（农业电气化与自动化专业论文）电力线载波远程集中抄表后台管理软件设计.pdf

摘要 农电体制改革的不断深入，使农电管理逐步走向规范化、制度化、科学 化、自动化，新的管理办法、新的设备在管理及工作中得到普及和应用。抄 表方才7 二t 革对于电力企业来说就是一个亟待解决的问题。随着农村用户要 实行一户一表的改革进程，远程集中抄表系统开始登上农村用电管理的舞台。 电力线远程集中抄表系统是在现有电网的基础上，通过电力线载波信号 来进行数据的采集、存储、传输和处理。主要由采集模块、智能集中控制器、 后台管理软件系统三部分组成，后台管理软件包括数据库管理模块、远程抄 表模块、数据分析模块和帮助模块。 本论文系统地阐述了远程集中抄表系统的整体结构，以及系统软件的设 计目的与意义。并针对系统的设计要求对系统软件的应用程序进行相应功能 设计，通过对其功能设计的分析，给出系统软件的框架图，较为全面地解析 了组成系统软件的几个功能软件模块，并阐述了它们的在系统中的作用和操 作过程，给出了操作界面。同时针对系统软件中涉及的重要功能的实现，给 出了源代码，进行了详细的解释说明。并对软件系统的应用前景做出了系统、 客观地分析。 该后台管理软件设计实用、科学、合理，界面友好且功能全面。 关键词：自动抄表系统；后台管理软件；s q l s e r v e r ：p o w e r b u i l d e r 9 0 沈| 5 开农业丈学硕上学位论文 刖舌 随着信息产业与计算机技术的飞速发展，越束越多的现代化信息管理手 段被引入电力管理部门从而取代落后的管理方式，抄表方式的改革对于电 力企、f k 来说就足个亟待解决的问题。从1 9 9 8 年6 月开始，在国务院有关部 门和各省( 自治区、直辖市) 政府的共同努力下，我国农村电网建设与改造 工程在全国范围内展开，从而拉开了建设现代农村的序幕。农电体制改革的 不断深入，使农电管理逐步走向规范化、制度化、科学化、自动化，新的管 理办法、新的设备在管理及工作中得到普及和应用。随着农村用户要实行 户表的改革进程，远程集中抄表系统开始登上农村用电管理的舞台。 电力线远程集中抄表系统是微电子技术、通信技术、电力技术和微机联 网技术相结合的产物。通过多种信道，可建立起供电局与用户之间紧密的信 息联络，不仅完全改变了供电企业派出众多人员跑千家万户的抄表方式，而 且还大大提高了抄表的准确性和及时性，在电网管理推行这一技术手段，是 摆脱传统落后的人工抄表方式、提高营业工作质量、实现电网数据采集的高 度自动化和遥测化的发展方向。 电力系统中，抄表是用电营销工作中的一个重要环节，它关系到供电企 i k - 与f f l 电客户双方的直接利益。长期以来，抄表工作一直沿袭人工抄表这 传统方式，每个抄表员负责一定数量客户的电表抄读任务，并在每月规定的 抄表里日到现场实抄。这种抄表方式存在的主要问题表现在如下几个方面： 一是劳动强度大、效率低下、准确性差。抄表人员在一个抄表周期内要走遍 干家万户，在一般情况下每人每天仅能抄3 0 0 户左右，而且在大量重复繁杂 的劳动面前，差错在所难免。二是抄表时间周期长，同时性差。在当前农电 管理体制改革人员越来越精简的大背景下人工抄表很难在短时间内完成，时 间上的不对应，对农电企业各项指标的考核与管理产生很大的局限。三是人 工抄表由于人是行为主体，在一定程度上避免不了人情电、权力电、关系电 前言 现象的滋生。新的电力线远程集中自动化抄表系统地研制开发及应用将对以 上存在的问题予以彻底的解决，将大大降低生产劳动强度、提高抄表的同时 性和准确性。真正实现总表与子表同时抄读，统计线损的准确性大大提高。 对表计运行情况变事后分析为实时监督，减少了人为因素的影响。从而满足 农电企业现代化管理的需要，推进“两改一同价”的进程。 目前，自动抄表技术可分为三类，即专用通讯技术、无线通讯技术和电力 线载波通讯( p l c ) 技术。前两者是常规的技术，由于成本及施工量等问题 难以普遍推广。采用现有电力线作为通讯介质，施工量小，成本低，是神 发展前进广阔的高新技术。 沈阳农业大学硕士学位论文 自动抄表系统概述 一、自动抄表在我国的发展状况与前景 自从上个世纪九十年代初期，国家为了电力商品化与电力系统的市场经 济转轨，从国外引进低压载波集中抄表系统以来，我国的自动抄表行业，从 诞生到今天，已经有十几个年头。市场给自动抄表行业提供了个千载难逢 的机遇：随着近年用电形势趋紧，分时计价已经提上日程，自动抄表系统最 大竞争对手预付费系统与电卡电能表在分时计价营业管理系统中， 其系统设计难度将大大提高；我国参加w t o 与国际制造业向中国的转移，都 为自动抄表行业发展，创造了优越的市场环境。虽然这个产品市场几乎具有 市场发育的全部最优越的条件。但经过十年培育，依然没有形成规模市场。 归其原园主要有以下三点： 一是电能营业管理预付费系统与电卡电能表的影响：这是主要的外部原 因，预付赞系统一次性直接解决抄表与收费问题，预收电费的经济效益，都 迎合了基层电力管理部门的迫切需求。严重冲击了同样以家用单相电能表为 目标市场的自动抄表系统规模市场的形成。 二是自动抄表系统抄收状态不稳定：这是主要的内部原因，电能表底度 不能稳定抄收，直接影响基层电力管理部门的经营活动。在市场经济条件下， 任何一个商业机构，绝对不希望自己的商业经营活动，受到技术装备的干扰 与限制。所以，不能解决自动抄表系统稳定、可靠抄收问题，就不可能实现 自动抄表系统的商业化推广。 三是系统设计与供电部门要求差距太大：供电部门关心的是抄收结果、 工程成本与维护成本! 是系统的实用价值。是2 4 小时1 0 0 抄收。对供电部 门来说，不能实现稳定、可靠地抄收，他们还有太多的经营管理模式可供选 择。而对自动抄表系统的从业人员，就只有一种选择：实现2 4 小时1 0 0 稳 定、可靠地抄收这个技术指标。这是一个无法回避、必须直面的课题。 自动抄表系统概述 但经历了十年的培育，我国在自动抄表行业的发展也取得了一定的进步 与突破，与国外同行业相较，我国在自动抄表行业的发展有以下几个特征： l 我国的电能表制造业的差距j 我们与国外同行的差距是明显的。它主要 集中在芯片设计制造、质量管理、工艺设计、销售手段与制造设备等方面： 而在产品设计方面虽然也存在差距，但相对上述几个方面，差距小一些。由 于我国在劳动力成本方面的优势与产品价格的优势，高端电能表，如电力系 统的关口表市场，国外产品占优势：而低端电能表，如家用单相电能表，主 流还是国内产品。我们在芯片设计制造、质量管理、工艺设计、设备等方面， 要追上国外企业，是相当困难的。 2 我国的电能表制造业在自动抄表系统方面的优势：我国的电能表制造业 也有自己的优势，除了上面提到的劳动力成本与产品价格优势外，在部分产 品设计方面，如自动抄表系统，国外由于专家的不可行结论，人力、物力投 入不足，严重缺乏现场经验，而我们已经积累了十年的现场运行经验与教训； 特别是表中继技术、路径自适应技术与网络拓扑技术，都是独立开发，具有 自主知识产权的产品；这也是我国电能表行业可能取得市场优势概率最高的 领域。 3 国外供电管理部门也热衷低压载波自动抄表系统：国外由于劳动力成本 居高不下，他们对低压自动抄表系统兴趣比我国更高；只是受到专家结论的 误导，研制投入不多，试验现场更少；一旦我国的低压载波自动抄表系统取 得突破，产品进入国际市场不难。这个产品在国外是个空白。 二、电力线载波集中抄表系统的特点 目前远程集中抄表系统主要完成电能数据的自动采集和处理，为电能计 费和用电管理系统提供准确的数据。它通常由安装于电能表内的电能数据采 集模块，安装于配电台区的数据集中器，管理中心的主站以及信道组成。 现阶段远程集中抄表系统的管理中心和集中器之间的数据传输主要有以 下几种下段信道的选择：低压载波信道、无线信道、专线信道、其它有线信 道，如宽带信道、有线电视信道等等。 沈阳农业大学硕士学位论文 宽带信道与有线电视信道由于普及面的局限性，无线信道由于成本原因， 都无法有效推广；现在现场安装最多的是低压载波信道的自动抄表系统；而 推介最多的是专线信道的自动抄表系统。然而专线信道具有很大的局限性： 专线信道自身带着两个致命的缺陷。第是专线敷设的工程实旖与成本问题， 尤其是老住宅区改造与农村电网改造。第二是接触电阻问题，只要有不到i 欧姆的接触电阻就可能阻断信号的传输，更可怕的是这种接触电阻会因为气 候变化与接触面氧化锈蚀，处于动态变化状态；所以，专线通道的自动抄表 系统国内外成功的示范系统不多。 低压载波信道对供电部门具有无比巨大的诱惑：低压载波信道由于电能 传输通道与数据传输信道的自然匹配，得到供电管理部门的特别青睐。而低 压配电网普及面几乎遍及城市、农村的每一个角落。如果这条信道能够得以 开发应用，不仅电能表的抄收问题可以得到解决，其他如煤气表、自来水表、 热力表的抄收，物业管理中的消防、保安等信号传输问题，都可以通过这条 信道，得以解决；低压电网的产权所有者，还应该获得适当的效益回报。所 以它能够得到电力管理部门的特别青睐。低压载波自动抄表系统的完全能够 适应电能营业管理体制改革的需求：低压载波自动抄表系统充分利用了低压 配电网，作为信号传输的载体，实现了系统实时联网：只要能够完成“准确计 量、稳定抄收、实时联网”任务，特别是2 4 小时1 0 0 稳定、可靠抄收，就不 难在电力部门的市场经济转轨过程中担当重任；在单相家用电能表市场中， 独占鳌头。所以在国家电力公司国电安运 1 9 9 8 1 6 6 9 号文件中，明确提出：“有 条件的地方可适当装用质量可靠经电力部质检中心抽检合格的自动抄表系统 进行抄表”。 电力线载波集中抄表系统目前国内外采用的电力线载波技术主要有： 1 宽带扩频：为了获取更高的系统扩频增益，提高系统抗线路衰减能力， 克服低压配电网的线路衰减，采用了宽带扩频调制方式。频带范围超过了 4 0 0 k h z 。 自动抄袭系统概述 2 ，基带通信：低压配电网是为5 0 h z 的电能传输设计的。网络的低频频率 响应，肯定优于高频频率响应。所以部分信道设计技术人员采取了基带传输 技术，由于所有的通信报文都不是周期性信号，我们只能采用菲周期经信号 的傅立叶变换，对这个信号进行频谱分析。 3 分段债号传输：也是为了提高抄收成功率，有些自动抄表系统系统设计 人员，将难以跨越的系统衰减，进行分段处理；设计了脉冲集中处理模块， 采取了采集器与集中器分级信号传输的方法。 三、电力线载波集中抄表系统在国内的运用现状 1 全国从事自动抄表系统生产和研制的单位有1 0 0 余家，其推广力度及 深度得到加强。 2 集中抄表系统已得到供电企业普遍认同，目前国内己大面积小批量运 行。其中以东北、山东、福建等省应用较好。 3 目前国内9 0 生产电力线载波抄表厂家都使用国外的电力线载波通讯 专用芯片，主要有：i n t e l l o n 、e c h e l o n 、s g d t h o m s o n 。 4 威本售价较高，一般一套i 己n t 的售价在2 0 0 元以上。 5 国内各地，都在小批量进行试点安装，却效果不是非常理想。 6 以上提供电力线载波通讯专用芯片三个厂家i n t e l l o n 、e c h e l o n 、 s g d t h o m s o n ，他们研制套片是参照了欧洲和北美电网标准进行研制的， 而中国的城、乡电网与欧美电网存在很大的差异。所以用上述三种专用芯片 生产的电力线载波抄表系统，在中国并不一定1 0 0 的适用。 7 使用国外进口的专用芯片应用起来比较简单，但由于通信规约( 物理 层) ，通讯方式已无法改变，在通讯效果不佳时，很难进行调整。由于近年来 国内电子加工业的发展，大部分生产电力载波抄表系统的厂家在产品质量上 没有什么大问题，差别是在通讯成功率上。 沈珀农业大学硕士学位论文 系统的总体结构与开发工具 本课题所研究的主要内容是远程集中抄表系统的后台管理软件系统。 一、系统介绍 电力线远程集中抄表系统由采集模块、智能集中控制器、后台管理软件 系统三部分组成，如图所示： 图1电力线远程集中抄表系统示意图 f i g 1 t h es y s t e mf i go fe l e c t r i cw i r ep o w e ra u t o m a t i cm e t e rr e a d ( 一) 采集模块：用于采集每块相应电能表的电量数据。现在有一种电 子电能表能直接显示并采集到用户用电数据，相当于集电表功能与采集功能 于一身，使用效果也十分好，但由于本系统主要应用于农村电业抄表，直接 使用电子电能表固然能得到更好的效果，但浪费了原有的资源并增加了农民 的负担，不宜采用。并且采用该模块，施工量小，成本低。 7 系统的总体结构与开发工具 ( 二) 智能集中控制器：简称集中器。它是复杂化了的抄控器。每个配 电台区一台，固定位置安装。它与采集模块间采用低压电网通信，不仅降低 了工程成本，更合理的刹用了现有资源，减少了设备安装的工程量。集中器 向采集模块发出收集数据信号，由采集器向集中器传送所采到的数据，集中 器再对数据进行处理。集中器平对自动按后台系统设置的时间抄读台匿抄表 模块数据，具备自学习、自适应电网结构的智能，沿电力线搜索和抄读电表 的能力优于抄控器。 ( 三) 后台管理软件系统：简称后台。它是安装在各个供电部门计算机 上的应用软件。与集中器通过公用电话网通信。其中包括数据库管理模块、 连接网络模块、远程设置模块、远程集抄模块、实时监控模块、无人值守模 块等。后台管理员可以通过后台操作的交互命令，远程抄读集中器；也可启 动无入值守抄读方式，定时自动抄读集中器。后台能够自动提取用户用电特 征并进行综合分析，报出可疑现象。后台管理员可以启动实时监控电表功能， 实时抄读可疑用户电表，这弥补了非现场抄表的不足。 二、后台管理软件的重要性 组成系统的基本硬件是必不可少的，但软件同样重要。后台管理软件可 以说是一个独立的部分。 首先，它起到与集中器之间相互交流数据的作用。集中器通过数据采集 模块得到用户的用电数据，后台对集中器发出抄读命令后，集中器向后台传 送数据，后台通过对数据的存储、统计、分析，对数据进行相应的处理，如 发现异常，则对集中器发出命令监控某表或某时段的用电情况，抄读电表的 同时也起到了实时监控的作用。 其次，它起到对集中器管理的作用。通过交互命令，读入集中器管理类 命令，可读取集中器版本、时钟、工作信息、抄表完成情况、工作时间序列、 工作时段、冻结时间、自动抄表执行日期，设置时钟、工作时段、冻结时间、 抄表日、集中抄表以及选读控制开关，启动抄表和暂停集中器工作等。 沈阳农业大学硕士学位论文 再者，它也与管理员以及用户建立良好的交流平台，使得管理员能得到 所需的各种用户数据，并对用户的用电情况进行监控，统计有效的计算线损， 同机用电量，对某一时段的用电情况进行统计分析，对供电企业的电力调动 也起着指导性的作用。对于用电用户而言，它又是一个能够真实反映用户用 电情况的查询系统，使售电企业用据可依。 最后，后台管理系统中含有一个开放性的数据库，并将所取得数据存储起 来，随时可供查阅，对分析某一时段或某一历史时期的用电数据十分的便捷。 三、后台管理软件的开发工具与特点 基与现有的营业发行系统而设计的后台管理软件，程序的开发工具为 p o w e r b u i l d e r 9 0 ，数据库支持环境为s q ls e r v e r 2 0 0 0 。 p o w e r b u i l d e r 是美国著名的数据库和系统集成厂商s y b a s e 公司推出 的数据库开发工具。它是一个功能强大的开发环境，开发人员不但能甩它来 建立用户容易使用的各种应用程序，还可以通过它来修改数据库，利用它5 0 0 多个内部定义函数建立能和其他应用程序通信的各种应用程序( 组件) ，甚至 编写网页代码。 p o w e r b u i l d e r 开发工具的特点可以概括为以下几点： 1 事件驱动的应用程序 p o w e r b u i l d e r 开发的应用程序是事件驱动的，它与非事件驱动的应用程 序的区别之处在于：即不是一条指令接着一条指令地执行，只偶尔停下来与 用户交互，而是由用户通过各种操作控制应用程序的流程。 2 功能强大的编程语言和函数 p o w e r s c r i p t 是p o w e r b u i l d e r 的功能很强的第四代编程语言，脚本往往是 由p o w e r s c r i p t 命令、函数和相应某一事件所要完成的处理过程的语句组成。 它能使开发人员很容易地将简单和复杂的事物逻辑与应用相配合。 p o w c r b u i l d e r 提供了几百个函数用以操作对象、数字、文本和日期等信息。 并且全面支持d d e 和全文本。 系统的总体结构与开发工具 3 面向对象的编程 p o w e r b u i l d e r 应用程序基本的构建块是用户所创建的对象，每个对象都 具有一些特定的特征和行为。它还使用了实际的面向对象方式，使信息系统 开发人员无须精通专用语言即可进行面向对象的开发。它还有绘图环境，可 生成用户定义的对象、事件和函数，其方便之处在于代码的重复使用性。 4 跨平台开发 p o w e r b u i l d e r 支持跨平台的开发和分布。例如：在w i n d o w s 下 p o w e r b u i l d e r 开发的应用程序可分布到u n i x 或m a c i n t o s h 平台上运行，反之 亦可。 5 开放的数据库连接 p o w e r b u i l d e r 是一个开放的协作式环境。它可以访问任何一个常用的后 台数据库系统，例如o r a c l e 、m i c r o s o f ts q ls e r v e r 、s y b a s ea d a p t i v es e r v e r e n t e r p r i s e 、i n f o r m i x 、d b 2 等，p o w e r b u i l d e r 可以通过一个叫做客户机明& 务 器开放开发环境( c o d e ) 的规范与其他p c 产品进行集成。 6 强大的w e b 以及分布式开发能力 在分布式应用程序架构中，中间层服务器是一个十分关键的重要部件。 p o w e r b u i l d e r 90 支持两种中间层应用服务器： s y b a s e 企业应用服务器( s y b a s ee n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ns e r v e r e a s e r v e r ) 微软事务服务器( m i c r o s o f tt r a n s a c t i o ns e r v e r m t s ) s q ls e r v e r 2 0 0 0 主要特点如下： 真正的客户杌t n 务器体系结构。 图形化用户界面，使系统管理和数据库管理更加直观、简单。 丰富的编程接口工具，为用户进行程序设计提供了更大的选择余地。 s q ls e r v e r 与w i n d o w sn t 完全集成，利用了n t 的许多功能，如发 送和接受消息，管理登录安全性等。s q ls e r v e r 也可以很好地与 m i c r o s o f tb a c k o m c c 产品集成 0 沈阳农业大学硕士学位论文 具有很好的伸缩性，可跨越从运行w i n d o w s9 5 9 8 的膝上型电脑到运 行w i n d o w s2 0 0 0 的大型多处理器等多种平台使用。 对w e b 技术的支持，使用户能够很容易地将数据库中的数据发布到 w e b 页面上。 s q ls e r v e r 提供数据仓库功能，这个功能只在o r a c l e 和其他更昂贵 的d b m s 中才有。 后台管理软件的设计 后台管理软件的设计 一、电力线远程集中抄表后台管理系统设计要求 作为一款完善实用的管理软件，在设计上它必须具备以下几点要求： 1 实时采集各个采集器的数据。 2 友好的全中文操作界面。中文菜单显示，操作人员使用直观、方便：非 专用人员经简单培训即可上机操作。 3 完善的财务统计功能，自动完成各类报表( 操作报表、费用报表、单据) ， 使管理者的管理档次步入新的阶段。 4 严密的分级( 权限) 管理制度，使各级操作者权责分明。 5 积木式的程序设计，使系统功能的增删和改进极为便捷，提高系统的适 应性。 二、后台管理系统的整体设计 根据以上几点要求，对后台管理软件系统做相应的设计，后台管理软件 系统框图如图3 ： 1 2 图3 后台管理软件系统框图 f i g 3t h es y s t e mf r a m eo fb a c k g r a n dl l a n a g e m e n t 用户权限检测：用户权限管理。这里采用了三级安全管理：第一层是进 器 沈阳农业大学硕士学位论文 入界面时的用户权限管理。将用户名称与对应密码存储在数据库中，登陆时 必须通过检测方能进入界面，同时用户分两级：管理员用户与一般用户。管 理员有权修改用户的用户名与密码。第二层安全管理：对某些数据库的访问 权限管理。通过在s q l s e r v e r 中创建数据库用户，并授予权限，防止保密数 据库被访问。第三层安全管理也就是口令检测。在系统中，常常需要对集中 器的初始状态或集中器数据库进行修改等操作，在按下这些操作命令按钮之 后便会出现口令检测界面，口令只有最上层管理人员有权拥有。图4 所示的 用户权限为第一级安全管理，可进入软件系统操作界面，也为最低级的。用 户的用户名与密码是通过建立数据存放，并有密码校对。 图4 用户权限认证窗口 f i g 4 t h ew i n d o wo f u s e r s r i g h t 数据管理：数据管理模块的主要功能是用于管理台区、用户以及密码信 息。进入系统界面后，工作人员需要输入密码，密码正确后可看到台区信息 与用户信息，并在通过口令测试之后，可对台区、用户以及密码的信息进行 修改。还可输入搜索条件，对所有的信息进行快速搜索。 远程抄表：远程抄表模块主要作用是通过实现主站与集中器的通信，由 主站向集中器发出不同控制命令，包括对集中器各项参数的设置、抄表时段、 周期设置以及监控等，集中器向主站返回采集到的数据与信息，再由主站将 这些数据存入数据库或在数据窗口中动态显示出来，以达到抄表与监控电表 的作用。 1 3 后台管理软件的设计 表1 后台管理系统主菜单及其功能 t a b l e1 b a c k - s t a g em a n a g e m e n ts y s t e m a t i cm a i nm e n ua n di t sl h m e t i o n 文件菜单命令 功能 一、数据管理 编辑台区 编辑用户 打印机设置 数据导入 数据导出 连接 安全管理 退出系统 二、远程抄表 设置参数 抄读数据 监控电表 启动周期抄表 停止周期抄表 三、数据分析 计费设置 打印电表抄读数据 打印用户电量 统计台变电量 统计用户用电量 台变线损分析 四、帮助 系统帮助 关于 设置定时抄表参数 启动定时抄表 停止定时抄表 添加、修改、删除当前配变台区信息 添加、修改、删除当前配变台区的用户信息 设置打印机的各项参数以及打印格式等 导入数据 导出数据 包括连接和断开电话上网 口令保护 退出自动抄表系统 设置集中器的初始化参数 读取当前连接集中器的数据 实时监控当前集中器的现场电表数据 依据自动周期抄表时闻启动系统定期自动抄表最菱 停止自动周期抄表 定义电费单价 打印当前配变台区内所有用户电表电量数据 打印用户电表电量报表 计算并分析配变台区总的用电量 计算并分析用户的用电情况 计算电网线损 帮助信息 系统软件的相关描述 设置定时抄表参数，为定时抄表傲准备 在软件测试状态下运行定时抄表 停止定时抄表状态 沈阻农业大学硕士学位论文 数据分析：数据分析模块的主要作用是将实时抄得的数据进行处理，得 出用户和台区用电量情况，并根据设定的计费量，得出用户费用表，单据并 形成报表打印。并可通过得到的数据，自动计算台区的线损 帮助：主要用于打开系统的帮助信息、软件相关描述等帮助性文档并可 设置定是抄表参数和启动停止定时抄表。 远程自动抄表后台管理系统主菜单如图，包括数据管理，远程抄表，数 据分析和帮助四个菜单项。主菜单下是各个操作按钮，表1 详细说明各个子 菜单以及相关的功能。 三、程序中几个要点的解决： ( 一) 数据库的建立与安全保护 1 数据库建立 酗5 创建数据库 f i g 5 c r e a t i n gd a t a b a s e 采用s q l s e r v e r 2 0 0 0 数据库开发软件。首先打开s q l s e r v e r 服务管理器， 使得本机服务器运行。点击控制台根目录m i c r o s o r s q l s e r v e n q o e a l ) 数据库， 新建一数据库命名为“远程抄表”，右单击“表”，出现如图5 所示下拉框，点击 后台管理软件的设计 “新建表”，即可根据需要建立多个信息表，设置不同的属性，建立好表之间 的联系。如：设置主、外键。右单击某表打开表，录入数据。信息表包括台 区信息、用户信息、集中器信息、以及费用设置、用户权限等。台区信息主 要指台区名称、编号、电话号码、电表数据、开关情况以及抄表时间。用户 信息主要指用户名、表号、资产号、地址、表型、抄表时间、用电量等。其 中抄表时间的数据来自于集中器。用电量为计算列，为当前用电量和上次用电 量之差。 2 擞据库连接 数据库的连接在程序中是必不可少的，没有数据库的连接也就不存在对 数据库的管理，无法访问数据库。p o w e r b u i l d e r 支持各种常见的数据库，它 与数据库的连接建立在驱动程序之上。对于s y b a s e 、o r a c l e 、i n f o r m i x 这样的 大型数据库管理系统，p o w e r b u i l d e r 提供了旨在提高数据库访问效率的专用 数据库接口。本程序采用的事m s sm i c r o s o f ts q ls e r v e r 数据库接口，建立描 述性文件后连接数据库。数据库连接程序如下： p r o f i l e 远程抄表 s q l c a d b m s = ”m s sm i c r o s o f ts q ls e r v e r ” s q l c a d a t a b a s e - 远程抄表” s q l c a ，l o 妒s = ”s a ” s q l c a s e r v e r n a m e = “l i b o - p t l h m u v r m v ” s q l c a l o g l d = ”s a s q l c a a u t o c o m m i t ；f a l s e s q l c a d b p a r m = c o n l e c tu s i n gs q t c a ； 3 数据库用户与权限管理 也就是第二层安全管理：对某些数据库的访问权限管理，这一层的安全 管理是通过两步来完善的。 沈阳农业大学硕士学位论文 首先是安全帐户认证，用来确认登录s q ls e r v e r 的用户的登录帐号和密 码的正确性，由此来验证其是否具有连接s q ls e r v e r 的权限。s q ls e r v e r 2 0 0 0 提供了两种确认用户的认证模式：w m d o w sn t 认证模式和混合认证模 式。实际上在这层面中我们限制的是某个计算机终端连接s q ls e r v e r 的权 限。具体步骤是在“安全性”目录下点击“登录”再“新建登录”，如图6 ，便可建 立新的登陆用户和账号。将执行抄表任务的计算机终端设置为系统管理员角 色，它可以对其他服务器进行添加、删除等任何操作。对于营业厅服务器则 为子服务器，为被管理终端。 图6 新建登录 v i g 6c r e _ t i a gn e wl o a d i n g 后台管理较件的设计 圈7 新建数据库用户 r i g 7c r e a t i n gn e wd a t a b a s e u s e r 其次是访问许可认证。通过认证阶段并不代表用户能够访问s q ls e r v e r 中的数据，同时他还必须通过许可确认。用户只有在具有访问数据库的权限 之后，才能够对服务器上的数据库进行权限许可下的各种操作，这种用户访 问数据库权限的设置是通过用户帐号来实现的。通常我们采用的是多台计算 机联合管理，那么就要将每个要求访问数据库的s q l s e r v e r 登录，将其 m i c r o s o f t s q ls e r v e r 用户帐户添加到每个数据库中。在本系统中，主要有三 种用户。一是系统管理员，执行抄表并对数据进行分析，可以对数据库进行 任何操作。点击“远程抄表”数据库后选择“新建数据库用户”，在数据库角色栏 中选择p u b l i c 和d bo w n e r , 表示可对该数据库进行任何操作。二是营业厅操作 沈阳农业大学硕士学位论文 员，只能查阅所有用户相关信息。步骤同前，但数据库角色中选择 d b _ d a t a r e a d e r ，表示能且只能读取数据库中的数据。然后点击“权限”，选择列 表u s e r m e s s a g e 。三是用电用户，只能查阅该用户信息中的几列信息。与营业 厅操作员步骤几乎相同，但选择出列表后，再点击“列”选出其中的几列。例 如：用户姓名、地址、用电量、费用等。 4 口令检测 第三层安全管理。在系统中，常常需要对集中器的初始状态或集中器数 据库进行修改等操作，这一类的操作对抄读结果或对已有的数据库数据都有 很大的影响，并且不是所有的操作者均有此类操作的权限1 3 令，只有最上层管 理人员有权拥有。在按下这些操作命令按钮之后便会出现口令检测界面，此 时输入口令。返回不同的值，如果通过口令检测，则可对其进行操作。 g sc o m m a n d “p w r ”+ i s _ p a s s w o r d + c h a r ( 1 3 ) i s _ p a s s w o r d 是集中器口令 w _ d i a l o g ，c _ s e n d 1 x i g g e r e v e n t ( c l i c k e d 1 i f g s r e t t l l n 2 ”u n l o c k ”+ c h a r ( 1 3 ) + o h a r ( 1 0 ) t h e n m e s s a g e b o x ( “提示”，”口令检测正确 , e x c l a m a t i o n ! ，o k1 1 e l s el f g s _ r e t u r n = “l o c k ”+ c h a r ( 1 3 1t h e n m e s s a g e b o x ( ”警告”，”口令非法”，e x c l a m a t i o n ! ，o k ! ) e l s ei f g sr e t u r n = ”n o ”+ c h a r ( 1 3 ) + c h a r ( 1 0 1t h e n m e s s a g e b o x ( ”警告”，”命令非法“，e x c l a m a t i o n ! ，o k ! ) e n d f e n d i f e n d i f 如果要更改集中器口令，必须先通过1 2 1 令检测后，输入更改e l 令命令： ”p w d “+ s t r i n g ( n e w p a s s w o r d 、+ c h a t ( 1 3 ) 本系统中设计了此三层安全管理，针对不同的用户，进行了分类，并对 他们的权限作出不同的设防，对于一个关系到企业营销额度与用电消费者的 后台管理软件的设计 客观数据，其安全性的保护是十分重要的，以确保数据库中的每一个数据是 客观事实的，这样既保证了供电企业正确、有据可依的收费，也确保了用户 的利益。 ( = ) 串行通信的实现 本课题所研究的远程抄表系统是采用上位机和下位机的主从工作方式，下 位机集中器采用5 1 芯片，数据采集流程如f ：首先通过数据采集器将各表数 据采集，传送给集中器，集中器对数据进行初步处理后，等待主站向各集中 器发送命令，再将集中器的数据传送到主站，从而达到远程抄表的目的。要 实现主机与集中器之阃的数据传递就要解决好两者之蚓的通信问题。在此系 统中该功能的实现与否是抄表能否进行的关键。众所周知，p b 具有强大的数 据库开发功能以及优美的图形界面，但其在串行通信方面却不尽人意。本课 题中，利用m i c r o s o f t 公司提供的通讯控件m s c o m m 3 2 o c x 实现半双工的串行 通信。 1 m s c o m m 3 2 控件的基本属性 m s c o m m 控件通过串行端口传输和接收数据，为应用程序提供串行通讯 功能。具体的来说，它提供了两种处理通信问题的方法：一是事件驱动( e v e n t 一锄v e n ) 方法，一是查询法。 事件驱动方式：事件驱动通讯是处理串行端口交互作用的一种非常有效 的方法。在许多情况下，在事件发生时需要得到通知，例如，在串口接收缓 冲区中有字符，或者c a r r i e rd e t e c t ( c d ) 或r e q u e s tt os e n d ( r t s ) 线上一个 字符到达或一个变化发生时。在这些情况下，可以利用m s c o m m 控件的 o n c o m m 事件捕获并处理这些通讯事件。o n c o m m 事件还可以检查和处理 通讯错误。在编程过程中，就可以在o n c o m m 事件处理函数中加入自己的处 理代码。这种方法的优点是程序响应及时，可靠性高。 查询方式：查询方式实质上还是事件驱动，但在有些情况下，这种方式 沈用农业大学硕士学位论文 显得更为便捷。在程序的每个关键功能之后，可以通过检查c o m m e v e n t 属 性的值来查询事件和错误。如果应用程序较小，并且是自保持的，这种方法 可能是更可取的。 m s c o m m 控件有很多重要的属性，但首先必须熟悉以下几个属性 c o m m p o r t 设置并返回通讯端口号。 s e t t i n g s 以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位。 p o r t o p e n 设髭并返回通讯端口的状态。也可以打开和关闭端口。 i n p u t 从接收缓冲区返回和删除字符。 o u t p u t 向传输缓冲区写一个字符串。 2 实现通信 在本系统编程中，主要是通过交互命令窗口来实现通信。如图8 ： 图8 交互命令 f i 馨8s q lc o m m a n d 点击i n s e r t - - - , c o n t r o l - - - o l e 打开i n s e r to b j e c t 对话框，点击 i n s e r tc o n t r o l 标签页，在窗口上添加该控件，名称为o l e _ c o m 。并设置 o l ec o r n v i s i b l e = f a l s e ( 1 ) 在“发送”按钮的c l i c k e d 事件中编写程序如下： s t r i n gi sp h o n e g s _ c o m m a n d = s l e _ 1 t e x t 判断是否为拨号连接命令 i f l e f l ( g s _ c o m m a n d ，6 ) = a t v i q o ”a n dr i g 坂g sc 0 僦删城2 一h a l ( 1 3 ) + 2 1 岳台管理软件的设计 t h e n i s p h o n e - - m i d ( g s _ c o m m a n d ，7 ，8 ) g s c o m p o r t ，g s _ b p s ，g s _ d i g ，g s _ s u r e ，g s _ s t o p 是设置参数从设置参数窗口获得 o l e _ c o m o b j e c t c o m m p o r t = - r i g h t ( g s _ c o m p o n ，1 ) o l e _ c o m o b j e c t s e t t i n g = ”g s - b p s ，g sd i g ，g s _ s u r e ，g ss t o p ” o l ec q i n o b j e c t 1 n p u t l e n = 0 打开端口 o l e _ c o m o b j e c t p o r t o p e n = t r u e ，发送a t t e n t i o n 命令 o l e _ c o m o b j e c t o u t p u t = g s _ c o m m a n d ，等待数据。 d o y i e l d ( ) 从c o r n 端口取数据 g s _ d a l a + = o l e _ c o m o b j e c t i n p u t l o o pu n t i l f p o s ( g s _ d a t a ，”o k ”+ c h a “1 3 ) + c h a r ( 1 0 ” 0 ) g b l i n k - - t u r e e l s e 为其他命令时，采用事件驱动方式 o i e c o m o b j e c t i n b u f f e r s i z e = 1 0 2 4 设置接收缓冲区大小 o l ec o m o b j e c t o u t b u f f e r s i z e = 2 设置传输缓冲区大小 o l ec o m o b j e c t h a n d s h a k i n g = 2 r t s c t s 自动进行流量控制 o l ec o r n o b j e c t r t h r e s h o l d = l 允许接收事件，每接收1 个字符触发o n c o m m 事件 o l e c o r n o b j e c t o u t p u t = g s _ c o m m a n d d o y i e l d ( ) l p o s ( g s _ r e t u m ，”o k ”+ c h a t ( 1 3 ) + c h a t ( 10 ) ) 0t h e n ，根据输入的命令，做出响应 e l s e m e s s a g e b o x ( “警告”，“命令非法”) e n d i f i f ，其他类命令 e n d i f ( 2 ) 在o l ec o m 控件的o r l c o m n l 事件里添加如下代码 沈阳农业大学硕士学位论文 i f g b _ l i n k = t u r et h e n c h o o s ec a s eo l e _ _ e o m ，o b j e c t c o m m e v e n t c a s e2 g s _ r e t u m + 2o l e _ e o m o b j e c t i n p u t c a s e1 0 0 6 m e s s a g e b o x ( “提示”，“端口超速”，e x c l a m a t i o n ，o k ! ) c a s e8 0 2 0 m e s s a g e b o x ( “提示”，o m m 设备错误，c o m r e a d e r r o r ! ”) c a s e 】0 0 1 m e s s a g e h o x ( “提示”，“接收到中断信号”1 e n d c h o o s e e n d i f 在通信协议中包含了2 1 个命令口令，在此不能一一列举，只写出了程序 的主要框架。在输入命令口令时，必须根据口令的命令符或标识符判断口令 的具体功能，才可根据返回值，做出程序响应，因为只根据返回值，是无法 判断出口令的功能的，其中许多不同口令的返回值相同。 另外，在整个后台管理程序中，要实现某些口令，如：抄读电表、单表 增加、单表删除等也可通过程序中窗口中的按钮实现。此时，该按钮的c l i c k e d 事件编程就很简单，只要将g s _ c o m m a n d 全局变量设为该命令的口令，然后 触发wd i a l o g 中cs e n d 的c l i c k e d 事件即可。 使用语句：w d i a l o g c _ s e n d t r i g g e r e v e n t ( “c l i c k e d ”) 四、各模块设计 ( 一) 数据管理模块 该模块的设计框图如图9 ： 后台管理软件的设计 沈阳农业大学硕士学位论文 图1 0 编辑台区信息窗口 f i g 1 0 t h e w i n d o wo f e d i t i n g t h e i n f o r m a t i o no f d i s t r i c t 输入台区信息的各项内容：台区编号( 5 位) 、电话号码、台区名称、周 期抄表目。其中在界面信息中电表数量和最近抄表数量由系统自动修改。 利用下列语句使数据窗口控件与默认的事物对象关联起来并将数据库中 的数据检索到窗口中。这一步虽然是简单的，却也是必不可少的不可忽视的。 在其它数据窗口中亦必须使用。 d w _ d i s t r i c t s e t t r a n s o b j e c t ( s q l c a ) 为数据窗i = l 设置默认的事物对象 d wd i s t r i c tr e t r i e v e o 将数据检索至0 数据窗口中 2 编辑用户信息 在建立配变台区数据后，即可对配变台区电能表数据进行输入、编辑和 怠 修改。选择数据管理编辑用户菜单或点击生来最大化用户