數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在裝備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要 介紹了一種裝備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，論述了該系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。通過(guò)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理為核心，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的輸入輸出信息進(jìn)行管理，完成遠(yuǎn)程控制裝備的狀態(tài)數(shù)據(jù)處理，及時(shí)掌握裝備的狀態(tài)變化，為科學(xué)管裝提供依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]測(cè)量裝備 遠(yuǎn)程控制 數(shù)據(jù)庫(kù)

測(cè)量裝備站點(diǎn)之間距離遠(yuǎn)且比較分散，對(duì)裝備的技術(shù)保障和管理造成很大困難。為此設(shè)計(jì)一套遠(yuǎn)程裝備控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備的信息化管控。通過(guò)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理為核心、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的輸入輸出信息進(jìn)行管理，完成遠(yuǎn)程控制裝備的狀態(tài)數(shù)據(jù)處理，完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和維護(hù)，提高數(shù)據(jù)使用的效率和質(zhì)量;另外，通過(guò)實(shí)時(shí)掌握和監(jiān)測(cè)裝備在用階段內(nèi)的狀態(tài)和使用情況，估計(jì)裝備壽命期內(nèi)的狀態(tài)變化，為科學(xué)管裝提供依據(jù)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件由遠(yuǎn)端裝備工控機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、本地終端計(jì)算機(jī)、中心服務(wù)器、智能交換機(jī)、磁盤(pán)陣列等組成，遠(yuǎn)端裝備與本地終端計(jì)算機(jī)之間采用IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。裝備的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息由數(shù)據(jù)采集卡收集，傳輸給主控計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，并通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸給中心服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)信息進(jìn)行解析并存入中心數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)遠(yuǎn)端裝備接收終端計(jì)算機(jī)的參數(shù)裝訂、變更等指令并操作。本地終端計(jì)算機(jī)主要完成裝備狀態(tài)信息接收、處理、顯示等，完成實(shí)時(shí)狀態(tài)處理與告警、裝備狀態(tài)、故障預(yù)測(cè)、處理與統(tǒng)計(jì)，測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)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(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)c/c++語(yǔ)言，使用微軟Visual Studi0 6.0以上進(jìn)行編程，并利用ADO.NET技術(shù)開(kāi)發(fā)環(huán)境。分為裝備端管控軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、裝備狀態(tài)處理軟件等部分，其中裝備端管控軟件運(yùn)行于遠(yuǎn)端裝備工控機(jī)上，主要完成裝備狀態(tài)信息采集、存儲(chǔ)、傳輸功能;參數(shù)查詢等設(shè)置功能。裝備狀態(tài)處理軟件運(yùn)行在終端計(jì)算機(jī)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(shè)置和狀態(tài)變更指令;實(shí)時(shí)狀態(tài)處理與告警、裝備狀態(tài)、故障預(yù)測(cè)、處理與統(tǒng)計(jì)、測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量處理、信息查詢等功能。此外還包括系統(tǒng)管理、維護(hù)管理等附屬功能。各終端計(jì)算機(jī)是地位相同的作業(yè)平臺(tái)，通過(guò)執(zhí)行不同的系統(tǒng)請(qǐng)求而完成不同裝備的數(shù)據(jù)顯示和處理任務(wù)。中心數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行在服務(wù)器上，主要負(fù)責(zé)各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)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(kù)設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)思想

考慮到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)安全、穩(wěn)定、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求高、數(shù)據(jù)量大的需要，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用了Oracle 11g企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)。Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)憑借其強(qiáng)大的安全性和穩(wěn)定性，具有高性能的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理能力，具有基于多線程結(jié)構(gòu)的并行數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核，能夠發(fā)揮附加處理器的優(yōu)勢(shì)，能夠支持對(duì)稱多處理技術(shù)，具有很高的安全性，可以滿足要求。在服務(wù)器上運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)具有接收裝備傳輸?shù)臓顟B(tài)信息和測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)指定的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類并記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到終端計(jì)算機(jī);支持各終端計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢和統(tǒng)計(jì);接收裝備參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)變更等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分類記錄等功能。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行模式

系統(tǒng)采用雙工模型運(yùn)行模式，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用三層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)操作模式。三層架構(gòu)包括表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。表現(xiàn)層主要解決如何將數(shù)據(jù)展示給用戶的問(wèn)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(wù)邏輯，其邏輯代碼僅與界面元素有關(guān)。業(yè)務(wù)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(kù)的訪問(wèn)，則調(diào)用數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層也稱為持久層，負(fù)責(zé)和應(yīng)用中的各種數(shù)據(jù)源打交道，諸如Oracle的關(guān)系型數(shù)據(jù)源，以及其它種類的非關(guān)系型數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層將各種數(shù)據(jù)源整合，為業(yè)務(wù)邏輯層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)操作模式如圖3所示。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)內(nèi)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(jié)構(gòu)信息表、參數(shù)設(shè)置表、裝備故障預(yù)測(cè)表、裝備故障統(tǒng)計(jì)表、裝備狀態(tài)預(yù)測(cè)表、裝備狀態(tài)統(tǒng)計(jì)表、裝備狀態(tài)信息表、裝備狀態(tài)處理結(jié)果表、裝備測(cè)量數(shù)據(jù)信息表、測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量表、通用代碼字典表、用戶表等等。裝備的信息內(nèi)容不同，以裝備ID號(hào)和信息類別碼進(jìn)行區(qū)分。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)間段等關(guān)鍵字對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、查詢、修改、刪除等數(shù)據(jù)庫(kù)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(jié)構(gòu)圖、工作數(shù)據(jù)等。對(duì)歷次發(fā)生的故障進(jìn)行整理、錄入，按照異常定位或故障預(yù)測(cè)需要建立數(shù)據(jù)庫(kù)，支持故障信息的分類、錄入、修改，以形成故障數(shù)據(jù)庫(kù)資料。主要的數(shù)據(jù)庫(kù)表邏輯E-R圖如圖4所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)和統(tǒng)一管理，消除數(shù)據(jù)冗余，維護(hù)數(shù)據(jù)一致性完整性，實(shí)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(jì)，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)并判斷裝備的狀態(tài)，為裝備的任務(wù)使用提供判斷依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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