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基于物联网技术的现代企业智能化管理平台建设方案v213

时间：2019-10-25 13:18:17 下载该word文档

【基于物联网技术的企业智能化管理平台】

建设方案

【基于物联网技术的企业智能化管理平台】

建设方案说明书

版本历史

本公司设计图纸用资料，请贵公司保密，如果设计原稿流入同我司做同样业务的公司，我们将保留法律诉讼权利。不得侵害我公司的“软件着着权”。

第1章概述

1.1 编写目的

本方案是针对“基于物联网技术的企业智能化管理平台”的建设方案，是根据本次项目系统设计要求编制。

本方案是系统概要设计、项目实施等阶段的重要依据文件。

1.2 项目背景

1.2.1 国外研究水平的现状和发展趋势

当前，世界各国的物联网基本都处于技术研究与试验阶段：美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网，并启动了以物联网为基础的"智慧地球"、"U-Japan"、"U-Korea"、"物联网行动计划"等国家性区域战略规划。

2009年1月，在美国总统奥巴马与美国工商领袖的"圆桌会议"上，IBM公司CEO提出"智慧地球"的概念，即把传感器放到电网、铁路、桥梁和公路等物体中，能量极其强大的计算机群，能够对整个网络内部人员和物体实施管理和控制。这样，人类可以更加精确地利用动态实施的方式管理生产活动和生活方式，达到"智慧"状态。

2009年5月7、8日，欧洲各国的官员、企业领袖和科学家在布鲁塞尔就物联网进行专题讨论，并作为振兴欧洲经济的思路。欧盟委员会信息社会与媒体中心主任鲁道夫·施特曼迈尔说："物联网及其技术是我们的未来"。2009年6月欧盟发布了新时期下物联网的行动计划。

日本和韩国分别提出了"U-Japan""U-Korea"的计划和构想。"U"来自拉丁文"Ubiquitous"意为"无所不在"。日本将物联网列为国家重点战略之一;韩国出台了《基于IP的传感器网基础设施构建基本规划》，将物联网确定为新增长动力。

从垂直市场发展来看：飞利浦、西门子等半导体厂商基本垄断了RFID芯片市场;IBM、HP、微软等国际巨头抢占了RFID中间件、系统集成研究的有利位置;Alien、Intermec、Symbol等公司则提供RFID标签、读写器等产品及设备。

从技术标准制定来看：目前，国际上基本形成了RFID五大标准组织，分别代表了国际上不同团体或者国家的利益。

　从具体应用推广来看：欧美地区技术应用较成熟。美国的RFID应用已经从军事应用为主，向交通、车辆管理、身份识别和仓储管理等领域延伸;欧洲地区德国、英国、法国和荷兰等RFID产业发展领先国家在交通、身份识别、物资跟踪等领域也有了比较广泛的应用。

1.2.2 国内研究水平的现状和发展趋势

我国在物联网领域的布局较早，中科院10年前就启动了传感网研究，中科院上海微系统与信息技术研究所、南京航空航天大学、西北工业大学等科研单位，目前正加紧研发"物联网"技术。2009年10月，中国研发出首颗物联网核心芯片---"唐芯一号"。2009年11月7日，总投资超过2.76亿元的11个物联网项目在无锡成功签约，项目研发领域覆盖传感网智能技术研发、传感网络应用研究、传感网络系统集成等物联网产业多个前沿领域。2010年工信部和发改委出台了系列政策支持物联网产业化发展，到2020年之前我国已经规划了3.86万亿元的资金用于物联网产业化的发展。

在国家重大科技专项、国家自然科学基金和"863"计划的支持下，国内新一代宽带无线通信、高性能计算与大规模并行处理技术、光子和微电子器件与集成系统技术、传感网技术、物联网体系架构及其演进技术等研究与开发取得重大进展，先后建立了传感技术国家重点实验室、传感器网络实验室和传感器产业基地等一批专业研究机构和产业化基地，开展了一批具有示范意义的重大应用项目。目前，北京、上海、江苏、浙江、无锡和深圳等地都在开展物联网发展战略研究，制定物联网产业发展规划，出台扶持产业发展的相关优惠政策。从全国来看，物联网产业正在逐步成为各地战略性新兴产业发展的重要领域。

1.2.3 项目研究的技术关键与难点

本项目的实施，其主要采用的技术是RFID电子标签技术，从单个角度来说，它是成熟的技术，但在本项目中要集它们的应用融为一体，还是需要解决相关的技术问题。

电子标签材质的技术问题，以适应基于信息机房PC服务器、网络设备以及日常办公桌面终端等不同大小，不同材质的实物资产。

基于无线射频的RFID信息的身份信息快速采集与判断。

基于手持RFID识读器的资产高效、准确盘点实现。

身份识别与信息告警设备的信息关联。

大集中应用的网络及应用安全技术问题。

1.3 项目简介

项目中文全称：基于物联网技术的企业智能化管理平台

项目中文简称：企业智能化管理平台

项目英文全称：

项目英文简称：

项目建设方：贵州电网公司信息通信分公司

项目设计方：

项目承建方：

项目监理方：

项目测评方：

1.4 目标与任务

通过本项目的实施，将在解决当前实际管理问题和物联网技术的应用规范形成两方面起到积极的可见性效益：

采用物联网射频识别技术，将资产实物与信息系统绑定, 解决各个信息资产管理系统的“信息孤岛”及与信息资产与实物脱离的问题，将资产实物与信息系统绑定，同时实现基本的射频标签管理功能，为信息化资产全生命周期奠定基础。

解决了信通公司办公大楼人员进出的安全管理问题，为员工身份信息的采集奠定了基础，为今后进一步提高办公大楼的安全管理提供了基础技术平台。

为物联网技术的应用形成网络接入、无线通讯等领域的规范及标准，为推动整个贵州电网公司物联网技术的应用推广建立理论基础及技术基础平台。

1.5 文档编号及版本约定

1.5.1 编号

项目文档编号记录文档的名称及类型。

项目文档编号的编制规则是：项目英文简称-文档编制时间/文档类型。

项目文档编号的类型包括：

1.0调研文档、2.0需求文档、3.0设计文档、4.0测试文档、5.0使用文档、9.0其他文档（可以根据需要增加分类）。

1.6 版本约定

文档的版本号记录文档所在项目阶段，以及内容的变更时间。

文档版本号组成：主版本号.次版本号.子版本号.末节号。

文档版本号按以下约定编制：

（1）本项目的主版本号是：1。

（2）次版本号：重大改动后升级次版本号。

（3）子版本号：较小变动需要版本更新，但不需要升级次版本号时使用。

（4）末节号：记录版本更新时间，由6位阿拉伯数据组成，即年月日。

下面是一个版本号书写的例子：1.0.1.080816。

文档编号及版本号由文档编制者拟定，由指定负责人检查、审核。

1.7 体例说明

本报告“参考操作界面”中体例说明：

凡有文字中加粗和加边框，说明此处设计为功能按键。如“新增”，即说明此处为“新增”功能按钮，用户点击后，可实现相应功能。

“●”或“》》”标识，说明系统将在此处提供按钮功能，点击此处将分别实际相应功能。如查看详细的功能、提供审批的功能等。

1.8 计算机系统建设的相关国家标准

（1）计算机软件工程术语GB/T 11457-1995

（2）计算机软件产品开发文件编制指南GB/T 8567-1988 （3）计算机软件需求说明编制指南GB/T 9385-1988 （4）计算机软件配置管理计划规范GB/T 12505-1990

（5）软件维护指南GB/T 14079-1993 （6）软件文档管理指南GB/T 16680-1996

（7）计算机软件质量保证计划规范GB/T 12504-1990 （8）信息处理：数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定GB/T 1526-1989

第2章现状分析

随着信息技术的不断发展，物联网正逐步取代互联网，成为新一代信息技术中最重要的组成部分。作为一种战略性的新兴产业，物联网是一种对当前世界最新信息技术的高度支持，是一种最综合的应用，是推动信息技术在各个行业应用中实现信息化新状态的重要力量。从世界信息技术的发展来看，物联网的发展水平已经成为对国家、地区或者是区域的现代化程度、国际竞争力以及综合实力进行有效衡量的主要标志。

贵州电网公司信息通信分公司（以下简称信通公司）作为整个贵州电网公司信息技术应用指导及日常技术支持的权威性机构，其在企业管理中物联网技术的应用非常有限,未能起到物联网技术应用的典范性作用。为了推动整个贵州电网公司物联网技术的应用，本项目将从信通公司的实际管理需求出发，以身份智能识别及智能化资产管理为切入点，完成物联网技术在企业智能化管理平台建设。

第3章建设目标与任务

3.1 实际生产力水平和今后的发展方向

在资产管理方面，目前有多个信息系统进行管理（IT服务管理系统负责运行状态下的设备配置信息管理，物资子系统负责出入库管理，财务系统负责资产价值管理等），各系统中的资产信息缺乏关联，各自成为“信息孤岛”,另外，信息系统与设备实物之间没有任何有效关联,导致了管理盲区。

信通公司目前在物联网技术的应用上已经存在一些零散的应用场景，包括信息机房的门禁卡、员工食堂的消费卡、公司办公室进出门禁卡等。但这些都是孤立应用，不管是管理还是应用上没有任何关联，更不存在信息共享。

随着信息技术的不断发展及自动化水平的不断提高，信通公司也应该借助先进的物联网技术提高企业自身的智能化管理水平。在安全管理方面，应该向自动化、集中化迈进，逐步实现大数进出身份识别、员工考勤、重点场所门禁等的一体化集中管理。在资产管理方面，形成资产身份识别的统一信息库，在信息系统与资产实物之间建立关联，为信息资产的日常运维提供便捷手段，为办公资产提供出入库的自动化盘点,从而进一步提高信通公司整体的智能化管理水平。

3.2 项目成果对该现状和技术发展的作用

物联网技术在企业智能化管理中的应用研究拟采用RFID电子标签技术、无线通讯技术以及信息网络技术实现信通公司物联网技术应用的示范性工程。通过本项目的实施，在实际管理上，一是完成员工身份信息的采集工作，应用覆盖大楼进出的身份自动化识别、信息机房门禁的身份认证以及单位食堂消费，实现信通公司身份信息的集中化管理，综合应用。二是以信息机房信息化设备、网络设备资产为主，形成资产身份信息的唯一标识，并进行与资产信息系统相关联，为资产身份信息的识别及信息查询提供便捷手段。

对于RFID技术的应用，为贵州电网公司及地市供电局在其它业务上使用这种技术提供了实践基础，为该技术的推广应用打开一扇门，有助于电网公司及各地区供电局信息化管理水平的提高。

3.3 成果应用和推广的途径

从南方电网公司到贵州电网公司直致地市供电局、甚至于变电站，本次研究的基于RFID及信息关联告警等相关技术在当前具有很好的通用性，项目实施的成功经验对电网其它领域采用物联网技术具有很高的参考价值，项目的技术成果将具有广阔的推广应用空间。

3.4 项目成果的直接和间接效益

通过物联网技术在企业智能化管理中的应用研究，实现了信通公司人、物身份识别的自动化及一体化，加强管理的同时，也节省了相应多方面的人力、物力投入，具有直接的经济效益。同时，通过对物联网技术的成功应用，不仅提高了信通公司自身的智能化管理水平，同时也为贵州电网公司其它单位在物联网应用方面形成了规范及标准，为今后贵州电网公司物联网的技术的应用推广具有极高的参考及参照价值，从而为提高整个贵州电网公司的智能化管理水平提高帮助，将为贵州电网公司创造更多的无形经济、社会利益。

第4章平台总体设计

4.1 系统架构

系统架构是每个系统或者平台最核心的工作，它的好坏直接决定平台的成本、优越性等性价比。对于本项目而言，企业智能化管理平台具有大数据、高安全、高性能等要求，所以本项目系统架构一定要充分考虑这些要求。

如图4-1所示显示了企业智能化管理平台系统架构

图3.1电子商务平台建设项目系统架构

该方案采用SOA体系结构，基于JavaEE平台、B/S模式进行开发，可以很好地满足地经营单位快捷、简便地操作，为系统的安全性、稳定性、可靠性等提供最坚实的保障。为用户提供进行综合业务管理、进一步提升经营管理层次的信息化技术手段。

4.1.1 用户体验层

用户体验层专门负责向客户展示数据以及接收客户输入的数据，数据的具体处理交由业务服务层来完成。通过业务服务层的处理，获取数据生成相应的页面，用户能够直观的看到，经过系统分析后的数据结果，并能对数据在界面上进行分析。本架构充分考虑了近十几年内用户体验的趋势，把PC端和移动端功能等价设计，以达到用户随时随地能够使用系统的各项服务。在设计和开发用户体验层时候，始终把简便操作、优美视觉、快速反应等要求作为建设原则。

4.1.2 业务服务层

业务服务层主要负责系统业务逻辑的处理。本系统主要通过采用组件化集成设计和开发思想进行业务逻辑的设计和开发，降低不同业务之间的关联度，减少各子系统之间的耦合。在用户体验层与业务服务层之间，引入代理层，负责转发用户与体验层对各业务逻辑处理请求。这样，用户与体验层就不直接与具体的业务逻辑打交道，而是通过代理层转发到相应的业务逻辑，而业务逻辑返回的数据也通过代理层传送至表示层，从而实现表示层与业务逻辑的分离，减少两层之间的耦合，便于系统的维护和升级。同时，通过代理层将各业务逻辑组件与界面解析引擎有机地结合在一起，在未来也很容易兼容其他子平台。

4.1.3 服务集群层

服务集群层主要是为整个系统高并发数提供保障，以最小的硬件成本使系统达到最高性能。本系统将采用JAVAEE系列和ORACLE集群。

4.1.4 数据控制层

数据控制层是专门负责系统与数据库进行数据通信的，它为业务服务层提供了统一的数据访问接口。本系统采用面向对象的设计技术，开发者无需了解下层的具体过程，只需要按照规定调用对象，已达到开发简单，平台安全的目的。可以有效防止开发人员非法利用数据的目的。

4.1.5 服务器层

服务器层主要包括网络、服务器主机、安防设备、负载均衡器等硬件设备，这是系统运行的基础。这个也要根据系统成本投入预算进行计划。

本系统架构的原则是：以最小硬软件成本达到最优性能。本系统的多层架构体系结构稳固、安全，各层相对独立又相互关联，程序布置灵活，易于扩充。

4.2 关键技术路线

4.2.1 基于J2EE架构

J2EE是Sun公司为开发和部署企业级应用定义的一系列标准。J2EE为搭建要求具有可伸缩性、灵活性、易维护性的重要业务系统提供了良好的机制。

J2EE是一种利用Java 2平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构。J2EE技术的基础就是核心Java平台或Java 2平台的标准版，J2EE不仅巩固了标准版中的许多优点，例如“编写一次、随处运行”的特性、方便存取数据库的JDBC API、CORBA技术以及能够在Internet应用中保护数据的安全模式等等，同时还提供了对 EJB（Enterprise JavaBeans）、Java Servlets API、JSP（Java Server Pages）以及XML技术的全面支持。

J2EE体系结构提供中间层集成框架用来满足无需太多费用而又需要高可用性、高可靠性以及可扩展性的应用的需求。通过提供统一的开发平台，J2EE降低了开发多层应用的费用和复杂性，同时提供对现有应用程序集成强有力支持，完全支持Enterprise JavaBeans，有良好的向导支持打包和部署应用，添加目录支持，增强了安全机制，提高了性能。

图3.2 J2EE架构图

这样的体系结构将大大提高应用系统的质量。基于组件的三层应用体系结构的必要性主要体现在以下方面：

（1）加快了企业级应用的开发。J2EE是一个基于标准化的、模块化的、可重用的组件技术的开发框架。它的一系列API，自动处理了一些应用，使程序员把精力集中在业务逻辑上，从而加快项目的开发。

（2）跨平台部署。J2EE提供了一个简单统一的平台，程序员不用考虑何种应用服务器，基于J2EE开发出的应用系统可以部署到任何服务平台上。

（3）高伸缩性。应用J2EE开发的应用系统轻便，可伸缩，通过一系列完整的企业级中间件服务，可以支持操作成百万的事务处理，以及成千上万的不同用户的并发性请求。

（4）高安全性。J2EE被设计成一个高安全的模型，很容易配置，并提供了一系列的存取控制（Access Control）。

4.2.2 逻辑层构造

逻辑层又称业务层、应用服务层，它是构成应用系统的核心部分。逻辑层的构成由四部分（还可以进一步细分，我们选择了一个比较简化的模型）组成：

图3.3 逻辑层模型

web服务器

web服务器主要被用于对web站点的管理，它通过HTTP协议接受用户请求（URL），按用户请求到web服务器上检索出用户访问的资源，如果需要（比如要求应用服务器解释JSP页面），它会向应用服务器发送请求，由应用服务器返回结果（HTML文档），然后按HTTP协议将HTML文档发送给客户层。

在客户层我们主要使用HTML、XML/XSLT、DOM（文档对象模型）、JavaScript等技术，处理与用户交互的各种操作。为了保证性能，我们在本项目提供的所有软件不采用Applet和activeX技术。

应用服务器

应用服务器是逻辑层的中间层，它是通过一组封装性很好的组件（俗称中间件，服务，引擎）为应用系统提供支持。符合J2EE1.3规范的应用服务器都要提供一组标准的服务组件（最关键的服务有Servlet、EJB、JMS、JavaMail、JNDI、Security、Transaction等）。

本项目采用的应用服务器为apache和IBM提供的系统服务器，同时还集成了一组基础服务组件，这些组件列于下表：

业务逻辑层

与业务处理有关的所有操作都封装在业务逻辑层，我们使用javabean来封装这些对象。javabean封装的所有对象通过Hibernate与存储层打交道。

业务逻辑层的javabean也依赖于中间件来为诸如事务、生命期、状态管理、多线程及资源存储池提供通常都非常复杂的系统级代码，比如在数据库访问时，我们使用连接池减少频繁打开连接所带来的系统性能下降。

业务逻辑层不直接产生客户端的输出，它只是为应用表现层提供可调用的方法，让应用表现层产生到客户端的输出。

应用表现层

应用表现层通过JSP/Servlet生成用户输出界面，它通过调用业务逻辑层提供的方法进行各种处理（比如从数据库中读取数据、写入数据操作等），然后生成HTML代码，通过web服务器传递给客户端。在应用表现层我们使用JSP提供的一组内置对象和TAGLIB技术。

4.2.3 设计模式

在软件开发时，我们首先要设计一个相对比较清晰的开发架构，在基于J2EE的MIS系统开发中，Struts、Turbine、RealMothods等就是一些目前广为流行的架构方案。基于架构进行系统开发与设计为保证应用系统的稳健、质量有特别重要的作用。

智胜公司在几年的开发积累中，综合上述一些通用架构方案的合理成份，避免了这些架构由于过度通用造成的庞大、臃肿，通过对J2EE体系中的各处技术进行筛选取舍，并考虑到开发过程中的角色分工、后期的运行维护，以及系统扩展性等诸多因素，设计了一套有针对性的架构方案。

图3.4 MVC模式图

整个系统架构采用MVC(Model-View-Controller)模式，进行分布式三层结构设计，逻辑层使用JavaBean和EJB构建。MVC模式如图下所示：

控制层（Controller）

在控制层采用XML文件（controller.xml）作为控制逻辑的描述。大致思路是：开发一个通用的控制ControlServlet控制组件，它截取所有HTTP请求，并根据controller.xml的定义，分发这些请求到相应的边界类（Model的FormBean）和控制类（Model的ActionBean）。

模型层（Model）

模型层以一个或多个EJB/JavaBean的形式存在。这些Bean分为三类：

JavaBean或EJB，主要是一些实体类，提供对业务资源和业务逻辑的封装。

FormBean，又称为表单，在rational rose中被描述为边界类，封装了来自于客户层的用户请求信息，如表单信息。

ActionBean，又称为活动，在rational rose中被描述为控制类，它通过获取从ControlSevlet传来的FormBean、取出FormBean中的相关信息、调用JavaBean/EJB等实现核心商业逻辑。最后控制类把控制权传给视图层（View的JSP）。

视图(View)

主要由JSP生成页面完成视图，在JSP中使用标签库（taglib）分开表现逻辑和程序逻辑。通过taglib封装表示层的JAVA代码，非常有利于用户的二次开发。

MVC模式的实现原理小结如下：

所有请求指向ControlServlet，ControlServlet根据controller.xml中的配置信息，将用户请求封装成一个指定名称的FormBean，并将此FormBean传至指定名称的ActionBean，由ActionBean完成相应的业务操作，如文件操作、数据库操作等。

以上架构的核心是ControlServlet，ControlServlet的核心是controller.xml。controller.xml集中了所有页面的导航定义。对于大型的web项目，通过此配置文件即可迅速把握其脉络，这不管是对于前期开发、还是后期的维护或升级都大有裨益。

其中，所有业务逻辑、实体定义都封装为一些业务组件（JavaBean或EJB）。各系统均基于这些共用组件进行客户端定制（二次开发，集中在view层的开发），从而保证规则的一致性和统一维护。比如订票的业务逻辑即使发生改变，只需要统一修改组件，各应用系统不做任何修改（只要不改变业务逻辑组件的接口界面，就不需要修改view）就能够按照新规则进行工作。

4.3 平台网络结构图

图4-2 网络结构图

 依据实际的使用环境，采用集中式的部署方式，在信通公司信息机房配置两台专用PC服务器，作为身份信息采集与应用管理平台数据库及应用服务器，考虑数据安全及数据的备份，也可以是应用及数据库独立部署于两台不同PC服务器。

 应用服务器向管理者及系统使用者提供全Web的应用系统，使用者无需安装客户端软件，直接使用IE等浏览器使用后端信息管理系统。

 大楼进出门，资产管理储藏式、信息机房等特定需要进行安全管控的场所配置一个天线式的RFID远程识终端，识别终端均借助单位内局域网或单位之间的广域网与后台管理信息系统进行数据交互，将采集的信息即时传回管理信息系统。

 配置一定数量的手持RFID识读器，方便对带RFID标签实物资产识读或是进行库存清点，手持RFID识读器通过附近可以接入单位内网的Wiff与后台管理信息系统进行数据交互。

第5章平台功能设计

平台功能结构如下图所示：

图5-1 平台功能结构图

word/media/image1.gif图5-2 人力资源功能结构图

图5-3 固定资产管理功能结构图

图5-4 系统管理

第6章建设原则

本项目将根据当前系统规模及业务量的实际情况，并考虑到今后的业务发展需要，在技术上应该具有高起点、可持续开发能力（搭积木式地逐步扩展）、稳定安全可靠的特点。要高度重视系统的复杂性，在实用性保证、不显着增加额外费用的前提下，符合信息化建设高层次、适度超前之实。为此，我们制定本项目的设计原则如下：

6.1 用户体验性

本系统将充分从用户视觉和用户操作等方面考虑，界面以轻松视觉、简单操为原则。信息类系统的建设以管理流程设计为主线，以满足管理需求为目标。同时，管理流程设计也应该考虑计算机系统应用的特殊性。因此，从管理出发，管理流程设计与信息系统设计同步进行，是本系统建设的一个基本策略。

6.2 开放性

遵循开放性标准，利用开放的技术、开放的结构、开放的系统组件和开放的用户接口，实现业务信息的输入、输出标准化，便于与其他系统之间的互联，系统支持多种服务器平台，支持开放网络传输协议。

6.3 先进性

系统整体设计具有前瞻性，充分考虑未来若干年内客户端发展的需要，在技术上保证在三至五年内不落后。

先进性的进一步要求是，坚持专业化设计。强调代码的统一化、标准化和规范化。在数据规划特别是信息结构体系的设计时，应以国家标准为准绳，尽量保证它今后对外部系统的适应性，保证主要信息的可共享能力。

6.4 可靠性

保证信息传输的准确性、可靠性，不能出现数据丢失和错误的现象；充分考虑系统的备份与恢复。

6.5 安全性

在安全设计上需要考虑两个方面：一个方面是针对某个具体应用系统的，如身份认证、访问控制、数据安全、防冒充防抵赖、入侵监测、漏洞扫描、防病毒等，这些技术都是共用的，一个具体的应用系统也可能并不全部需要这些安全措施；另一个方面是应用系统之间、尤其是应用服务器之间的安全，尤其要防止一个应用系统的合法用户（或黑客）从该系统服务器非法访问另一个应用系统。在安全性设计时充分考虑用户权限、数据加密、信息过滤、日志记录、行为跟踪等方面的需求。