一个可扩展的报警系统Quick-Alarm

最新推荐文章于 2020-01-17 21:12:12 发布
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本文介绍了一个通用报警框架的设计思路，支持多种报警方式的自由选择与动态配置，以及用户自定义报警规则拓展。该框架旨在简化报警操作，提高报警效率。

背景

日常的系统中，报警是不可缺少的一环，目前报警方式很多，最常见的有直接打日志，微信报警，短信报警，邮件报警等；而涉及到报警，一般不可避免的需要提前设置一些基本信息，如报警方式，报警频率，报警用户，开关等；

另外一个常见的问题是一般采用的是单一的报警方式，比如不管什么类型的报警全部都用短信方式触达，然后就会发现手机时常处于被淹没的状态了，久而久之对报警短信就不会敏感了

目标

因此我们准备设计一个通用的报警框架

  • 可以自由选择报警方式，
  • 支持用户自定义报警方式拓展
  • 支持动态的报警配置，
  • 支持用户自定义报警规则拓展
  • 支持报警方式自动切换规则设定
  • 支持报警方式自定义自动切换规则拓展

设计

整体来说，报警主要可以划分为三个步骤，如下：

  • 提交报警：对外部使用者提供的接口
  • 选择报警：根据报警相关信息，选择具体的报警执行单元
  • 执行报警：实现具体的报警逻辑

从任务划分上来看，比较清晰简单，但是每一块的内容又必须可以拓展，

  • 选择报警：

    • 报警规则的制定
    • 报警规则加载器 ConfLoader
    • 报警规则变更的触发器 ConfChangeTrigger
    • 报警规则解析器
      • ConfParse ： 解析文本格式报警规则为业务对象
      • AlarmSelector ：根据报警规则和报警类型，选择具体报警执行器 AlarmExecute

  • 执行报警：

    • 线程池执行（以防止影响主业务流程）
    • AlarmExecute的动态拓展（支持用户自定义的报警器实现）
    • 实际的报警逻辑

根据上面的拆解，在应用启动的时候，就有一些事情必须去做了

  1. ConfLoader的选择
  2. 报警规则加载
  3. AlarmExecute的加载（包括默认的+自定义实现的）

下图显示在应用启动时，报警规则解析的相关步骤

至于报警执行器的加载就比较简单了，如下图

因此，整个的工作流程如下图

任务拆解

通过前面的任务设计之后，对需要做的东西有了一个大概的脉络了，因此在正式操刀实现之前，下对整个架构进行任务拆解，看下可以具体的执行步骤可以怎么来

  • 最直接的就是设计报警执行器AlarmExecute
    • 定义基本接口
    • 制定自定义扩展规则
  • 接下来就是设计报警规则
    • 如何加载报警规则？
    • 报警规则具体的定义细则
    • 报警规则的解析：即根据报警类型来获取报警执行器
    • 报警规则动态更新支持
  • 报警线程池
    • 维护报警队列
    • 报警的计数与频率控制
  • 封装对外使用接口

所以，通过上面的分析可以看出，这个系统的结构还是蛮简单的，整个只需要四个部分就可以搞定，其中最主要的就是前面两个了，后面将分别说明

小结

做一个东西，当然是希望可以带来一些用处，或者能学习到什么东西，才不枉花费精力来折腾一下，那么我们这个报警系统，究竟有什么用，或者可以从中学习到什么东西呢？

用途：

  • 支持灵活可配的报警规则，以及具体报警业务的自定义拓展
  • 目标就是统一报警的使用姿势，也就是不管什么报警，都一个姿势，但是内部可以玩出各种花样，对使用者而言就方便简洁了

学习：

抛开特有的知识点，可以抽象一些公共可用的地方，大概就下面这两点了

  • 我们可以如何支持功能的动态可拓展
  • 线程池的使用

IV. 其他

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项目

声明

尽信书则不如，已上内容，纯属一家之言，因本人能力一般，见解不全，如有问题，欢迎批评指正

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end // 状态寄存器 reg [3:0] current_state, next_state; reg [3:0] saved_state; // 保存暂停前的状态 reg [7:0] timer; // 计时器 (0-255秒) reg [3:0] cycle_cnt; // 循环计数器 reg [7:0] time_param; // 当前步骤所需时间 reg [7:0] total_cycles; // 总循环次数 // 数码管显示 reg [15:0] display_num; // 显示的数值 reg [1:0] seg_count; // 数码管扫描计数器 reg [15:0] seg_clk_div; // 数码管扫描时钟分频 reg [3:0] digit; // 当前数码管显示的数字 // 状态转移 always @(posedge clk or negedge stop) begin if (!stop) current_state <= IDLE; else current_state <= next_state; end // 下一个状态逻辑 always @(*) begin next_state = current_state; // 停止按钮处理（最高优先级） if (stop && (current_state != IDLE) && (current_state != FINISH)) begin next_state = IDLE; end // 暂停按钮处理 else if ((ps && (current_state != IDLE) && (current_state != FINISH) && (current_state != PAUSED) && (current_state != FAULT)) begin next_state = PAUSED; end // 故障检测 else if ((current_state != IDLE) && (current_state != FINISH) && (current_state != PAUSED) &&(current_state != FAULT) && (!lid_sw || !water_in_sw)) begin next_state = FAULT; end else begin case (current_state) IDLE: begin if (start_btn && lid_sw && water_in_sw) next_state = PAUSE_INIT; end PAUSE_INIT: begin if (timer == 0) next_state = FILL_WATER; end FILL_WATER: begin if (timer == 0) next_state = WASH_FORWARD; end WASH_FORWARD: begin if (timer == 0) next_state = PAUSE_MID; end PAUSE_MID: begin if (timer == 0) next_state = WASH_BACKWARD; end WASH_BACKWARD: begin if (timer == 0) begin if (cycle_cnt < total_cycles) next_state = PAUSE_MID; else next_state = FINISH; end end PAUSED: begin if (start_btn && lid_sw && water_in_sw) next_state = saved_state; end FAULT: begin if (lid_sw && water_in_sw && start_btn) next_state = saved_state; end endcase end end // 计时器控制 always @(posedge clk or negedge stop) begin if (!stop) begin timer <= 0; cycle_cnt <= 0; saved_state <= IDLE; alarm <= 0; end else begin // 保存状态用于恢复 if ((next_state == PAUSED || next_state == FAULT) && (current_state != PAUSED) && (current_state != FAULT)) begin saved_state <= current_state; end // 状态进入时的初始化 case (next_state) IDLE: begin timer <= 0; cycle_cnt <= 0; alarm <= 0; end PAUSE_INIT: begin timer <= 8'd2; // 2秒待机 cycle_cnt <= 0; end FILL_WATER: begin timer <= 8'd3; // 3秒进水 end WASH_FORWARD: begin timer <= time_param; // 正转时间 end PAUSE_MID: begin timer <= 8'd1; // 1秒待机 end WASH_BACKWARD: begin timer <= time_param; // 反转时间 end FINISH: begin alarm <= 1; // 启动报警 end FAULT: begin alarm <= 1; // 故障报警 end endcase // 计时器递减 if (clk_1s && (current_state != IDLE) && (current_state != PAUSED) && (current_state != FAULT) && (current_state != FINISH) && timer > 0) begin timer <= timer - 1; end // 循环计数（在反转洗涤结束前1秒增加计数） if (clk_1s && (current_state == WASH_BACKWARD) && (timer == 1)) begin cycle_cnt <= cycle_cnt + 1; end end end // 模式参数设置 always @(*) begin case (mode) MODE_NORMAL: begin // 正常洗 time_param = 8'd10; // 正/反转时间 total_cycles = 8'd7; // 循环次数 end MODE_WOOL: begin // 羊毛洗 time_param = 8'd5; // 正/反转时间 total_cycles = 8'd10; // 循环次数 end MODE_QUICK: begin // 快洗 time_param = 8'd10; // 正/反转时间 total_cycles = 8'd5; // 循环次数 end default: begin // 默认正常洗 time_param = 8'd10; total_cycles = 8'd7; end endcase end // 数码管状态指示 always @(*) begin case (current_state) IDLE: zhuangtai = 7'b1000000; PAUSE_INIT: zhuangtai = 7'b1111001; FILL_WATER: zhuangtai = 7'b0100100; WASH_FORWARD: zhuangtai = 7'b0110000; WASH_BACKWARD: zhuangtai = 7'b0011001; PAUSE_MID: zhuangtai = 7'b0010010; PAUSED: zhuangtai = 7'b0000010; FAULT: zhuangtai = 7'b1111000; FINISH: zhuangtai = 7'b0000000; default: zhuangtai = 7'b1111111; endcase end // 数码管扫描（约1KHz刷新率） always @(posedge clk or negedge stop) begin if (!stop) begin seg_count <= 0; seg_clk_div <= 0; end else begin if (seg_clk_div >= 16'd50_000) begin seg_count <= seg_count + 1; seg_clk_div <= 0; end else begin seg_clk_div <= seg_clk_div + 1; end end end // 显示内容选择 always @(*) begin case (current_state) IDLE: display_num = 16'h0000; // 显示0 FINISH: display_num = 16'h8888; // 全显示8 PAUSED, FAULT: display_num = {8'd0, timer}; // 显示剩余时间 default: display_num = {8'd0, timer}; // 显示剩余时间 endcase case (seg_count) 2'b00: begin an = 4'b1110; // 最右边数码管 digit = display_num[3:0]; end 2'b01: begin an = 4'b1101; // 右数第二个数码管 digit = display_num[7:4]; end 2'b10: begin an = 4'b1011; // 右数第三个数码管 digit = display_num[11:8]; end 2'b11: begin an = 4'b0111; // 最左边数码管 digit = display_num[15:12]; end endcase end // 数码管译码（共阴极） always @(*) begin case (digit) 4'h0: seg = 7'b1000000; // 0 4'h1: seg = 7'b1111001; // 1 4'h2: seg = 7'b0100100; // 2 4'h3: seg = 7'b0110000; // 3 4'h4: seg = 7'b0011001; // 4 4'h5: seg = 7'b0010010; // 5 4'h6: seg = 7'b0000010; // 6 4'h7: seg = 7'b1111000; // 7 4'h8: seg = 7'b0000000; // 8 4'h9: seg = 7'b0010000; // 9 4'hA: seg = 7'b0001000; // A default: seg = 7'b1111111; // 全灭 endcase end endmodule
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