数据集成技术在智能小区管理平台中的应用

邝 泉，赵 贝

(大连交通大学 电气信息学院，辽宁 大连116028)

智能小区［1］的概念是建筑智能化技术与现代居住小区相结合而衍生的。就住宅而言，先后出现了智能住宅、智能小区、智能社区的概念。智能化住宅小区是指通过利用现代通信网络技术、计算机技术、自动控制技术和IC卡技术，并利用有效的传输网络，建立一个由住宅小区综合物业管理中心与安防系统、信息服务系统、物业管理系统以及家居智能化组成的“三位一体”住宅小区服务和管理集成系统，使小区与每个家庭达到安全、舒适、便利的生活环境。

1 智能小区管理平台的需求分析

在一个小区的建设过程中，由于设备供应商所提供设备的标准不同、技术性及其他经济和人为因素的影响，小区物业各部门根据各自的信息要求和特定的应用选择了各自的软硬件环境，从而使得在一个小区通常存在着多种不同类型的硬件平台、操作系统、网络协议和来自不同厂商的数据库管理系统。而数据按部门或功能进行组织和管理，导致了小区物业部门数据资源与服务的分片，形成了一个个“信息孤岛［2］”，这不仅增加了小区物业部门维护数据的费用，且部门难以根据分散的数据做出正确的决策。尽管这些数据管理系统能够满足数据存储和管理要求，但在诸多情况下，为完成一项工作，小区物业部门应用可能需要访问分布在网络不同位置上的多个数据管理系统中的数据。为改善这种局面，同时在各个“信息孤岛”之中共享和交换数据，且为小区业主提供其部门数据的集成［3］视图，从而根据集成后的数据及时了解每位业主的信息，故必须考虑数据集成问题。

智能小区管理集成数据平台就是针对目前各子系统分散独立的状况，在原有系统上为用户建立一个统一的数据访问与流通平台。在该平台内，数据可在子系统之间流通、共享，且能够从管理中心发布出去，物业管理人员可实时查询各子系统运行记录的数据，了解小区内各方面的情况。同时，集成数据平台不影响原厂提供的子系统工作，硬件网络、数据库和管理软件正常运行，其并行存在、互相独立，保证了原有软件的投资。

2 智能小区管理平台的方案

为满足用户对系统运行管理的需求，以及对集成平台的有序升级，现阶段主要针对以下3个子系统进行集成，分别为:物业管理系统、停车场管理系统和安防管理系统。如图1所示。

图1 智能化小区管理系统模块划分图

物业管理系统:该系统作为智能小区管理系统的集成核心，保障物业管理部门的正常运行，以及业主对自家情况的及时了解与反馈。系统实现功能:房产管理、住户管理、收费管理、设备管理和报修管理等。停车场管理系统:该系统作为智能小区管理系统的重要组成部分，以便物业部门对车辆的管理以及对小区车位进行合理有序分配。系统实现功能:车主信息管理、车位管理、车位激费信息管理等。安防管理系统:该系统作为智能小区管理系统的安全保障，为小区业主提供必要的安全防范措施，保障业主人身财产安全，并对突发情况进行处置。系统实现功能为:门禁管理、小区监控管理、火灾和煤气泄漏报警管理等。

考虑到智能化小区管理系统应针对不同的用户提供相应的功能以及用户的分散性，本系统采用基于B/S体系Struts框架MVC设计模式的解决方案［4－5］。且因需要整合各个智能小区管理系统，则数据库存在异构［6］，如Oracle，SQL Server，DB2等。如何实现其之间的互通，从而使得终端用户可透明的访问不同源异构数据以及对这些数据的无缝操作。B/S体系的数据库开发技术为上述问题的解决提供了切实可行的解决方案。

B/S体系是当今Internet/Intranet迅速发展，将传统的数据库C/S方式与Internet技术相结合，用互联网模式构建的数据库系统。

数据平台的B/S体系将数据库系统分为BWD(Browser/Web Server/DataBase Server)3层结构［7］，即浏览器层、中间层和数据库层。前端基于瘦客户机的浏览器(Browser)，后端是Web服务器以及数据库服务器。客户机与Web服务器间采用标准的Http通讯，Web服务器采用JSP(Java Server Page)组建，并通过ODBC/JDBC数据库接口与子系统的数据库主机交互。在这种3层结构下，综合了浏览器、信息服务和Web等多项技术。系统运行流程如图2所示。

2.1 集成数据平台的结构

图2 B/S结构图

如图3所示，该系统只需在小区监控中心机房设置一台Web服务器，安装小区管理集成数据平台系统。该服务器与各智能化子系统的管理主机在同一个局域网内联网，Web服务器利用ODBC/JDBC数据接口通过局域网访问每一台子系统管理主机上的子数据库。Web服务器再接入小区的以太网，构架网站。这样小区内任何区域的用户，通过小区内网络及Internet，连接小区监控中心的Web服务器，即可实时浏览各子系统的数据库，了解小区内各方面的运营情况。

同时，Web服务器为后台多库系统的中心结点，自动管理异构数据库的分布与种类，按预定义的协议将上层事务分配给各子系统数据库处理。该种结构使系统能够简单地使用结构化查询语言SQL，来执行功能强大的查询和异构数据交互操作。

2.2 综合数据平台的软件结构

数据平台终端使用IE5.0无需开发，Web服务器使用JSP，由Java［8］语言开发。Web服务器的软件最为复杂，也是数据平台功能的核心。其实现分布多数据库的无缝连接和操作，即向下多数据库的组织和管理，对分布式多数据库完成客户请求任务的协调、分配、发送和接收。向上响应Web服务器来自用户端的请求并经过对分布式多数据库完成相应的操作后，再集成回送结果给用户端。主要包括Http模块、多库管理模块、数据库接口模块，完成了后台数据库的操作，提供了数据平台对各子系统数据库的连接等多种功能。

2.3 多库系统实现流程

软件操作的主要流程，如图4所示。Http服务程序从用户HTML页面操作中解释出数据库指令，交给多库管理模块，启动相应的JSP程序。多库管理将任务分解，识别目标数据源，检测用户权限并操作。再检测环境，若允许操作，则按照分布多数据库目录表1所示，将全局事务分解为多个子事务，确定子事务的执行次序和结点，并发送到后端网络数据库上执行。多库管理模块再将子数据库操作结果集汇总，返回至上层Http服务程序。生成HTML页面在客户端浏览器显示操作结果或完成倒库操作。

图3 系统整体结构

图2表示了终端用户对整个分布的，多子系统数据库的一次全局操作过程。用户未知某个子系统数据存储的位置、数据库类型和数据格式，这些均由Web服务器上的数据平台系统来完成，而数据平台上数据的分布、异构对用户是透明的。用户面对的是一个统一、完整的“单一”数据库系统。

图4 软件主要流程图

2.4 子系统数据库间数据流通

信息平台除实现数据发布外，同时还实现共享数据在子数据库之间的流通［9］。数据从一个子数据库转移到另一个子数据库(倒库操作)以服务器作为中转实现。

首先，Web服务器的多库管理中维护一张表(表2)，记录各子数据库的相同字段在其他子数据库中的位置，其是实现数据共享的基础数据结构。重复字段会同时存在于多个子数据库中，但以其中某一个为主字段，管理员或子系统硬件采集来的数据只更新主字段中的内容，其他数据库中的这个重复字段则通过数据流通来更新，并与主数据库保持一致。这样既免除了管理员重复输入工作，又确保了数据的一致性。

数据流通是以Web服务器作为桥，Web服务器通过从主数据库读出字段内容，按照表2中重复字段在从数据库中位置，获得重复字段所要写入的数据库及位置，再经过连接各从数据库的接口将数据写入从数据库的相应字段。

在子系统的主机上，管理软件仍然运行，通过本地的DBMS操作数据库，与数据平台并行存在。对于子数据库，本地管理软件的事务与数据平台的子事务并无任何区别，均在用户界面层与子数据库的交互，保证了原子系统的正常运行。

表1 分布数据库目录

表2 重复字段在各子系统中的位置

3 智能小区管理平台的实现

采用JSP来开发Web服务器，其是基于Java语言的服务器端开发工具。JSP程序基于Java虚拟机JVM机制，在服务器端通过Java Servlet扩展，在客户端通过Java Applet扩充。Java是一套完整开发体系，使用JSP为将来的系统升级留下了较大的空间。客户端运行Win98/2000，IE5.0以上版本浏览器。Web Server为Win2000 Server或NT Server平台，安装Jswdk1.0.1作为Web服务器，安装JDBC2.0和ODBC－JDBC Bridge数据库驱动程序。在Web Server上安装MS SQL Server7.0，存储用户管理及多库管理所需信息的数据库。

4 结束语

本文对智能小区数据管理平台结构组成和功能方面进行了论述，针对其所要实现的功能，提出了运用B/S体系结构，以JSP技术作为服务器端开发工具，与分布式数据库技术相结合，实现子系统数据发布和交互的综合数据平台方案。该方案解决了已有系统中管理低效、数据存储分散、无法即时登录等诸多问题。大幅提高了现有系统的性能，已能够满足管理人员及业主对智能小区管理系统的需求。

［1］ 周洪，张红梅，郭爱学.智能小区管理与控制系统［M］.北京:中国电力出版社，2006.

［2］ 李珺，查先进.基于信息资源整合技术的网络信息资源配置研究——以“信息孤岛”现象为例［C］.武汉:第六届信息化与信息资源管理学术研讨会，2009.

［3］ 曾明，郭泳洪，陈立定，等.智能小区管理系统集成平台的研究与实现［C］.香港:中国企业自动化和信息化建设论坛暨中南六省区自动化学会学术年会，2004.

［4］ 李文超，赵新慧，石元博.Web应用程序开发技术:JSP+Struts 2［M］.北京:清华大学出版社，2013.

［5］ 任泰明.基于B/S结构的软件开发技术［M］.西安:西安电子科技大学出版社，2006.

［6］ 雷刚跃.基于XML的异构数据库间数据交互技术研究［J］.科学技术与工程，2006(23):4714－4718.

［7］ 汪大立，朱建钢，张侠，等.中国极地科学数据库系统数据管理子系统的开发——以三层体系结构开发基于Web的数据管理子系统［J］.极地研究，2006(3):70－81.

［8］ 埃克尔.Java编程思想［M］.陈昊鹏，译.北京:机械工业出版社，2007.

［9］JENNIFER W.数据库系统实现［M］.杨冬青，吴愈青，包小源，等，译.北京:机械工业出版社，2010.