摘要：应用Asp.Net（C#）三层体系结构设计，研究制糖企业内部分布式异种异构数据环境下，应用嵌入式数据库中间件系统，采集制糖企业农务、财务、化验、销售、库房等分布式数据，搭建企业数据资源中心，消除企业信息孤岛。

    关键字：制糖企业；分布式；中间件；通用性；数据中心；信息孤岛

    制糖企业是面向农产品加工的生产企业，其信息化建既涉及到企业内部的信息化建设，又涉及到农业信息化推广的国家政策。因此，大部分的制糖企业内部既存在企业自己建立的库房、销售等系统，又存在农务、化验等政策性的系统，还存在国家标准的财务系统等。这些系统的应用极大的帮助了制糖企业生产经营各方面的综合水平的提高，也使制糖企业信息化水平得到发展。

    但是随着信息技术的迅猛发展，制糖企业的服务器和电脑设备不断更新换代，应用的信息化系统推陈出新，导致企业信息化工作也面临着越来越多的问题，如不同的硬件平台和网络环境不兼容、不同的数据库间的互操作、传输不可靠等问题。这种分布式异种异构企业信息化环境，造成了员工需要不断切换操作系统，多次登陆才能提取需要的数据信息，极大的降低员工的工作效率，也影响了企业决策工作的开展。

    面对这些问题，一般的企业采用直接更换新系统和新数据库的方式，但是这样的方式没有根本的解决问题，还为将来出现同类问题埋下隐患。同时，这也加大了企业在信息化方面的投入，不利于企业信息化的长期发展。

    在分布式应用迅速发展的今天，制糖企业迫切需要利用中间件系统进行企业数据的整合。本文以应用了嵌入式数据库中间件系统的制糖企业综合管理信息系统在多家制糖企业分布式异构异种环境下，搭建企业数据资源中心，解决企业信息孤岛问题的实际案例，阐述嵌入式数据库中间件系统在制糖企业信息化中的应用所取得的实际效果。

    1 、系统的原理

    1.1 功能特点

    分布式异构数据集成中间件是便于企业内部或企业之间利用Intranet或Internet进行数据集成的中间件，它为数据库、文件系统等异构数据源提供包含提取、转换、传输和加载等操作的数据集成服务，完成基于数据的应用集成，实现不同应用系统间的数据的共享。它主要由XML解析器、数据查询引擎、转换器和包装器组成。

    1.1.1 XML解析器

    解析器直接与Web服务器连接，确定请求中对数据的操作方式（插入，删除等），对相应操作方式的请求格式进行合法性检查。若检验未通过，即向用户发送提示出错信息。一旦判断合法，那么具体操作请求将被进一步送至数据查询引擎中处理。

    1.1.2 、数据查询引擎

    数据查询引擎是全局事务执行一致性和正确性的保证。这必须经由其包含的查询分解组件、查询规划组件以及结果合并组件来协调完成。

图一   数据查询引擎结构

    （1）查询分解组件　

    查询分解组件接受经解析器过滤后的合法请求，依照数据字典将全局查询请求分解为针对各数据源所包含数据的子查询并对此过程进行优化。

    （2）查询规划组件　

    查询规划组件主要涉及子查询排队、调度、转发等技术。其中设计一个合理的子查询请求队列来保存由查询分解组件生成的子查询尤为重要。之后，依据调度策略处理请求队列中的子查询，依次移出并转发至与子查询相对应的转换器进行一下步的模式转换和执行。

    （3）结果合并组件　

    由各转换器返回的子查询结果是针对各数据源各自的局部视图，其中必然包括对全局查询请求而言重复或是无效的数据。因此，中间件返回给用户的结果不能仅仅是子查询结果的简单叠加，而应该是剔除了重复及无效的数据后，在全局视图下的结果格式合并（UNION）再发送至接口。

    1.1.3 转换器

    转换器完成数据库调用的功能。它直接与底层数据源打交道，将底层数据库异构的数据模式转换为基于XML数据模式的视图，提供一层统一的虚拟视图，并不改变各异构数据库的存储和管理，然而却屏蔽了原始数据的异构性。用户得到的是一个全面的、集成的视图，而非一个中间数据库的数据。转换器是利用中间件实现数据集成的核心和关键。它读取源数据库与公共数据格式的数据类型映射表，根据公共数据文档Schema，将原始数据转换为公共数据格式。

    1.1.4 包装器

    包装器是异构数据集成中间件的重要组成部分，它针对某一单一数据源而构造，负责将各异构数据源进行封装，并装载到查询引擎中等待处理。

图二   系统架构图 

    1.2技术特点

    把分布式异构数据集成中间件实现成一个WEB服务器，它定义和实现若干不同的对象，而且使得在系统中的其它中间件能够远程透明地访问和使用这些对象。为了对外提供数据共享服务，需要在数据集成中间件中定义和实现若干针对不同类型数据库(如Access，SQL Server，Sybase，Oracle，Excel等)的对象，一个特定的对象对应于一种类型的数据库；而且，对每一种对象，都需要实现针对其特定类型数据库的方法集（如连接数据库、查询、检索、删除、更新等等）。需要数据服务的客户方通过调用这些对象中的方法，即可实现对数据库的远程操作。

图三 分布式异构数据集成中间件模型

    1.3技术框架

    项目以实现数据转换引擎、配置XML虚拟数据库及相应的管理工具为主导，并根据XML虚拟数据库所支持的全局数据模式和各种数据源的特点，开发不同的包装器（采用插件技术），可访问多种分布式的异构数据源；开发数据查询引擎，提供给客户或客户端应用程序进行查询操作。

    分布式异构数据集成中间件开发选择了.NET平台。.NET平台是微软公司提出的一种分布式运算框架，它提供了WEB应用程序模型ASP.NET，建立在.NET Framework的编程类之上，包含简化WEB应用开发的控件集和结构。.NET包含了基于XML的数据访问技术ADO.NET、OPC.NET，具有良好的互操作性、可维护性、可伸缩性等性能，实现了数据和数据源的分离。

图四 Web Service功能

    1.3.1 开发环境

    开发语言：C＃，HTML，JAVASCRIPT等；

    用户系统：Windows 9x、Windows 2K、Windows XP、Windows Vista；

    浏览器支持：IE、Fire fox；

    服务器：Windows 2003 Server IIS 6.1 ；

    数据库管理系统：SQLSERVER、Sybase、Access、Oracle；

    1.3.2 研发工具

    （1）项目管理工具：project、Visual SourceSafe

    （2）需求分析工具：Visio

    （3）设计建模工具：Visio 、Power Designer

    （4）开发工具：Visual Studio

    （5）测试工具：TestDriven.NET

    1.3.3 开发技术

    （1）.NET中的ADO.NET、OPC.NET、.NET Framework

    （2）插件技术

    （3）XML技术

    （4）Json

    （5）Web service

    1.3.4 硬件环境

    （1）服务器端

    （2）处理器：Pentium4 1.6G 以上处理器

    （3）内存：256MB以上内存

    （4）客户端

    （5）处理器：Pentium3 700M 以上处理器

    （6）内存： 128M 以上内存

    1.3.5 网络支撑环境

图五 中间件网络架构

    2 、应用实例

    2.1 企业环境

    广西某制糖公司的分布式异种异构数据环境：

    该企业安装系统的服务器共4台，采用分布式铺设。

    （1）服务器1，安装了用友库房管理系统、用友U8财务系统，应用的是Microsoft SQL 2000 数据库；

    （2）服务器2，安装了金税开票系统，应用了Sybase数据库；

    （3）服务器3，安装了农务系统、化验系统、销售系统、过磅系统等，应用了Microsoft SQL 2000 数据库；

    （4）生厂车间有多台工业计算机进行工业控制。

    2.2 产生的问题

    在这样的分布式异种异构环境下，引发了以下问题：

    （1）用友系列软件、金税开票系统等标准软件均限制了用户数量，企业用户在查看数据的时候，经常因为账号冲突而无法正常使用系统；

    （2）农务系统采集的是原料和生产过程数据，化验系统采集的是成品数据，销售系统采集的是合同和发货数据·，企业决策层要了解产品从生产到销售的各种数据，需要同时打开3个系统，分别登陆，分别进行汇总操作，才能得出3个报表来对比查看，操作过程繁琐，工作效率低；

    （3）金税开票系统和财务系统需根据销售系统的发货数据和合同信息来开具发票和进行记账处理，用户需要从销售系统打印出报表，再根据报表将发货和合同数据分别录入金税开票系统和财务系统，重复性的录入操作，加重了操作员的工作负担；

    （4）化验系统是基于DOS下运行的系统，无法在现有普遍的Windows操作系统中运行，导致用户要经常切换操作系统来查看数据；

    （5）工控数据一般为实时数据，无法直接查询历史数据进行比较，目前采用手工的方式记录历史数据，查询和汇总相当不便；

    （6）财务和库房数据一般采用每年建立一个帐套，每个帐套只能查看当前帐套的数据，不能直接对数据进行跨帐套查询；

    2.3 中间件应用的实例

    嵌入了中间件数据库系统的制糖企业综合管理信息系统通过以下方式来解决分布式异种异构环境给企业带来的问题：

    2.3.1 在服务器3上安装制糖企业综合管理信息系统，通过IIS进行WEB发布，采用不同端口发布就可以实现一台服务器，多系统同时运行，数据库也直接采用原有的Microsoft SQL 2000数据库来建立数据中心，为企业减少了购置新服务器的费用；

    2.3.2 直接提取分布式异构数据

    嵌入式中间件数据库系统采用通用数据接口，可实现分布式异构数据的统一提取，形成各类图表，因此用户无需多次登录多个系统进行操作，也无需切换操作系统。

图六 用友系统库房发货数据提取

 

图七 农务系统进蔗、压榨数据提取

 

图八 化验系统产品产量数据提取

 

图九 化验系统质量分析数据提取，并对不达标数据标红处理

    2.3.3 将分布式数据提交到数据中心

    对一些安全性要求较高的如财务系统的数据，中间件系统为保证原有数据的完整性，一般不直接进行原数据库的操作，而采用将数据提取到数据中心后，在数据中心进行整理的方式。

 

图十 将分布式数据导入数据中心

 

图十一 查询数据中心数据

 

图十二 数据中心数据字段与财务系统数据绑定设置

    2.3将数据中心的数据返回原数据库

    数据中心的可将销售系统和过磅系统的合同和发货数据进行提取，然后按照Sybase数据库结构和财务SQL数据结构两种方式导出，避免了多个系统间重复性的数据录入，实现数据中心与各系统数据无缝衔接。

 

图十三 数据中心数据导出

    2.4车间工控数据的提取和整理

    系统可以通过安装在管道上的电子流量计和温度计直接将数据读取到数据中心，显示在系统界面上，保证了数据的即时性，同时将时间段数据进行保存，可进行历史数据的查询和汇总分析。

 

图十四 实时的工控数据提取

 

图十五 工控数据在数据中心存档与分析

    3、取得的效果

    通过嵌入式中间件数据系统的应用，可以帮助制糖企业改善信息化环境，消除信息孤岛，提高工作效率，提高决策能力等：

    （1）利用中间件直接读取多个系统的数据，进行整理对比分析，形成各类直观图表，为企业决策者提供决策数据支持，可有效缩短企业决策周期，提高决策能力和准确率；

    （2）利用中间件进行各系统间的数据交换，避免了数据的重复录入，系统多次登陆，提高了员工工作效率；

    （3）实时提取企业工业控制数据，进行对比分析，有效指导生产，提高安全生产率；

    （4）全面提升企业的信息化水平，降低企业信息化建设投入。

    4 、总结

    目前，国内的制糖企业基本属于中小型制造企业，技术和资金都相对薄弱，信息化水平相对低下，嵌入了中间件数据库系统的制糖企业综合管理信息系统能帮助以最小的信息化投入，解决了企业的信息孤岛问题，改善企业信息化环境，获取最大的建设成效，投入产出比非常明显。因此，在制糖企业推广和应用嵌入了中间件数据库系统的制糖企业综合管理信息系统具有良好的应用前景，能拉动制糖企业信息化水平的整体提高。

    [参考文献]

    [1]陈传波.基于XML和消息中间件的异构数据集成技术[J].计算机工程与科学.2004,(9)：69～85.

    [2]余永红.基于XML中间件实现异构数据源集成研究[J].湖南理工学院学报，2006，（9）：17～19.