。

（2）為了防止腳本植入攻擊，網(wǎng)頁盡可能減少提供參數(shù)輸入框，采用下拉條、單選框、復(fù)選框等預(yù)提供的信息給用戶選擇。

（3）為防止SQL注入攻擊，對用戶輸入的內(nèi)容進行轉(zhuǎn)義字符過濾。

（4）為防止通過網(wǎng)頁提權(quán)種植網(wǎng)絡(luò)木馬，之后進行系統(tǒng)提權(quán)入侵，網(wǎng)站不提供后臺管理功能，并將系統(tǒng)FTP默認(rèn)21端口更改為其他空閑端口。

（5）為防止黑客從網(wǎng)絡(luò)進行系統(tǒng)攻擊，如telnet攻擊、IPC入侵等，必須在用戶與服務(wù)器間架設(shè)一臺路由器，采用NAT協(xié)議只對80端口進行映射。

（6）考慮到敏感信息的安全性，本系統(tǒng)采用MD5加密方式進行加密，強化系統(tǒng)信息安全。如圖6所示為登錄驗證和MD5加密相關(guān)代碼圖。

四、小結(jié)

該基于分布式數(shù)據(jù)庫的設(shè)備維護檢修信息管理系統(tǒng)，能人工記錄設(shè)備故障和損壞的現(xiàn)狀，對設(shè)備進行歸類，收集記錄當(dāng)前設(shè)備的型號、參數(shù)、圖紙、說明書等信息，也給設(shè)備相關(guān)信息的查詢提供了方便，避免了頻繁翻閱圖紙說明書等書籍。使用該系統(tǒng)后，技術(shù)人員在對機器設(shè)備的故障處理過程在速度和準(zhǔn)確度上得到提升，也減少了寄廠維修的高額維修費及運費開支，大大降低了維修成本和人力，提高了安全播出效率，切實保證了廣大人民群眾收聽收看好廣播電視節(jié)目。