5.1 系統架構
本計畫以目前已完成發展一整合型的土木工程監測資訊系統之原型系統，其 設計上以服務導向架構 (Service-Oriented Architecture，SOA) 的概念發展鬆散耦 合 (loosely coupled) 之資訊系統，並以 SOAP web service 標準作為實作的技 術，使所開發出來的服務不受平台與程式語言之限制，提高程式可用性與靈活 性，並達成開放式系統的目的。
本研究所提出之系統架構如圖 2 所示，其中包含三個成員：1)現地伺服器 (Field Server)，於監測現地負責管理與控制各式感測器、收集監測資料並依設定 將監測資料按時傳送至資料伺服器；2)媒合伺服器(Mediation Server)，調度與指 派現地伺服器與相對應之資料伺服器，於緊急狀況如現地或資料伺服器故障、網 路頻寬不足時，可彈性調度現地伺服器與資料伺服器之關連：3)資料伺服器(Data Server)，可同時儲存一至多專案之監測資料。並提供網路式服務(Web Services)，
一方面供現地伺服器呼叫以儲存資料，一方面供第三方軟體或資訊系統進行資料 擷取與再利用。
圖 2 系統架構 5.2 系統運作流程
本研究提出之系統架構的運作流程如圖 3 所示，可分為以下五個步驟：
1. 系統管理員登入 Mediation Server(MS)進行伺服器間運作設定。
2. Data Server (DS) 透過 Web Services 登入至 Mediation Server(MS)取得對應之
Field Server 相關資訊，如通行帳號、密碼與傳送之權限，並於 Field Server 登入時進行驗證。
3. Field Server (FS) 透過 Web Services 登入至 Mediation Server 取得對應之 Data Server 相關資訊，如通行帳號、密碼與傳送之權限。
4. Field Server 第一次登入至 Data Server 將主動要求系統設定 (Setting)，其規 範 Field Server 的傳送頻率與要求更新設定的頻率；Field Server 按此設定，
定時將現地之監測數據回傳至 Data Server。
5. 使用者或第三方協力單位，可透過應用程式 (application) 或是網頁式應用程 式 (web applications) 進行資料的查看與分析，而這些應用程式為透過 Data Server 的公開網路式服務取得所需之資料。
圖 3 系統運作流程圖
5.3 系統分析與設計 5.3.1 資料庫設計
在本研究中所提出之資訊系統需要儲存監測數據與相關資料，必須有效率且 有系統的管理數據與資料；在這裡以圖 4 之 E-R Model ( Entity-Relationship
Model ) 與說明資料庫的設計與各項資料間的關聯。在設計的過程中對於整體資 料的管理與各層級伺服器間有以下的規則 (business rules)：每個使用者(User)可 能會參與許多專案(Project)也同時代表了不同的身份(Role，管理者或是負責人等
本研究採用 UML (Unified Modeling Language, 統一塑模語言) 進行系統之 分析與設計，其中使用了使用案例圖 (use-case diagram) 表示操作者與伺服器或 伺服器與伺服器間進行操作動作與提供服務的情形；系統佈署圖 (deployment
diagram) 說明系統成員的硬體(立體方框)與其內部軟體元件 (內部的方框) 實際 的運作關係，和這些系統成員的連結關係。其成果見圖 5 與圖 6，而詳細說明參 見黄禹澄 (2007)。
5.4 討論
總結以上說明，本計畫建構出整合型自動化監測系統，並列出其系統特色：
1. 系統可靠度：現地伺服器硬體採用 CF 卡取代傳統機械式硬碟儲存裝 置，減少因機械故障而導致資料損毀，此為第一層防護。資料伺服器實 現上採用 LVS(Linux Virtual Server)與 MySQL Replication 的機制，單一 的邏輯 (logical) 資料伺服器由兩套以上的實體 (physical) 資料伺服器 所組成，若其中單一實體資料伺服器發生不可預期之故障時，其他成員 可維持系統之運作，達成第二層的備援機制；最後透過媒合伺服器的指 派與調度由一至多台資料伺服器同時對於同ㄧ現地伺服器監測資料進 行管理與維護達到第三層的異地備援機制。
2. 系統架構的可擴充性：提供一個彈性的系統架構，整合與調度多筆專 案。若專案因監測資料所需儲存空間或傳輸頻寬不足時，可透過媒合伺 服器的指派與調度來達成系統容量 (儲存或頻寬) 擴充之目的，並可最 小化系統停機時間。
3. 資料伺服器與異質系統的整合：資料伺服器的 Web Service API 介面，
可以提供異質平台對於監測資料的使用。由於監測資料經由此一架構獲 得妥善的保存與累積，未來可配合資料探勘 (data mining) 的技術自動 地將資料轉化為資訊甚至轉化為知識。
System Admin
Project Admin
Project Users
DataServer
(a) 使用者與資料伺服器 (b) 現地伺服器與資料伺服器
(c) 使用者與媒合伺服器 (d) 專案管理者與感應器
(e) 現地伺服器與媒合伺服器
圖 5 使用案例圖
圖 6 系統佈署圖