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摘 要： 随着科技的发展,信息系统也得到了一定的完善,为管理效率的提升奠定了基础。虚拟现实技术作为一种新型 技术,搭建 3D 虚拟信息管理系统可以方便系统管理人员更加直观、快速的开展工作。本文基于虚拟现实技术下设计一个信息 管理系统,采用 C/S 软件体系结构和 3D MAX 软件进行建模,利用 MS SQL Server 数据库,实现了机房中的设备、机柜、服 务器等进行属性、状态信息的显示等功能、属性、导航,实现信息管理系统的众多功能。经过试验测试之后,发现系统应用流 畅,操作便捷,真实性和交互性较强,现场代入感非常真实。
关键词：虚拟现实技术,信息管理系统,数据挖掘,物联网
Design and Implementation of Information Management System Based on Virtual Reality Technology
DING Yi
(Changzhou Engineering Vocational and Technical College, Changzhou Jiangsu 213164)
【Abstract】： With the development of science and technology, the information system has also been improved to a certain extent, which has laid a foundation for the improvement of management efficiency. As a new type of technology, virtual reality technology, building a 3D virtual information management system can facilitate system managers to carry out work more intuitively and quickly. This paper designs an information management system based on virtual reality technology, adopts C/S software architecture and 3D MAX software for modeling, uses MS SQL Server database to realize the attribute and status information of equipment, cabinets, servers, etc. in the computer room. Display and other functions, properties, navigation, and realize many functions of the information management system. After testing, it is found that the system has smooth application, convenient operation, strong authenticity and interactivity, and a very real sense of on-site substitution.
【Key words】： virtual reality technology;information management system;data mining;Internet of Things
信息管理系统是指利用计算机对于所需的信息数据 进行采集,经过处理之后进行综合性管理、利用信息管 理系统来管理信息数据不仅可以提高信息处理的高效 性、可靠性、安全性,还可以保障信息处理的质量和效 率 [1]。因此,信息管理系统的设计非常重要。虚拟现实 是基于计算技术产生的一种虚拟化的膜系统,可以模拟 真实情境,增强人机交互性能,获得真实的体验。通过 利用虚拟现实技术,根据信息管理系统的管理需求来整 合系统和资源,设计管理系统为工作高效化提供保障。
1 总体框架
基于图形图像技术和 3D 虚拟可视化方式,呈现管理内容,通过物联网技术实现万物互联,展示服务器、 安全设备、数据中心网络设备等管理对象,提高工作效 率,实现管理可视化。
本研究所提出的平台软件采用 C/S 体系结构,以 TCP/IP 为物联设备的通讯协议,具有可视化图像引擎。
2 数据挖掘
数据库设计的关键是数据结构。从系统信息需求的 角度来看,所需信息包括本身的物理数据以及数据传输 产生的各种信息、信息分布、属性信息、统计信息等, 为了可以在虚拟现实技术背景下显示信息,不仅需要统 一数据格式,还需要根据种类来划分数据,各个数据之间可以通过一定关系或视图来表示 [2]。
2.1 数据采集
在被管理对象中采集多源数据。数据归一化入库模 式分为文件收集、文件导入格式、直接输入模式、数据 库之间的数据交换模式等几种类型。数据传输采用手动 或自动传输,实现采集数据工作。
2.2 数据加工
标准数据处理模块可以分为过滤模块、合并模块、 格式转换模块以及拆分模块等。因为各个系统的数据格 式不同,所以为了方便系统交换数据,需要数据处理模 块,以便各个系统对于数据格式进行自动转换。从数据 源收集和清理数据后,可以从数据源获取有关游泳的信 息。转换和集成后,它将加载到数据存储中,并负责加 载和处理不同级别的数据。ETL 提取工具与用于提取、 转换和加载数据的存储过程脚本相关联。由于存在许多 数据源系统,数据集成功能要求很高,配置功能必须要 灵活。
2.3 数据清洗
清除并转换源数据的过程中,需要从多个来源获得 有用的信息数据,并在实践中去除不必要的信息数据。 在数据挖掘过程中,数据清洗是其中非常重要的一个环 节,格式统一、数据归一、数据完整等,均是需要在数 据清洗过程中实现的。从日志中提取数据,并查询错误 数据以进行分析,将正常信息清洗掉。开展 ETL 数据中 心平台的数据转换需要 ：根据字段映射关系生成新表、 业务规则的计算、不一致的数据转换等。基于提前制定 好的转换规则和映射关系,生成新的汇总表、中间表、 数据表等。提前对于数据指标进行计算,因为不同业务 有着不同的规则和指标,方便后续的分析工作开展 [3]。
2.4 挖掘实例
采用网络安全检测技术、数据挖掘技术等,对于原 始入侵数据进行分析,在其中挖掘提取行为特征,分 析行为特征规律,构件入侵特征库,开展网络安全分析 工作。
将模糊理论应用在网络入侵检测算法中,构建入侵 检测行为规则,建立特征关联。首先,提取入侵行为特 征,挖掘行为特征,减少特征彼此之间的关联度,构建 网络入侵检测的分类器,在大量数据中发现规律,找到 存在重要意义、特殊含义的特征数据 ;其次,引入模糊 理论来处理特征,为特征赋予模糊值,每一个属性的模 糊属度均是由模糊隶属度函数来确定的 ;最后,构件最 优网络入侵分类器,分析网络入侵分类器性能,分析方 法可以通过测试样本进行。
基于此,建立学习样本,并收集网络状态信息,提 取网络状态特征,处理网络入侵特征。通过入侵特征 库,检测网络信息日志服务器中的信息,同时对于其行 为进行分析。一旦存在入侵特征行为,必须要发出实时 告警。而告警信息会被本系统监测到,在读取告警信息 后, 将受到攻击的类型和攻击者的 IP 等详细信息显示 在监控平台服务器,方便值班人员处理。
3 虚拟可视化
如图 1 所示为对象虚拟可视化的步骤。平台采用 Unity3D 实现虚拟漫游技术,管理人员可以进行异地登 录和操作。
3.1 三维建模
首先根据整体结构使用统一的计量单位、坐标,选 择三维立体坐标系。采用建模工具软件制作三维模型, 并进行渲染配色。建筑结构是整体模型,在建模时提前 渲染配色。对于树木、道路等物体需要重复应用其单一 的模型,所以在虚拟现实系统应用模型的过程中,需进 行不同处理。
整个虚拟模型包括建筑、高性能机房、设备检定室 以及数据中心等。建筑包括建筑周围、道路、树木等。 数据中心机房和高性能机房则主要包括网络设备、安全 设备、服务器、机柜、配电柜、视频监控、温湿度传感 器等。设备检定室则包括坚定仪器设备、被检传感器、 计算机等。
3.2 模型导入
将 3D MAX 创建的模型转换为 FBX 文件,导入到 Unity3D, 然后为模型创建预置体。几个 Object( 对象 ) 可以使用同一个预置体创建。因为设备数量会在未来使 用时发生增加或减少,所以采用实时创建方法,不能提 前创建设备对象。根据服务器、机房机柜、网络设备等 的各种品牌、型号来创建模型,构建预置体。将各种材 料数据导入数据库,在购入新设备之后,在服务器信息 表中直接添加设备程序,以便服务器数据表的数据实时 表示机房中服务器和网络设备的状态。脚本从服务器数 据表中读取数据,对比服务器配置框架的名称,可以得 到相同类型的预置体进行实例化,并对于服务器数据进行定义。
3.3 与机房设备交互
利用 Unity3D 组件内置组件,能够将众多模块进 行封装,方便其使用管理,如常见的碰撞检测、动画组 件、场景管理、物理引擎、声音引擎等。可视化编辑器 的存在,为开发人员进行场景效果的实时预览提供了巨 大的作用,并且其界面交互技术还能够实现二维模型和 全景图相机成化管理漫游。另外,系统的机柜机柜独自 存在,点击之后可以模拟机房机柜的开门、关门动作, 并且还会出现动画抽出显示,并且列出机柜的相关信 息,包括相关参数、图片信息和应用信息等。
3.4 部署与使用
通常情况下, Unity3D 可以部署成网络使用方式和 单机使用方式两种。(1)单机使用。单机发布时一般情 况下的模式形式。点击 Unity 的 Build Setting 模块, 会自动出现客户端操作系统对话框,然后进行发布,根 据书序将所需场景拖放到 Current 中,以执行链接自 动跳转功能。单击 Build 按钮之后,设置渲染质量、分 辨率等一系列参数,创建可执行文件,同时保证文件和 文件夹目录之间的一致性。否则将不能运行。(2)网络 使 用。 单 击 Unity 的 Build Setting 模 块, 选择 Web Player 这一选项, Build 可以生成网页文件和 .Unity3D 文件,配置好后可以对其进行网络的部署。通过在服 务器端中配置.Unity3D 文件以及网页,能够使用户 访问 Unity3D 文件。(3) 最终应用结果。Unity3D 的 发布运行无需特殊的安装程序,所以通过单机发布之 后,点击 EXE 文件,既可实现 Unity3D 的运行。另外, Unity3D 进行网络发布的话,需要安装一个控件才能够 实现运行,控件大小大约 500KB。
4 数据维护与管理
除了显示具有虚拟坐标的三维图像外,还必须具有 数据管理和维护功能。这些功能可以通过传统的数据库 功能 ( 包括编辑、删除、添加、统计、检索 ) 来执行, 包括通过手动数据库界面可以执行的所有功能。管理员 是通过数据库中间件来操作数据库,而不是直接在数据 库中操作。数据库中间件是一组操作数据库的 API 的函数,能够支持不同数据库。当管理人必须执行某些功能 时,可以通过人机界面输入相关信息来操作数据库。为 了改进数据收集,可以使用条形码阅读器输入数据。例 如,当搜索有关某一设备的信息时,条形码阅读器可以 读取设备上的条形码,然后系统将会自动执行查询命 令,为管理员提供设备信息。除此之外,为了提供足够 的信息,还会提供搜索、统计等功能,从未创建各种搜 索结果和统计结果,如线性图和圆形图,并分析设备具 体情况。
5 实验结果与分析
在信息管理系统中,为了保证系统的有效性, 对于 本系统开展对比研究。以 S 企业的信息作为研究对象, 分析 S 企业的信息管理。为了保证试验效果,对基于虚 拟现实技术的信息管理系统、传统信息管理系统开展负 载测试,对于试验结果进行对比分析。试验结果如表 1 所示。根据试验结果可以发现,基于虚拟现实技术的信 息管理系统的负载性能更好,并且拥有更加快速的处理 效果。在投入运行之后,信息管理系统运行效果良好, 操作设备具有非常强的交互性和真实性。
6 总结
综上所述,利用三维虚拟技术来设计数据中心信息 管理系统,实现多平台部署、场景交互等多个功能,从 而方便用户直接在网页、单机中登录该平台,进行工 作。相较于传统的信息管理系统来说,可以承受多个用 户的同时访问,并且还可以有效节省人力成本和时间成 本,提高了工作效率。另外,因为随着时间的发展,服 务器、网络设备在不断更新,为充分保障系统模拟的真 实性,需要及时更新信息系统。
参考文献
[1] 孙颖,周新淳.基于虚拟现实技术的购房信息管理系统设计 [J].电子制作,2019(6):57-58.
[2] 陈小霞,郭莹,刘兆雪,等.三维可视化信息管理系统在选煤生 产中的应用[J].选煤技术,2022.50(2):95-100.
[3] 贺海侠.基于VRML的虚拟交互图书馆信息管理系统研究 [J].信息技术,2019(12):131-134+140.
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