SVILUPPO DI UN HUB DI COMUNICAZIONE IN UN’APPLICAZIONE PER PORTI

CON BIZTALK SERVER 2010

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTECorso di laurea specialistica in Ingegneria Informatica

LaureandoWalter Geretto

ANNO ACCADEMICO 2009/2010

RelatoreProf. Maurizio Fermeglia

Obiettivo Realizzazione di un sistema di comunicazione fra moduli software per:

Gestire routing di messaggi

Analizzare il contenuto dei messaggi e applicare regole di business

Eseguire set di operazioni durante il transito dei messaggi

Il sistema deve consentire: Monitoraggio dei flussi di informazioni

Gestione degli errori di comunicazione

Configurazione delle risorse utilizzate dal sistema

Sviluppo di un hub con Biztalk Server: prodotto Microsoft per integrazione di applicazioni

SlimPORT Progetto innovativo di porto (Sicurezza, Logistica, Intermodalità Portuale) Processi operativi nell’ambito dell’ultimo miglio mare e primo miglio terra Vantaggi attesi

Riduzione del tempo di stazionamento e di transito delle merci e dei passeggeri nei nodi del trasporto

Velocizzazione operazioni di carico, scarico e trasbordo

Cooperazione con sistemi infotelematici di gestione dei processi operativi esistenti

Incremento della sicurezza nelle operazioni portuali e salvaguardia delle logiche di business

Intermodalità nell’ambito della catena logistica

Decongestione dei trasporti e mobilità sostenibile nel territorio

SlimTRUCK Sistema di trasferimento container nella tratta porto-retroporto su strada.

Garantisce controllo delle merci durante il trasporto

Obiettivi

• Ottimizzare flussi degli spostamenti• Ottimizzare gestione di aree portuali• Ottimizzare procedure operative e doganali

Metodologia

• Revisione processi operativi • Revisione normative attive

Tubo virtuale Sistema formato da un insieme di componenti software e hardware

Obiettivi ottimizzare il flusso delle merci

decongestionare l’area portuale

affidare l’espletamento delle procedure doganali in retroporto

Porto e Retro-porto devono essere visti come un'unica entità

sono separati da suolo pubblico

la merce in transito deve muoversi su strade percorse da traffico urbano

Prevede un hub centrale che gestisce il flusso informativo tra le componenti

IP (xDSL/FO) GSM/GPRS/UMTS

GSM/GPRS/UMTS

WLAN

IEEE 802.11 b/g/n

Container Container

Motrice

Tag Tag

Computer di

bordo

DOGANA

Operatore

Dispositivo

DOGANA

Postazione

Locale PC

GATEWAY

T&T

PC

HUB

Teorema

PC

SISTEMA

DI

GESTIONE

ZigBee (IEEE 802.15.4)

GPS

Architettura di rete

Gruppo(OBC + Tag) Operatore Portuale

GatewayHub

Componente Gateway Centro di controllo: raccoglie informazioni provenienti da computer di bordo

Informazioni ricevute dati di localizzazione rilevati dai GPS integrati nei computer di bordo

dati di integrità di gruppo

dati di integrità dei sigilli elettronici situati sui meccanismi di apertura dei containers

Funzionalità Richiesta di vestizione di un gruppo (OBC + Tag1 + Tag2)

Richiesta di svestizione di un gruppo arrivato a destinazione

Invio di informazioni aggiornate all’hub centrale (periodico, a eventi)

Componente Gestione Emergenze Identifica e gestisce le emergenze di processo

apertura del container in zona non autorizzata

mancata rilevazione del gruppo (motrice/container)

deviazione dal percorso

stazionamento del veicolo

segnalazione di allarme da parte del conducente

Prevede due processi rilevazione dell’emergenza: eseguito a evento

individuazione delle mancate rilevazioni: eseguito in maniera continuativa

Componente Console Strumento a disposizione di un operatore che supervisiona la

movimentazione delle merci

Preleva informazioni dal database interno all’hub

Visualizza segnalazioni di allarme attive

Funzionalità: Richiesta di informazioni aggiornate sullo stato dei gruppi

Richiesta degli eventi configurati nei computer di bordo

Richiesta di identificazione dei gruppi a cui appartengono gli OBC

Hub centrale Routing dei messaggi ricevuti dalle applicazioni

Orchestrazione dei processi di business

Analisi dei messaggi con un motore decisionale

Monitoring dei flussi di informazione

Vestizione Processo «On Going» Svestizione

Flussi di informazione

Hub centrale Console

Gestione Emergenze

Gateway Vestizione gruppo Svestizione gruppo Aggiornamento di stato

Notifica di arrivo in area sicura Segnalazione di allarme

Richiesta aggiornamento di stato Richiesta eventi OBC Richiesta identificazione gruppo

Comunicazione con il database Instardamento delle richieste

Ambiente di sviluppo

Visual Studio 2010 Ultimate Edition• .NET Framework 4.0

SQL Server 2008 R2

Internet Information Server 7.5

Biztalk Server 2010

Biztalk Server 2010

Biztalk Server 2010

Standard per la Comunicazione XML

Modello per la descrizione di dati secondo una struttura gerarchica

Messo a punto e promosso dal consorzio mondiale W3C

Fondamento degli scenari Biztalk

Flussi dati codificati secondo “XML Schema” Metodo per definire la struttura di documenti XML

Utilizza XML (http://www.w3.org/2001/XMLSchema)

Fornisce meccanismi per il riuso degli schemi

Schemi resi pubblici e condivisi con tutti gli attori del progetto

Database interno all’Hub

AlarmId

GroupId

PerformedActivity

ScheduledActivity

AlarmDate

SourceSystem

IssueDetail

StatusCorrelation

Id

Operation

CreationDate

GroupSetId

OBCId

FirstRFIDId

SecondRFIDId

FirstContainerIdentifier

SecondContainerIdentifier

TruckLicensePlate

Status

AssembleDate

DisassembleDate

OBCId

Identifier

Status

OperationDetailId

Code

Description

StatusMessageId

OBCId

GroupId

CorrelationId

OperationDetailId

SendingDate

Latitude

Longitude

XAxisSpeed

YAxisSpeed

Direction

IsActiveGPS

IsActiveGSM

IsActiveZigBee

IsActiveOBCBattery

IsActiveFirstTagBattery

IsActiveSecondTagBattery

IsActiveFirstRFID

IsActiveSecondRFID

IsActiveAlarmButton

IsClosedFirstContainer

IsClosedSecondContainer

ReceivingDate

TagId

MacAddress

Status

Fasi di sviluppo

Schemas <?xml version="1.0" encoding="utf-16"?>

<xs:schema xmlns=“http://Teorema.slimTruck.BT.Schemas.ErrorDetails”xmlns:b="http://schemas.microsoft.com/BizTalk/2003"

targetNamespace="http://Teorema.slimTruck.BT.Schemas.ErrorDetails" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">

<xs:element name="ErrorDetails">

<xs:complexType>

<xs:sequence>

<xs:element name="ErrorCode" type="xs:int" />

<xs:element name="ErrorDescription" type="xs:string" />

</xs:sequence>

</xs:complexType>

</xs:element>

</xs:schema>

Nome schema

Child element

Root element

Mappe

Source schema

Destination schema

Functoid

Orchestrazioni Serie ordinate di operazioni o transazioni che implementano un processo di

business

Servono per Correlare messaggi

Eseguire business rules

Gestire e definire l’ambito di una transazione

Non devono essere usate per Eseguire routing dei messaggi tra le porte

Attuare semplici trasformazioni dei messaggi

Effettuare chiamate remote a sistema attraverso espressioni

Definire complesse regole e policy(per questo esiste il business rules engine)

Orchestrazioni

ProcessoPorte logiche Orchestration View

Business rules engine Motore decisionale interno a Biztalk Server

Richiamato all’interno di flussi di orchestrazione

Fact Xml document

.NET class

Vocabolario collezione di nomi che identificano Facts

Policy collezione di regole

Policy

Rule

Fact

Slot

Porte di comunicazione Porte logiche: definite all’interno delle orchestrazioni

Message type

Direction (Send/Receive)

Porte fisiche: definite all’interno della console amministrativa Configurazione Adapter

Pipeline

Mappe di trasformazione in ingresso e in uscita

Filtri/Sottoscrizioni

Binding: associazione fra porta logica e porta fisica

Sono stati usati gli adapter SQL e WCF

HUB

Web services L’Hub centrale espone gli schemas dei messaggi come operazioni di web

services Architettura orientata ai servizi

Interoperabilità fra piattaforme

Protocolli standard di comunicazione (Html, SOAP)

Rappresentazione e meccanismo di scambio dei dati (XML , WSDL)

L’Hub espone 5 servizi BasicHttp binding con gestione emergenze (Basic Profile - necessità di interoperabilità)

WSHttp binding con Gateway e Console (WS-Security, WS-Addressing)

L’Hub consuma servizi esposti dalle altre componenti Utilizza gli schemas dei messaggi condivisi

Message Contract + XmlSerializer

Installazione applicazione Ambiente di sviluppo:

Deploy degli assembly dei progetti Biztalk

Binding delle porte delle orchestrazioni

Deploy delle policy dal Business Rules Composer

Esportazione dell’applicazione in un file .msi

Ambiente di produzione: Importazione dell’applicazione contenuta in un file .msi

Installazione dell’applicazione

Inserimento in GAC degli assembly

Creazione dei servizi in IIS

Enlist e Start dell’applicazione

Progetti di supporto Realizzazione di una soluzione di supporto che simula le funzionalità delle

componenti mancanti Consumo dei servizi esposti dall’hub (invio di richieste di vestizione, svestizione,

segnalazione di allarme, …)

Esposizione dei servizi previsti dal Gateway e dalla componente gestione emergenze

Simulazione di movimento dei veicoli

Persistenza dei dati in un database di supporto

Lo scopo è di eseguire il test delle funzionalità previste dall’hub

Simulazione di movimento dei convogli Identificazione delle coordinate del percorso

Google Earth: coordinate geografiche nel sistema di riferimento WGS84

Meccanismo di generazione di coordinate geografiche Formule trigonometriche per calcolare distanza e direzione fra coppie di coordinate

Spostamento calcolato ipotizzando velocità costante del mezzo

Simulazione parallela di più veicoli in Thread separati

Rappresentazione grafica del percorso Static API di Google Maps

Console dell’applicazione

Conclusioni L’applicazione realizzata è ad oggi installata in un ambiente di sviluppo.

Si tratta di un prototipo che implementa tutte le funzionalità definite in fase di analisi

Sviluppi futuri: Analisi e Sviluppo della componenti mancanti (MarketPlace, Sistema di supporto alle

decisioni)

Aggiunta di funzionalità all’Hub per gestire la comunicazione con le nuove componenti

Integrazione con i moduli software sviluppati dagli altri Partner

Test del sotto-sistema completo

Grazie per l’attenzione