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架构是怎样练成的-楼宇监控系统案例

目录

概要

项目背景

原系统设计方案

改进后的设计方案

小结


概要

绝大多数人掌握的架构都是直接学习,慢慢地才能体会到一个架构的好处。架构是一种抽象,是为了复用目的而对代码做的抽象。通过一个项目的改造,理解架构是如何产生的,是因何产生的。

项目背景

这是一个楼宇集中监控系统,目的是对楼宇中感兴趣的设备进行集中监控,如门磁、配电柜、空调、温度湿度传感器、火警等各类安防、消防、能效、计算机设备,在中央控制室就可以尽在掌握。这些设备通过不同协议把数据传输至中央控制室,采用RS232/485端口传输数据的设备较多,每种设备有不同的串口协议,通过说明书可查数据解析格式。其他采用TCPIP等协议的设备也不在少数。 

原系统设计方案

  • 由于每种设备的属性各不相同,所以为每种设备设计一个数据库表,如有一栋大楼有50种设备,就需要设计50个表存储该设备的属性。例如UPS设备的属性有输入电压,旁路电压,输出电压,逆变器电压,输入电流,旁路电流,输出电流,逆变器电流,输入频率,旁路频率,输出频率,各相有用功率,标称功率,功率因素,电池备份时间,负载率,电池温度)。例如:配电设备的属性有相电压(Va,Vb,Vc),线电压(Vab,Vbc,Vca),三相电流(Ia,Ib,Ic),频率f,有功功率KW,无功功率KVAR,功率参数PF,有功电度KWH;
  • 如果新进一种设备,需要建立新的表,还要编写新的协议解析代码;
  • 如果增加新设备,需要开发新的界面,设置每个设备及其所在地点的映射关系;
  • 其他的维护不再赘述;

逻辑结构如下图所示。

一个楼宇的设备随时增减,这个项目方案会导致开发团队要做全周期的维护和开发,而且低效;

改进后的设计方案

改进后的方案逻辑图如下:

  • 设备属性表,采用<属性名,属性值>方式设计,一张表,包含所有设备的所有属性,可任意增删任何设备及其任何属性;
  • 协议的解析,一般是根据所规定的第几个字节代表什么含义获取数据,比如第3-5字节代表温度。采用BASIC代码解析,然后在C#中执行BASIC代码的方式解决(C#允许运行嵌入的BASIC脚本),对用户来说,只写写BASIC解析仍然比较困难,可开发一个协议解析工具,让用户在界面拖动即可;如果用户仍然没能力使用,可由项目维护人员帮忙写;
  • 比如新增一个设备,可从定义其属性开始,然后通过图形化界面设计工具,用户可定制该设备在某房间平面图上的位置,以及界面要显示的属性等等;
  • 一个房间定制好后,可能包含多个设备,为这多个设备创建其对象,采用多态性,实现设备图表的自动显示;

小结

架构就是把通用的部分尽可能地抽象成数据,以配置的方式提供给用户。

程序员可能还是无法完全摆脱维护,新增一个类型的设备时,需要补充创建一个新设备类,以便于支持多态机制的运行。但不需要修改源代码;此外,案例只考虑了RS232端口传输方式,其他方式有自己的协议,需要做分别处理。但好在设备使用的传输协议可以枚举的过来。

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