ID卡機房智能管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

文章出處：http://srpd123.com 作者：滕連爽，李令臣，郭嘉喜   人氣： 發(fā)表時間：2011年09月27日

    0 引言

    為了提高工作效率和管理水平，實現(xiàn)計算機機房的自動化管理，使機房管理工作由人工值守向無人值守方向邁進，根據(jù)我院實際情況，我們自主開發(fā)了一套全方位、智能化和安全性能高的純軟件機房智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以非接觸式ID卡為介質，結合三層帶路由功能的交換機，利用TCMP協(xié)議的傳輸方式，實現(xiàn)了跨網(wǎng)段管理的功能，能夠直觀、方便、有效地管理整個校園局域網(wǎng)內所有計算機。

    1 機房智能管理系統(tǒng)的硬件組成 

    本系統(tǒng)采用非接觸式ID卡作為身份識別的工具，每個服務器都安裝一臺ID卡讀卡器，每臺學生機上都安裝客戶端軟件，通過機房管理端軟件和客戶端軟件的結合，完全實現(xiàn)了身份識別、自動計費、遠程監(jiān)控、ID卡管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等功能。系統(tǒng)硬件組成如圖1所示。 

圖1機房智能管理系統(tǒng)硬件構成框圖 

    2 機房智能管理系統(tǒng)的軟件組成

    機房智能管理系統(tǒng)基于C／S結構和B／S結構模式開發(fā)。B／S結構的用戶主要是學生、系統(tǒng)管理員，主要完成丟卡掛失、密碼保護、密碼查詢、個人上機明細查詢、上機反饋、反饋處理、報表生成、系統(tǒng)日志等功能。C／S結構的用戶主要是學生、機房管理員、系統(tǒng)管理員。學生用戶端主要完成刷卡登錄、斷網(wǎng)獨立管為不影響學生上機作為機房管理系統(tǒng)的客戶端軟件隨著電腦的啟動自動運視覺效果，系統(tǒng)采用登錄托盤模式。管理客戶端軟件主要實現(xiàn)用戶刷卡、遠程控制學生端鎖屏、解屏、關機、注銷、開機、監(jiān)控、修改密碼、自動計費、費用查詢、管理端結賬等功能。系統(tǒng)管理端實現(xiàn)用戶管理、上機管理、課表管理、費用管理和系統(tǒng)基礎信息設置、遠程控制等功能。軟件功能結構如圖2所示。 

圖2軟件功能結構圖

    其中系統(tǒng)管理端各個子系統(tǒng)功能如下：

    費用管理充值管理(集體充值、個人充值)、查詢統(tǒng)計。
    用戶管理用戶注冊(批量注冊、單人注冊)、用戶注銷(批量注銷、單人注銷)、掛失解掛、用戶換卡、用戶信息管理。
    課表管理機房課表設置、機房課表查詢。
    系統(tǒng)設置機房設置、管理員設置、費率設定、空閑設置。
    上機管理刷卡管理、監(jiān)控管理。

    3 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

    本系統(tǒng)建立在學校局域網(wǎng)之上，采用B/S和C/S相結合的混合模式，以windows 2000 server為服務器，以SQL server 2000為后臺數(shù)據(jù)庫，以PowerBuilder、VisualBasic和ASP．NET為開發(fā)工具，采用標準的TCP/ IP協(xié)議。實現(xiàn)了跨網(wǎng)段跨路由，突破了網(wǎng)段的限制，解決了每個網(wǎng)段需要配備一臺服務器的問題，節(jié)省了資源。

    3．1客戶端的技術實現(xiàn)

    作為機房管理系統(tǒng)的客戶端軟件隨著電腦的啟動自動運視覺效果，系統(tǒng)采用登錄托盤模式。管理客戶端軟件主要實現(xiàn)行，迅速鎖定屏幕、鼠標和功能鍵。學生在機房入口刷卡后到機房內部電腦輸入賬號和密碼，經(jīng)驗證通過后，才可以使用電腦。上機結束后，在客戶端自動結賬關機。主要技術如下：

    (1)客戶端軟件自動運行的處理

    修改注冊表“HKEY-LOCAI，MACINE＼SOFTWARE＼Mi-crosomwindows＼cunrrentversion＼run”中run的鍵值，就實現(xiàn)了自動運行的目的；同時配備硬盤保護卡、還原卡之類的保護卡，用戶就無法刪除客戶端應用程序。通過修改注冊表“HKEY_CURRENLMACHINER＼SoRware＼Microsoft＼Windows＼CurrentVerSion＼Poliies＼system＼DisableTaskMgr中DisableTaskMgr的值，禁用任務管理器，用戶不能中止客戶端程序的運行。客戶端程序一旦中止運行或強制中止便自動關機，以避免某些人通過某些途徑關閉客戶端程序，使本工作站不能被服務器監(jiān)管。另外，系統(tǒng)采取輔助進程來加強客戶端管理程序的安全性。該進程每隔一定時間檢測客戶端管理程序是否正常運行和IP地址是否被修改，如果沒有正常運行或IP地址不正確，說明客戶端管理程序已被破壞，該程序則自動將本工作站鎖定或自動關機，使非法使用者不能使用該機。

    (2)電腦控制功能的處理

    PowerBuilder適用于數(shù)據(jù)庫開發(fā)，但作為機器控制類軟件開發(fā)，其功能特別弱。因此在開發(fā)中我們使用VisualBasic開發(fā)控件，結合PB實現(xiàn)電腦的控制，實現(xiàn)了PB與vB控件的無縫結合。本系統(tǒng)中通過調用系統(tǒng)API函數(shù)共開發(fā)了兩個具有控制功能的控件，如表1所示。 

    3．2管理端的技術實現(xiàn)

    管理端主要實現(xiàn)刷卡功能，同時自動設置收費狀態(tài)、收費標準、遠程控制等，以及完成上機卡的注冊、注銷、充值和收費統(tǒng)計分析等功能。

    (1)刷卡功能的實現(xiàn)

    目前，市面上流行IC卡、ID卡等。由于IC卡費用高，需要特殊的刷卡器和寫卡器，不適于低成本的需要；與接觸式IC卡相比，非接觸式ID卡無需插拔卡，避免了由于機械接觸不良導致的各種故障，因而具有操作方便、快捷、可靠、壽命長等突出優(yōu)點，特別適用于人流量大的場合。ID卡和刷卡器成本低而且使用簡單，刷卡后能夠立即觸發(fā)單行編輯框的modified事件，同時將ID卡號自動輸入單行編輯框中，通過對modified事件的編程，就能夠實現(xiàn)我們所需要的一切功能。因此，本系統(tǒng)選擇了ID卡而不是IC卡。

    (2)遠程控制的實現(xiàn)

    為了實現(xiàn)對客戶端的遠程控制，我們選擇winsock編程進行通信傳遞控制參數(shù)，信息傳遞連接方式采取UDP連接。UDP協(xié)議不需要顯示的連接，一個UDP應用可同時作為應用的客戶或服務器方，兩臺計算機的地位可以看成“平等的”，這種應用程序也叫點到點通信(peer to peer)，因此，任何一臺安裝服務器端軟件的機器都可以作為服務器，能夠實現(xiàn)校園網(wǎng)內的所有電腦對學生用機的遠程監(jiān)控功能。又由于UDP數(shù)據(jù)包具有較強的網(wǎng)絡穿透能力，可以在上述網(wǎng)絡環(huán)境相對復雜的場合進行網(wǎng)絡通信。

    服務器與客戶機之間是借助winsock控件通過UDP協(xié)議進行通信的，因此，需要通過winsock控件屬性設置對話框將服務器端與客戶端的網(wǎng)絡協(xié)協(xié)設置為UDP協(xié)議，如圖3所示。 

圖3 winsock控件通信協(xié)議設置

    服務器端遠程控制窗口(W_server)的具體設置情況和窗口的“遠程控制”命令按鈕的“單擊”事件的代碼如下。

    ／／Winsock控件的名字為ole_server
    stnng ls_mes／／定義變量ls_mes，代表發(fā)送的信息
    string Is_ip／／定義變量Is_ip，代表客戶端ip地址
    Is_ip=trim(sIe_2text)／／獲取客戶端的IP地址 
     ／／指定客戶端主機名稱或lP地址
    oIe_server．Object．RemoteHost=ls_ip
    oIe_server．obiect．RemotePort=2001 ／／指定連接端口號
    ／／指定要綁定的客戶端主機的端口號
    oIe_server．Obiecl．Bind(2002) 
     ／／獲取單行編輯框中輸入的要發(fā)送的信息
    Is_mes：trim(sIe_senddata.text)
    ／／使用ole_server控件中的SendData方法發(fā)送輸入的字符串
    ole_server．Obiecl．SendData(is_mes)
    ole_server．Object.close ／／關閉控件
    客戶端軟件主窗口(w_client)的open事件的腳本。
    ／／WInsock控件的名字為ole_server．
    oIe_server．Obiect．RemotePort=2002／／指定連接端口號
    ／／指定要綁定的服務器主機的端口號
    oIe_server．Objecl．Bind(2001)
    客戶端軟件主窗口(w-client)中ole-client控件的dataarrjval
    事件的腳本。 
    int Ii_qr 
    uo_shutdOwn=Create nvo_shutdown
    String is_RecvData／／為收到的數(shù)據(jù)聲明一個變量
    ／／調用GetData方法獲取數(shù)據(jù)
    This．Object．GetData(REF is_RecvData)
    choose case Is_RecvData
    case“reboot ” ／／oIe_2為vb開發(fā)的shutd．ocx控件
    oIe_2．objecl．shut(3)／／強制重啟
    case“shutdown”
    oIe_2．object．shut(5)／／強制關機
    case“Iogoff”
    oIe_2．object．shut(0)／／注銷
    case“lock”
    open(w_pm)／／鎖屏
    case“unIock”
    cIose(w_pm)／／解屏 
    CASE ELSE
    messagebox(“友情提示”，lS_RecvData) 
    end choose

    當在服務器端設置好客戶端的IP地址，并綁定好客戶端主機的端口號后，就與客戶端建立了連接，服務器與客戶端就隨時可以通過sendD呦方法進行數(shù)據(jù)通信，完成對客戶端的實時控制和監(jiān)控。由于winsock控件每次只能發(fā)送一個字符串，我們對發(fā)送的字符串進行了實際意義的確定，如“reboot”表示強制重啟、“logoff”’表示注銷、“shutdown”表示關機、“lock”表示鎖屏、“unlook”表示解屏等?？蛻舳耸盏阶址笥|發(fā)DataA而val事件，根據(jù)約定的字符串的意義，執(zhí)行相應的功能，比如收到“lock”消息，客戶端自動鎖定屏幕，以此實現(xiàn)遠程控制。

    4結束語

    根據(jù)上述思想和技術，我們利用PowerBuilder和VisualBasic設計開發(fā)了“ID卡機房智能管理系統(tǒng)”，大膽地整合了兩種工具的開發(fā)特色，縮短了開發(fā)周期。通過一年的使用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，計時收費準確無誤，達到了機房管理自動化和無人值守的目的，提高了工作效率，節(jié)約了資源，大大減輕了機房管理人員的工作負擔。

    (文/青島港灣職業(yè)技術學院，滕連爽，李令臣，郭嘉喜)