如何基於three.js(webgl)引擎架構,研發一套透過配置就能自動生成的3D機房系統

魂斷藍橋666發表於2023-10-13

序:

  這幾年觀察下來,大部分做物聯網三維視覺化解決方案的企業或個人, 基本都繞不開3D機房。包括前面也講過這樣的案例《使用webgl(three.js)建立自動化抽象化3D機房,3D機房模組詳細介紹(抽象版一)》  《 使用webgl(three.js)建立科技版3D機房,3D機房微模組詳細介紹(升級版三)—— 1》

  隨著技術的快速發展,機房的數量和規模也在不斷擴大。然而,傳統的資料中心管理方式已經無法滿足現代社會的需求。在這種情況下,3D機房資料中心應運而生。

  顧名思義,三維機房資料中心是指利用三維模擬技術,將資料中心的空間資訊、裝置資訊、人員流動資訊等各類資訊整合在三維模型中,實現資料中心的全面視覺化。這種新型的資料中心管理方式,能夠提高管理效率,降低運營成本,提升資料中心的可靠性。

  但是,三維機房解決方案已經發展了好多年,逃不開建模,資料連線,個性化定製。一個機房專案,開發週期長,研發成本高。不說如何顛覆一下這部分行業應用,也得想想如何提升一下效率。

  綜述,低程式碼模式的三維機房解決方案呼之欲出。當然還是基於three.js(webgl)引擎架構

  我們還是閒話少敘,切入正題。

前言:

  首先,我們要確定目標與需求。

  目標:低程式碼生成三維機房系統。

     全套完備的三維資料中心繫統,目標任務過於繁重,所以先得將目標切割,先完成低程式碼模式下的單個機房或者是微模組的前端三維方案。這就符合了自我效能理論,分割事務,及時得到正向反饋,不斷完成小目標,看到成效,最終才能做出結果。

  需求:透過上面的目標分割,我們可以簡單概述出需求。簡單一句話,透過配置,快速生成3D機房,包括其常用的業務邏輯。

  這裡我們明確了包含常用業務邏輯,而個性化特殊化的業務需求我們可以在完成這部分後,基於現有系統做疊加與擴充。為了方便擴充,先用簡易系統要考慮到合理性與延續性。

   綜上所述,我們要做一個透過簡單配置即可自動生成一個3D機房前端系統。後續我們再透過做一個工具,透過工具拖拉拽來代替寫配置這一步。

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一、效果展示

1.1、機房效果

透過簡單配置生成一個帶有微模組、單排櫃以及動環裝置的機房模型

 

 

根據資料自動生成機櫃內部裝置

 

 

1.2、json配置

  分析行業需求,提煉配置資訊

  房間建築:長寬高屬性,以及門窗屬性。這裡必須且必要省掉牆的皮膚屬性、不規則房間特性等等

  裝置:型別、位置,尺寸、關聯資料id、這裡要放棄裝置細節。考慮的越多,越不容易完成目標

  透過上面分析,我們可以基本得出一個簡單的配置資訊

  1.2.1、建築房間配置:

 

 

 

  {
        "type": "wall",
        "name": "wall_4", //名稱
        "size": {
          "x": 8000, //牆長度
          "z": 100, //牆厚度
          "y": 1000 //牆體高度
        }, //牆的起始點位置
        "startPosition": { //牆體的起始位置 預設是牆體的左下角
          "x": -4000,
          "y": 0,
          "z": 2700
        },
        "doorHoles": [ //
          {
            "id": "door_001",//門禁裝置id
            "type": 2, //0 x方向單門 1 x反方向單門 2 雙門 3表示窗戶洞
            "start": 400, //相對於尺寸引數的x 離0多長 比如400 表示門洞離x 0點400
            "width": 600, //門洞寬
            "height": 700, //門洞高
            "thickness": 40 //門厚度
          },
          {
            "type": 3,
            "start": 2600,
            "width": 2000,
            "height": 700,
            "rideHeight": 100, //窗戶離牆的底邊高度
            "thickness": 10 //窗的厚度
          }
        ],
      },

  1.2.2、機櫃配置

  a、冷通道配置

 

 {
        "id": "101", //冷通道id 唯一
        "type": "minRoom", //冷通道型別
        "dataId": "101", //資料id 唯一
        "position": { //冷通道位置 是指冷通道中心點在場景中的位置
          "x": -2000,
          "y": 0,
          "z": 0
        },
        "rotationDir": "Z", //冷通道門對準的方向 X 表示座標系x軸方向 Z表示座標系z方向
        "rackLength": 9, //冷通道單邊機櫃的個數
        "children": [//冷通道內裝置
          {
            "id": "1_1", //裝置id
            "type": "ljkt", //裝置型別 取值範圍:ljkt ltg rack 分別表示列間空調  列頭櫃  機櫃
            "dataId": "1_1", //資料id
            "row": "1", //表示在冷通道哪一排 取值1或者2 在第一排 或者第二排
            "col": "1", //表示在某排第幾個
            "width": 0.5//佔用寬度比例
          },
         ]
        ..........
      },

  b、單排櫃配置

 

  {
        "id": "1_1", //機櫃id 自定義 唯一性 建議跟資料庫資產id保持一致
        "type": "rack", //型別
        "name": "rack_1_1", //機櫃模型名稱 唯一性
        "dataId": "1_1", //機櫃資料id 這裡是指資料庫儲存的機櫃資產id
        "position": { //機櫃位置 是指機櫃中心點在場景中的位置
          "x": -2550,
          "y": 450,
          "z": 1315
        },
      }

  1.2.3、裝置配置

 

 

 

 { //溫溼度感測器
        "type": "wdcgq",//裝置型別
        "id": "2",//id 保持全域性唯一
        "dataId": "wd1",//資料id
        "position": {//模型中心點在場景中的位置
          "x": 0,
          "y": 1200,
          "z": 0
        },"scale": {//縮放 所有值不可為0
          "x": 1,
          "y": 1,
          "z": 1
        }
      }

1.3、業務邏輯

上面的配置,機房模型已經生成,接下來就是基於模型與資料,生成功能邏輯

例如、利用率、溫度雲圖、承重、告警等等

 

 溫度雲圖

 承重、功耗

 

二、程式碼解析

2.1、合理封裝

 封裝分為兩部分

第一部分是模型封裝,更加不同型別 以及屬性生成模型/

例如:

  * 建立普通地板
  * @param {any} name  名稱  floor
  * @param {any} size  尺寸 {x:8000,z:5000,y:100} 長 寬 厚
  * @param {any} CenterPosition 中心點位置  {x:0,z:-60,y:0}
  * @param {any} rotation 旋轉  {x:0,y:0,z:0} 角度用
  */
function createFloor(name, size, CenterPosition, rotation) {
   ......
    return model;
}
 /**
  * 建立機房空氣地板
  * @param {any} name  名稱  floor
  * @param {any} size  尺寸 {x:8000,z:5000,y:100} 長 寬 厚
  * @param {any} CenterPosition 中心點位置  {x:0,z:-60,y:0}
  * @param {any} rotation 旋轉  {x:0,y:0,z:0} 角度用
  */
function createDataCenterFloor(name, size, CenterPosition, rotation) {

    ......
    return model;
}
/**
 * 建立牆體
 * @param {any} name 名稱 wall_4
 * @param {any} size 尺寸{x:8000,z:100,y:1000} 長 厚 高
 * @param {any} startPosition 起始點位置 { "x": -4858.313, "y": 0, "z": 1264.35 }
 * @param {any} doorHoles 門洞  [
                                    {
                                        type:2 ,//0 x方向單門 1 x反方向單門 2 雙門 3窗戶
                                        start: 400,//相對於尺寸引數的x 離0多長 比如400 表示門洞離x 0點400
                                        width:600,//門洞寬
                                        height:700,//門洞高
                                        thickness:40,//門洞厚度
                                        rideHeight:100//離地高度
                                    }

                                ]

 * @param {any} rotation 旋轉  {x:0,y:0,z:0}
 */
function createWall(name,type, size, startPosition, doorHoles, rotation) {
 ......
    return buildwall;
}

第二部分是封裝業務邏輯

將每部分業務邏輯單獨封裝到方法類中

例如:溫度雲圖

//=======================================================溫度=======================================================
function Tempture() {

}

Tempture.prototype.temptureSpaceState = 0;
//溫度顯示
Tempture.prototype.showTemptureMap = function (callBack) {
    var _this = this;
    if (_this.temptureSpaceState == 0) {
        $("#backBtn").fadeIn();
        layer.closeAll();
        $("#toolbar").fadeOut();
        _this.temptureSpaceState = 1;
        _this.createHeatMapModels("temptureObj", callBack);
        _this.hideAllMsg();
    } else {
        _this.temptureSpaceState = 0;
        _this.hideAllTemptureMapObjs();
    }

}
Tempture.prototype.hideAllTemptureMapObjs = function () {
    WT3DObj.destoryObj("temptureObj");
    for (var i = 0; i < 20; i++) {
        WT3DObj.destoryObj("temptureObj_" + i);
    }
}
//建立熱力圖
Tempture.prototype.createHeatMapModels = function (name, callBack) {
    var _this = this;
    var scaleRate = 1;
    if (roomConfig.buildData.baseConfig && roomConfig.buildData.baseConfig.normRackSize) {
        scaleRate = roomConfig.buildData.baseConfig.normRackSize.width / 350;
    }
    _this.getHeatMapDataValue(function (_data) {
        var modeljson =  ...;
        WT3DObj.InitAddObject(modeljson);
        for (var i = 0; i < 10; i++) {
            modeljson.position.y += (roomConfig.maxheight / 10) / scaleRate;
            modeljson.name = name + "_" + i;
            modeljson.values = _data.data;
            WT3DObj.InitAddObject(modeljson);
        }
    }, callBack);
};
Tempture.prototype.getHeatMapDataValue = function (suc, callBack) {
    webapi.getTemptureValue(function (result) {

        var heatMapData = {};

        $.each(result, function (_reindex, _reobj) {
            heatMapData["d_" + _reobj.id] = _reobj;
        });

         ...
        var rdata = {
            max: 100,
            data: datas
        };
        if (suc) {
            suc(rdata);
        }
        if (callBack) {
            callBack(mtemp);
        }
    });
}

 

 

2.2、業務隔離

 switch (id) {
            case "div_btn_1"://異常裝置
                {
                    clearInterval(_this.alarmSetintervalIndex);
                    $("#btn_1").fadeTo(100, 1);
                    if ($("#btn_1").attr("title") == "告警監控") {
                        $("#btn_1").attr("title", "關閉告警閃動");
                        $("#btn_1").attr("src", "../img/pageimg2/ycsbclose.png");
                        modelBussiness.closeAlarm();
                    } else {
                        _this.flashAlarmBtn();
                        modelBussiness.startAlarm();
                        $("#btn_1").attr("src", "../img/pageimg2/ycsb.png");
                        $("#btn_1").attr("title", "告警監控");
                    }
                }
                break;
            case "div_btn_2"://空間
                {
                    modelBussiness.currentState = 22;
                    modelBussiness.showSpaceRate();
                }
                break;
            case "div_btn_3"://U位
                {
                    modelBussiness.currentState = 23;
                    modelBussiness.showUsageMap();
                }
            
                break;
            case "div_btn_4":
                {
                    modelBussiness.currentState = 24;
                    modelBussiness.showTemptureMap();
                }//溫度
                
                break;
            case "div_btn_5"://承重
                {
                    modelBussiness.currentState = 25;
                    modelBussiness.showBearing();
                }
                break;
            case "div_btn_6"://功率
                {
                    modelBussiness.currentState = 26;
                    modelBussiness.showEnergyRate();
                }
                break;

        }
    });

 

三、主要難點

3.1、如何封裝模型、提煉引數

  1. 選擇關鍵引數:在模型中可能有很多引數,需要選擇出一些關鍵的引數。例如,一些對模型效能影響較大的引數,或者一些表示模型複雜度的引數等。
  2. 定義計算方法:對於每個關鍵引數,需要定義一個計算方法。
  3. 提取引數:在模型預測時,需要提取出這些關鍵引數的值。
  4. 視覺化引數:對於一些關鍵引數,可能還需要進行視覺化,以便於理解和最佳化模型。

3.2、如何在生成的不同房間模型下,還能展現業務功能

  1. 定義業務功能:首先需要明確每個房間所需展現的業務功能
  2. 整合業務功能:將所定義的各項業務功能整合到三維房間模型中
  3. 互動式展示:將三維房間模型與業務功能進行互動式展示。
  4. 場景模擬:根據實際使用場景,模擬不同場景下的業務功能展示。

3.3、如何做資料分離

   統一webapi資料檔案,這裡主要處理獲取資料,資料過濾

  

/*
資料介面
*/
function WebAPI() {
    this.serverHead = "";//idc/
    this.roomid = getQueryString("room") ? getQueryString("room") : "1";
    this.CabInfosCache = null;//機櫃資料快取
    this.OtherDevsCache = null;//所有裝置快取
    this.ServerDevsCache = {};//所有裝置快取
    this.AllDevsCache = null;//所有裝置快取
    this.alarmCache = [];//告警快取
    this.modelAlarmCache = {};//模型對應告警快取
    this.wsSocket = null;
    //告警閃動對應的顏色
    this.alarmColors = {
        "L1": 0xff0000,
        "L2": 0xff6600,
        "L3": 0xffff00,
        "L4": 0x0096ff,
    }
    this.urls = {
        enables: "/dataDemo/enable.json",//功能開啟關閉介面
        buildData: "/dataDemo/buildData.json",//建立模型介面
        racks: "/dataDemo/racks.json",//機櫃資訊
        useRates:"/dataDemo/useRates.json",//機櫃利用率
        temperatures: "/dataDemo/tempTureData.json",//溫度資料
        bearing: "/dataDemo/beringRate.json",//承重
        euRate: "/dataDemo/euRate.json",//功耗
        uvInfos: "/dataDemo/uDetail.json",//u位資訊
        otherDevs: "/dataDemo/otherDev.json",//其它動環裝置
        DevData: "/dataDemo/otherDevValue.json",//動環裝置實時資料
        queryInfos: "/dataDemo/search.json",//查詢介面
        alarms: "/dataDemo/alarm.json",//告警
        wsurl: "xxxx",//websocket地址

    }
}
WebAPI.prototype.getEnables = function () {
    var _this = this;
    var url = this.serverHead + this.urls.enables + "?roomId=" + this.roomid;
    url += "&r=" + Math.random();
    var enables = null;
    httpGetSyn(url, function (response) {
        if (response && response.data) {
            enables = response.data;
        }
    }, function (err) {
        console.log(err);
    });
    return enables;
}
.......

 

 由於篇幅原因,我們本節課先到這裡,後面我們更新如何建立一個可編輯工具完成配置

 

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