# 福建水务营收系统架构概要设计

## 一、系统架构概述

福建水务营收系统采用现代化的分层架构设计，基于RuoYi-Vue-Pro和yudao-ui-admin-vue3框架进行开发，实现了前后端分离、模块化设计、微服务架构等技术特点，提供了高性能、高可靠性、高安全性的水务营收管理解决方案。

## 二、总体架构设计

### 1. 系统架构图

```mermaid
graph TD
    Client[客户端层] --> FrontEnd[前端应用层]
    FrontEnd --> Gateway[网关层]
    Gateway --> Application[应用服务层]
    Application --> Infrastructure[基础设施层]
    Application --> Database[(数据存储层)]
    
    subgraph 客户端层
        WebBrowser[Web浏览器]
        MobileApp[移动应用]
        WeChat[微信小程序]
    end
    
    subgraph 前端应用层
        Vue3[Vue3前端框架]
        ElementPlus[Element Plus组件库]
        VueRouter[Vue Router]
        Pinia[Pinia状态管理]
    end
    
    subgraph 网关层
        SpringCloudGateway[Spring Cloud Gateway]
        Auth[认证鉴权]
        RateLimit[限流]
        LoadBalance[负载均衡]
    end
    
    subgraph 应用服务层
        UserModule[用户管理模块]
        MeterModule[水表管理模块]
        ReadingModule[抄表管理模块]
        BillingModule[收费管理模块]
        AccountModule[账务管理模块]
        ReportModule[报表管理模块]
        SystemModule[系统管理模块]
    end
    
    subgraph 基础设施层
        Redis[(Redis缓存)]
        MQ[消息队列]
        Storage[文件存储]
        Schedule[定时任务]
    end
    
    subgraph 数据存储层
        MySQL[(MySQL数据库)]
        MongoDB[(MongoDB)]
    end
```

### 2. 技术架构描述

#### 2.1 前端技术架构

福建水务营收系统前端基于yudao-ui-admin-vue3框架开发，主要技术组件包括：

- **框架**：Vue 3.x
- **UI组件库**：Element Plus
- **路由管理**：Vue Router 4.x
- **状态管理**：Pinia
- **HTTP客户端**：Axios
- **构建工具**：Vite
- **代码规范**：ESLint + Prettier

#### 2.2 后端技术架构

后端系统基于RuoYi-Vue-Pro框架开发，主要技术组件包括：

- **框架**：Spring Boot 2.7.x
- **ORM框架**：MyBatis Plus 3.5.x
- **权限框架**：Spring Security
- **缓存**：Redis
- **数据库**：MySQL 8.0
- **消息队列**：内置基于Redis的消息队列
- **文档**：Swagger / Knife4j
- **工作流**：Flowable
- **定时任务**：基于XXLJOB的分布式任务调度

## 三、系统分层设计

### 1. 应用分层

```
+---------------------------+
|       表现层（UI层）        |
+---------------------------+
|       应用层（API层）       |
+---------------------------+
|       业务层（Service层）   |
+---------------------------+
|       数据访问层（DAO层）    |
+---------------------------+
|       数据持久层           |
+---------------------------+
```

- **表现层**：负责与用户的交互，包括页面展示、数据校验等
- **应用层**：提供对外的API接口，处理请求参数，返回响应结果
- **业务层**：实现业务逻辑，处理业务规则和流程
- **数据访问层**：提供数据访问接口，进行数据CRUD操作
- **数据持久层**：负责数据的持久化存储

### 2. 模块划分

系统按照业务功能划分为以下核心模块：

```
+------------------------------------------+
|              系统共享模块                 |
+------------------------------------------+
|  用户  |  水表  |  抄表  |  收费  |  账务  |
|  管理  |  管理  |  管理  |  管理  |  管理  |
+------------------------------------------+
|  票据  |  营业  |  报表  |  系统  |  集成  |
|  管理  |  网点  |  管理  |  管理  |  接口  |
+------------------------------------------+
|              基础设施模块                 |
+------------------------------------------+
```

## 四、核心模块设计

### 1. 用户管理模块

负责系统用户的管理，包括用户注册、认证、授权等功能。基于RBAC（基于角色的访问控制）模型设计，支持细粒度的权限控制。

### 2. 水表管理模块

负责管理水表基础信息，包括水表安装、更换、拆除、维修等生命周期管理，支持普通水表、智能水表、IC卡水表等多种水表类型。

### 3. 抄表管理模块

负责水表读数的采集和管理，支持人工抄表、远传抄表、自报抄表等多种抄表方式，并提供异常数据处理、抄表任务分配等功能。

### 4. 收费管理模块

负责水费的计算、收取和管理，支持多种计费规则和阶梯水价，提供窗口收费、网上支付、银行代扣等多种缴费方式。

### 5. 账务管理模块

负责系统财务账务处理，包括收费入账、销账、退费、坏账处理等功能，与财务系统进行对接。

### 6. 票据管理模块

负责水费发票的开具、作废、查询等管理功能，支持电子发票和纸质发票。

### 7. 报表管理模块

提供系统各类统计报表，包括营收报表、抄表报表、用水分析报表等，支持多维度的数据分析和可视化展示。

### 8. 系统管理模块

提供系统基础管理功能，包括菜单管理、角色管理、权限管理、系统日志等。

## 五、数据库设计

### 1. 数据库架构

系统采用MySQL作为主要关系型数据库，Redis作为缓存数据库。数据库设计遵循以下原则：

- 采用分模块设计，各业务模块数据相对独立
- 合理使用索引，提高查询效率
- 使用存储过程处理复杂业务逻辑
- 采用适当的分表策略处理大数据量表

### 2. 主要数据实体

```mermaid
erDiagram
    USER {
        int id
        string username
        string password
        int status
    }
    
    ROLE {
        int id
        string name
        string code
    }
    
    CUSTOMER {
        int id
        string name
        string address
        string contact
        int customer_type
    }
    
    METER {
        int id
        string meter_no
        int meter_type
        int status
        float initial_reading
    }
    
    METER_READING {
        int id
        int meter_id
        float reading
        date reading_date
        int reading_type
    }
    
    BILLING {
        int id
        int customer_id
        int meter_id
        float amount
        date billing_date
        int status
    }
    
    PAYMENT {
        int id
        int billing_id
        float amount
        date payment_date
        int payment_method
    }
    
    USER ||--o{ ROLE : has
    CUSTOMER ||--o{ METER : owns
    METER ||--o{ METER_READING : generates
    CUSTOMER ||--o{ BILLING : charged
    BILLING ||--o{ PAYMENT : paid_by
```

## 六、接口设计

### 1. 外部接口

系统需要与以下外部系统进行集成：

- **银行支付系统**：提供水费代扣和支付功能
- **微信/支付宝支付**：提供移动端支付功能
- **税务发票系统**：对接电子发票开具功能
- **物联网平台**：对接智能水表数据采集功能
- **GIS地理信息系统**：提供地理位置服务

### 2. 内部接口

系统内部模块间通过RESTful API进行通信，接口设计遵循以下原则：

- 采用RESTful风格设计API
- 使用JWT进行接口认证
- 统一接口返回格式
- 接口版本控制
- 完善的接口文档

## 七、安全设计

### 1. 身份认证与授权

- 基于Spring Security实现身份认证
- 基于RBAC模型实现权限控制
- 支持OAuth2.0协议进行第三方授权
- 采用JWT实现无状态会话管理

### 2. 数据安全

- 敏感数据加密存储
- 数据库访问权限控制
- 数据备份与恢复策略
- 数据传输加密

### 3. 应用安全

- 防SQL注入
- 防XSS攻击
- 防CSRF攻击
- 接口防刷

## 八、高可用设计

### 1. 负载均衡

采用Nginx实现前端负载均衡，提高系统的并发处理能力和可用性。

### 2. 缓存策略

- 采用多级缓存策略，包括本地缓存和分布式缓存
- 热点数据缓存
- 合理的缓存失效策略

### 3. 灾备设计

- 数据库主从复制
- 定期数据备份
- 服务器集群部署

## 九、扩展性设计

### 1. 水平扩展

- 应用服务无状态设计，支持水平扩展
- 数据库读写分离，支持多数据源

### 2. 垂直扩展

- 模块化设计，支持功能独立扩展
- 插件化架构，支持新功能便捷集成

## 十、部署架构

### 1. 部署拓扑图

```mermaid
graph TD
    subgraph 生产环境
        LB[负载均衡] --> WS1[Web服务器1]
        LB --> WS2[Web服务器2]
        WS1 --> AS1[应用服务器1]
        WS2 --> AS2[应用服务器2]
        AS1 --> DB[(主数据库)]
        AS2 --> DB
        DB --> SDB[(从数据库)]
    end
    
    subgraph 灾备环境
        DLB[负载均衡] --> DWS[Web服务器]
        DWS --> DAS[应用服务器]
        DAS --> DDB[(灾备数据库)]
    end
    
    DB -.-> DDB
```

### 2. 服务器配置要求

| 服务器类型 | 配置要求 | 数量 |
|---------|---------|-----|
| Web服务器 | 8核16G内存，100G SSD | 2 |
| 应用服务器 | 16核32G内存，200G SSD | 2 |
| 数据库服务器 | 16核64G内存，500G SSD，RAID 10 | 2 |
| 文件服务器 | 8核16G内存，2T存储 | 1 |

## 十一、开发与运维策略

### 1. 开发规范

- 统一的编码规范
- 代码审查机制
- 自动化测试
- 持续集成/持续部署(CI/CD)

### 2. 监控策略

- 系统性能监控
- 业务指标监控
- 异常监控与告警
- 用户行为分析

### 3. 运维工具

- 日志收集与分析工具
- 性能监控工具
- 部署自动化工具
- 数据库运维工具

## 十二、风险与应对策略

| 风险类型 | 风险描述 | 应对策略 |
|---------|---------|---------|
| 性能风险 | 高并发场景下系统性能下降 | 性能测试、缓存优化、数据库优化 |
| 安全风险 | 数据泄露、非授权访问 | 安全审计、加密措施、权限控制 |
| 可靠性风险 | 系统故障、数据丢失 | 高可用架构、数据备份、故障演练 |
| 兼容性风险 | 浏览器兼容性问题 | 兼容性测试、渐进增强设计 |
| 扩展性风险 | 业务增长导致系统扩展困难 | 模块化设计、松耦合架构 | 