# EIS — 设备智能监控系统

## 概述

EIS（**E**quipment **I**ntelligence **S**ystem / 设备智能系统）是一个面向冷轧机组的工业设备状态监控与预测性维护平台。系统基于宝信 PACE 分布式框架构建，通过 ZeroC ICE 中间件实现进程间通信，以 ActiveMQ 连接外部系统，使用共享内存（内存映射文件）作为实时数据总线，iHyperDB 作为历史数据存储，DB2 作为配置与结果数据库。

## 系统架构

```
                            ┌──────────────────────┐
                            │    外部系统 / Web UI   │
                            └──────┬───────┬───────┘
                                   │       │
                            ActiveMQ     Memcached
                                   │       │
    ┌──────────────────────────────┼───────┼──────────────────────────┐
    │                         ICE 消息总线                              │
    │                              │                                   │
    │  ┌───────────────────────────┴───────────────────────────────┐  │
    │  │                     数据接收层                              │  │
    │  │  zsub (TCP订阅)  zudp (UDP)  zdsf (DSF)  rcv (L1电文)     │  │
    │  └───────────────────────────┬───────────────────────────────┘  │
    │                              │                                   │
    │                    共享内存 (GlobMem)                            │
    │                              │                                   │
    │  ┌───────────────────────────┴───────────────────────────────┐  │
    │  │                    数据处理与缓存层                         │  │
    │  │         zcache (缓存转换)  zinit (DB→内存初始化)             │  │
    │  └───────────────────────────┬───────────────────────────────┘  │
    │                              │                                   │
    │  ┌───────────────┬───────────┴───────────┬───────────────────┐  │
    │  │               │                       │                    │  │
    │  ▼               ▼                       ▼                    │  │
    │  ┌─────────┐ ┌─────────┐          ┌──────────┐               │  │
    │  │ eqpalg  │ │   zhd   │          │  eqpm    │               │  │
    │  │ 设备算法 │ │ 实时历史 │          │ 设备点检  │               │  │
    │  │ 监控引擎 │ │ 数据存储 │          │ 状态管理  │               │  │
    │  └────┬────┘ └────┬────┘          └────┬─────┘               │  │
    │       │           │                    │                      │  │
    │       ├─────┬─────┘                    │                      │  │
    │       │     │                          │                      │  │
    │       ▼     ▼                          │                      │  │
    │  ┌────────┐ ┌────────┐                │                      │  │
    │  │  dsm   │ │  RICS  │                │                      │  │
    │  │数据归档│ │规则展示│                 │                      │  │
    │  └────────┘ └────────┘                │                      │  │
    │                                       │                      │  │
    │  ┌────────────────────────────────────┴───────────────────┐  │
    │  │                     消息中间件层                         │  │
    │  │    zmqp (生产者) ←── ICE ──→ zmqc (消费者)               │  │
    │  │              ↓                        ↑                  │  │
    │  │         ActiveMQ ──── 外部系统 ──── ActiveMQ             │  │
    │  └─────────────────────────────────────────────────────────┘  │
    │                                                               │
    └───────────────────────────────────────────────────────────────┘
```

## 数据流全景

```
  PLC/传感器 (L1)
       │
       ├──→ FDA 服务器 ──TCP──→ zsub ──→ 共享内存 FDA_DATA
       ├──→ UDP 广播 ──UDP──→ zudp ──→ 共享内存 PLC_DATA
       ├──→ DSF 服务器 ──SDK──→ zdsf ──→ ICE 转发
       └──→ L1 电文 ──ICE──→ rcv ──→ zcache / ztrk / zmtr
                                          │
                                          ▼
                                     zcache (缓存)
                                  地址映射 + 类型转换
                                          │
                                    共享内存 PLC_DATA
                                          │
                    ┌─────────────────────┼─────────────────────┐
                    ▼                     ▼                     ▼
              eqpalg (mon)           zhd (快照)           ztrk/zmtr
              实时报警监控          iHyperDB 持久化        物料跟踪
                    │
                    ├──→ 报警 → AlarmPoster
                    │         ├──→ DB2 T_RULE_RESULT
                    │         ├──→ zmqp → ActiveMQ Topic
                    │         └──→ CMemQueue
                    │
                    ├──→ 统计累积 → RuleStatShm
                    │         └──→ eqpalg (cron) → DAA::STA → DB2
                    │
                    └──→ 页面数据 → Memcached (RICS 读 DB2 配置)

  eqpalg (task): 按需从 iHyperDB 拉取历史数据 → 拟合/统计 → DB2
  dsm: ZONE10 → iHyperDB 查询 → JSON 文件归档
  eqpm: 产量累积 → 预测检修日期 → Memcached 设备状态
```

## 服务清单

### 设备监控层（eqpalg 体系）

| 服务 | 目录 | 职责 |
|------|------|------|
| **eqpalg-mon** | `eqpalg/` | 实时监控引擎：从共享内存读 PLC 数据，每 20ms 执行规则表达式，产出报警 |
| **eqpalg-cron** | `eqpalg/` | 定时学习引擎：从 RuleStatShm 读取统计累积，计算置信区间并写回 DB2 |
| **eqpalg-task** | `eqpalg/` | 单次执行引擎：按需从 iHyperDB 拉历史数据，做拟合/统计/回测 |
| **RICS** | `RICS/` | 规则信息展示服务：读 DB2 规则配置，格式化为 JSON 写入 Memcached |
| **dsm** | `dsm/` | 数据存储管理：从共享内存 ZONE10 读配置，查 iHyperDB，归档为 JSON 文件 |
| **eqpm** | `eqpm/` | 设备点检管理：产量累积计算 + 检修日期预测 + 实时状态遥测解码 |

### 数据接收层（根据现场选用）

| 服务 | 目录 | 协议 | 适用场景 |
|------|------|------|----------|
| **zsub** | `src/zsub/` | TCP 订阅 | FDA 服务器已部署，标准 PLC 数据采集 |
| **zudp** | `src/zudp/` | UDP 广播 | 低延迟/广播式数据源 |
| **zdsf** | `src/zdsf/` | DSF SDK | DSF 数据平台，按命名标签订阅 |
| **rcv** | `src/rcv/` | ICE (iXcomTCP2) | L1 电文路由分发，通用入口 |

### 数据处理层

| 服务 | 目录 | 职责 |
|------|------|------|
| **zcache** | `src/zcache/` | 数据缓存中枢：原始二进制 → 地址映射 → 标准化浮点 → 共享内存环形缓冲 |
| **zhd** | `src/zhd/` | 实时历史数据：共享内存快照 → iHyperDB 批量写入（含自动标签创建） |
| **zinit** | `src/zinit/` | 数据库初始化：启动时从 DB2 加载配置表/参数到共享内存，运行时缓存遥测 |

### 消息中间件层

| 服务 | 目录 | 角色 | 传输方向 |
|------|------|------|----------|
| **zmqp** | `src/zmqp/` | ActiveMQ 生产者 | ICE → ActiveMQ Topic（报警/计算结果→外部） |
| **zmqc** | `src/zmqc/` | ActiveMQ 消费者 | ActiveMQ Queue → ICE（外部指令→内部服务） |

### 公共库

| 库 | 目录 | 用途 |
|----|------|------|
| `libbase` | `src/base/` | 基础工具（位操作、文件流、时间、ping） |
| `libglob` | `src/glob/` | 全局服务（BinaryTele 编解码、ConnectionMag DB连接、ProxyMag ICE代理） |
| `libzlib` | `src/zlib/` | 共享内存管理（MemFix/MemTable/DB2Mem、MemCachedClient、MemVar 全局变量） |
| `libproxy` | `src/proxy/` | ICE 接口定义（MessageICE、CallBackICE） |
| `libdao` | `src/dao/` | 数据访问对象（DBMag、MatStructDBAX） |
| `libdbax` | `src/dbax/` | 数据库表访问扩展 |
| `libcold` | `src/cold/` | 冷轧业务对象（MatUnit、RollMachine、RollTele） |
| `libcda` | `src/cda/` | 通用数据访问（报警日志、钢卷数据、调度数据） |
| `libzcus` | `src/zcus/` | 定制工具（IHDB 读取、规则报警、REST API） |
| `mix_cc` | `mix_cc/` | 表达式引擎、SQL DSL、iHyperDB API 封装、JSON、共享内存模板 |

## 关键技术栈

| 层级 | 技术 |
|------|------|
| 分布式框架 | Baosight PACE / iPlature |
| 进程间通信 | ZeroC Ice 3.7 |
| 外部消息 | Apache ActiveMQ-CPP 3.9 |
| 实时数据 | 共享内存（Boost Memory-Mapped File、GlobMem） |
| 缓存 | Memcached (libmemcached) |
| 历史数据库 | iHyperDB (HD3 API) |
| 关系数据库 | DB2 (通过 SQLAPI++) |
| 数值计算 | Eigen3、Armadillo、dlib、mlpack、GSL |
| JSON | nlohmann/json |
| 日志 | log4cplus |
| C++ 标准 | C++11 / C++17 / C++20（各模块不同） |

## 工程目录结构

```
code/
├── EIS_README.md          # 本文件
├── config/                # 全局配置文件
│   ├── config.json        # DB2/IHDB/SHM/CronTab 配置
│   ├── dsfconfig.json     # DSF 数据订阅配置
│   ├── zone.cfg           # 共享内存区域定义
│   └── crgs.cfg           # 配置注册系统
├── cmake_include/         # CMake 公共模块
├── inc/                   # 全局头文件
│   ├── common/            # 公共定义（L2Event、Macro）
│   ├── glob/              # 全局服务头文件
│   ├── proxy/             # ICE 接口头文件
│   ├── zlib/              # 共享内存库头文件
│   ├── zcache/            # 各服务头文件
│   ├── ...
│   └── dbinc/             # DB2 表结构头文件
├── lib/                   # 预编译库 (.a)
├── src/                   # 基础服务源码
│   ├── base/              # libbase
│   ├── glob/              # libglob
│   ├── zlib/              # libzlib
│   ├── proxy/             # libproxy
│   ├── dao/               # libdao
│   ├── dbax/              # libdbax
│   ├── cold/              # libcold
│   ├── cda/               # libcda
│   ├── zcus/              # libzcus
│   ├── zsub/              # FDA TCP 订阅接收器
│   ├── zudp/              # UDP 接收器
│   ├── zdsf/              # DSF 接收器
│   ├── rcv/               # L1 电文路由
│   ├── zcache/            # 数据缓存中枢
│   ├── zhd/               # 实时历史数据
│   ├── zinit/             # 数据库初始化
│   ├── zmqp/              # ActiveMQ 生产者
│   ├── zmqc/              # ActiveMQ 消费者
│   └── ...                # 其他辅助服务
├── eqpalg/                # 设备算法监控引擎
├── RICS/                  # 规则信息展示服务
├── dsm/                   # 数据存储管理
├── eqpm/                  # 设备点检管理
├── mix_cc/                # 表达式引擎 / SQL DSL / 工具库
├── third_party/           # 第三方库
├── py/                    # Python 辅助脚本
├── script/                # Shell 脚本
└── TestProject/           # 测试项目
```

## 现场部署模式

根据不同的现场情况，系统支持灵活部署：

### 标准部署（FDA）

```
zsub (TCP订阅FDA) → zcache → eqpalg + zhd
                         ↓
                    zinit (启动时加载DB配置)
```

### DSF 部署

```
zdsf (DSF标签订阅) → ICE → zcache → eqpalg + zhd
```

### UDP 广播部署

```
zudp (UDP接收) → 共享内存/ICE → zcache → eqpalg + zhd
```

### L1 电文部署

```
rcv (L1电文路由) → zcache/ztrk/zmtr → eqpalg + zhd
```

数据接收层可根据现场已有基础设施**任选一种或组合使用**，上层 eqpalg/zhd 等消费端不感知数据来源差异。

## 各服务 README 索引

| 服务 | README |
|------|--------|
| eqpalg | [eqpalg/eqpalg_readme.md](eqpalg/eqpalg_readme.md) |
| RICS | [RICS/RICS_readme.md](RICS/RICS_readme.md) |
| eqpm | [eqpm/eqpm_readme.md](eqpm/eqpm_readme.md) |
| dsm | [dsm/dsm_readme.md](dsm/dsm_readme.md) |
| zmqp | [src/zmqp/zmqp_readme.md](src/zmqp/zmqp_readme.md) |
| zmqc | [src/zmqc/zmqc_readme.md](src/zmqc/zmqc_readme.md) |
| zcache | [src/zcache/zcache_readme.md](src/zcache/zcache_readme.md) |
| zhd | [src/zhd/zhd_readme.md](src/zhd/zhd_readme.md) |
| zinit | [src/zinit/zinit_readme.md](src/zinit/zinit_readme.md) |
| zsub | [src/zsub/zsub_readme.md](src/zsub/zsub_readme.md) |
| zudp | [src/zudp/zudp_readme.md](src/zudp/zudp_readme.md) |
| zdsf | [src/zdsf/zdsf_readme.md](src/zdsf/zdsf_readme.md) |
| rcv | [src/rcv/rcv_readme.md](src/rcv/rcv_readme.md) |

## 作者

- Cat (null.null.null@qq.com)
- 宝信软件（Baosight Co. Ltd.）