Android平臺(tái)電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件設(shè)計(jì)

胡艷艷

摘 要：將傳統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)與組態(tài)技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出了以安卓平臺(tái)為基礎(chǔ)的可移動(dòng)電力監(jiān)控系統(tǒng)。在移動(dòng)終端植入電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件，可在授權(quán)范圍內(nèi)隨時(shí)隨地進(jìn)行電站運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)視、信息查詢(xún)、事故報(bào)告、技術(shù)分析、服務(wù)決策、遠(yuǎn)程管理和控制，且功能可拓展，穩(wěn)定性和可靠性較好，滿(mǎn)足兼容性要求。該電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件對(duì)提高應(yīng)對(duì)電力故障的快速反應(yīng)能力和電力運(yùn)行管理水平有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；移動(dòng)終端；Android平臺(tái)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

電力行業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)行業(yè)，也是技術(shù)和裝備密集型行業(yè)。電力監(jiān)控系統(tǒng)在完整的電力系統(tǒng)中作用非常的重要，可以保證電力系統(tǒng)的安全，對(duì)于電力系統(tǒng)中電力穩(wěn)定的傳輸和運(yùn)行有很大的作用。傳統(tǒng)的電力監(jiān)控軟件運(yùn)行于PC機(jī)端，對(duì)資源有很大的浪費(fèi)，不便于移動(dòng)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基于Android平臺(tái)的電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端是通過(guò)植入電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)移動(dòng)監(jiān)控的，用戶(hù)可在授權(quán)范圍內(nèi)隨時(shí)隨地對(duì)電站進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)視、信息查詢(xún)、事故報(bào)告、技術(shù)分析、服務(wù)決策、電站遠(yuǎn)程管理和控制。

2 軟件設(shè)計(jì)

為了滿(mǎn)足電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件的穩(wěn)定性、兼容性需求和系統(tǒng)軟件功能的擴(kuò)展需要，減少各個(gè)模塊和組件、各個(gè)層之間的耦合，軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用目前比較流行的MVC架構(gòu)。MVC模式相對(duì)其他模式來(lái)說(shuō)有很多優(yōu)點(diǎn)，例如低耦合性和很高的重用性與可維護(hù)性。

電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件框架采用“高內(nèi)聚、低耦合”原則，各個(gè)層又由一些功能模塊組成（如圖1所示），而每個(gè)功能模塊盡量獨(dú)立地完成各自的功能，減少與其他模塊之間的耦合度。通信層主要進(jìn)行電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件的網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)處理。鑒于通信數(shù)據(jù)所占比重比較大、業(yè)務(wù)處理復(fù)雜，因而單獨(dú)設(shè)置，表現(xiàn)層主要功能是把要發(fā)送的數(shù)據(jù)交給發(fā)送模塊，顯示從數(shù)據(jù)層獲取的數(shù)據(jù)。

長(zhǎng)連接模塊的作用是把在數(shù)據(jù)層中獲取的數(shù)據(jù)反饋給處理數(shù)據(jù)的模塊完成處理，之后將信息存儲(chǔ)在內(nèi)存里，表現(xiàn)層得到數(shù)據(jù)層的反饋后更新數(shù)據(jù)。電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件界面層需要使用列表來(lái)展示，如遙測(cè)、遙信電量、歷史事件等數(shù)據(jù)，這些列表所展示的數(shù)據(jù)都取自數(shù)據(jù)層中數(shù)據(jù)庫(kù)和與服務(wù)器通信的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件總體功能如圖2所示。

2.1 用戶(hù)界面模塊

電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件功能界面設(shè)計(jì)是基于功能需求，按照“用戶(hù)登錄界面設(shè)計(jì)-主界面設(shè)計(jì)-子功能界面設(shè)計(jì)-各功能模塊的編程實(shí)現(xiàn)”進(jìn)行。使用XML語(yǔ)言來(lái)布置終端軟件界面，該方式將布局界面的代碼和邏輯控制的Java代碼分離開(kāi)來(lái)，界面設(shè)計(jì)與各子功能模塊相輔相成，共同實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控軟件的功能。

登錄界面主要用到了線(xiàn)性布局來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)界面的排版。其中文本框顯示應(yīng)用軟件名稱(chēng)和版權(quán)所有者信息；下拉框選擇不同發(fā)電廠與變電站；編輯框輸入用戶(hù)名和密碼；按鈕Button響應(yīng)用戶(hù)登錄點(diǎn)擊以及自定義進(jìn)度條提示用戶(hù)正在加載。

2.2 實(shí)時(shí)報(bào)警模塊

電力監(jiān)控領(lǐng)域?qū)Ξ惓Ｊ录膶?shí)時(shí)性監(jiān)控要求較高，因而在電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中要充分考慮如何處理異常事件的實(shí)時(shí)報(bào)警問(wèn)題。實(shí)時(shí)報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)包括服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)和客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)兩部分。實(shí)時(shí)報(bào)警模塊的信息推送采用極光推送的方式實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。當(dāng)發(fā)生異常事件時(shí)及時(shí)以聲音、振動(dòng)等信號(hào)向操作人員告警，并在當(dāng)前頁(yè)面彈出告警事件的詳細(xì)信息，包括具體廠站、設(shè)備、異常事件類(lèi)型以及異常事件發(fā)生時(shí)間。

2.3 配置文件管理模塊

在用戶(hù)第一次訪(fǎng)問(wèn)客戶(hù)端時(shí)，用戶(hù)會(huì)收到系統(tǒng)的通知下載配置文件。為了保證數(shù)據(jù)的正確性，需要采用一種可靠的TCP傳輸協(xié)議，防止傳輸過(guò)程中丟失數(shù)據(jù)。首先，創(chuàng)建一個(gè)流式套接，并對(duì)該套接字進(jìn)行綁定，然后向服務(wù)器方發(fā)送連接請(qǐng)求。連接成功后，首先接收服務(wù)器發(fā)送的文件信息，文件信息被接收成功后就開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。配置文件的解析方法是逐行讀入，采用正則表達(dá)式匹配每行數(shù)據(jù)信息，直到檢測(cè)到某行為空即結(jié)束解析過(guò)程。解析配置文件獲取的數(shù)據(jù)分別按照配置文件的類(lèi)別分為點(diǎn)表、圖元、報(bào)表等文件，分別存儲(chǔ)到對(duì)象數(shù)組，方便進(jìn)一步使用解析數(shù)據(jù)。

2.4 用戶(hù)管理模塊

系統(tǒng)中，用戶(hù)的操作權(quán)限各有不同，用戶(hù)的權(quán)限管理是基于后臺(tái)服務(wù)器端中權(quán)限管理結(jié)構(gòu)。假如用戶(hù)在移動(dòng)終端登錄系統(tǒng)連續(xù)待機(jī)超過(guò)10min，系統(tǒng)會(huì)提示已經(jīng)離線(xiàn)，需要再次登錄才可完成操作。對(duì)于丟失的設(shè)備終端，能夠在服務(wù)器端注銷(xiāo)設(shè)備訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。在電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件中，用戶(hù)的身份是通過(guò)IMEI（國(guó)際移動(dòng)設(shè)備身份碼，是手機(jī)的唯一識(shí)別號(hào)碼）和賬號(hào)的方式進(jìn)行認(rèn)證。電力監(jiān)控系統(tǒng)中采用無(wú)重復(fù)的賬號(hào)作為用戶(hù)的唯一標(biāo)識(shí)，每個(gè)賬號(hào)對(duì)應(yīng)指定的用戶(hù)名和密碼。用戶(hù)登錄系統(tǒng)后，后臺(tái)服務(wù)器會(huì)綁定IMEI和賬號(hào)，并且一個(gè)賬號(hào)只能有1臺(tái)設(shè)備登錄。為了滿(mǎn)足軟件安全性的要求，本文增加了RC4安全加密的算法，在首次登錄系統(tǒng)時(shí)，終端軟件將用戶(hù)名和密碼采用加密的方式發(fā)送至服務(wù)器端，服務(wù)器端對(duì)密文進(jìn)行解析。用戶(hù)登錄系統(tǒng)時(shí)，通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)中心驗(yàn)證后方可進(jìn)入系統(tǒng)。

2.5 監(jiān)控功能模塊

監(jiān)控功能模塊包括運(yùn)行參數(shù)功能、運(yùn)行畫(huà)面功能、事件查詢(xún)功能、報(bào)表管理功能、參數(shù)設(shè)置功能、操作控制功能、設(shè)備管理功能、視頻監(jiān)控功能和遠(yuǎn)程服務(wù)功能。

2.6 自適應(yīng)布局模塊

由于Android系統(tǒng)的開(kāi)放性，任何用戶(hù)、開(kāi)發(fā)者、廠商、運(yùn)營(yíng)商都可以對(duì)Android進(jìn)行定制，使得現(xiàn)在市場(chǎng)中一些廠商的移動(dòng)設(shè)備缺少統(tǒng)一的屏幕標(biāo)準(zhǔn)。如果屏幕尺寸改變，布局文件中的布局方式與移動(dòng)設(shè)備不匹配，就會(huì)使屏幕顯示混亂。

2.7 用戶(hù)設(shè)置模塊

用戶(hù)設(shè)置是在登錄軟件系統(tǒng)后的任意界面使用，包括屏幕亮度調(diào)節(jié)、退出登錄、心跳周期的動(dòng)態(tài)選擇、流量統(tǒng)計(jì)以及切換廠站等。

3 測(cè)試驗(yàn)證

搭建了電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件測(cè)試平臺(tái)，根據(jù)中國(guó)軟件產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)《UB/T16260.1—2006軟件工程產(chǎn)品質(zhì)量第一部分：質(zhì)量模型》和《UB/T15532—2008計(jì)算機(jī)軟件測(cè)試規(guī)范》對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件的登錄認(rèn)證、監(jiān)控服務(wù)、實(shí)時(shí)報(bào)警功能模塊和穩(wěn)定性、可靠性、兼容性進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試。通過(guò)測(cè)試表明：該移動(dòng)終端軟件具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、安全管理、功能可拓展等功能，穩(wěn)定性和可靠性較好。

結(jié)語(yǔ)

基于Android平臺(tái)設(shè)計(jì)的電力監(jiān)控系統(tǒng)移動(dòng)終端軟件具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、安全管理、功能可拓展等功能，穩(wěn)定性和可靠性也較好，滿(mǎn)足了兼容性要求。移動(dòng)電力監(jiān)控方法對(duì)于提升電力信息化應(yīng)用水平具有較好的參考和應(yīng)用價(jià)值。

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