配網(wǎng)線路設(shè)備可視化維護(hù)與定位手機(jī)APP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

許建遠(yuǎn)

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局，廣東茂名525000）

0 引言

配網(wǎng)搶修及日常運(yùn)維是個(gè)繁雜艱巨的工作，現(xiàn)場(chǎng)工作支持軟件/工具非常有限；而當(dāng)前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用如火如荼，如地圖導(dǎo)航APP之類的軟件在日常生活中已得到廣泛應(yīng)用，研究如何給工作人員提供類似的靈活便捷的工具/軟件，為現(xiàn)場(chǎng)工作提供有效的技術(shù)支持，非常有現(xiàn)實(shí)意義。本軟件借鑒GIS軟件的設(shè)計(jì)思想，借助通用地圖組件，提供工作人員現(xiàn)場(chǎng)查看配網(wǎng)設(shè)備地理信息的功能；通過(guò)分析處理設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)文件，為離線APP提供數(shù)據(jù)模型來(lái)源；充分利用地圖組件API，提供工作人員多種搜索設(shè)備以及定位導(dǎo)航功能。本軟件某種程度上具有GIS應(yīng)用軟件的優(yōu)點(diǎn)，又避免了傳統(tǒng)GIS應(yīng)用重型繁雜，實(shí)現(xiàn)成本高、周期長(zhǎng)的弊端，在手機(jī)端實(shí)現(xiàn)了一個(gè)輕量級(jí)的GIS/WEB GIS應(yīng)用APP。

1 軟件概要設(shè)計(jì)

1.1 信息流程

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

為了滿足南網(wǎng)對(duì)移動(dòng)應(yīng)用的安全要求，本APP采用完全離線模式，不提供APP任何與茂名局信息化系統(tǒng)通信的途徑。APP使用的數(shù)據(jù)采用兩條途徑部署到手機(jī)端，一是初始安裝時(shí)，載入主要數(shù)據(jù)，主要包括配網(wǎng)設(shè)備模型；二是定期發(fā)布數(shù)據(jù)文件（或者通過(guò)南網(wǎng)企信平臺(tái)下載更新數(shù)據(jù)），維護(hù)人員通過(guò)新的臺(tái)賬文件導(dǎo)出獲得更新的配網(wǎng)設(shè)備模型，打包成增量數(shù)據(jù)文件，發(fā)送給有關(guān)使用人員，使用人員用微信下載該文件后，再用APP的數(shù)據(jù)同步模塊讀取該文件，更新本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)表。

1.2 軟件開(kāi)發(fā)原則

軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)遵循以下原則：

（1）采用螺旋模型（收集整理需求、設(shè)計(jì)原型、用戶確認(rèn)）；（2）遵循軟件工程化的設(shè)計(jì)方法和管理原則；

（3）采用面向?qū)ο蠛湍K化的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)軟件重用、數(shù)據(jù)重用和系統(tǒng)的互操作性，并最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的綜合一體化；

（4）在滿足系統(tǒng)各類要求的前提下，保持一定的可擴(kuò)充性，在將來(lái)需要時(shí)進(jìn)行功能擴(kuò)充；

（5）松耦合、接口隔離原則，提高軟件的組件化特征，提高軟件的成熟度；

（6）組合聚合原則，減少繼承方式，多采用組合方式，增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性，減少系統(tǒng)的耦合度和復(fù)雜度；

（7）軟件系統(tǒng)運(yùn)行可靠，信息保密；

（8）加強(qiáng)軟件測(cè)試，包括白盒測(cè)試（單元測(cè)試）、黑盒測(cè)試（系統(tǒng)測(cè)試等），提高軟件可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

1.3 軟件需求

根據(jù)軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)，應(yīng)開(kāi)發(fā)下列軟件，以滿足功能要求：

（1）PC端WEB系統(tǒng)提供完整的維護(hù)功能，包括設(shè)備圖標(biāo)維護(hù)、臺(tái)賬數(shù)據(jù)處理等；

（2）PC端WEB系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于地圖的設(shè)備查詢、導(dǎo)航等功能；

（3）APP提供基于地圖組件的配網(wǎng)設(shè)備定位及導(dǎo)航功能；

（4）APP提供多種設(shè)備搜索方式，提供基于地圖的設(shè)備搜索定位；

（5）APP提供基于短信告警系統(tǒng)的告警設(shè)備地圖查詢功能。

1.4 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)與運(yùn)行平臺(tái)

1.4.1 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)

本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)采用EclipseIDE，該開(kāi)發(fā)平臺(tái)是為應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者提供的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。它除提供系統(tǒng)軟件、支持二次開(kāi)發(fā)的工具軟件和應(yīng)用編程接口外，還提供創(chuàng)建、編譯、測(cè)試應(yīng)用軟件所需的編譯器、排錯(cuò)工具、開(kāi)發(fā)工具、測(cè)試工具、部署工具等。

軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)（語(yǔ)言）包括：JAVA、Html、CSS、JavaScript。

1.4.2 軟件運(yùn)行平臺(tái)

本項(xiàng)目PC端部分運(yùn)行于JavaEE平臺(tái)，包括JAVA容器Apache/Tomcat服務(wù)器以及中間件Spring+IBatis+DWR。Spring是JavaBean容器框架，提供控制反轉(zhuǎn)（IoC）和面向切面（AOP）平臺(tái)級(jí)功能；IBatis是對(duì)象關(guān)系映射框架，對(duì)JDBC進(jìn)行輕量級(jí)封裝，提供面向?qū)ο蠓绞降臄?shù)據(jù)庫(kù)操作接口；DWR是RPC技術(shù)，提供前端分布式數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)功能。

1.5 軟件的功能模塊

軟件設(shè)計(jì)主要以下幾個(gè)模塊：

（1）PC端WEB系統(tǒng)提供完整的維護(hù)功能，包括設(shè)備圖標(biāo)維護(hù)、臺(tái)賬數(shù)據(jù)處理等。

（2）PC端WEB系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于地圖的設(shè)備定位及導(dǎo)航。

（3）PC端WEB系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備搜索功能。（4）APP提供基于地圖組件的配網(wǎng)設(shè)備定位及導(dǎo)航功能。（5）APP提供多種設(shè)備搜索方式，提供基于地圖的設(shè)備搜索定位。

（6）APP提供基于短信告警系統(tǒng)的告警設(shè)備地圖查詢功能。

2 軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.2 底層支持平臺(tái)

本系統(tǒng)基于JavaEE平臺(tái)，采用Apache/Tomcat服務(wù)器，后臺(tái)采用Spring+IBatis/Hibernate+DWR技術(shù)，充分利用JavaEE平臺(tái)豐富的功能以及對(duì)企業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的強(qiáng)大支持，該模式賦予了系統(tǒng)強(qiáng)大的擴(kuò)展能力和簡(jiǎn)便的維護(hù)要求，為項(xiàng)目實(shí)施提供了有力保障。

Spring是為了解決企業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性而創(chuàng)建的，它是一個(gè)輕量級(jí)的控制反轉(zhuǎn)（IoC）和面向切面（AOP）的容器框架。Spring使用基本的JavaBean來(lái)完成以前只可能由EJB完成的事情，具有輕便、易使用、易擴(kuò)充、用途廣泛等特點(diǎn)。IBatis是一個(gè)開(kāi)放源代碼的對(duì)象關(guān)系映射框架，它對(duì)JDBC進(jìn)行了非常輕量級(jí)的對(duì)象封裝，使得Java程序員可以隨心所欲地使用對(duì)象編程思維來(lái)操縱數(shù)據(jù)庫(kù)。DWR通過(guò)Ajax動(dòng)態(tài)把Java類生成為JavaScript，使得在瀏覽器端調(diào)用JAVA方法就如同調(diào)用普通JS方法一樣直接、方便。這種從Java到JavaScript的遠(yuǎn)程調(diào)用功能的方式使DWR用起來(lái)非常像RMI或者SOAP的常規(guī)RPC機(jī)制，DWR的優(yōu)點(diǎn)在于不需要任何的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器插件就能運(yùn)行在網(wǎng)頁(yè)上。

IBatis是一個(gè)可以自定義SQL、存儲(chǔ)過(guò)程和高級(jí)映射的持久層框架。IBatis摒除了大部分的JDBC代碼、手工設(shè)置參數(shù)和結(jié)果集重獲，只使用簡(jiǎn)單的XML和注解來(lái)配置和映射基本數(shù)據(jù)類型、Map接口和POJO到數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。相對(duì)Hibernate和Apache OJB等“一站式”O(jiān)RM解決方案而言，IBatis是一種“半自動(dòng)化”的ORM實(shí)現(xiàn)，它使得程序的持久化過(guò)程變得可以重用、可配置、易于編寫(xiě)和管理，而且也易于調(diào)試。

WEB前端采用RIA/ExtJS技術(shù)，提供系統(tǒng)強(qiáng)大靈活的交互能力，使得系統(tǒng)具有了類似桌面系統(tǒng)的可用性。在此基礎(chǔ)上，DNN100基礎(chǔ)平臺(tái)組件庫(kù)及對(duì)應(yīng)的工具提供了有力的豐富和擴(kuò)展，使前端實(shí)現(xiàn)既方便快捷又豐富強(qiáng)大。WEB層使用了目前流行的富客戶端技術(shù)（RIA），開(kāi)發(fā)人機(jī)交互友好的界面系統(tǒng)，所涉及的技術(shù)主要有ExtJS和DWR。

ExtJS是一個(gè)Ajax框架，是一個(gè)用JavaScript寫(xiě)的，用于在客戶端創(chuàng)建豐富多彩的WEB應(yīng)用程序界面的前端Ajax框架。ExtJS可以用來(lái)開(kāi)發(fā)RIA也即富客戶端的Ajax應(yīng)用。ExtJS主要用于創(chuàng)建前端用戶界面，是一個(gè)與后臺(tái)技術(shù)無(wú)關(guān)的前端Ajax框架。因此，可以把ExtJS用在.Net、Java、Php等各種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的應(yīng)用中。ExtJs最開(kāi)始基于YUI技術(shù)，完美地融合了JQuery、Prototype和YUI。ExtJS區(qū)別于其他Ajax框架的最大特點(diǎn)是其提供了豐富而且簡(jiǎn)單易用的UI組件和統(tǒng)一美觀的樣式庫(kù)。

DWR（Direct Web Remoting）是一個(gè)用于改善WEB頁(yè)面與Java類交互的遠(yuǎn)程服務(wù)器端Ajax開(kāi)源框架，可以幫助開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)包含Ajax技術(shù)的網(wǎng)站。它允許在瀏覽器里的代碼使用運(yùn)行在WEB服務(wù)器上的Java函數(shù)，如同就在瀏覽器里一樣。

APP采用Hybrid混合模式設(shè)計(jì)，基于當(dāng)前主流的Cordova框架。Cordova是用于使用HTML、CSS和JS構(gòu)建移動(dòng)應(yīng)用的平臺(tái)，可以把Cordova理解成一個(gè)容器，用于將我們的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序與本機(jī)移動(dòng)功能連接。

2.3 數(shù)據(jù)導(dǎo)出及同步

PC端維護(hù)模塊，全面解析臺(tái)賬EXCEL文件，創(chuàng)建WEB服務(wù)器端的數(shù)據(jù)庫(kù)表。APP初始安裝時(shí)，在手機(jī)端創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)表。維護(hù)模塊定期解析新的臺(tái)賬EXCEL文件，導(dǎo)出增量數(shù)據(jù)文件，發(fā)給各APP用戶，以同步更新本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)表。

數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建及導(dǎo)入的數(shù)據(jù)流是，將解析的各EXCEL的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。數(shù)據(jù)同步的數(shù)據(jù)流是，將導(dǎo)出的增量數(shù)據(jù)文件發(fā)到手機(jī)，導(dǎo)入到手機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.4 設(shè)備定位

APP和PC端WEB實(shí)現(xiàn)相似的設(shè)備定位功能。從設(shè)備樹(shù)或模糊查詢點(diǎn)選某設(shè)備，則跳轉(zhuǎn)到地圖界面，并在地圖上標(biāo)注出設(shè)備。點(diǎn)擊該標(biāo)注，可進(jìn)一步查詢?cè)撛O(shè)備的詳細(xì)參數(shù)數(shù)據(jù)。設(shè)備定位屬于數(shù)據(jù)查詢應(yīng)用，數(shù)據(jù)源為PC端或手機(jī)端的各設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)表。

2.5 設(shè)備搜索

借鑒GIS軟件的使用方式，在WEB端以及APP地圖組件上實(shí)現(xiàn)GIS圖形工具條，提供用戶多種方便的區(qū)域選擇功能，以查找檢索該區(qū)域內(nèi)指定類型的設(shè)備。設(shè)備搜索屬于數(shù)據(jù)查詢應(yīng)用，數(shù)據(jù)源為PC端或手機(jī)端的各設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)表。

2.6 告警設(shè)備查詢

WEB軟件及APP充分利用茂名供電局短信平臺(tái)發(fā)到各工作人員手機(jī)上的告警短信，顯示出滿足查詢條件（時(shí)間、類型、地理范圍）的告警設(shè)備。點(diǎn)擊設(shè)備圖標(biāo)，可查看設(shè)備的臺(tái)賬信息。表格選項(xiàng)卡顯示告警設(shè)備的列表。告警設(shè)備定位屬于數(shù)據(jù)查詢應(yīng)用，數(shù)據(jù)源為手機(jī)端的各設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)表以及手機(jī)的短信庫(kù)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析驗(yàn)證

系統(tǒng)已通過(guò)廠內(nèi)系統(tǒng)測(cè)試，性能穩(wěn)定，使用方便。系統(tǒng)UI設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)，界面設(shè)計(jì)穩(wěn)重美觀、直觀形象，使用操作流暢便利。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型正確完整，全面正確地將大量臺(tái)賬數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入到PC端及APP端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度滿足要求。

系統(tǒng)在PC端及APP端的地圖操作，平滑快捷，使用方便；設(shè)備查找定位以及導(dǎo)航具有較高的實(shí)用意義。

本系統(tǒng)在服務(wù)器技術(shù)框架、PC端UI設(shè)計(jì)、APP實(shí)現(xiàn)技術(shù)等方面都采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)及理念，系統(tǒng)整體運(yùn)行良好，實(shí)現(xiàn)了一款輕量級(jí)的GIS/WEBGIS應(yīng)用APP。與同類應(yīng)用比較，總體性能指標(biāo)處于先進(jìn)水平。

4 結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)基于JavaEE技術(shù)，底層平臺(tái)采用Spring+IBatis+DWR技術(shù)框架，保證了系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定以及可擴(kuò)展性。系統(tǒng)具有自己的業(yè)務(wù)支持平臺(tái)DNN100，簡(jiǎn)化了業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的難度和復(fù)雜性，方便了軟件后期維護(hù)，賦予了軟件長(zhǎng)久的生命力。PC端WEB界面采用ExtJS技術(shù)，該框架具有完善的WEB前端開(kāi)發(fā)功能，組件、事件模型、數(shù)據(jù)操作豐富完善，提高了軟件的可靠性、穩(wěn)定性。APP采用當(dāng)前主流跨平臺(tái)設(shè)計(jì)方式——Hybrid混合設(shè)計(jì)模式，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)難度，提高了多平臺(tái)復(fù)用度。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)借鑒了GIS軟件的設(shè)計(jì)思想，借助通用地圖組件，為工作人員現(xiàn)場(chǎng)施工提供方便快捷的查看設(shè)備地理信息的功能。該軟件某種程度上具有GIS應(yīng)用軟件的優(yōu)點(diǎn)，又避免了傳統(tǒng)GIS應(yīng)用軟件重型繁雜，實(shí)現(xiàn)成本高、周期長(zhǎng)的弊端，在手機(jī)端實(shí)現(xiàn)了一個(gè)輕量級(jí)的GIS/WEB GIS應(yīng)用APP，是一個(gè)有意義的技術(shù)嘗試和創(chuàng)新。