如何基于three.js(webgl)引擎架构,研发一套通过配置就能自动生成的3D机房系统

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所属分类:Web前端
摘要

序:   这几年观察下来,大部分做物联网三维可视化解决方案的企业或个人, 基本都绕不开3D机房。包括前面也讲过这样的案例《使用webgl(three.js)创建自动化抽象化3D机房,3D机房模块详细介绍(抽象版一)》  《 使用webgl(three.js)创建科技版3D机房,3D机房微模块详细介绍(升级版三)—— 1》

序:

  这几年观察下来,大部分做物联网三维可视化解决方案的企业或个人, 基本都绕不开3D机房。包括前面也讲过这样的案例《使用webgl(three.js)创建自动化抽象化3D机房,3D机房模块详细介绍(抽象版一)》  《 使用webgl(three.js)创建科技版3D机房,3D机房微模块详细介绍(升级版三)—— 1》

  随着技术的快速发展,机房的数量和规模也在不断扩大。然而,传统的数据中心管理方式已经无法满足现代社会的需求。在这种情况下,3D机房数据中心应运而生。

  顾名思义,三维机房数据中心是指利用三维仿真技术,将数据中心的空间信息、设备信息、人员流动信息等各类信息集成在三维模型中,实现数据中心的全面可视化。这种新型的数据中心管理方式,能够提高管理效率,降低运营成本,提升数据中心的可靠性。

  但是,三维机房解决方案已经发展了好多年,逃不开建模,数据连接,个性化定制。一个机房项目,开发周期长,研发成本高。不说如何颠覆一下这部分行业应用,也得想想如何提升一下效率。

  综述,低代码模式的三维机房解决方案呼之欲出。当然还是基于three.js(webgl)引擎架构

  我们还是闲话少叙,切入正题。

前言:

  首先,我们要确定目标与需求。

  目标:低代码生成三维机房系统。

     全套完备的三维数据中心系统,目标任务过于繁重,所以先得将目标切割,先完成低代码模式下的单个机房或者是微模块的前端三维方案。这就符合了自我效能理论,分割事务,及时得到正向反馈,不断完成小目标,看到成效,最终才能做出结果。

  需求:通过上面的目标分割,我们可以简单概述出需求。简单一句话,通过配置,快速生成3D机房,包括其常用的业务逻辑。

  这里我们明确了包含常用业务逻辑,而个性化特殊化的业务需求我们可以在完成这部分后,基于现有系统做叠加与拓展。为了方便拓展,先用简易系统要考虑到合理性与延续性。

   综上所述,我们要做一个通过简单配置即可自动生成一个3D机房前端系统。后续我们再通过做一个工具,通过工具拖拉拽来代替写配置这一步。

一、效果展示

1.1、机房效果

通过简单配置生成一个带有微模块、单排柜以及动环设备的机房模型

 

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根据数据自动生成机柜内部设备

如何基于three.js(webgl)引擎架构,研发一套通过配置就能自动生成的3D机房系统

 

 

1.2、json配置

  分析行业需求,提炼配置信息

  房间建筑:长宽高属性,以及门窗属性。这里必须且必要省掉墙的皮肤属性、不规则房间特性等等

  设备:类型、位置,尺寸、关联数据id、这里要放弃设备细节。考虑的越多,越不容易完成目标

  通过上面分析,我们可以基本得出一个简单的配置信息

  1.2.1、建筑房间配置:

 

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  {         "type": "wall",         "name": "wall_4", //名称         "size": {           "x": 8000, //墙长度           "z": 100, //墙厚度           "y": 1000 //墙体高度         }, //墙的起始点位置         "startPosition": { //墙体的起始位置 默认是墙体的左下角           "x": -4000,           "y": 0,           "z": 2700         },         "doorHoles": [ //           {             "id": "door_001",//门禁设备id             "type": 2, //0 x方向单门 1 x反方向单门 2 双门 3表示窗户洞             "start": 400, //相对于尺寸参数的x 离0多长 比如400 表示门洞离x 0点400             "width": 600, //门洞宽             "height": 700, //门洞高             "thickness": 40 //门厚度           },           {             "type": 3,             "start": 2600,             "width": 2000,             "height": 700,             "rideHeight": 100, //窗户离墙的底边高度             "thickness": 10 //窗的厚度           }         ],       },

  1.2.2、机柜配置

  a、冷通道配置

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 {         "id": "101", //冷通道id 唯一         "type": "minRoom", //冷通道类型         "dataId": "101", //数据id 唯一         "position": { //冷通道位置 是指冷通道中心点在场景中的位置           "x": -2000,           "y": 0,           "z": 0         },         "rotationDir": "Z", //冷通道门对准的方向 X 表示坐标系x轴方向 Z表示坐标系z方向         "rackLength": 9, //冷通道单边机柜的个数         "children": [//冷通道内设备           {             "id": "1_1", //设备id             "type": "ljkt", //设备类型 取值范围:ljkt ltg rack 分别表示列间空调  列头柜  机柜             "dataId": "1_1", //数据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", //表示在某排第几个             "width": 0.5//占用宽度比例           },          ]         ..........       },

  b、单排柜配置

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  {         "id": "1_1", //机柜id 自定义 唯一性 建议跟数据库资产id保持一致         "type": "rack", //类型         "name": "rack_1_1", //机柜模型名称 唯一性         "dataId": "1_1", //机柜数据id 这里是指数据库存储的机柜资产id         "position": { //机柜位置 是指机柜中心点在场景中的位置           "x": -2550,           "y": 450,           "z": 1315         },       }

  1.2.3、设备配置

 

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 { //温湿度传感器         "type": "wdcgq",//设备类型         "id": "2",//id 保持全局唯一         "dataId": "wd1",//数据id         "position": {//模型中心点在场景中的位置           "x": 0,           "y": 1200,           "z": 0         },"scale": {//缩放 所有值不可为0           "x": 1,           "y": 1,           "z": 1         }       }

1.3、业务逻辑

上面的配置,机房模型已经生成,接下来就是基于模型与数据,生成功能逻辑

例如、利用率、温度云图、承重、告警等等

 

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 温度云图

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 承重、功耗

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二、代码解析

2.1、合理封装

 封装分为两部分

第一部分是模型封装,更加不同类型 以及属性生成模型/

例如:

  * 创建普通地板   * @param {any} name  名称  floor   * @param {any} size  尺寸 {x:8000,z:5000,y:100} 长 宽 厚   * @param {any} CenterPosition 中心点位置  {x:0,z:-60,y:0}   * @param {any} rotation 旋转  {x:0,y:0,z:0} 角度用   */ function createFloor(name, size, CenterPosition, rotation) {    ......     return model; }  /**   * 创建机房空气地板   * @param {any} name  名称  floor   * @param {any} size  尺寸 {x:8000,z:5000,y:100} 长 宽 厚   * @param {any} CenterPosition 中心点位置  {x:0,z:-60,y:0}   * @param {any} rotation 旋转  {x:0,y:0,z:0} 角度用   */ function createDataCenterFloor(name, size, CenterPosition, rotation) {      ......     return model; } /**  * 创建墙体  * @param {any} name 名称 wall_4  * @param {any} size 尺寸{x:8000,z:100,y:1000} 长 厚 高  * @param {any} startPosition 起始点位置 { "x": -4858.313, "y": 0, "z": 1264.35 }  * @param {any} doorHoles 门洞  [                                     {                                         type:2 ,//0 x方向单门 1 x反方向单门 2 双门 3窗户                                         start: 400,//相对于尺寸参数的x 离0多长 比如400 表示门洞离x 0点400                                         width:600,//门洞宽                                         height:700,//门洞高                                         thickness:40,//门洞厚度                                         rideHeight:100//离地高度                                     }                                  ]   * @param {any} rotation 旋转  {x:0,y:0,z:0}  */ function createWall(name,type, size, startPosition, doorHoles, rotation) {  ......     return buildwall; }

第二部分是封装业务逻辑

将每部分业务逻辑单独封装到方法类中

例如:温度云图

//=======================================================温度======================================================= function Tempture() {  }  Tempture.prototype.temptureSpaceState = 0; //温度显示 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);     } } //创建热力图 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、业务隔离

 switch (id) {             case "div_btn_1"://异常设备                 {                     clearInterval(_this.alarmSetintervalIndex);                     $("#btn_1").fadeTo(100, 1);                     if ($("#btn_1").attr("title") == "告警监控") {                         $("#btn_1").attr("title", "关闭告警闪动");                         $("#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", "告警监控");                     }                 }                 break;             case "div_btn_2"://空间                 {                     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();                 }//温度                                  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、主要难点

3.1、如何封装模型、提炼参数

  1. 选择关键参数:在模型中可能有很多参数,需要选择出一些关键的参数。例如,一些对模型性能影响较大的参数,或者一些表示模型复杂度的参数等。
  2. 定义计算方法:对于每个关键参数,需要定义一个计算方法。
  3. 提取参数:在模型预测时,需要提取出这些关键参数的值。
  4. 可视化参数:对于一些关键参数,可能还需要进行可视化,以便于理解和优化模型。

3.2、如何在生成的不同房间模型下,还能展现业务功能

  1. 定义业务功能:首先需要明确每个房间所需展现的业务功能
  2. 集成业务功能:将所定义的各项业务功能集成到三维房间模型中
  3. 交互式展示:将三维房间模型与业务功能进行交互式展示。
  4. 场景模拟:根据实际使用场景,模拟不同场景下的业务功能展示。

3.3、如何做数据分离

   统一webapi数据文件,这里主要处理获取数据,数据过滤

  

/* 数据接口 */ function WebAPI() {     this.serverHead = "";//idc/     this.roomid = getQueryString("room") ? getQueryString("room") : "1";     this.CabInfosCache = null;//机柜数据缓存     this.OtherDevsCache = null;//所有设备缓存     this.ServerDevsCache = {};//所有设备缓存     this.AllDevsCache = null;//所有设备缓存     this.alarmCache = [];//告警缓存     this.modelAlarmCache = {};//模型对应告警缓存     this.wsSocket = null;     //告警闪动对应的颜色     this.alarmColors = {         "L1": 0xff0000,         "L2": 0xff6600,         "L3": 0xffff00,         "L4": 0x0096ff,     }     this.urls = {         enables: "/dataDemo/enable.json",//功能开启关闭接口         buildData: "/dataDemo/buildData.json",//创建模型接口         racks: "/dataDemo/racks.json",//机柜信息         useRates:"/dataDemo/useRates.json",//机柜利用率         temperatures: "/dataDemo/tempTureData.json",//温度数据         bearing: "/dataDemo/beringRate.json",//承重         euRate: "/dataDemo/euRate.json",//功耗         uvInfos: "/dataDemo/uDetail.json",//u位信息         otherDevs: "/dataDemo/otherDev.json",//其它动环设备         DevData: "/dataDemo/otherDevValue.json",//动环设备实时数据         queryInfos: "/dataDemo/search.json",//查询接口         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; } .......

 

 由于篇幅原因,我们本节课先到这里,后面我们更新如何创建一个可编辑工具完成配置

 

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