教室用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的上位機軟件設(shè)計

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1、教室用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的上位機軟件設(shè)計　　摘要：為了實現(xiàn)教室用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，完成了基于Java平臺和B/S架構(gòu)的教室用電實時數(shù)據(jù)采集及處理平臺的上位機軟件。該軟件包含節(jié)點PC端和中心服務(wù)器端兩部分。節(jié)點PC負責接收串口發(fā)送過來的教室用電參數(shù)，并負責發(fā)送數(shù)據(jù)至中心服務(wù)器；中心服務(wù)器用于實現(xiàn)對各客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進行接收、處理、存儲、管理及顯示等。本上位機軟件界面友好，可通過表格和曲線兩種方式實時查看教室的用電情況。最后，經(jīng)長時間運行測試發(fā)現(xiàn)該軟件具有良好的魯棒性。關(guān)鍵詞：教室用電；數(shù)據(jù)采集；上位機軟件；B/S架構(gòu)中圖分類號：TP319文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（

2、2014）08-0045-020引言5當前，各個學校都非常重視節(jié)約型校園建設(shè)，然而校園“常明燈”、“常流水”等現(xiàn)象時常發(fā)生。學生、老師離開教室后，未能及時關(guān)燈、關(guān)風扇、關(guān)空調(diào)，導(dǎo)致了用電的極大浪費。學校除了從制度上進一步規(guī)范，以及加強管理人員素質(zhì)以外，更重要的是應(yīng)該有一套能在線監(jiān)控各個教室的用電情況的系統(tǒng)，以達到精確定位的目的。目前，上位機軟件的設(shè)計可分為C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)，如文獻[1]使用了CGI技術(shù)和B/S架構(gòu)實現(xiàn)了嵌入式Web服務(wù)器與現(xiàn)場設(shè)備的動態(tài)數(shù)據(jù)交互，文獻[2，3，4]分別使用了C/S架構(gòu)完成了上位機開發(fā)。1上位機軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本文研究的教室用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含現(xiàn)

3、場采集設(shè)備、節(jié)點PC和中心服務(wù)器三部分，圖1所示是教室用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。該現(xiàn)場采集設(shè)備由嵌入式設(shè)備設(shè)計而成，它是基于RS485的，可以通過串口將數(shù)據(jù)傳送至節(jié)點PC，但它是被動的，必須由節(jié)點PC發(fā)出指令后才會將所采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至節(jié)點PC；節(jié)點PC則擔任發(fā)送指令至現(xiàn)場采集設(shè)備、從串口接收數(shù)據(jù)以及發(fā)送數(shù)據(jù)至中心服務(wù)器的任務(wù)；中心服務(wù)器負責接收各節(jié)點PC通過Internet發(fā)送過來的數(shù)據(jù)、還負責數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、管理和顯示等任務(wù)。最終，用戶只需登錄瀏覽器，輸入URL后即可觀察各教室的用電情況。本文設(shè)計的上位機軟件包括節(jié)點PC和中心服務(wù)器上的軟件，整個結(jié)構(gòu)是基于Java平臺和B

4、/S架構(gòu)的，前者是一個純粹的Java應(yīng)用程序，后者是不僅包含Java應(yīng)用程序，還采用了當前廣泛使用的SSH框架技術(shù)設(shè)計了一個基于Web的管理系統(tǒng)。2節(jié)點PC端軟件設(shè)計與實現(xiàn)節(jié)點PC端的軟件主要負責完成三個任務(wù)，分別是：5（1）通過串口，以輪詢的方式向不同地址的現(xiàn)場采集設(shè)備發(fā)送指令；（2）現(xiàn)場采集設(shè)備收到合法指令后，即會發(fā)送參數(shù)數(shù)據(jù)（電流、電壓及功率等）至節(jié)點PC，因此，節(jié)點PC需要從串口接收數(shù)據(jù)；（3）節(jié)點PC將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送至中心服務(wù)器。結(jié)點PC軟件的詳細流程圖如圖2所示。3中心服務(wù)器端軟件設(shè)計與實現(xiàn)3.1中心服務(wù)器端軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中心服務(wù)器端軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。從圖中可

5、以看出，中心服務(wù)器端軟件由數(shù)據(jù)接收及存儲子系統(tǒng)和用電管理及數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)組成。前者為后臺服務(wù)器程序，為Java應(yīng)用程序；后者是基于SSH框架的B/S架構(gòu)，用于管理和數(shù)據(jù)顯示。兩個子系統(tǒng)之間通過SQLServer數(shù)據(jù)庫共享數(shù)據(jù)并獨立運行。3.2數(shù)據(jù)接收及存儲子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收及存儲子系統(tǒng)主要作用包括：（1）通過Internet網(wǎng)絡(luò)接收各個遠端節(jié)點PC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，當節(jié)點很多時需要進行多線程處理；（2）對接收到的數(shù)據(jù)進行解碼，得到相應(yīng)的電力參數(shù)；（3）將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)接收及存儲子系統(tǒng)的詳細流程圖如圖4所示。3.3用電管理及數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)5該子系統(tǒng)采用了基于SSH框架的B/S

6、架構(gòu)，充分利用了SSH三大框架的優(yōu)點，前臺使用了HTML語言和JavaScript語言，CCS進行布局和修飾。該子系統(tǒng)功能包括登錄管理、教室管理、教室用電數(shù)據(jù)顯示、歷史曲線、數(shù)據(jù)查詢等。3.3.1登錄管理為確保系統(tǒng)安全，需要對登錄用戶進行分級管理，分為管理員和普通用戶。其區(qū)別是前者可以操作所有功能，而后者只能查看、下載、瀏覽數(shù)據(jù)。3.3.2教室管理可對教室進行管理，包括添加、修改、刪除和更新。最后以樹狀結(jié)構(gòu)顯示出來，其效果如圖5所示。3.3.3教室用電數(shù)據(jù)顯示本文將采集到的數(shù)據(jù)以表格形式展示出來，其效果如圖6所示。點擊教室列表中的某個教室就會顯示該教室的所有數(shù)據(jù)。3.3.4歷史

7、曲線歷史曲線主要是針對某個教室，通過選擇某個教室后，即可瀏覽該教室的歷史曲線。其效果如圖7所示。3.3.5數(shù)據(jù)查詢用戶可根據(jù)教室名稱、日期或者二者同時進行查詢教室用電相關(guān)數(shù)據(jù)。4結(jié)語5本文通過使用Java平臺和B/S架構(gòu)設(shè)計與開發(fā)的教室用電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上位機軟件。經(jīng)長時間運行測試發(fā)現(xiàn)，該軟件不僅運行穩(wěn)定，能夠準確及時接收到采集的數(shù)據(jù)，而且用戶操作也方便。因此，該軟件具有較強的實用性。參考文獻[1]馮義飛，陳梅，李鑫.基于Web的教室用電設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)，2006（6）：4-5