（测试计量技术及仪器专业论文）自动抄表管理软件系统的设计.pdf

中文摘要 本文按照开发软件工程项目的思路，主要从以下四个方面详细论述了 自动抄表管理软件系统的研究和设计：数据库的设计、人机交互界面的设 计、通讯模块的设计及通讯仿真的实现、系统综合管理模块的设计。 首先，本文介绍了自动抄表系统在国内外的发展；接着，本文介绍了 自动抄表系统的硬件平台、自动抄表管理软件系统的需求分析和v is u a l c + 十、s o ls e r v e r 等软件工具；然后，本文着重论述了：如何使用s o ls e r v e r 7 0 和t r a n s a c t - s o l 结构化查询语言创建用户数据库及其索引；如何使 用v i s u a c + + 6 0 编程语言实现人机交互功能：如何进行数据库的管理 和操作；在软件系统中如何实现串行通讯功能；如何进行软件系统用户管 理等。最后，本文详细介绍了软件系统通讯仿真的设计和实现过程。 本文介绍的内容涉及应用软件工程项目开发的项目定义和设计开发 两大阶段的主要步骤，对于从事应用软件工程项目的开发的人员有一定的 参考价值。 关键词：自动抄表管理软件系统，数据库，s o ls e r v e r ， v is u mc + + ，o d b c 7 v 7 77 a b s t r a c t a c c o r d i n g t ot h em e t h o do f d e v e l o p i n g as o f t w a r e p r o je c t ，t h e t h es is m a i n l y d is c u s s e dt h e s t u d y a n d d e s i g n o ft h e a u t o m e t e r i n g m a n a g e m e n ts o f t w a r es y s t e mi nf o u rp h a s e s ：d e s i g n0 fd a t a b a s e ；d e s i g n o fm a n m a c h i n ec o n v e r s a t i o n ：d e s i g no fc o m m u n i c a t i o na n dr e a l i z a t i o n o fi t s e m l u a t o r ；d e s i g no fi n t e g r a t e dm a n a g e m e n to f t h es y s t e m a t f i r s t ，t h e t h e s isi n t r o d u c e dt h e d e v e l o p m e n t o ft h e a u t o m e t e r i n gs y s t e mh o m ea n do v e r s e a s t h e n t h et h e s isi n t r o d u c e d t h eh a r d w a r ee n v i r o n m e n t0 ft h ea u t o m e t e r i n gs y s t e m ，t h ea n a l y s iso f t h ed e m a n do ft h ea u t o m e t e r i n gm a n a g e m e n ts o f t w a r es y s t e ma n dt h e t w os o f t w a r et o o l s ：v i s u a lc + + a n ds q ls e r v e r a f t e rt h a t t h et h e s is e m p h a s i z e do nt h ef o l l o w i n gc o n t e n t ：h o wt o c r e a t en e wu s erd a t a b a s e a n di t si n d e xu s i n g s q ls e r v e r7 0 a n d t r a n s a c t s q l ；h o wt o r e a l i z e m a n - m a c h i n ec o n v e r s a t i o nu s i n gv i s u a lc + + 60 ：h o wt om a n a g ea n das e t h ed a t a b a s e h o wt or e a l i z et h es e r i a lc o m m u n i c a t i o no ft h es 0 f t w a r e s ys t e m ；h o wt om a n a g et h eu s e ro ft h es o f t w a r es y s t e ma n ds 00 n a t1 a s t ， t h et h e s isd e s c r i b l e dt h e d e s i g na n d r e a l i z a t i o no ft h ec o m m u n i c a t i o n e m l u f l t o ri nd e t a i l i n v o l o v i n g t h et w om a i n p a r t s o fd e v e l o p in g as o f z w a r e p r o j ec t ：p r o j e c td e f in in ga n dd es i g n in g ，t h et h e s i sh a sb e e no fa 1 i t t l er e f e r e n c ev a l u ef o rt h e p e o p l e w h oi s d e v e l o p i n g as o f t w a r e p r o j e c t k e yw o r d s ：a u t o m e t e r i n gm a n a g e m e n ts o f t w a r es y s t e m ，d a t a b a s e s q ls er v e r ，v i s u a lc + + ，o d b c 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。具我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名；当必日期：扫屹年 弓月7 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅 和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解秘后应遵守此规定) 貅红窀 导师躲1 张 日期：o - w 7 年弓月7 日 皇王型垫奎兰塑茎生堕堡主兰垡笙苎 第一章引言 11 抄表方式的变革 抄表方式，即指水、电、气表读数的抄录及管理方式，从它的出现到 今天，经历了人工抄表一自动抄表的重大变革。如图1 一l 所示 1 人工抄表人工抄表 计算机自动抄表 1 人工制表计算机自动制表 计算机自动制表 1 人工填表人工输入 计算机自动输入 1 人工处理计算机自动处理 计算机自动处理 第一阶段第二阶段 第三阶段 图1 一l抄表方式的变革 在最初的抄表方式中，抄表、制表、填表和计费处理全部由人工完成。 后来随着计算机应用的普及，制表和计费处理等环节采用了计算机，这种 方式在很多地方一直沿用至今。以上两种落后的抄表方式，不仅花费的人 力多，工作量大，还难以避免出现差错，并且由于现在的水、电、气表大 多安装在用户家中，会给抄表工作带来很大的不方便。而自动抄表方式实 现了前端仪表到系统控制计算机的数据自动传输和转换，从根本上改变了 传统的水、电、气表人工抄表管理方式，极大地提高了效率，尽可能地避 免了人为错误；同时由于采用了微机数据库等技术，使其成为物业管理方 式上一次质的飞跃。 1 2 自动抄表系统简介 1 21自动抄表系统的概念及组成 自动抄表系统( mis ) 是近年来发展较快的一种管理信息系统，它 综合运用了计算机、通信和自动控制等方面的先进技术，集水表、电表、 气表读数的抄录与水、电、气费的计费管理等多种功能于一体，主要用于 智能大厦工程、居民生活小区的物业管理等领域。它是随着现代科学技术 的发展而出现的一种高科技产品，逐渐成为二十一世纪智能化住宅物业管 理之必备系统。 从宏观的角度，自动抄表系统由硬件平台和管理软件系统两大部分组 成。硬件平台是指自动抄表系统正常运行所依靠的全部硬件设备，包括系 电子科技大学研究生院硕士学位论文 统控制计算机和打印机等附属设备、住户集线器、住户抄表器、智能水表、 智能电表、智能气表、电力线载波调制解调器以及其它相关设备等。管 理软件系统则是指在系统控制计算机运行的所有相关软件，它担负着管理 整个自动抄表系统的任务。 12 2 自动抄表系统的特点 组网灵活、简便 通讯网络的组建可根据情况采用不同的方式，如本文中介绍的电力线 载波通信方式，在不增加任何布线的前提下，实现了用户三表数据的 可靠传输。 实时和定时自动抄表，节省人力物力 实时自动抄表提供随时了解住户水，电，气使用情况的功能；定时自 动抄表便于定期水，电，气收费的自动管理。 方便的住户数据库管理，各种资料详细准确 住户数据库记录所有住户的详细资料，便于查询，同时可以随住户的 变更方便地进行住户信息的添加，删除；管理快捷便利。 分级管理，口令设置，确保数据安全 对住户数据库及抄表读数的管理分别设置口令保护，使有权限的系统 管理员才能操作数据库，保证数据的安全。 方便快速直观的住户收费资料查询，消除住户的后顾之忧 系统提供快捷的数据库查询功能，为住户查询提供方便。 自动报表生成，水，电，气收费一目了然 能自动根据住户当月水，电，气的用量情况，生成住户当月报表，实 现了管理的自动化。 系统功能扩展方便 可以根据具体情况实际要求，对自动抄表系统的功能进行扩展。例如 扩展成浏览器服务器模式，使住户能通过因特网方便的进行在线查 询：又如增加能源管理专家系统，能根据住户水，电，气的用量情况 及历史数据，分析住户能源使用情况。对非正常水，电，气用量数据， 推断可能的恶意使用能源的住户( 例如偷用水、电、气，旁路水、电、 气表等) ；还可以扩展电子汇兑功能，对传统的交费方式进行改革， 使住户交纳水、电、气费也通过因特网来完成。 1 3 自动抄表系统的发展前景 2 电子科技大学研究生院硕士学位论文 近年来，无论在国内还是在国外，都投入了大量资金和人力、物力开 发自动抄表系统，不断推广使用自动抄表或集中抄表方式。有些国家甚至 明文规定，要求高层住宅必须安装自动抄表系统。而在我国，不但有不少 企业从事自动抄表系统的研发和生产，自动抄表系统也已经在许多高楼大 厦和居民住宅小区投入使用。 可以预见，在不久的将来，随着社会的进步、经济的发展和技术的提 高，自动抄表系统必将迅速地走入千家万户。 1 4 本文研究的主要内容及章节介绍 1 4 1 本文研究的主要内容 本文以自动抄表系统项目为参考，主要研究了运用v is u a lc + + 和s q l s e v e r 等软件工具开发自动抄表管理软件系统的设计方法，包括数据库的 设计、人机交互界面的设计、通讯模块和系统管理模块的设计以及通讯仿 真的设计及实现等。 1 4 2 本文章节介绍 为了快速、方便地了解本文的内容，在此对本文的结构和所涉及的章 节进行简要介绍。 第一章概括性地介绍了自动抄表系统。 第二章简要介绍了自动抄表系统的硬件平台。 第三章对自动抄表管理软件系统进行了较为详细的需求分析。 第四章简要介绍了自动抄表管理软件系统的软件开发工具。 第五章详细介绍了自动抄表管理软件系统的设计，内容包括数据 库、人机交互、通讯、系统管理等方面。 第六章详细介绍了自动抄表管理软件系统通讯仿真软件的设计以 及通讯仿真功能的实现。 第七章对本文作一总结性的概括。 3 电子科技大学研究生院硕士学位论文 第二章自动抄表系统硬件平台简介 2 1 引言 本章所介绍的自动抄表系统硬件平台采用了当今国际最新的电力线 扩频载波调制技术( s s c ) 实现数据传输，对电力变压器一侧的全部用户 采用电力线载波通信。因此在不增加任何布线的前提下，实现了用户三表 数据的可靠传输。对于前端三表数据的采集，则采用经电子化改造的机械 表具实现数字化自动读表，不改变原有机械表具的固有特性，保持原机械 表具的读数功能。 2 2自动抄表系统硬件平台结构 自动抄表系统硬件平台结构如图2 1 所示。 图中显示了同个供电片区的互联网络结构。每幢居民建筑中有多个 住户抄表器，每个住户抄表器与智能表具( 智能水表、智能电表、智能气 表) 相连接，这种智能表具能够以数字的方式记录水、电、气表的读数。 住户抄表器通过2 2 0 v 单相电力线与住户集线器相连，住户集线器能够接 收和传送一幢居民建筑内所有住户抄表器的数据，它通过2 2 0 v a c 三相四 线电力线与系统控制计算机一端的电力线载波调制解调器连接，后者负责 完成信号的调制解调任务，实现系统控制计算机与住户抄表器之间的通 讯。系统控制计算机则依靠电力线载波调制解调器通过电力线与前端的住 户集线器进行通讯，完成自动抄表功能。如果抄表区域不之限于一个供电 片区内，则可加上“片区集线器”及“m o d e m ”，由系统控制计算机”通 过电话网进行通讯来完成自动抄表功能。 与图2 一l 相对应的自动抄表系统硬件平台的通讯网络拓朴图如图2 2 所示。从中可以看出，自动抄表系统硬件平台的通讯网络属于总线型结构。 2 3 自动抄表系统硬件平台组成 自动抄表系统硬件平台由以下几部分组成： 智能表具( 智能水表智能电表智能气表) 采用传统机械式表具加装电子读表装置的方法实现电子读表。 住户抄表器 4 电子科技大学研究生院硕士学位论文 图2 1自动抄表系统硬件平台结构 能采集卜6 路数据，实现2 住户的水，电，气表自动读数，记录与传输。 通信信道采用2 2 0 v a c 单相线路。 住户集线器 能实现一幢楼内全部住户抄表器数据的接收与传输，通信信道采用 2 2 0 v a c 三相四线线路。 片区集线器 能实现对区内住户集线器数据的接收与传输，通信信道在同一供电片 区内，采用2 2 0 v a c 四线三相线路；在不同供电片区内，采用m o d e m 及电话线通信。 系统控制计算机 电子科技大学研究生院硕士学位论文 系统控制计算机安装有电力线载波调制解调器，通过电力线实现对 住户水，电，气三表的抄表，计费，查询，统计，报表等功能。 图2 - 2自动抄表系统硬件平台通讯网络拓朴图 2 4自动抄表系统硬件平台特点 组网简单 住户抄表器，住户集线器采用2 2 0 v a c 电力线组网，无需布线。若住 户集线器在变压器同侧，采用2 2 0 v a c 电力线组网；不在变压器同侧， 则采用m o d e m 与电话线组网。 智能表读数精度高 智能水，电，气表读表分辨率为1 ；水，电，气表计量精度与对应机 械表具的精度相同。 数据传输稳定性好，可靠性高 由于采用了电力线扩频载波调制技术( s s c ) ，增强了数据传输的抗干扰 能力，数据传输稳定可靠 6 电子科技大学研究生院硕士学位论文 第三章自动抄表管理软件系统需求分析 3 1 引言 任何个软件工程项目的开发都有一个过程，通常称为软件生存期过 程。一般可将软件生存期概括为三个时期：项目定义期、设计开发期和运 行维护期。每个时期又由不同阶段组成。 需求分析是项目定义期的项目定义、可行性分析、需求分析三个阶段 之一，它是指开发人员在可行性研究的基础上，通过与用户的充分沟通和 交流，了解用户的工作性质和流程以及希望通过将要开发的系统完成哪些 工作，也就是确定系统开发的目的和所要实现的功能，对软件工程项目的 最终目标提出完整、准确、清晰、具体的要求。 需求分析规定了系统设计统一的、最基本的要求，需求分析的结果是 系统设计、实现、测试验收和维护的依据，直接关系到软件系统开发的成 败和软件的质量。 自动抄表管理软件系统的需求分析，可以从以下四个方面进行： ( 1 ) 系统的功能要求和性能要求 ( 2 ) 系统的数据要求和数据关系结构 ( 3 ) 系统的逻辑框图和流程图 ( 4 ) 系统方案的确定和评价 3 2系统的功能要求和性能要求 3 2 1系统的功能要求 对自动抄表管理软件系统的功能要求，主要有： ( 1 ) 自动抄表 能够实时、定时自动地抄录前端水、电、气表的读数，随时了解住户 水、电、气的使用情况，便于水、电、气定期收费的自动管理。 ( 2 ) 预置读数和通讯测试 能够对某一个水、电、气表预先设置读数值，也能够对所有的水、电、 气表预先设置读数值；能够自动测试系统计算机与前端任何一个住户抄表 器之间的通讯是否正常。 ( 3 ) 住户信息管理 电子科技大学研究生院硕士学位论文 能够查询所有住户的信息；能够对相应的住户信息进行添加、修改、 删除、统计等操作。 ( 4 ) 收费信息管理 能够查询所有住户的收费资料，包括住户在不同时间的水、电、气表 的读数值和水、电、气的用量和费用，以及交费与否；能够对相应的收费 信息进行添加、修改、删除等操作。 ( 5 ) 价格信息管理 能够查询某一时期的水、电、气价格；能够对相应的价格信息进行添 加、修改、删除等操作。 ( 6 ) 用户信息管理 能够添加、修改、删除用户的登录注册信息。 ( 7 ) 自动报表生成 能够根据住户当月水、电、气的用量情况，自动生成住户当月报表： 能够自动生成某一时期水、电、气价格报表。 ( 8 ) 系统用户分级管理 对软件系统的用户实行分级管理，分别赋予三种不同权限：一般用户 只有查询信息的权限；一般管理员除了查询信息的权限外，还有部分抄表 管理和通信管理的权限；只有系统管理员才具有系统管理、信息管理、抄 表管理和通信管理等全部权限。 3 2 2系统的性能要求 自动抄表管理软件系统的性能要求，主要有： ( 1 ) 容量要求 需要系统处理和存储的数据主要有住户信息、收费信息和价格信息 等，由于采用了关系型数据库s q ls e v e r ，因此在数据库容量方面足以满足 需要。 ( 2 ) 精度要求 由于需要处理的数据主要是水、电、气表的读数和水、电、气的费用， 涉及字符、整数和浮点数，系统的精度，如数值计算的精度、数据传输的 精度等都没有特殊的精度要求，一般的编程语言和数据库管理系统即能够 达到要求。 ( 3 ) 时间特性要求 系统对时间特性没有特殊要求，一般的编程语言和数据库管理系统即 能够达到系统对处理时间、响应时间等的要求。 8 电子科技大学研究生院硕士学位论文 ( 4 ) 人机交互友好性 尽量实现适用于用户特点的智能化人机交互界面，便于用户操作使 用。 ( 5 ) 系统可靠性 为了提高系统可靠性，减少系统故障，需尽可能采用模块化、结构化 设计。 ( 6 ) 系统可维修性 系统应具有较好的可维修性，以便在系统出现故障时能够迅速恢复系 统运行。 3 3 系统的数据要求和数据关系结构 3 3 1 系统的数据要求 软件系统的数据包括向系统输入的数据和用户所需要输出的数据。 根据软件系统的功能，可以确定出向系统输入的数据主要有： ( 1 ) 住户资料的有关数据 包括住户姓名、性别、出生年月、地址、地址编码、入住时间、搬出 时间、是否欠费等。 ( 2 ) 收费记录的有关数据 包括使用时间，水、电、气费是否交纳等。 ( 3 ) 价格记录的有关数据 包括水、电、气的单价及与之对应的时间等。 ( 4 ) 用户登录注册的有关数据 包括用户名称、密码、权限级别等。 系统输出的数据主要有： 水、电、气表读数，水、电、气用量，水、电、气费用等， 系统输入的数据也可以通过屏幕或者打印机输出。 3 3 2系统的数据关系结构 自动抄表管理软件系统的数据关系结构有：住户信息、收费信息、价 格信息、用户信息等，如图3 1 所示。 3 4 系统逻辑框图和流程图 9 电子科技大学研究生院硕士学位论文 图3 - 1自动抄表管理软件系统的数据关系结构 系统的逻辑框图和流程图的绘制，是系统需求分析的重要内容之一。 341系统逻辑框图 逻辑框图反映了各种数据在系统中的处理情况。自动抄表管理软件系 统的逻辑框图如图3 2 所示。 34 2系统的流程图 系统流程图表达的是在系统各部件( 硬件与软件) 中信息流动的情况。 系统流程图是高度概括的模型，只描述信息如何流动，而不象程序流程图 那样对信息进行加工处理。系统流程图与程序流程图所有符号相同。 自动抄表管理软件系统流程图如图3 3 所示。 1 0 电子科技大学研究生院硕士学位论文 图3 2自动抄表管理软件系统逻辑框图 3 5 系统方案的确定和评价 根据本章前面部分所做的分析，从技术角度和经济方面考虑，同时考 虑到系统平台类型、规模大小、投资强度等方面的要求，可确定自动抄表 ：! 皇：三塑塑塑丝堕兰堡尘兰兰竺坠圣一 3 卜、通信连接 通信连接 图3 - 3自动抄表管理软件系统流程图 管理软件系统系统方粟如r ： 硬件环境采用一台微型计算机：通信采用电力线载波方式，网络结构 为总线型；通信协议采用自定义的类型，软件操作系统平台选用w i n d o ws 9 8 ( w in d o w sn t 和w i n d o w s9 5 也可以) ，程序开发语言选用v c + + 6 0 ，数 据库管理系统选用s q l s e v e r 7 0 。 以上方案在技术上能够满足系统的要求，在经济上开销不大，适合进 行民用软件产品的开发。因此，从总体上说，是可行的。 电子科技大学研究生院硕士学位论文 第四章软件系统的开发工具 4 1 引言 在自动抄表管理软件系统的开发中，运用到两个软件开发工具，一是 v is u a l c + + 编程语言，用于软件系统源程序代码的编写；另一个是s q l s e v e r 数据库管理系统，用于存储和管理数据。以下对它们分别加以介绍。 4 2vis u sic + + 简介 近几年来，随着计算机技术的发展，涌现出了各种数据库编程语言以 及开发方法，它们为数据库的开发提供了更为广泛的选择空间。存众多的 编程语言中，m ic r os o f t 公司推出的v is u a lc + + 应该是最闪亮的明星之一。 v is u a lc h 是m i c r o s o f t 公司的d e v e l o p e rs t u d i o 工具集中的一个 组成部分，是用于开发w in d o w s 9 5 、w i n d o w s 9 8 和w i n d o w sn t 应用程序的 可视化开发工具。v is u a lc + + 依据崭新的编程思路、强大的功能，以及包 罗万象的类库，备受编程人员的青睐，在许多开发领域得到了广泛的应用。 v is u a lc + + 具有非常好的可视化开发环境，编程人员可以直接在用户界面 中进行编程工作；它的集成环境中提供了许多好用的工具和功能供编程人 员使用，从而大大提高了应用程序的开发效率，而且编制的软件运行效率 高、可靠性好。v is 1 3 a lc + + 也提供了多种方便易用的数据库开发途径和功 能强大的类库，增加了数据库开发的灵活性，减轻了开发的复杂性，因此， 在很多数据库开发工作中，v i sr i g lc + + 发挥着重要的作用。 4 2 1v is u a lc + + 6 0 的特点 v is u a lc + + 6 0 具有以下特点： ( 1 ) v is u a lc h6 0 提供了用于开发w i n d o w s 9 5 、w i n d o ws 9 8 和w i r l d o w s n t 环境下的应用程序开发环境。由于v i s u a lc + + 6 0 的开发环境具有简 捷、快速、实用的特点，因此利用其开发w i n d o w s 应用程序具有很高的效 率。 ( 2 ) v is 1 1 8 1c 6 0 提供了庞大而齐全的m f c 类库( 即m ic r o s o f t 公司 基本类库) ，编程人员只需做少量工作，即可实现功能齐全的w i n d o w s 应 用程序。与使用其它工具开发w i n d o w s 应用程序相比，使用v i s u 9 1c + + 6 0 电子科技大学研究生院硕士学位论文 编制的w i n d o w s 应用程序所花费的时间要少得多。 ( 3 ) v is u a c + + 6 0 提供了一个高度集成的工具集，以保证在开发应用 程序过程中的高效率。集成的工具集便于程序开发，编程人员可以同时在 编辑、建立、调试等不同任务之间快速切换，甚至可以同时执行。 ( 4 ) v is u a lc + + 6 0 包含了m jc r o s o f t 公司的代码优化技术，而且更加 完善。因此，使用v is u a lc + + 6 0 编制的程序运行速度更快。 ( 5 ) v is u s , lc + + 6 0 图形化的可视特性，使编程人员易于学习和掌握。 同时它具有w in d o w s 的一致运算、多任务、多线程以及可嵌入字体等特性， 编程人员使用方便。 ( 6 ) v is u a lc 一6 0 具有丰富的文档、样本代码、联机信息等可以帮助 不同层次的编程人员使用。 42 2v is u aic + + 6 0 的开发环境 v is u a l c + + 6 0 开发环境是在w in d o w s 下运行的一套工具，包括： ( 1 ) 文本编辑器( t e x te d i t o r ) 。 ( 2 ) 资源编辑器( r e s o l l r c ee d i t o f ) 。 ( 3 ) 项目建立工具( p r o j e c t b u i l df a c u l t je s ) 。 ( 4 ) 优化编译器( o p t i m iz i n gc o m p i l e r ) 。 ( 5 ) 增量连接器( i n c r e m e r l t a ll i n k e r ) 。 ( 6 ) 源代码浏览器( s o u r c ec 0 d eb r o w e r ) 。 ( 7 ) 集成调试器( i n t e g r a t e dd e b u g g e r ) 。 ( 8 ) 图形浏览器( t h ev is u a lw o r d b r a n c h ) 。 ( 9 ) 进程观察器。 ( 1 0 ) 文件夹比较工具。 0 d 其它附加工具。 4 3s o ls e v e r 简介 s q ls e v e r 是m ic r o s o f t 公司推出的客户服务器型( c l i e n t s e r v e r ) 关系数据库( r e l a t i o n a ld a t a b a s e ) 管理系统，它主要运行于w i n d o w sn t 操作系统上，并可与w in d o w sn t 无缝集成，提供了一个高性能的客户 服务器平台。目前，s q ls e v e r 已成为w i n d o w sn t 平台上最重要、使用最 广泛的数据库管理系统。 s q ls e v e r 除了支持传统关系型数据库对象( 如数据库、表) 和特性 ( 如表的j o i n ) 外，也支持现今关系型数据库常用的对象如存储过程 1 4 电子科技大学研究生院硕士学位论文 ( s t o r e dp r o e e d u r e ) 、视图( v i e w ) 等。此外，它还支持目前关系型数 据库必定要支持的标准查询语言一s o l ( s t r u e t u r e do u e r yl a n g u a g e ) 。 s o ls e v e r 另外一个重要的特点是它支持数据库复制( r e p l ic a t io n ) 的功 能，也就是当你在一个数据库上执行更新时，可以将其更新结果传到远程 s q ls e v e r 相同的数据库上，使两边数据库的数据保持同步。 s q ls e v e r 在现今流行的客户一服务器( c l i e l l t s e r v e r ) 结构中是扮 演服务器端( s e r v e r 端) 角色。它主要的职责是储存数据和提供一套方法 来管理这些数据，并且应付来自c l ie l i t 的连接和数据存取需求。 s q ls e v e r 的数据库体系结构如图4 1 所示。 s o ls e v e r i l 一数据库 i l 一数据库对象 图4 - 1s q ls e v e r 的数据库体系结构 基于客户服务器模式的s q ls e v e r 数据库应用如图4 2 所示。 图4 - 2基于客户服务器模式的s q ls e v e r 数据库应用示意图 在本文所介绍的设计中，使用s o ls e v e r 数据库采用的是单机应用方 电子科技大学研究生院硕十学位论文 式，即数据库和应用程序放在同一台计算机上运行。这是一种较为简单的 数据库应用，只需要一台计算机即可，无需其它的硬件环境支持。如图4 - 3 所示。 图4 - 3s o ls e v e r 数据库单机应用示意图 s o ls e v e r 数据库 4 3 1 s q ls e v e r7 0 的特点 s q ls e v e r7 0 是m ic r o s o f t 公司推出的s q ls e v e r 的新版本。它在 保持与以前的s q ls e v e r 版本完全兼容的基础上，又重新设计和调整了服 务器的内部结构和图形化的用户界面，使得对它的管理和使用都变得更加 简单方便。以下是它的一些主要特点： ( 1 ) 全兼容 与以前的s q ls e v e r 版本完全兼容，并新增s q ls e v e r 桌面版，桌面 版可安装在w in d o w s 9 5 9 8 或w i n d o w sn tw o r k s t a t i0 n 上执行，它的数据 库与n ts e v e r 版本的数据库完全兼容。 ( 2 ) 管理自动化 许多管理性工作，如数据库调整和最佳化处理等，都由系统自动管理， 减少使用人员的手工操作。 ( 3 ) 具有极强的可操作性 s q ls e v e r7 0 所包含的一系列管理和开发工具，可以使数据库的管 理者和用户能够轻松地安装、配置和使用数据库。 ( 4 ) 改进 改进了以前s q ls e v e r 版本的许多工具和功能。 ( 5 ) 增加 新增了许多有用的功能和工具，使功能更加强大和完善。 4 3 2s o ls e v e r7 0 的管理工具 s q ls e v e r7 0 提供以下数种管理工具，可以在安装s q ls e v e r7 0 时选择是否安装它们。 ( 1 ) s e v e r e n t e r p r i s e m a n a g e r 是s q ls e v e r7 0 中最重要的工具，用来管理所有数据库系统工作。 ( 2 ) s q ls e v e rp r o f i1e r 1 6 电子科技大学研究生院硕士学位论文 用来监督、记录和检查s q ls e v e r 数据库的使用情况。 ( 3 ) s q ls e v e rq u e r ya n a ly g e t 用来执行s q ls e v e r 的t r a n s a c t s q l 命令和存储过程以查询和处理 s o ls e v e r 数据库内的数据。 ( 4 ) m sd t cc lie n t s u p p o r t 用来提供和管理不同服务器间的分布式事物处理。 ( 5 ) r e p l ic a t i o nc o n f lie tv ie w e r 用来检查数据库复制冲突，也可以用来更改冲突解决的方式。 43 3tra n s a e t s o l 简介 s q l ( s t r u c t u r eq u e r yl a n g u a g e ，结构化查询语言) 是一种工业标准语 言，用于定义和操作包含在关系数据库中的数据。 二十世纪七十年代，为了研究关系型数据库模型的实现，i b m 公司的 一个研究实验室开发了s q l 。从那时起，s q l 逐渐发展成为一种在大多数 关系数据库管理系统中广泛应用的语言，其中包括m i c r o s o f ts o ls e r v e r 产品。八十年代初，美国国家标准局( a n s i ) 开始着手制定s q l 标准。s q l 标准几经修改和完善，1 9 9 2 年制定了“i r l t e r n a t io n a ls t a n d a r di s o i e c 9 0 7 5 ：1 9 9 2 ，d a t a b a s el a n g u a g es q l ) 。这个标准制定后，很多厂家又在s q l 标准的基础上进行了部分扩充，形成了各自数据库的检索语言， t r a n s a c t s q l 就是其中之一，它应用与s q ls e r v e r 数据库。 s q l 包含数据定义语言( d d l ) 语句，用于根据关系模型创建数据库 对象；也包含数据操纵语言( d m l ) 语句，用于检索和修改数据库内容； 还包含数据控制语言( d c l ) 语句，用于控制数据库访问的其它方面。 4 4 用v is u a lc + + 开发s q ls e r er 应用简介 44 1v i s u a fc + + 开发s ls e v e r 应用的方法 s q ls e v e r 的服务器端主要负责创建和维护数据库及其对象以及完整 性和安全性，而客户端主要是与s q ls e v e r 服务器进行交互操作，从而完 成对数据的查询和操作( 如添加、修改、删除) 。虽然s q ls e v e r 提供了 客户端的图形化交互工具，而实际的应用往往用其它软件来开发符合用户 需要的应用。 目前利用v i s u a l c + + 开发s q ls e v e r 数据库应用的主要方法有o d b c 和d a o 。在本文所介绍的设计中采用的是o d b c ( o p e l 3d a t a b a s e 电子科技大学研究生院硕士学位论文 c o n n e c t i v i t y ) 一开放式数据库互联。 s q ls e v e r 支持o d b ca p i ，应用程序可以通过这些o d b ca p i 来实现 与s q ls e v e r 数据库的连接，并向s q ls e v e r 数据库提交操作请求，数据 库处理请求后将结果返回给客户端的应用，从而实现了客户端应用程序同 服务器端的s q ls e v e r 数据库的交互。 v is u a lc + + 的o d b c 类封装了s q ls e v e r 所支持的o d b ca p i ，因此， 在v is h a lc + + 中通过调用相应的o d b c 类函数，就可以实现与s q l s e v e r 的连接和交互。图4 4 是v is u a lc + + 开发s q ls e v e r 应用的示意图。 图4 4 v i s u a lc + + 开发s q ls e v e r 应用的示意图 4 4 2o d b c 简介 o d b c ( 0 d e nd a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ，简称o d b c ) 一一是一个用于访 问数据库的统一界面标准，实际上是一个数据库访问库，它是m i c r o s o f t 公司w o s a ( w i n d o w so p e n s e r v ic ea r c h it e c t u r e ) 的组成部分，是 m ic r o s o f t 公司提出的开放式数据库互联的标准接口，用户可以通过加载 连接到数据库的驱动程序来建立与各种数据库的连接。o d b c 的结构如图 4 5 所示。 许多应用程序开发软件都能提供o d b c 接口，v i s u a lc + + 就是其中的 一种。o d b c 接口以s q l 作为标准的查询语言来存取连接的数据源，它允许 电子科技大学研究生院硕士学位论文 j o d b c 驱j o d b c 驱ii o d b c 驱l 劫程序i劫程序i恸程序i 罟罟罟白白白 图4 5o d b c 的结构 单个的应用同时访问不同的数据库管理系统( d b m s ) 。图4 - 6 给出了v i s u u c 十+ 通过o d b c 接口连接到各种数据库管理系统( i ) b m s ) 的调用层次。v i s u a l c + + 2 0 及其以上版本中包含了o d b c 库和头文件，并在m ic r o s o f t 基本库 ( m f c ) 中包含了基于o o b c 的扩展数据库类，它封装了使用o d b c 资源的 细节，替开发人员完成了很多工作，使o d b c 应用程序的开发变得更加容 易。 图4 - 6v i s u a lc + + 通过o d b c 接口连接d b m s 的调用层次 1 9 电子科技大学研究生院硕士学位论文 第五章软件系统的设计 自动抄表管理软件系统的设计，主要包括数据库的设计、人机交互界 面的设计、通讯模块的设计和系统管理模块的设计等，在本章中分别对它 们加以详细介绍。 5 ia u t o m e t e r 数据库的设计 根据s q ls e v e r7 0 的数据库体系结构和自动抄表管理软件系统的数 据内容，可得如图5 1 所示的au t o m e t e r 数据库结构图。 u s i iill 僮旦吐回水价电价气价各 !址地址码姓名 备注 图5 一la u t o m e t e r 数据库结构 为了方便数据库管理人员对数据库的管理，s q ls e v e r7 0 提供了 e n te r p r is em a n a g e r 这个图形化管理工具来实现数据库的管理。实际上， e n t e r p r is em a n a g e r 所支持的每一个操作，都有相应的t r a n s a c t s q l 语 句与之对应。为了深入理解数据库的设计，本节将用t r a n s a c t s q l 语言 来实现a u t o m e t e r 数据库的创建和对数据库的管理。 5 1 1au t o m t er 数据库的创建 在s q l 术语中，数据库是一个容器，包含了相关的表、视图、索引、 存储过程和其它对象，在创建这些对象之前必须有一个数据库来存储它 们。从图5 一l 可以看出，a u t o m e t e r 就是所要创建的数据库。 薹 电子科技大学研究生院硕士学位论文 可用下面一条s q l 语句创建a u t o m e t e r 数据库： c r e a t e d a t a b a s ea u t o m e t e r 该语句创建a u t o m e t e r 数据库，并把s q ls e v e t 的m o d e l 数据库定义 复制到新建的a u t o m e t e r 数据库中，即把m o d e l 数据库中的每一个表、视 图、存储过程等的空拷贝都复制到a u t o m e t e r 数据库中。同时，s q ls e v e r 为a u t o m e t e r 数据库创建了两个n ts e r v e r 文件：a u t o m e t e r d a t a m d f 用 于保存数据；a u t o m el e r l o g 1d f 用于保存事务日志的内容。可以使用l o g o n 子句指定数据库的s q ls e v e r 事务日志存储到另一个与数据库对象不同 的设备上，以提高数据库的性能和可恢复性。 创建a u t o m e t e r 数据库s q l 语句详述如下： c r e a t e d a t a b a s ea u t o m e t e r o n ( n a m e = a u t o m e t e r d a t ， 设置主数据文件的文件名 $ f il e n a m e = d ：m s s q l 7 d a t a a u t o m e t e r d a t a m d f 设置主数据文件的存储路径 s jz e = io m b ， 设置主数据文件初始大小 f i l e c r o w t h = 10 ) ， 设置主数据文件自动增大比例 l o go n ( n a m e = a u t o m e t e r l o g ， 设置日志文件的文件名 f i le n a m e = d ：m s s q l 7 d a t a a u t o n e t e r l o g l d f 设置日志文件的存储路径 s iz e = 2 m b ， 设置日志文件初始大小 f i le o r o w t h = 10 )设鼍日志文件自动增大比例 其中，m d f 是数据库主数据文件的扩展名，l d f 是事务日志文件的 扩展名。 51 2 表u s 6 r 、c h a r