摘要 介紹了一種裝備遠程控制系統(tǒng)設計方案,論述了該系統(tǒng)軟硬件設計及數(shù)據(jù)庫設計。通過基于計算機網絡及關系型數(shù)據(jù)庫管理為核心,對數(shù)據(jù)庫的輸入輸出信息進行管理,完成遠程控制裝備的狀態(tài)數(shù)據(jù)處理,及時掌握裝備的狀態(tài)變化,為科學管裝提供依據(jù)。
[關鍵詞]測量裝備 遠程控制 數(shù)據(jù)庫
測量裝備站點之間距離遠且比較分散,對裝備的技術保障和管理造成很大困難。為此設計一套遠程裝備控制系統(tǒng),實現(xiàn)對裝備的信息化管控。通過基于計算機網絡及關系型數(shù)據(jù)庫管理為核心、對數(shù)據(jù)庫的輸入輸出信息進行管理,完成遠程控制裝備的狀態(tài)數(shù)據(jù)處理,完成數(shù)據(jù)存儲、管理和維護,提高數(shù)據(jù)使用的效率和質量;另外,通過實時掌握和監(jiān)測裝備在用階段內的狀態(tài)和使用情況,估計裝備壽命期內的狀態(tài)變化,為科學管裝提供依據(jù)。
1 系統(tǒng)總體設計
系統(tǒng)硬件由遠端裝備工控機、數(shù)據(jù)采集卡、本地終端計算機、中心服務器、智能交換機、磁盤陣列等組成,遠端裝備與本地終端計算機之間采用IP網絡進行數(shù)據(jù)傳輸。裝備的實時狀態(tài)信息由數(shù)據(jù)采集卡收集,傳輸給主控計算機存儲,并通過IP網絡傳輸給中心服務器,服務器對信息進行解析并存入中心數(shù)據(jù)庫,同時遠端裝備接收終端計算機的參數(shù)裝訂、變更等指令并操作。本地終端計算機主要完成裝備狀態(tài)信息接收、處理、顯示等,完成實時狀態(tài)處理與告警、裝備狀態(tài)、故障預測、處理與統(tǒng)計,測量數(shù)據(jù)質量處理等功能。系統(tǒng)硬件組成框圖如圖1所示。
系統(tǒng)軟件設計采用標準c/c++語言,使用微軟Visual Studi0 6.0以上進行編程,并利用ADO.NET技術開發(fā)環(huán)境。分為裝備端管控軟件、數(shù)據(jù)庫、裝備狀態(tài)處理軟件等部分,其中裝備端管控軟件運行于遠端裝備工控機上,主要完成裝備狀態(tài)信息采集、存儲、傳輸功能;參數(shù)查詢等設置功能。裝備狀態(tài)處理軟件運行在終端計算機上,完成裝備狀態(tài)信息接收、處理與顯示;向裝備發(fā)送參數(shù)設置和狀態(tài)變更指令;實時狀態(tài)處理與告警、裝備狀態(tài)、故障預測、處理與統(tǒng)計、測量數(shù)據(jù)質量處理、信息查詢等功能。此外還包括系統(tǒng)管理、維護管理等附屬功能。各終端計算機是地位相同的作業(yè)平臺,通過執(zhí)行不同的系統(tǒng)請求而完成不同裝備的數(shù)據(jù)顯示和處理任務。中心數(shù)據(jù)庫運行在服務器上,主要負責各種數(shù)據(jù)的存儲和管理,配合終端完成各種數(shù)據(jù)的上傳、下載、查詢等工作。系統(tǒng)軟件功能模塊框圖如圖2所示。
2 數(shù)據(jù)庫設計
2.1 數(shù)據(jù)庫設計思想
考慮到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫安全、穩(wěn)定、數(shù)據(jù)實時性要求高、數(shù)據(jù)量大的需要,系統(tǒng)開發(fā)采用了Oracle 11g企業(yè)級數(shù)據(jù)庫。Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)憑借其強大的安全性和穩(wěn)定性,具有高性能的海量數(shù)據(jù)存儲和管理能力,具有基于多線程結構的并行數(shù)據(jù)庫內核,能夠發(fā)揮附加處理器的優(yōu)勢,能夠支持對稱多處理技術,具有很高的安全性,可以滿足要求。在服務器上運行的數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)具有接收裝備傳輸?shù)臓顟B(tài)信息和測量數(shù)據(jù),對指定的數(shù)據(jù)進行分類并記錄到數(shù)據(jù)庫,將數(shù)據(jù)轉發(fā)到終端計算機;支持各終端計算機對數(shù)據(jù)庫的查詢和統(tǒng)計;接收裝備參數(shù)設置和狀態(tài)變更等數(shù)據(jù),并進行分類記錄等功能。
2.2 數(shù)據(jù)庫運行模式
系統(tǒng)采用雙工模型運行模式,系統(tǒng)開發(fā)采用三層結構的數(shù)據(jù)操作模式。三層架構包括表現(xiàn)層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。表現(xiàn)層主要解決如何將數(shù)據(jù)展示給用戶的問題,提供用戶控制入口。在理想情況下,表示層不包括任何系統(tǒng)的業(yè)務邏輯,其邏輯代碼僅與界面元素有關。業(yè)務邏輯層規(guī)范用戶控制邏輯,保證系統(tǒng)的邏輯完整性,如果涉及到數(shù)據(jù)庫的訪問,則調用數(shù)據(jù)訪問層。數(shù)據(jù)訪問層也稱為持久層,負責和應用中的各種數(shù)據(jù)源打交道,諸如Oracle的關系型數(shù)據(jù)源,以及其它種類的非關系型數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)訪問層將各種數(shù)據(jù)源整合,為業(yè)務邏輯層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務。數(shù)據(jù)操作模式如圖3所示。
2.3 數(shù)據(jù)庫設計內容
系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)表包括裝備基本信息表、裝備層次結構信息表、參數(shù)設置表、裝備故障預測表、裝備故障統(tǒng)計表、裝備狀態(tài)預測表、裝備狀態(tài)統(tǒng)計表、裝備狀態(tài)信息表、裝備狀態(tài)處理結果表、裝備測量數(shù)據(jù)信息表、測量數(shù)據(jù)質量表、通用代碼字典表、用戶表等等。裝備的信息內容不同,以裝備ID號和信息類別碼進行區(qū)分。對于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù),可根據(jù)裝備種類、裝備名稱、分系統(tǒng)名稱、時間段等關鍵字對記錄數(shù)據(jù)進行錄入、查詢、修改、刪除等數(shù)據(jù)庫操作。建立裝備基本信息數(shù)據(jù),主要包括:裝備基本情況、工作原理結構圖、工作數(shù)據(jù)等。對歷次發(fā)生的故障進行整理、錄入,按照異常定位或故障預測需要建立數(shù)據(jù)庫,支持故障信息的分類、錄入、修改,以形成故障數(shù)據(jù)庫資料。主要的數(shù)據(jù)庫表邏輯E-R圖如圖4所示。
3 結束語
應用數(shù)據(jù)庫技術,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的存儲和統(tǒng)一管理,消除數(shù)據(jù)冗余,維護數(shù)據(jù)一致性完整性,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,保障數(shù)據(jù)安全,方便用戶查詢及后續(xù)分析統(tǒng)計,實時在線監(jiān)測并判斷裝備的狀態(tài),為裝備的任務使用提供判斷依據(jù)。
參考文獻
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