大型封闭住宅区安防信息管理系统的设计模板

大型封闭住宅区安防信息管理系统的设计资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。大型封闭住宅区安防信息管理系统的设计摘要随着中国住宅区的持续发展,有关小区的信息呈爆炸式增长,比如小区内部实地控制设备的工作状态、小区房产和住户信息、物业管理及投诉、水电气消费、住户组织活动、小区精神文明建设等等;以及小区和外部环境的联系信息,比如涉及到小区正常运行的电力公司、供水公司、移动通信公司等,与小区住户日常生活息息相关的商务、运输、教育、娱乐、医疗等信息。这些信息量的持续增长使得小区越来越需要将这些信息整合化来处理,但现有的小区信息管理体系不能实现这一功能,不能促使多种信息在小区内外顺畅交流。因此,搭建一个覆盖小区内外、能够满足住户多种合理要求的信息整合的统一体系已迫在眉睫[1]。探究小区安全防护管理信息的主要内容包括有关技术标准和发展方式(OPC、BACnet和SSO),要了解技术的工作原理并熟练掌握技术标准和发展方式;住宅区门户开发手段(Portal、Tapestry、Liferay)的分析,了解该技术架构和工作方式,把握相应的技术手段,本文着重探究了Portal技术和Tapestry结构的整合方式,在此基础上掌握Liferay开发平台[2]。完成以上准备工作后探究整合住宅区信息的设计方案,提出了住宅区的信息融合门户的架构模型,据此来完成住宅区信息整合方式的设计和实现,搭建了住宅区信息融合门户的初始架构,对此架构已完成的四个Portlet将从内部的数据传输过程到外部的功能输出均一一叙述。本文在探究过程中依照JSR168标准,利用Tapestry模块、Liferay平台、JOPCClient、SSO等技术手段,搭建起住宅区的信息融合门户体系并验证了该体系的功能达到研究的最初目的[3]。对本课题深入分析下发现,Tapestry和Portal两种技术能够融合在一起使用,它们改变了以往的门户开发方式,使得体系的稳定性和延伸性大大提升,同时也提高了开发效率,减少了研究人员的工作量。利用该技术能够搭建出住宅区信息融合门户的原型体系,在此基础上来统一控制各方信息并加以利用,从而实现整合信息并高效管理和共享的初衷,为住宅区的资源整合提供了新的设计方案[4]。由于住宅区的信息化建设的相关技术还未成熟,同时受到研究现状和条件的约束,不可能面面俱到的开展研究工作,但本文在信息融合技术和门户体系的研究过程中涉及到多种技术,能为更深入地分析数字小区和数字城市信息融合化打下坚定的理论基础。关键词:住宅区,信息融合,整合技术,TapestryAbstractWiththefastdevelopmentofresidencecommunity,thevariouskindsofinformationwithinandoutsidethecommunityhavepromptgrowth.Forinstance,therunningstateofvariouslocalcontrolequipment,theinformationofhousepropertyandowners,therepairandcomplaintsofpropertymanagement,thechargesofelectricity,waterandnaturalgas,thecommittee'sactivitiesofowners,theinformationofcommunityculturaldevelopmentandsoon;Furthermore,therearealsohavealotofDigitalCityrelevantinformationaboutoutsidecommunity.Forexample,theinformationofelectricpowercompany,watersupplycompanyandtelecomcompany,theinformationaboutthecommunitylifesuchase-commerce,logistics,tele-education,telemedicinee-governmentandsoforth.Meanwhile,theexistingmanagementsystemincommunitycannotfacethegrowingdemandforinformationintegrationandalsocannotrealizetheinteractiveinformationofinsideandoutsideofthecommunity.Therefore,establishinganinfointegrationplatformwhichinvolvesthewithinandoutsidecommunityandsatisfytheneedsofindividualusershasanurgentneed.Inthisthesis,theresearchcontentincludestheinfo-integrationtechniquessuchasOPC,BACnetandSSO.Itisimportanttoanalyzeprincipleofitsworkandmastertherelevanttechnicalspecificationsanddevelopingmethods.Moreover,theresearchcontentalsoincludesportaldevelopingtechniquessuchasPortal,TapestryandLiferay.Itisalsonecessarytoanalyzeitsarchitectureandoperatingmechanism,masterthespecificdevelopingmethod,comprehendthecombinationofTapestryframeworkandportaltechnology.Baseontheseknowledges,authordiscussthesolutionofresidencecommunityinfo-integrationportalandputforwardaarchitecturemodel.Accordingtothismodel,authoraccomplishaprototypesystemofresidencecommunityinfo-integrationportalthroughdetaildesignandimplementation.Furthermore,itexplainsfourPortletsthatarealreadyimplementedatpresentfrominsidedataflowcharttoprogrammingonebyone.Throughthetestofprototypesystem,thethesisprovesthecorrectnessoftechnologicalroutewhichfollowingtheJSR168standard,combiningtheTapestryframework,basingontheExotericLiferayplatformandmakinguseoftheJOPCClientandSSOtechniquestobuildresidencecommunityinfo-integrationportal.Withthein-depthstudyonthesubject,itindicatsthatTapestrycancombinewithportaleffectively.Thecombinationofthetwotechniqueshaschangedthetraditionalwayofportaldevelopingandthesystemmaintainability,expansibilityanddevelopingefficiencyarealsogreatlyincreased.Throughthetechnologyroute,itsuccessfullyimplementaprototypesystemofresidencecommunityinfointegrationportal.Furthermore,italsocancontrolandutilizeallkindsofresourceseffectivelyandachievethepurposeofresourcespolymerization,efficientmanagementandsharing.Itprovidesanewmodelfortheinformationintegrationofresidencecommunity.Becausetheinforconstructionofresidencecommunityareunderdeveloping,alsolimitedbyresearchlevelandconditionatthesametime,therearealotofquestionfailedtodiscussdeeply.Buttheresearchofkeytechniquesinthethesis,andthesuccessoftheprototypesystemdevelopingprovideakindofnewfeasibletechnicalapproachandreferenceforthestudyofinfointegrationbetweendigitalcommunityanddigitalcity.Keywords:ResidenceCommunity,InfoIntegration,IntegratedTechnology,Tapestry目录一、绪论 71.1研究背景和意义 71.1.1研究背景 71.1.2研究意义 81.2国内外研究现状 91.3本文研究的目的、内容级技术 121.3.1研究的目的 121.3.2研究的内容 121.3.2研究的技术 13二、住宅区信息整合关键技术研究 142.1住宅区信息整合技术简介 142.2OPC技术 162.2.1OPC技术基础 162.2.2OPC接口方式 172.2.3OPC数据访问方式 182.2.4OPC技术规范 202.3BACnet技术 232.3.1BACnet对象 232.3.2BACnet数据通信协议 252.3.3BACnet四层体系结构 252.4单点登录SSO技术 272.4.1单点登录SSO概念 272.4.2单点登录模型分析 272.4.3单点登录身份认证机制 292.5本章小结 30三、住宅区门户开发关键技术研究 313.1住宅区门户开发技术概述 313.2Portal技术 323.2.1对Portal的认识 323.2.2对Portlet的认识 333.2.3JavaPortlet规范 343.3Tapestry组件开发框架 353.4Tapestry与Portal的融合及其开发平台 363.4.1Tapestry与Portal的融合 363.4.2Liferay平台 37四、住宅区信息整合门户的设计 394.1住宅区信息整合门户的设计原则 394.2住宅区信息整合门户的体系结构研究 404.3住宅区信息整合门户的功能设计 404.3.1统一用户管理模块的内部逻辑结构及功能 404.3.2物业管理模块的内部逻辑结构及功能 414.3.3火灾报警模块的内部逻辑结构及功能 424.4住宅区信息整合门户的技术方案设计 434.4.1Portal技术结合Tapestry框架实现界面整合 434.4.2单点登录SSO整合住宅区各异构系统 444.4.3OPC结合JOPCClient整合小区内各现场控制设备 47五、住宅区信息整合门户的实现 505.1统一用户管理Portlet的内部实现 505.1.1系统运行图 505.1.2数据库实现 505.2办公自动化Portlet的内部实现 515.2.1系统运行图 515.2.2门户与办公自动化系统的SSO实现 525.3物业管理Portlet的内部实现 535.3.1系统运行图 535.3.2门户与物业管理系统的SSO实现 535.4火灾报警Portlet的内部实现 545.4.1系统运行图 545.4.2系统流程图 545.5住宅区信息整合门户测试 555.5.1测试方案 555.5.2测试结果 55六、总结与展望 566.1总结 566.2展望 58致

谢 59参考文献 60绪论1.1研究背景和意义1.1.1研究背景从21世纪至今,中国城镇每年增加居住面积超过12亿平方米,其中城市一年增加的住宅面积就超5亿平方米,住宅投资总额年均增长20％以上,住宅区的总数和规模呈爆炸式增长[1]。中国的住宅区的信息化建设不像其它国家,而是带有明显的中国民族特征。这是因为在多数发达国家,由于地广人稀,建筑大多数是独栋楼或者别墅;而中国情况恰恰相反,人口密度过大,住宅大都是是小区的形式。在中国,智能建筑所用的国内部件只有不到10%的市场份额;而在住宅区却完全相反,国内部件对市场的控制率达到80%以上。造成这一现象的原因是由于住宅区这种建筑形式只在中国存在,而在其它经济社会高度发达的国家只存在智能住宅和智能家居的说法[2],这些服务所需的技术和产品均和中国当前的国情有很大差异。也就是说,现今没有直接能够拿来用的国外技术和产品来运用到中国的住宅区建设中来,这对中国的自主产业和软件业提供了广阔的发展机遇,使其免于和国外厂家竞争。住宅区这一市场有广阔的机会,国内许多大型制造商进入其中,具有代表性的比如:清华同方提供的ezIBS信息融合系统运用在智能建筑中,包括设备监控、火灾报警,安全系统等模块,并结合用户的核心业务信息系统,提供智能化和个性化应用程序统一管理框架,是智能建筑的主要发展方向。但由于它联系到居民区,价格并没有平民化,因此,如果它被应用到居民区,将大大提高它的使用成本,普通住宅用户无法忍受。同时,受到小区的快速进步的激励,各个子系统在社区越来越多,如何做到将这些子系统以非常好的性能和较低的成本融合在一起还能够互动工作一直是一个需要重视的难题。面对各种各样的信息爆炸式的出现在社区内,如:各种各样的小区现场控制设备的工作情况、夫妻共同财产信息、物业管理、维护服务和业主投诉、燃气费用、业主委员会动态、社区精神文明发展等信息,以现有的信息融合方法还未能适应这一现状。面对这样的结果,住宅区要有与之适应的信息融合平台来控制和充分利用居民的信息,让其发挥出应有的效果。成熟的门户技术为实现小区信息管理平台提供了技术支持。门户这一个词刚开始意思是门户网站,比如著名的门户网站雅虎、新浪等互联网网站。这些网站为用户提供多种服务,包括检索、分类和自行定制服务,最终达到帮助用户找到其所需要的信息的目的,这种门户也被称作公共信息门户。与web应用程序的发展过程类似,门户网站也被给予了新的涵义,简单的说就是在有效的网络环境基础下,把多种不同的功能系统、数据资源等信息资源整合成一个统一平台,考虑到每个用户的使用习惯和所需功能,将其设计出具备个性化的应用程序接口,用户经过处理事件和数据传播功能将其有机结合为整体。此门户就叫做信息整合门户,包括以下功能:①信息整合:实现资源统一与集中②用户整合:实现用户统一与集中③信息安全:实现资源与用户的角色授权④个性化:实现用户个性化访问⑤单点登录:实现统一入口访问所有信息资源⑥协同交互:实现用户之间、用户与信息的协同考虑到以上因素,小区信息融合门户的发展受到内在和外在的迫切需要,对相关技术的成熟度要求较高,因此具备一定的可操作性。因此,信息融合技术和门户开发技术对住宅的研究以及研究区域内部和外部各种资源并将其融合为整体还需要一个可操作的整体策略,因此,提供更好的信息融合解决方式已被提上日程。1.1.2研究意义从技术层面上讲,本课题在探究住房信息整合技术和门户开发技术的基础上,提出了住宅综合信息门户的相关改良方案,在促进信息整合问题的研究和使用方面做出了积极作用。另外,首次将门户信息融合技术和Tapestry架构结合起来使用在居住区的门户,并极大地提高了信息控制效率。该方式不但有利于门户技术向深处发展,同时推动了组件重用下的软件工程理论的研究工作。住宅项目的应用价值体现在信息整合门户把各种设备系统和信息资源整合为一体再进行共享,还能进行统一监控和自我组织把散布于各处的各种信息资源按照用户的需要将定制信息传递给用户,最终实现的目标是找出有用的信息。在此基础上,用户能够在人、内容、应用程序和个性化的过程中开展安全、一对一交流。因此能够说,房地产信息融合给管理人员、业务门户所有者、社区服务人员以及政府有关部门和企业在与外部社区进行信息交流和共享时,提供了一个有效且方便的社区内部和外部信息交换的整合平台,方便用户共享和管理。因此,小区信息整合门户实现社区信息应用整合、增值工作,具有较好的社会效益。1.2国内外研究现状信息整合是一个系统工程,它需要用到多种技术,比如计算机、移动通讯和信息网络。在中国,居民区采用很多领域的信息整合技术,特别是OPC技术,BACnet和SSO技术等。OPC是一种工业准则,从最开始的1997年10月公开OPCDA1.0的技术章程至今,经过多年的技术进步,OPC规范已经被大多数制造商采纳,特别是在工业控制领域,已经成为工业控制程序的圭臬。现今对整合OPC技术和各种信息架构的要求变得越来越刻不容缓,对OPC技术的多平台操作和网络性能提出了更严格的要求。因此,12月公开OPCOPCXML-DA1.01标准,使得工业控制体系的互相无障碍交流性。O阶段新的发展阶段。OPC技术能够解决多总线整合的难题,让每一个现场总线能够实现信息共享和无障碍融合,以及现场设备即插即用,大大提高总线稳定性和现场总线监控体系的延伸性。在中国,OPC技术应用在居民区,不但只用在智能家居中,还用于污水处理、遥测控制等领域,考虑到当今的国情,OPC技术主要用在国外的智能家居和楼宇中,很少用在居民区内[5]。BACnet于1月由国际标准组织ISO公开的ISO16484-5版本,它的本质是致力于建筑自动化领域的移动通信协议,功能表现在把不同厂家,不同功能的产品集中成一个整体,实现制造商设备间的相互操作功能。BACnet标准受到了行业的广泛认可,因为它能较快的投入应用和产业化。BACnet已在世界各地超过八十个国家和地区得到推广,赢得了各种工程业务商家的好评。建筑行业在中国虽然开展的不够早,但有广阔的发展空间,现在已诞生了国内的BACnet产品[6]。SSO的单点登录技术于首次提出,它的关键思想是一次性登录的用户鉴别,取得登录系统和使用应用软件的权利,在这种情况下,管理员没必要更正或干扰用户登录信息就能够很容易地实现想要的安全监控功能,在此前提下利用分布式计算程序能实现安全、快捷的辨别用户的功能。国外相关的大公司,如微软、IBM、Novell以及CA等商家都有自己主打的SSO产品。当前在中国大范围使用的SSO产品是国外的,国内研究SSO技术的公司很少,只有少数企业在单点登录的产品研究和开发上投入资金和人力,比如北京赛弗耐等信息技术有限公司,吉林大学信息技术有限公司有限公司旗下的吉大正远单点登录系统等[7]。上述三种描述能够找到信息整合技术的特征,其在所处的领域内都发挥了积极的作用,单怎么将这些技术有效地实现信息整合,也促进了管理数据和展示功能的研发,而这是另一个亟待解决的问题。逐渐成熟的门户技术和Tapestry架构成功解决了上面的问题。门户技术的国际行业标准(JSR168)公布于11月,它的成熟度日益提高。门户技术重视用户的地位,注重工作流程和整体性能,经过图形界面和应用程序以相应的知识为核心进行数据流映射,提供一个单点集成接口,达到数据的集中访问的目的,并创立一个支持数据收集、转移、跨模块整合的环境。其它应用程序服务器商家也上市了自己的门户产品,其中以IBMWebSpherePortalServer,BEAWebLogic门户等最为出名,并有类似的开源产品,如ApacheJetSpeed2,Liferay,EXO等等。门户技术当前在企业信息,数字校园和智能楼宇等领域使用广泛[8]。Tapestry是一个著名的国外开源机构Apache下属的项目,是一个web开发平台,使用Java语言来搭建非静态的、鲁棒的和灵活性好的应用软件。它搭建在一个规范的JavaServletAPI,因此它能够兼容各种Servlet容器或应用程序服务。它现今从表现层上已实现面向对象编程,其灵魂是组件重用,项目积累的组件越多,越有更高的开发效率。它的开发工作很一致,不论项目大小,不同的开发人员会发现类似的解决方案来解决类似的问题。同时,该技术进行了全局面、合理的底层封装,允许开发人员编写简单的底层代码来避免重复开发,使得工作效率大幅度提高,与此同时,Tapestry将异常或错误消息以非常良好的方式给用户详细的显示出来。在中国,Tapestry应用程序相对较小,主要是缺乏中文资料,技术门槛不算低,与流行的B/S架构和web应用程序相比,Tapestry的进步也很明显,最新版本已经结合AJAX等门户网站技术,具有光明的应用前景[9]。OPC技术作为一个行业标准正逐渐发挥它的国内的影响力,特别是近年来得到了大范围的重视。许多学院和大学、研究机构和制造商都开始进行了OPC技术的分析与应用工作[10]。一些公司如北京HuaKong也投入OPC研发资金,成为研究单位的一员。在应用方面,沈阳自动化研究所研制的最新的分布式监控系统使用OPC技术,实现现场上层应用软件经过OPC服务器查询设备数据的功能,同时还开发了OPC软件和相应的控件。现在很多自动化设备制造商不但生产硬件还生产对应的OPC服务器。一些国内工业控制软件公司努力提高OPC技术的利用率,以提高和增加软件性能,如工业控制公司在北京发布的配置版本5.1就用到OPC技术。由OPC基金会发布的产品列表显示,截止到3月,OPC基金会的合作单位投产650多种OPC产品,它们遍布世界各地,而且这个数字还在上升,其中著名的有费歇尔罗斯蒙特系列、西门子WinAC、罗克韦尔RSLinx、RSView系列等[11]。BACnet标准是唯一应用于建筑监控系统的标准,BACnet标准在北美和欧洲被大范围承认和应用。一些主要自动控制设备制造商都遵循BACnet标准规范,如艾顿,西门子建筑技术、ABB、三角洲控制制造商。但由于BACnet的设计初衷是给建筑自动化的移动通讯提高统一标准来整合不同的制造商生产的系统。但中国的建筑自动化情况并不完全符合国际标准:一是应用BACnet国际标准的比例还比较小,第二是在工程实际中,即使遵守BACnet标准,实际上都是购买外国产品和技术。尽管我们国家对BACnet标准开展了很多研究工作,但主要聚焦在应用程序级别,即如何利用现有BACnet标准硬件来搭建BACnet网络,以实现整合各类自动控制架构来应用在智能建筑中,最终达到人们对智能建筑功能上的要求[12]。SSO的单点访问技术从出现至今,经过多年的发展,在各种行业都得到大规模使用。在中国,单点访问技术的应用更加喜人,包括清华大学和北京大学在实现校园网统一身份认证体系中,采用了票据和LDAP服务器的单点访问系统;中国电信在时在”互联网明星”项目中也搭建出了单点访问系统,其它SSO技术如税收、银行、工业和商业等方面的应用规模也很大。单点登录技术在国外主要聚集在大学和企业。耶鲁大学开发了一组开源SSO即CAS,它利用Java平台,提供了一个使用简便的单点访问系统。该系统在耶鲁大学,加利福尼亚大学,剑桥大学,香港科技大学都投入使用,本文也把CAS用作身份验证服务器的门户,获得了满意的结果。公司根据自己的产品研发需求也形成了更高端的SSO产品系列,包括IBMSSO系统,M护照系统,NovelleTrust、SiteMinder和惠普SSO系统等等[13]。1.3本文研究的目的、内容及技术1.3.1研究的目的现今居民区投入使用的监控系统越来越多,其中包含的信息种类和数量也更加复杂,但现有的信息处理方式滞后于这种日益增长的需求。因此,为了实现本文的目的——在各种信息处理技术的基础上对居民区和门户开发技术进行探究,提出一组易于分析、布置、互操作性、延伸性的信息处理应用架构,使居住区综合数据门户可方便的查阅小区的各种数据资源,实现各子系统的集成和连接,为用户提供个性化的操作界面,方便办理各种业务,为数字城市的建设创造良好的前提条件。1.3.2研究的内容本文的研究重点是”居民区信息整合技术研究住居民区门户开发技术研究居住区信息门户搭建居民区信息整合门户实现”,将其作为本文工作的指南。本文研究的主要内容如下:第1章介绍了课题背景和研究意义,国内外研究和应用现状,以及研究目的、内容和技术路线。第二章是讨论居民区信息整合技术,针对OPC,BACnet和SSO技术。第一步先介绍了OPC技术,然后分析了OPC接口的两种模式,三种类型的OPC数据处理方法和7种OPC标准。另外也对BACnet对象、移动通讯协议和系统架构进行了详细探讨。最后本章讨论SSO的引进技术,重点研究分析了SSO模块和身份验证过程。第三章是关于住宅门户架构技术的探究,首先啊门户技术是概述,包括门户的涵义、系统架构和Portlet组件,以及JCP组织和JSR国际规章,特别介绍了JSR168和JSR286标准。除此之外也探究了Tapestry内部组件,解释了它的类型和目标、模块和组件。Tapestry的运行过程包括其工作原理等,详细介绍了该技术能提供的服务。最后本章分析了门户技术当前未解决的问题,详细阐述了Tapestry和门户技术的整合方式,包括如何对Tapestry、PortletAPI进行包装等标准配置问题。第四章是研究居住区信息整合设计方案,把门户、Tapestry、SSO和OPC等核心技术用于居民区的数据整合门户中并介绍了门户网站的搭建流程。首先介绍了这一工作的意义和前提条件,然后详述了整个架构的体系结构模型,最后给出了单个portlet内部逻辑结构和详细的性能分析与设计。第五章紧跟前一章,叙述如何实现小区信息门户,包括单个portlet中的具体实现,并给出了运行截图和核心程序。最后,得到整个系统的测试结果和需要优化的方向。第6章作为总结与展望,对本课题所取得的结果、结论和展望下结论。1.3.2研究的技术小区信息门户是一个服务于社区内外统一的系统,它能够提供用户个性化的需求,这一过程要用到各种技术来搭建完整的信息服务整合平台。为各种住户提供社区内外的所有类型的数据查询功能,整合社区各类信息数据,把每个子系统的综合信息都融合为一体,为不同类型的用户提供独具特点的数据处理和服务功能。相关的技术思路如下:①了解并研究住宅区信息整合技术,包括对OPC、BACnet和SSO技术的探究,重点分析其工作原理并数学相关技术标准和研发模式。②主要探究住宅区信息整合门户与各实地硬件设备系统之间的联系,能对现场数据进行收集和分析。③熟悉并探究住宅区门户研发技术,包括对Portal、Tapestry技术的分析,特别注重分析其架构模块和运行过程,掌握相关的开发模式。④重点探究Portal技术与Tapestry框架的整合工作,减少开发工作量。⑤熟悉并掌握Tapestry与Portal技术的研发软件—Liferay。⑥利用以上探究成果,提出了住宅区信息整合门户的系统架构模型,以此模型为根基来设计住宅区信息整合门户并实现其功能。二、住宅区信息整合核心技术研究2.1住宅区信息整合技术介绍现今中国经济持续进步,信息化建设已经成为互联网社会的热点话题。当前和居住区相关的子系统例如建筑无人化、监控体系、火灾报警系统、保安系统等,已已有20之多[9]。这些系统大都采用互不叠加的监控模块,利用相对独立的硬件设施和监控程序,致使软件和硬件之间,框架和框架之间的联系不够紧密,给系统操作和现场控制带来难题,相应数据被分解成数据单元,很难实现信息共享和全面监控。因此,怎么把信息整合实施于居民区,在不同控制架构之间,包括数据信息、组织和监控间,提高整合度和优化相互操作功能,已成为现今研究工作聚焦所在。在这种前提下,各种各样的信息整合技术到处开花:①串行通信串行通信是应用最广泛的标准通讯技术,其中的代表为RS-232、RS-422和RS-485在工业生产中随从可见。但因为RS-232的传输间距很短,大约为50英尺,速度只有20KBPS的最高水平,因此不适合居民区。RS-422通信定义了一种平衡接口,提高了10MBPS的传输速度,传输距离也被扩展到约1220米,并允许在单条总线上连入10个以上的接收器。但RS-422有缺点,因为总线的传输速率与双绞线的长度成反比,因此在100KBPS范围内,才会达到最大传输距离,也就是说,只有在很短的距离内传输速度才会达到最高。②ODBC和JDBC能够将不同的数据库系统应用在一个居民区内,如何在它们之间进行联通成为一个避不开的问题,特别是当用户需要查询不同的服务器时。现在有很多利用SQL编写的数据库系统,异构数据库系统是由SQL数据库搭建起来的。JDBC、ODBC查询异构成员是新的查询模式。ODBC是微软所推崇的,在当前被大范围承认,它用于数据库登录应用程序编程接口。应用程序针对ODBC数据库的操作不需要DBMS的参与,不必直接处理DBMS。任何数据库操作需要相应的DBMSODBC驱动程序来完成。换句话说,不论是创立还是访问服务器,SQL200,DB2或Oracle数据库都要用到ODBCAPI登录技术。因此,ODBC是最大的优势是能够以整体的模式操作任意数据库。③OPCOPC是一种工业标准,初衷是为了实现数据整合,OPC在系统和设备制造厂家之间起着非常重要的作用。不同的设备制造商只需要OPC的连接接口,服务软件和WEB浏览器利用OPC接口实现连接,因此,OPC使得具有整合功能的客户端软件显得不是必要的。OPC自动化软件,提供来自不同供应商的设备和系统的即插即用硬件和软件模块。过程和生产自动化公司能够很容易地将其整合到应用大范围的商业自动化体系内。OPC兼容模块使得信息整合的成本大幅度降低,因为现今的软件和硬件模块都依据一个规范接口,该接口通用于世界各地。自动化供应商供应的具有可代替性的特殊设备驱动程序集成于OPC服务器。来自不同供应商的硬件和软件在以前的各种系统之间的连接是首要解决的问题,而如今OPC能够来解决这个问题,应用软件开发时间大大缩短,使自动化项目的完成效率大大提升,能够更早地开始新项目,从而节省时间依据过程控制领域的自动化体系的成本。④BACnet和LonWorksBACnet和LonWorks协议是不设限的,都互相影响。LonWorks协议和BACnet有不同的初始目的,但在小区都有特殊的使用之处。LonWorks协议应用在实时控制领域下的建筑设备监控网络中传感器和执行器之间,实现产品的交流功能,它是监控磁场传感器和执行器之间的互操作性的web标准。因此,其常常见在住宅照明系统、安全系统、家庭系统等对实时要求很高的系统内进行沟通和互操作性。这种情况下LonWorks协议能够提供成本较低的方式,因此协议用在这些类型的系统时成效最好。⑤SSO单点登录(SSO)是指当用户需要查询多个应用系统时,只需要在开始时登录和身份查证,就能够访问它的任何系统,而不需要再次查询,后续系统会自动获取用户信息,以鉴别用户的身份。这样的单点登录(SSO)对原始用户的管理是较为集中的,每个系统都凭借互信关系自动验证用户身份。在这个过程中,管理员不必更正或干扰用户信息就可实现用户希望得到安全监控,这是一个为了能够在分布式计算环境中,安全并容易鉴别用户的整合技术。2.2OPC技术2.2.1OPC技术基础为了访问字段中的数据信息,每个应用程序开发人员需要编写专用的接口函数。大量的现场设备在工业控制领域内应用很广泛,OPC软件开发者需要编写大量的驱动程序把这些设备联系起来。有时硬件生产厂家对硬件做了一些微小的变化,应用软件可能需要改写。另外,在不同的设备之间,甚至不同的单位之间的软件也可能不同,软件开发人员很难同时监控这些设备并优化操作。硬件供应商正在努力解决这个问题,可是,由于不同的客户有不同的需求,依然有不同的数据传送协议,对此并没有一个完善的解决方式。OPC的出现给Windows应用软件和实地过程控制的使用搭建了通路。OPC规范是OPC基金会制定的有关过程控制和无人化生产的一套规范,它包括界面、应用程序软件开发方法和属性,它是在微软的OLE,con/dcom的基础上开发的。COM主要是由两部分组成,对象和接口。对象是一个类,类的实例是一组相关的数据和函数的定义。接口是一组实用函数定义,是一组逻辑相关的函数,其函数作为成员函数的接口。一个组件能够包含多个COM对象的程序,每个COM对象能够用于多个接口。当其它组件或普通的过程程序访问相应的功能模块时,首先搭建一个COM对象或提供的服务的对象在实现COM接口的基础上来调用它。当所有的服务完成后,如果客户端不再需要一个COM对象,就应该释放对象的空间,包括类本身。DCOM技术是COM技术的延伸,使其在局域网、广域网或Internet中不同的计算机之间能进行通信。COM客户机连接到远程计算机上的COM服务器和连接本地计算机上的COM服务器,除了通信的速度以为其它都是一样的。DCOM能让应用软件能够分散到网络的各个位置,以满足客户和系统的要求。另外,DCOM组件的位置是完全透明的,不论它是否位于相同的进程或地球的其它角落,客户端连入组件和使用组件的方式都是一样的。DCOM不但不改变源代码,也不必须要更改编译程序。一个简单的配置行动能够改变组件之间的联系。DCOM位置的独立性很大程度上简化了应用程序组件需要分配的任务,实现最高的执行效率。2.2.2OPC接口方式OPC标准提供了两套接口的解决方法,即自定义接口和自动化接口,便于开发人员设计和实现OPC服务器程序和客户端。自定义接口的OPC服务器选择界面,介绍了OPC接口和模块对象的方法,主要用于C/c++,Pascal等使用COM接口语言来完成设计工作。自定义接口数据传输效率高,利用此接口,客户端能够把OPC服务器的性能几乎完全发挥出来,可是它没有类对象,进行项目的操作时要经过包含对象的集合。自动化接口是可选的,它是定制接口的进一步封装,实际上是阻塞定制接口虚拟函数表,使自定义COM接口变为成OLE自动化接口,主要用于Delphi,VisualBasic,在高级语言中使用OLE来完成界面设计。相对来说自动化接口数据传送速度不够快。如图2.1所示,OPC提供了一个规范的自动化接口包装器(WrapperDLL),使自动化接口和自定义接口能快速切换,让客户端能够查询定制的自动化接口及其服务器。图2.1OPC接口图设计客户端时能够选择以上两种类型的任何一种接口。一般来说,自定义接口函数好处很多,但对开发人员要求高,需要对dcom有较深的理解。使用自动化接口会带来以下优点:客户使用程序接口变得容易,且不需要了解详细的内部流程;能够使用事件触发机制,能够生成一个动态链接库或模块供应给其它客户。另外,自定义接口的OPC对象没有外部接口定义,所有查询OPC对象需要经过其包含OPC组对象来完成。对自动化接口来说,由于封装动态链接库能给对象的接口下定义,查询这些对象变得比较容易。2.2.3OPC数据访问方式①同步访问方式OPC服务器收到OPC客户端请求后,将数据访问的结果作为一个方法的参数反馈给OPC客户端。OPC客户端随后继续等待信息,直到OPC服务器的数据查询结果反馈给客户端为止。数据查询处理过程见图2.2:图2.2同步访问方式②异步查询方式OPC服务器收到了OPC客户端请求后马上把方法反馈给OPC客户端,OPC客户端完成处理信息的任务。完整的信息输入OPC服务器时,触发异步查询OPC客户端的事件完成,查询信息最后返给OPC客户端。OPC客户端在Delphi的事件处理方式中收到来自OPC服务器返回的信息。数据查询处理过程见图2.3。图2.3异步访问方式③订阅查询方式同步和异步查询方式都经过OPC客户端来登录OPC服务器,而订阅查询方法能够自动收到OPC服务器发送的更改请求。OPC服务器每隔一定的时间(UpdateRate)将会刷新数据缓冲区的信息,如果此时数据有变动,将其作为数据重构事件(DataChange)告知OPC客户端。如果OPC服务器也服务于不敏感区域,那么OPC项数据类型是模拟的,只有时间戳(当前值和先前的值的差异)的绝对值溢出一定范围后,刷新缓冲中的信息并告知OPC客户端。因此微弱的变化能够忽视,减少OPC服务器和OPC客户端上的负担。数据查询处理过程见图2.4。图2.4订阅访问方式2.2.4OPC技术规范OPC基金会[10]做出各种各样的OPC标准,并不断升级和扩展性能以迎合工业自动化领域的进步和变化。当设计相应的OPC服务器或客户端时就要使用这些规范的以确保操作稳定性。OPC标准的结构框架如图2.5所示。图2.5OPC规范①OPC数据存取规范OPC数据储存规范是由OPC基金会首次出台的一个工业标准,核心是现场设备访问在线数据。OPC数据访问服务器主要包含服务器、组对象和项目的对象。信息服务器和OPC服务器对象的维护包作为容器的对象,创立动态或可释放的对象;OPC组对象除了维护本身的信息外,还具有包容OPC的机制,比如OPC项管理机制和OPC项逻辑;OPC表示项与OPC服务器数据连接。图2.6示意了这几个对象的相互关系以及它们和OPC客户端的关系:图2.6OPC数据存取服务器中对象及OPC客户端的相互关系从自定义接口的OPC项对象的角度来说,该项不包含外部接口定义,OPC客户端只能间接操纵OPC对象,而不是适应OPC组对象。至于OPC服务器对象和组对象的聚合关系,即OPC服务器对象创立OPC组后将该对象指针传送给客户端,直接操纵对象的客户端。这不但能够提高数据访问速度又使功能易于扩展,体现了组件的重用。1)OPC服务器对象客户端必须首先搭建OPC服务器对象来维护服务器的信息,它也是OPC组对象的包装容器。OPC服务器对象能对数据源进行访问(读/写)或通信,数据源能够是现场I/O设备,或其它应用程序。2)OPC组对象OPC标准提供了一种方法让客户端来管理数据,能够作为OPC的一组逻辑相关的数据项导入到同一组。客户端能够创立多个组对象,并更改其属性。当客户端向服务器进行数据访问时,多个OPC项为一组对象整体进行读和写操作,提高信息通讯的速度。3)OPC项OPC项表示与OPC服务器数据的关联,包括数值,质量和时间戳三个参数。VARLANT的值的数据类型表示实际值;质量是数值短类型,表示id值是否有用;时间戳表示从设备读取数据的时长或更新服务器的时间。②OPC报警与事件规范OPC警报和事件接口标准提供了一种机制,该机制是指,当I/O设备指定的事件或发生报警条件时,OPC客户端能够得到告知。经过此接口,OPC客户端也能够知道哪些事件发生以及OPC服务器的支持条件,并能得到其当前状况。OPC的警报是一种异常情况,这是一个特例。一种状态是OPC服务器对事件或其包含的对象进行命名时,该状态一般对OPC客户端是有价值的。另一方面,一个状态能够发现一些变化,该变化对OPC服务器来讲,它代表的I/O设备或OPC客户是非常重要的。一个状态能够和一些事件有关联,也能够和任一状态有关联。③OPC历史数据存取规范OPC历史数据访问规范提供了一个常见的历史数据引擎,能够给有意向的用户和客户端程序发送额外的信息。现今大部分的历史数据系统采用特殊的分布式数据接口,因此不能用即插即的方式增加或使用现有的历史数据的解决模式,因此约束其应用界限和功能。OPC历史数据访问标准把历史数据视为某种类型的信息,这些数据与不同级别的应用程序用统一的标准融合为一体。④OPC批处理规范OPC处理标准了利用OPC数据访问标准和IEC61512-1批处理控制标准,它提供了一个实时大规模数据访问方法来监控设备数据。本标准的设立初衷不是为了提供一个解决批量控制过程,而是使异构计算环境中不同的生产控制计划能够高效地一起工作。一批processserver能够从其它OPC数据访问服务器或特定的批处理过程监控成像得到信息,然后反馈给客户端。⑤OPC安全规范OPC服务器应用程序提供了重要的数据,如果这些参数被错误修改将会带来难以预测的后果,因此要禁止未经授权的操作。OPC安全规范提供了一个特殊的机制来保护这些数据。OPC安全关键代码在得到客户端安全认证,可是没有规定哪些对象需要设立安全性,却把这些问题交由OPC服务器的供应商来抉择。此标准和以前的OPC应用程序能够兼容使用,允许有多个级别的安全性,以此能提高它的安防性能。⑥OPCXML数据存取规范XMLDA标准是一组基于XML的数据交换领域的工业自动化和过程控制接口,使用XML和SOAP(简单对象访问协议)技术。它使用SOAPHTTP作为传送协议,并使用和OPCDA相似的界面来传送信息。但XMLDA主要用于更高层次的数据交流(特别是用于不同的操作系统),基于互联网的远程连接以及某些对服务器的功能要求不太严的本地系统。⑦OPC数据交换规范OPC数据交换标准(DX)实际上是一个OPC以太网信息交换标准,它是扩展后的数据访问规范,和DA规范本质上的区别是解决了字段信息纵向控制网络传送问题,而DX解决了字段信息和水平传输的控制网络问题。规范提出了一个标准的配置接口架构,使得任何网络中的OPC数据都能访问服务器的网络通信接口,只要接口能支持即可,它提高了数据交换的效率,增强了OPC数据查询服务器的性能。另外,它还提供远程配置、诊断、监测、管理等业务,最终达到即插即用的目标。2.3BACnet技术BACnet被官方正式公布于1月,隶属于ISO国际标准化组织的标准(ISO16484-5),在智能建筑行业应用范围很广。协议考虑到控制网络节点数据传送的任务不算复杂,但对实时和速度要求很高。BACnet数据通信协议的使用范围包括供暖、空调和制冷设备,在其信息通讯间设立了一个统一的标准,根据该标准生产的设备,都能够开展交流和互操作等工作。另外,它给其它智能建筑监控系统(如供电、照明、供水、排水、安全、消防系统等)的整合提供了基本的标准。[11]。2.3.1BACnet对象对于现今各种各样的建筑自动化设备,怎么使用相同的方式表示建筑自动化设备,并使其成为网络上彼此能够”识别和查询的对象”已成为实现楼宇自动化设备交互的关键。因为当建筑自动化设备实体在网络上相互可查询,从互联网上识别和查询,形成数据共享和交换的基础上,实现互操作性。同时,这也表示需要一种普遍使用的方法,适用于楼宇自动化领域的其它方面。另外,这还意味着不能调节楼宇自动化设备的内部设计、架构和相关组件。否则,表示方法不利于新技术的推广,这就约束了建筑自动化设备空间的扩张,不利于建筑自动化设备的更深一步的发展。①BACnet对象种类BACnet标准考虑到建筑物自动控制系统的特性,标准定义了一组完整的对象。在BACnet-95协议内,定义了19个标准对象[12]。在这些标准对象,一些标准对象直接用在基础性的控制功能和硬件单元,而大多数对象表示控制逻辑和反应控制系统的控制属性。BACnet标准对象类型如表2.7所示。表2.7BACnet标准对象类型②BACnet对象属性涉及BACnet标准的楼宇自动化设备称为BACnet设备。BACnet标准对象没有指定需要多少标准的对象来表示建筑设备或实际的建筑设备。但BACnet标准指出设备在BACnet规则下只能有唯一的设备对象和任意数量的其它BACnet标准对象的组合。BACnet设备只有一个设备对象,不包括其它类型的对象,如果有其它类型的对象的话,考虑实际建筑设备来择取对应的标准对象的函数。为了识别和查询对象,对象之间必须有属性的区分。BACnet对象经过对象标识符属性加以区分,每个BACnet对象都有自身的对象标识符参数。其中,设备对象的对象标识符属性的使用范围包括整个”BACnet互连网络”,并能够经过这种独特的属性来查询设备对象。其它对象的标识符属性只存在于BACnet设备,对其操作只需要经过设备和访问对象引用和对象的对象标识符的组合。所有对象必须符合BACnet规定标准下的三个属性:1)Object-Identifier(对象标志符)2)Object-Name(对象名称)3)Object-Type(对象类型)BACnet对象的属性包括一组数据结构,由于不同的实际建筑设备的功能各有差异,不需要所有的对象具有相同的属性参数。功能更多的对象它们的属性也更多。功能少的函数不需要较多的属性,但对象的基础属性必须符合前述要求。2.3.2BACnet数据通信协议BACnet数据通信协议是一个开放的网络标准,它的数据通信协议的基础是ISO/OSI模型的分层架构,但BACnet没有利用网络的最低结构来定义自己的结构,相反,它选择局域网(LAN)这一已经成熟的技术,形成了简单实用的四层体系架构,如表2.10所示。它参照大多数建筑设备自动控制系统的通信系统的实际需要,选择OSI物理层的基本模型,也包括数据链路层,网络层和应用层协议,降低了信息处理开销和字段的长度,减少建筑设备自动控制产品的成本。利用早已投入使用的的局域网技术不但能够提高性能,而且也找到了系统整合的新方法。表2.8BACnet数据通信协议结构2.3.3BACnet四层体系结构①BACnet物理层与数据链路层在物理层和数据链路层中,BACnet采用了五大网络技术:ISO8802.3以太网,ARCnet,主从/令牌传递网络,点对点(PTP)和LonTalk协议网络连接。该底层协议的好处是性价比高。在居民区的管理平台上,常常有许多不同的局域网,特别是四种标准网络。这样一来能够提高现有的网络资源利用率;另一方面,也能够依照节点信息量的不同,重置后来满足网络的需要,达到降低投资和提高性价比的目的。四种BACnet局域网的信息速率,如表2.11所示:表2.9四种BACnet局域网的数据速率表②BACnet网络层因为BACnet采用的局域网不完全相同,如果BACnet网络包含不同的局域网,经过BACnet网络层实现局域网之间的互连。假如所有的LAN符合BACnet标准,就能经过简单的BACnet路由器连接,否则需要经过网关连接。为了适应控制网络和互联网的要求,在BACnet补充文件内,BACnet给出两种和网络互联方式:IP数据隧道和BACnet/IP。③BACnet应用层BACnet应用层的功能包括:提供通信服务应用程序规范,与较低的层的进行交流协议规范;远程应用程序层的实体间进行交互的等效规范。应用程序层还包含以下三个方面:传输层内稳定的端到端传送和纠错功能,字段分割和端到端数量流控制以及实现数据包重组和顺序控制。2.4单点登录SSO技术2.4.1单点登录SSO概念单点登录指的是当用户需要访问不同的应用系统而该系统提供分布式环境下的服务时,只需要登录一次,此次登录的结果(用户登录或注销)将传输到每个应用系统中,不要求在每个应用系统中用户都要再次登录[13]。单点登录系统本质上有一个应用联合体的涵义,所有提供单点登录的应用程序能够被认为是一个联合体,联合体的各种信息经过身份识别和授权。在此基础上,用户使用这些程序时,在应用程序中只需要验证合法的身份,在联合体的信息应用系统的身份识别过程均不要用户参与,身份识别过程对用户是完全透明的。对于用户来讲,应用程序的单点登录能很大程度上降低用户在”信息孤岛”应用程序的登录次数,用户再次查询不同的应用程序不需要登录验证,从而大幅度提高工作效率。另外,由于单点登录系统的参与,一般用户的应用程序只需要设置和记住一个用户帐户的密码,以便减少用户密码记忆量。在提高用户的密码复杂性的前提下,攻击者破解密码的成功率大大降低,用户和系统的安全得到强化。另一方面,因为统一管理用户信息,用户登录并控制管理系统变得非常容易。2.4.2单点登录模型分析①基于经纪人的模型模型包含三部分:提供客户端认证服务,认证服务器,支持应用程序服务器身份识别。身份识别服务器相当于代理人,它能够完成所有认证服务。如图2.10所示:图2.10基于经纪人的SSO模型基本思路是:所有客户端只有经过身份验证服务器进行身份验证才能登录系统资源,也是提高安全系统的相互认证的方式。当用户认证成功后,认证服务器返回给用户一个电子标签,用户经过电子标签登录另一个应用服务器,从而实现单点登录。如果电子识别标签不合法或过期,应用服务器会停止服务[14]。该模型不太安全,实现起来太容易。②基于验证代理的模型基于不同应用程序的身份验证代理模型有一个自动身份识别功能。该程序的工作方式有很多。例如,它能够使用密码或密钥自动识别,减少用户的认证负担。代理也能够放置在服务器上,在服务器身份验证系统和客户端身份验证方法之间充当”调度员”的角色[15]。如图2.11所示:图2.11基于验证代理的SSO模型2.4.3单点登录身份认证机制认证也被称为识别,是指确定用户的身份的服务,防止非法人员主动攻击的一项重要技术系统[17]。验证服务是网络安全中核心服务之一。其它安全服务在一定程度上取决于身份验证服务。认证包括两个方面:身份验证和信息验证。信息认证能够确保信息的出处是安全的以及信息传输过程中保持完整;身份验证能够由通信双方相互认证,以确保交流双方的真实性。以下主要介绍身份验证。①口令认证机制密码认证机制是一种操作简便的用户身份验证方式。系统校验用户登录的用户名和密码与合法的用户名和密码比较看是否一样来验证用户的身份。密码身份验证的前提是:要求候选人必须有一个ID,用户在用户数据库的ID不能有多个。很明显,这种身份验证方法很简便,但缺点是安全性很低,因为它的安全完全依靠用户密码的保密程度,用户密码为方便记忆,长度很短容易被猜出,因此这个方案对密码猜测攻击没有抵抗能力。密码明文传送的方式让系统攻击者轻易侵入,同时因为系统存储为纯文本密码,一旦攻击者获取密码表,会威胁整个系统的安全。②基于生物学特征的认证利用生物信息的身份验证使用独特的生物特征来区分和识别用户的身份。这些个人特征是独一无二的,在一定时期内不会发生变化,如指纹、声音、视网膜、DNA模式。因为这些特性不会丧失、失窃或忘记,因此可用于用户身份的识别和验证。可是这种项目成本较高,在保密程度很高的领域才会采用。③基于智能卡的认证智能卡是由一个或多个集成电路芯片集成的电路卡片。集成电路与微处理器让智能卡具有数据储存和处理的功能。智能卡能够储存用户的个性化参数和秘密数据。持有的智能卡的用户才能对登录系统。由于智能卡的身份验证是一种双因素身份验证,如果没有智能卡用户将无法使用系统资源,即使智能卡失踪,用户依然需要导入PIN密码。只有在用户输入密码并验证正确后才能查询智能卡的秘密信息,然后使用机密信息和主机之间展开交流。这依赖于智能卡的安全认证方案,智能卡本身提供了硬件保护和加密措施,因此它不容易造假,只能间接查阅信息。能够使用这些功能来加强安全系统来提升整体的性能。但这种方法需要更多的硬件资源,包括用户的智能卡,读卡器或服务器设备,因此成本过高,导致其使用范围较窄。④一次口令认证机制用户身份验证机制在每个登录系统中的密码是不相同的。主要有两种实现模式:第一个使用请求/响应模式。随机提示信息,用户登录系统时参考这些信息,连同她们的密码,个人资料一起创立一个用户密码,最终登录过程完成,也可用户信息把数字签名发送给服务器识别;第二种方法利用同步机制,即根据同步时钟信息连同其个人资料一起创立一个密码。这两个方案都需要服务器的用户密码是一样的,以此来验证用户身份。2.5本章小结本章主要介绍了住宅小区信息整合技术,然后对OPC,BACnet和SSO技术进行探究,分析了其工作原理、技术规范和开发方法。三、住宅区门户开发关键技术研究3.1住宅区门户开发技术概述①Portal门户是一个Web应用程序,常常见于提供个性化、单次登录、收集各种信息的内容,并作为一个信息系统的表示层。它意味着把来自各种数据源的内容整合到Web页面中。门户整合技术的成本并不高,能够很容易地将各种系统联系在一起,以统一的方式打包给用户。门户的功能分为三大方面:1)Portlet容器:Portlet容器和Servlet容器非常相似,Portlet容器中的任何布置都在Portlet中,Portlet容器管控着其自身的生存时间,并提供必要的数据和环境信息。2)内容聚合:Portlet标准中指定门户的主要工作之一是收集由Portlet生成的信息,实现个性化信息的显示、监控和搜索。3)公共服务:Portlet服务器的优势是它提供了一组公共服务。这些服务不需要遵守Portlet规范,但商业版本的门户提供了丰富的公共服务,这一点和其竞争对手有很大区别。②TapestryTapestry是一个开源框架层,它的组件由Java语言编写,目的是搭建一个动态的、稳定的和灵活性好的Web应用程序。它把围绕ServletAPI的无状态操作变为有状态且以组件为核心的模型,提高了Web应用程序开发效率,促使其发展更快更有效。Tapestry框架构造的标准是JavaServletAPI,因此它能够和任何Servlet容器或应用程序服务协调工作。一个独立的Web应用程序被它分解成一组页面,每个页面是由多个组件构成的,一个Tapestry组件一般被称为JWC(JavaWeb组件),它能够与其它组件相结合,生成实例及后续布置。它提供了一个连贯的结构,让Tapestry框架的重点放在任意的重要环节中。在Tapestry中,创立一个应用程序离不开对象、方法和属性,因此,它是真正的面向对象编程的JavaWeb应用程序。3.2Portal技术3.2.1对Portal的认识①Portal的基本概念门户(Portal)的涵义是一个利用web开发的系统,一般给用户提供个性化定制的服务、单点登录,并利用各种不同出处或不同的网站来获取各种各样的信息资源,并把这些资源整合起来展现在平台上,门户把个性化设置进行优化提供给需要定制的web页面,当不同级别的用户查询此页面将得到不同的信息资源。②Portal的体系结构门户的基本框架结构如图3.1所示,PortalwebApplication处理用户的要求,从客户的浏览页内选取能够相应的门户portlet模块,然后选取模块容器得到任意组件的内容。门户经过模块的调用程序API来查询模块的容器。这些API是调用接口模块容器的关键,它们根据请求给门户供应了一些方法来使用门户模块。容器的用户(即门户)必须要有模块容器SPI的反馈接口,把相关资源供应给门户模块容器。最后,经过PortletAPI模块容器来使用所有模块。图3.1Portal的体系结构③Portlet容器Portlet容器[21]涵义是Portlet容器能够提供Portlet运行环境,包括许多Portlet莫模块又能自行管理生命周期。它提供永久性存储的Portlet首选项,能够为不同的用户供应自定义输出服务。Portlet容器从客户端收到请求后,然后将请求传送到容器的Portlet。Portlet容器没有必要去整合Portlet信息资源,这项工作交给门户来处理。门户和Portlet容器能够放在一起运行,作为一个框架模块,依照情况也能分解成两个独立运行的组件。3.2.2对Portlet的认识①Portlet的基本定义Portlet在门户模块中处于核心地位,要处理海量的门户网站的信息,它的生命周期是一定的。利用自定义Portlet,用户能够没有难度地设置具有个性化的门户界面。基于Java技术实现的Portlet的web组件,由Portlet模块管理,对客户端的请求进行处理并生成各种动态信息资源。Portlet可插入客户端接口组件,可把表示层当为一个信息系统来使用。②Portlet与Servlet的联系Portlet被设置成一个新模块,它有新的确定的接口和方法。为了结合已有的Servlet来尽可能地提高它的使用率,Portlet标准加入了Servlet规范,部分功能非常类似,再把Portlet、Servlet和JSP放入一个Web体系内,该框架被称为Portlet应用程序。在相同的Portlet应用程序,它们将共享一个类装入器。3.2.3JavaPortlet规范①JCP组织及JSR国际标准JCP[23](JavaCommunityProcess)是一个开放的国际团体,大部分成员是Java开发人员和制定者,目的是开发和更新Java规范及其参考实现以及开发技术程序包。Java和JCP的缔造者都来源于太阳计算机公司。如今,JCP由被该公司创造于1995年的Java非正式进程过渡到正式进程,已经受到来自全球各地的百名之多的Java技术人员的日程监督和开发。②JSR168标准概述JCP组织在10月7日首次对外公开第一版的Portlet的规范,也就是常见的JSR168规范。公开这个规范的目的主要用来避免门户供应商向市场供应不尽相同的PortletAPI,因此让Portlet门户提供者可重复使用Porlet,让Portlet可重用性得到很大提高。其组件结构如图3.2所示:图3.2Portlet内容图③JSR286标准概述JSR286是168标准的继承者,是最新的技术标准,当前一直在不断更新。JSR168在业界得到广泛好评。考虑到它是第一个版本难以避免有一些缺陷,只提高最基本的用例,对功能有一些约束。标准发布三年之后,因此,大部分的支持JSR168的门户产品都有一些附加的扩展功能,以提高更先进的使用方法。然后,11月高级版的JSR286开始研发,来迎合行业的需求,并提供支持最高水平的标准解决方案的功能,为这些高级特性提供相互操作的可能。3.3Tapestry组件开发框架Tapestry概述①Tapestry的基础概念Tapestry是一个基于Java的全web应用组件式开发框架,基础概念包括以下5个方面:1)Tapestry不是一个应用服务器,而是使用一个在应用服务器中的框架。2)Tapestry不是一个应用,而是一个用来创立web应用的框架。3)Tapestry不是JSP的一种使用方式,Tapestry和JSP只能够选择一种。4)Tapestry不是一个脚本环境,Tapestry使用一种组件对象模式,这并不是一种简单的脚本,而是用于生成高动态性高互交性的web页面。5)Tapestry是在JavaServlet的基础上开发的,它的转换组件模式具有多样性,把一个网页应用分解成一个单独的联合模块,每个模块都有其特殊的用途即用来显示一个web页面或HTML响应请求。②Tapestry的目标Tapestry的用处是允许开发人员在使用以往的web应用程序开发的过程中遇到各种各样的缺点和不足,它能为开发人员提供最简便和最清楚的开发方式。因此在Tapestry框架的开发过程一直具有简洁、高度一致、高效和反馈机制:1)简洁性:Tapestry开发程序和以往的Servlet开发程相比所需代码较少。之前的大多数Servlet开发程序常常包括枯燥而繁杂的工作,比如:解析访问参数,处理HttpSession对象,搭建URL等等,而很多Tapestry摒弃了以往开发程序中Servlet重复开发的过程,使开发人员能够专注于解决应用程序逻辑的问题。2)一致性:Tapestry为开发web应用程序的界面供应了一个功能一致的接口。不同的开发人员创立web页面时能利用统一的方案和标准让其它开发人员修改,此过程没有任何难点,这都是因为Tapestry应用程序自身具有可重用的模块技术。3)高效性:Tapestry应用程序能够附加其它功能,Web应用程序的一个主要功能是运行多个用户同时操作。在内部,Tapestry利用对象池和缓冲池来最小化处理请求过程的数目,此举大幅度降低服务器的工作压力,很好地提高了服务器的效率。4)回馈性:在大多数web框架的设计过程中,设计人员找到错误来源的准确位置是很难的,此过程会用掉大量宝贵的设计时间和精力。而Tapestry的应用层有着多层错误捕捉功能,它能比较快而准确的发现设计错误并将结果显示在界面或是应用服务器的工作窗口。③Tapestry的工作原理Tapestry开发程序由多个界面构成,界面间是相互独立的、可多次利用并包含可配置的文件。Tapestry界面组成包括三个文件:HTML、Java类文件及Page文件。它们的页面结构如下图。图3.3Tapestry页面