教室用电数据采集系统的上位机软件设计
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教室用电数据采集系统的上位机软件设计
游小荣,潘强,钟茫
(常州纺织服装职业技术学院机电工程系,江苏常州213164)
摘要:为了实现教室用电数据采集系统,完成了基于Java平台和B/S架构的教室用电实时数据采集及处理平台的上位机软件。该软件包含节点PC端和中心服务器端两部分。节点PC负责接收串口发送过来的教室用电参数,并负责发送数据至中心服务器;中心服务器用于实现对各客户端发送过来的数据进行接收、处理、存储、管理及显示等。本上位机软件界面友好,可通过表格和曲线两种方式实时查看教室的用电情况。最后,经长时间运行测试发现该软件具有良好的鲁棒性。
关键词:教室用电;数据采集;上位机软件;B/S架构
0引言
当前,各个学校都非常重视节约型校园建设,然而校园“常明灯”、“常流水”等现象时常发生。学生、老师离开教室后,未能及时关灯、关风扇、关空调,导致了用电的极大浪费。学校除了从制度上进一步规范,以及加强管理人员素质以外,更重要的是应该有一套能在线监控各个教室的用电情况的系统,以达到精确定位的目的。目前,上位机软件的设计可分为C/S架构和B/S架构,如使用了CGI技术和B/S架构实现了嵌入式Web服务器与现场设备的动态数据交互,分别使用了C/S架构完成了上位机开发。
1上位机软件系统结构
本文研究的教室用电数据采集系统包含现场采集设备、节点PC和中心服务器三部分,图1所示是教室用电数据采集系统的结构图。该现场采集设备由嵌入式设备设计而成,它是基于RS485的,可以通过串口将数据传送至节点PC,但它是被动的,必须由节点PC发出指令后才会将所采集的数据发送至节点PC;节点PC则担任发送指令至现场采集设备、从串口接收数据以及发送数据至中心服务器的任务;中心服务器负责接收各节点PC通过Internet发送过来的数据、还负责数据处理、数据存储、管理和显示等任务。最终,用户只需登录浏览器,输入URL后即可观察各教室的用电情况。
本文设计的上位机软件包括节点PC和中心服务器上的软件,整个结构是基于Java平台和B/S架构的,前者是一个纯粹的Java应用程序,后者是不仅包含Java应用程序,还采用了当前广泛使用的SSH框架技术设计了一个基于Web的管理系统。
节点PC端软件设计与实现
节点PC端的软件主要负责完成三个任务,分别是:
通过串口,以轮询的方式向不同地址的现场采集设备发送指令;
现场采集设备收到合法指令后,即会发送参数数据(电流、电压及功率等)至节点PC,因此,节点PC需要从串口接收数据;
节点PC将接收到的数据发送至中心服务器。结点PC软件的详细流程图如图2所示。
图2节点PC软件流程图
中心服务器端软件设计与实现
3.1中心服务器端软件系统结构
中心服务器端软件系统结构如图3所示。从图中可以看出,中心服务器端软件由数据接收及存储子系统和用电管理及数据显示子系统组成。前者为后台服务器程序,为Java应用程序;后者是基于SSH框架的B/S架构,用于管理和数据显示。两个子系统之间通过SQLServer数据库共享数据并独立运行。
3.2数据接收及存储子系统
数据接收及存储子系统主要作用包括:
通过Internet网络接收各个远端节点PC发送过来的数据,当节点很多时需要进行多线程处理;
对接收到的数据进行解码,得到相应的电力参数;
将数据保存到数据库中。
数据接收及存储子系统的详细流程图如图4所示。
3.3 用电管理及数据显示子系统
该子系统采用了基于 SSH 框架的 B/S 架构,充分利用了SSH 三大框架的优点,前台使用了 HTML 语言和 JavaScript语言,CCS 进行布局和修饰。该子系统功能包括登录管理、教室管理、教室用电数据显示、历史曲线、数据查询等。
3.3.1 登录管理
为确保系统安全,需要对登录用户进行分级管理,分为管理员和普通用户。其区别是前者可以操作所有功能,而后者只能查看、下载、浏览数据。
3.3.2 教室管理
可对教室进行管理,包括添加、修改、删除和更新。最后以树状结构显示出来,其效果如图 5 所示。
3.3.3 教室用电数据显示
本文将采集到的数据以表格形式展示出来,其效果如图 6所示。点击教室列表中的某个教室就会显示该教室的所有数据。
3.3.4历史曲线
历史曲线主要是针对某个教室,通过选择某个教室后,即可浏览该教室的历史曲线。其效果如图7所示。
图7历史曲线效果图
3.3.5数据查询
用户可根据教室名称、日期或者二者同时进行查询教室用电相关数据。
4结语
本文通过使用Java平台和B/S架构设计与开发的教室用电数据采集系统上位机软件。经长时间运行测试发现,该软件不仅运行稳定,能够准确及时接收到采集的数据,而且用户操作也方便。因此,该软件具有较强的实用性。
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