基于分布式数据库的设备维护检修信息管理系统设计与实现

黄卿 谢龙 黄海 程光煜

（1.广西广播电视技术中心崇左分中心;2.广西广播电视信息网络股份有限公司防城港分公司）

一、引言

广西广播电视技术中心崇左分中心辖下管理着多座二级发射台站、十多座三级发射台站、大量四级发射台站，技术人员日常工作就是要对台站中许多的各种设备进行维护、维修和抢修，在这些运维过程中积累了大量的维修维护、故障处理经验，若能采用一套系统记录这些经验和信息，并对这些数据进行提炼、分析、共享，则可在今后的运维工作中将这些经验信息直观地提供给维护抢修人员参考，使其更好地对机器设备进行日常的运维，可大大提高安全播出的质量。

为此，本文开发了一套系统，该系统主要针对目前各台站技术人员对设备进行维修过程前后的信息进行记录，对产生的故障现象进行故障分析和整理，然后给出过往的故障处理经验，并提供信息查询和共享功能，从而使不同台站的技术人员能结合本系统提供的信息更准确地进行故障的判断和设备的维修。

此前，由于各台站技术人员对同样的设备有着不同的维修维护经验，有些台站将其寄回厂家维修，而有些台站则可进行修理，寄回厂家维修这种维修方式存在维修周期长、维修成本高、寄送过程由于搬运容易引起其他不必要的损伤。

该系统使各台站技术人员可以通过系统分享故障案例信息，互相参考和相互学习，大大缩短了维修时间，提高了设备维修的工作效率，节约维修成本，还减轻技术人员工作量，很好地促进和保障了安全播出任务的完成。

二、系统设计

（一）需求分析

1.功能需求

该系统的功能需求有以下主要几点关键点：

（1）可本地查询、录入、修改故障维修记录。

（2）可远程查询故障维修记录。

（3）可对设备图纸（电路图和实物图）进行查询、录入和修改。

（4）可提供设备的关键参数（如电压、电流）值、说明书。

（5）可对图纸采用画笔和文字进行故障点标注，并保存。

（6）可通过故障现象匹配查询设备故障原因，并显示以往的故障处理过程。

（7）可打印查询结果。

采用该套系统后，可录入各种设备的相关电路图、设备参数值、说明书，方便维修设备时调出所需电路图、查看设备参数值和说明书。同时，能对本台站故障维修数据进行记录和查询，也可查询其他台站的故障维修数据，且可将重点参数或是故障点标注在维修电路图上，既能为现场维修提供参考借鉴又能为及今后维修及时补充一手资料，为我们更快、更好地进行设备维修提供良好的帮助。

2.性能需求

该系统的性能需求有以下几点：

（1）C/S模式开发本地和远程功能。

（2）B/S模式开发远程功能。

（3）图纸标注可进行类似涂鸦的功能。

（4）界面操作必须友好，操作响应时间必须够短。

（5）可采用逻辑匹配查询其他台站的数据。

（6）数据库必须采用大中型数据库。

3.可靠性和可用性需求

该系统的可靠性和可用性需求有以下几点：

（1）该系统不能出现内存溢出的现象。

（2）该系统不能出现80%以上的CPU占用率。

（3）该系统不能出现过高的PF使用率。

（4）在进行各模块界面间切换时不能出现卡死现象。

（5）查询其他台站信息时必须具备可接受的响应时间。

4. 出错处理需求

出错需求是即需要解决系统对环境（操作系统）错误应该如何响应，或当本系统出现崩溃或溢出时的处理情况（例如崩溃时可自动重新启动该系统或环境）。

5.接口需求

接口需求主要有两点：

（1）软件接口需求，为了增强系统的性能而必须调用第三方控件或接口，该接口必须具有可接受的可靠性和稳定性。

（2）通信接口需求，主要采用TCP/IP协议进行通信。

6.约束

主要有以下几点约束：

（1）精度约束。

（2）工具和语言的约束。

（3）设计约束。

图1 系统架构图、各功能模块图和登录界面

图2 本地、远程数据库连接代码图

图3 更改操作数据库代码图

（4）应该使用的标准。

7.逆向需求

目前该系统不宜接入互联网或任何的不可靠平台，因此无须开放或制作基于互联网等不可靠平台的模块。但已经预留软件和通信接口。

8.将来可能提出的需求

将来可能还需要进行功能拓展，因此还需设计可能出现的需求，主要有几点：

（1）采用单片机进行发射机实时监控，对故障数据进行即时录入和匹配。

（2）接入互联网，可通过互联网进行数据查询。

（3）开发手机客户端。

（4）通过数据分析进行设备故障预判告警。

（二）架构设计

在本系统程序开发中，兼有C/S模式开发和B/S模式开发两大部分。C/S模式是基于VB.NET开发的分布式数据库管理系统，数据库采用MSSQL进行数据存储管理，每个台站都具备独立的数据库，各部门之间通过计算机网络互联，共同组成一个完整的、全局的逻辑上集中、物理上分布的大型数据库，C/S模式提供信息的读、写、增、删等完全功能。同时，该系统还开发了B/S模式，方便低权限用户通过网页访问资源，B/S模式主要采用PHP进行开发，数据库依然使用MSSQL，B/S模式只提供信息的读取功能。如图1b所示为该系统的系统架构图。

三、系统实现

（一）模块设计

本系统C/S模式中的UI部分目前主要分为查询修改模块、新建录入模块、后台管理模块、登录验证模块4大功能模块，如图1b所示为C/S模式系统功能模块图。而B/S模式WEB界面目前主要有查询模块、登录验证模块2大功能模块，如图1c所示为B/S模式系统功能模块图。如图1d所示为系统登录界面图。

图4 初始化变量和类、保存标注图片类的代码图

图5 设备参数动态输出模块图

（二）主要功能代码

1.数据库操作功能相关代码

如图2a所示为本地数据库连接代码图，由于采用的是分布式数据库，必须还要有远程数据库连接代码，因此，如图2b所示为远程数据库连接代码图。当需要对数据库进行操作时，如图3所示为操作更改数据库代码。

2.图片图纸标注绘制功能相关代码

依照需求，需要对图片图纸进行标记绘制，如图4a所示为初始化相关变量和类的代码图。标注结束后需要对绘制的图片进行保存，因此建立了可保存绘制手段（画直线、画矩形、画圆形）的类，如图4b所示为保存标注图片类的代码图。

3.输出设备动态参数功能相关代码

由于需要对各个设备的参数进行动态输出，因此建立了设备参数动态输出模块，如图5所示为设备参数动态输出模块图。

图6 登录验证和MD5加密相关代码图

（三）网络安全

结合需求分析，有必要进行网络入侵防范，以下几点为本系统进行的网络安全方面的配置。

（1）为防止数据库入侵，SA(System Administrator)口令禁止为空，数据库端口由默认1433端口更改为其他空闲端口。

（2）为了防止脚本植入攻击，网页尽可能减少提供参数输入框，采用下拉条、单选框、复选框等预提供的信息给用户选择。

（3）为防止SQL注入攻击，对用户输入的内容进行转义字符过滤。

（4）为防止通过网页提权种植网络木马，之后进行系统提权入侵，网站不提供后台管理功能，并将系统FTP默认21端口更改为其他空闲端口。

（5）为防止黑客从网络进行系统攻击，如telnet攻击、IPC入侵等，必须在用户与服务器间架设一台路由器，采用NAT协议只对80端口进行映射。

（6）考虑到敏感信息的安全性，本系统采用MD5加密方式进行加密，强化系统信息安全。如图6所示为登录验证和MD5加密相关代码图。

四、小结

该基于分布式数据库的设备维护检修信息管理系统，能人工记录设备故障和损坏的现状，对设备进行归类，收集记录当前设备的型号、参数、图纸、说明书等信息，也给设备相关信息的查询提供了方便，避免了频繁翻阅图纸说明书等书籍。使用该系统后，技术人员在对机器设备的故障处理过程在速度和准确度上得到提升，也减少了寄厂维修的高额维修费及运费开支，大大降低了维修成本和人力，提高了安全播出效率，切实保证了广大人民群众收听收看好广播电视节目。