幾種軟件開發(fā)方法在城市照明監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

SCADA系統(tǒng)簡介

城市照明監(jiān)控系統(tǒng)是一種SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition）系統(tǒng)，即監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是以計算機為基礎(chǔ)的監(jiān)測控制與調(diào)度管理自動化系統(tǒng)，能實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、故障診斷，設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及信號報警等各項功能。

SCADA系統(tǒng)自誕生之日起就與計算機技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)，至今已發(fā)展了三代。

第一代是基于計算機和專用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)，70年代~80年代初主要采用第一代SCADA系統(tǒng)。

第二代是基于通用計算機的SCADA系統(tǒng)，廣泛采用VAX小型計算機以及其它通用工作站，操作系統(tǒng)一般是采用通用UNIX操作系統(tǒng)。

第三代SCADA系統(tǒng)開始采用PC機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時系統(tǒng)逐步從集中式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向客戶機/服務器結(jié)構(gòu)。

第四代S CA DA系統(tǒng)的雛形已經(jīng)出現(xiàn)，它以智能化、網(wǎng)絡(luò)化為標志。主要特征是采用因特網(wǎng)技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、模糊控制及數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，實現(xiàn)了SCADA系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)的增值集成，實現(xiàn)控制和管理過程的現(xiàn)代化和自動化。

SCADA系統(tǒng)一般采用分散式測控、集中式管理的方式，整個系統(tǒng)由監(jiān)控中心、若干個分散的遠程測控終端RTU（Remote Terminal Unit）和通信介質(zhì)三部分組成。監(jiān)控中心又稱主站，是SCADA系統(tǒng)的核心，負責控制管理整個系統(tǒng)的運行。本文針對監(jiān)控中心實時監(jiān)控軟件的開發(fā)方法進行論述。

幾種軟件開發(fā)方法在項目中的應用

照明監(jiān)控領(lǐng)域的軟件開發(fā)從九十年代初期至今尚未完全擺脫手工藝的開發(fā)方式，很大程度上還依靠單兵作戰(zhàn)。由于應用的城市多，用戶水平有高有低，在軟件版本上也是種類繁多，完全沒有適應軟件工程的開發(fā)需要。

隨著客戶需求的越來越多、越來越高，造成現(xiàn)有的軟件開發(fā)難度越來越大，特別是軟件版本的統(tǒng)一問題、軟件編程的重復性勞動問題、軟件開發(fā)團隊的協(xié)調(diào)工作問題等等，在許多方面都無法適應現(xiàn)有的需求和形式。

增量開發(fā)

由于增量模型特別適用于需求經(jīng)常變化的軟件開發(fā)，以及市場急需而開發(fā)人員和資金不能在設(shè)定的市場期限前實現(xiàn)一個完善的軟件。這種情況在軟件開發(fā)中經(jīng)常發(fā)生。其原則：盡量采用軟件重用技術(shù)、算法的時/空開銷方面可以讓步、充分展示軟件的可見部分等，也經(jīng)常在現(xiàn)有團隊已有的軟件開發(fā)方法中有一定的應用。

然而，由于從事的軟件屬于實時監(jiān)控軟件，在可靠性、穩(wěn)定性、健壯性、運行效率和可維護性上要求又較高，而增量模型的一些固有缺點，如缺少項目標準，有點像編碼修正；缺少控制，由于用戶可能不斷提出新要求，因而迭代的周期很難控制；運行效率可能會受影響等等。這些缺點使得這種開發(fā)模型并不適用于團隊現(xiàn)有的軟件開發(fā)模式。

面向?qū)ο箝_發(fā)

面向?qū)ο蠓椒M人類思維習慣，即問題域與求解域在結(jié)構(gòu)上一致，以數(shù)據(jù)或信息為主線，把數(shù)據(jù)和處理結(jié)合構(gòu)成統(tǒng)一體：對象。使得程序不再是一系列工作在數(shù)據(jù)上的函數(shù)集合，是相互協(xié)作又彼此獨立的對象集合。

很明顯，面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法能夠有效地利用自身具有的多種屬性，如繼承、多態(tài)、封裝以及消息機制，最大程度地減少了系統(tǒng)的重復性工作、提高了系統(tǒng)可維護性和可讀性。

面向?qū)ο箝_發(fā)方法優(yōu)點很多，但由于現(xiàn)有人員還不具備相關(guān)知識能力，原有系統(tǒng)如果推翻重來，涉及到的用戶以及軟件較多，故只能作為下一步努力的方向。

基于構(gòu)件的開發(fā)模型

基于構(gòu)件的軟件開發(fā)方法通過軟件復用，利用預先包裝好的軟件構(gòu)件來構(gòu)造應用系統(tǒng)，從而減少重復工作量、減少軟件現(xiàn)場工作量。通過可復用的軟組件（稱為構(gòu)件），復用這些軟構(gòu)件，組裝應用系統(tǒng)，從而降低軟件開發(fā)和維護費用，提高軟件生產(chǎn)率，同時也提高軟件質(zhì)量。

基于構(gòu)件的開發(fā)從客戶處導出需求，選擇合適的體系結(jié)構(gòu)風格來滿足待建造系統(tǒng)的目標，然后選擇潛在的可復用構(gòu)件，認證這些構(gòu)件以確信它們能夠合適地符合系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，為了更好地集成，對構(gòu)件進行適應性修改，集成構(gòu)件以形成子系統(tǒng)和完整的應用。此外，對系統(tǒng)中不能被現(xiàn)存構(gòu)件實現(xiàn)的那些方面，還需開發(fā)定制的構(gòu)件。

通過以上一些步驟， 實現(xiàn)軟件開發(fā)?？梢?，如何選擇合適的部分構(gòu)造構(gòu)件、構(gòu)件編制工作由誰來完成、如何測試等等，都是很重要的環(huán)節(jié)。而恰恰在這幾個重要環(huán)節(jié)上，對于現(xiàn)有團隊而言，正是缺少相應支持的環(huán)節(jié)，如在整體上能夠把握系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的團隊、軟件的質(zhì)量監(jiān)督與管理等等。所以，基于構(gòu)件的開發(fā)模型對于現(xiàn)有軟件開發(fā)團隊（軟件編程人員6~8人，4人為具有實踐經(jīng)驗的編程人員，2~4人為尚無實踐經(jīng)驗的新進人員），同樣需要通過人員調(diào)整、制定合適的嚴格的軟件質(zhì)量監(jiān)督機制，才能逐步實現(xiàn)。適合于團隊現(xiàn)有軟件開發(fā)機制的構(gòu)想這種機制不完全是以上任何一種，而更多地像多種軟件開發(fā)方法的綜合體。

首先，追溯以前的軟件開發(fā)工作，通過結(jié)構(gòu)化思想、采用構(gòu)件開發(fā)模型，完成現(xiàn)有構(gòu)件庫，并逐步應用到已有系統(tǒng)中。對于一些較難的構(gòu)件構(gòu)造與測試，應有多人共同參加。

第二，構(gòu)件的開發(fā)由實踐經(jīng)驗豐富的編程人員實施，每一個構(gòu)件應具有面向?qū)ο蟮囊恍傩?，如封裝特性、接口與信息等。

第三，構(gòu)件的組裝由多人協(xié)同參與，組裝的目的主要是逐步替代現(xiàn)已應用的軟件系統(tǒng)，完成軟件系統(tǒng)的逐步歸一化。

第四， 對于用戶經(jīng)常提出的新需求，盡量不在現(xiàn)場完成，而是在了解需求、上報構(gòu)件庫后再視情況完成。若情況緊急，可先在軟件現(xiàn)場的可視部分與基本部分完成基礎(chǔ)功能，如界面交互上、基本運行條件上等，而詳細的最終解決方案還是應由構(gòu)件組成員結(jié)合現(xiàn)有構(gòu)件情況后制定。

VB中構(gòu)件的開發(fā)與應用

由于現(xiàn)有團隊的編程語言基本使用VB6.0，而VB中最關(guān)鍵的就是對控件的應用。除了使用開發(fā)系統(tǒng)自帶的控件以外，還可以自己開發(fā)控件，作為構(gòu)件庫的一部分，向軟件系統(tǒng)集成提供支持。對于控件的選用與開發(fā)，必須注意以下幾點：

第一，要考慮控件的實際功能。功能強、接口多的控件可以增強應用軟件的質(zhì)量，也可減少編程工作量，當然，這要結(jié)合應用需求來定，并不是功能越多越好。提供的功能多了，控件本身就很大，占好幾兆空間，增加了程序的冗余代碼。另外，一些功能閑置、靈活性太強也可能導致最終用戶不易掌握使用。

第二，控件的穩(wěn)定性要強。作為應用程序的基石，不應選用那些控件本身容易出錯，補丁太多的版本。

第三，控件的易用性要高。選用那些屬性配置合理，事件觸發(fā)機制明晰流暢，易于設(shè)計和使用，項目組中的程序員都容易接受掌握的控件。

如同樣是網(wǎng)格控件，Grid和DBGrid就有許多不同。Grid只是提供了一個預覽的功能，便于數(shù)據(jù)的修改，在需要對數(shù)據(jù)庫進行大量數(shù)據(jù)的操作時，為了減少對數(shù)據(jù)庫的直接操作，提高數(shù)據(jù)庫的安全性，使用Grid控件，非常方便。Grid是VB在早期版本中就帶有的控件，但現(xiàn)在與其它控件比較起來功能有些不足。

DBGrid控件是專用來操作數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)格控件，可以綁定到Data控件，幾乎不用寫代碼就可方便地對數(shù)據(jù)進行顯示，增加、刪除或修改記錄，DBGrid具有OnAddNew、BeforeDelete等事件，可在增加新記錄或刪除修改時對數(shù)據(jù)進行有效性檢驗，來實現(xiàn)事務處理功能。DBGrid也可以在設(shè)計時編輯網(wǎng)格格式，指定顯示字段等，增強了顯示和操作數(shù)據(jù)的能力。

綜上所述，在軟件工程實際運行過程中，應該通過軟件工程知識，靈活應用各種方法與開發(fā)模型，制定適合自己開發(fā)團隊的有效方法，只要緊密圍繞可維護性、健壯性、可靠性、高效性等方面，就可逐步適應軟件工程的發(fā)展需要。

（本文作者盧強系中國電子科技集團公司第五十研究所工程師，蔣琦系中國電子科技集團公司第五十研究所高級工程師）