（通信与信息系统专业论文）电力设备图片管理系统的研究与实现.pdf

摘要 从分析电力设备信息管理的现状和发展需求入手，根据图片形象化和便于采集 的特点， 设计了电 力设备图片管理系统。系统采用 b /s 结构便于升级维护，在 m vc 架构的基础上使业务逻辑和显示逻辑分离增强了扩展性。论文给出了系统的关键技 术， 其中 包括:采用 b l o b技术管理图片，针对 j d b c的 b l o b 接口 编程，实现对图 片的 存储和显示;设置了数据库连接池，对 t c p 连接数进行限制并对数据库操作起 到了缓冲作用等等。系统包括初选模块，管理模块，查询模块，变 电站一次地图模 块和故障管理模块等，实现了大部分的功能，系统运行良好，为电力设备信息管理 提供了新的方法和途径 。 关键词:电力设备 图片管理 ，变 电站一次设备地图，b l o b技术 ，数据库连 接池 ab st ract b y a n a l y z in g t h e c u r r e nts it u a t io n a n d a d v a n ta g e s o f p ic tu r e s m a n a g e m e n t in p o w e r e q u i p m e n t si n for mat i o nmana g e m e ni，t h en e w e l e c t r i cp o w e re q u i p m e n t sp i c t u r e s ma n a g e me n t s y s t e mw a s p r e s e n t e dt h e b / ss t r u c tur e a n d mv cp a t t e r n w a s a d o p t e dfor m a i n t e n a n c e a n d e x p ans i b i l i t y . t h e p ape r p r o p o s e dk e y t e c h n o l o g yo f t h e s o ft w a r e ， s u c h a s u s in g b lo b t e c h n o l o g yfo r p i c t u r e m a n a g e m e nt ， and s e tt i n g th e d a t a b a s e c o n n e c t io n p o o l for t c pc o n n e c t i o nr e s t r i c t i o n ， e t c . e v e r yfun c t i o nmo d u l ewa s r e a l i z e d ， s u c ha s p ic t u r e s id e n t i fi c a t i o n m o d u l e ， p r im a r y e q u ip m e n t s m a p m o d u le ， e t c . t h e s y s t e mw o r k s w e l l n o wa n d h a s p r o v i d e da n e ww a yi ne q u i p me n t m a n a g e me n t l vd o n g( c o mmu n i c a t i o na n d i n for m a t i o ns y s t e m) d i r e c t e db ya s s o c i at ep r o f. yu p i n g k e y wo r d s :e l e c t r i cp o w e re q u ip m e n t sp i c t u r e sm a n a g e m e n t ，s u b s t a t io n p r i ma ry e q u i p me n t s ma p s ， b l o bt e c b n o l o gy， d a t a b a s e p o o l 声明 本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文 电力设备图片管理系统的研究与实 现 ， 是本人在华北电 力大学攻读硕士学 位期间，在导师指导 下进行的研究工作和取得 的 研究成果。 据本人所知，除了文中 特别加以 标注和致谢之处外， 论文中不 包含 其他人 己 经发表或撰写过的研究 成果， 也不包含 为获得华北电力大学或其他教育 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 所做的任何贡献均己 在论文中 作了 明确的说明并表示了谢意。 护声 一， : _、 学 位 论 文作 者 签 名， 气 尸 一 小 劝日 期: 1 一 一 j 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了 解华北电力大学有关保留、 使用学位论文的规定， 即: 学校有权保管、 并向 有关部门 送交学位论文的原件与复印 件; 学校可以采用影印、 缩印或 其它复 制手 段复制 并保存学位论文; 学校可允许学 位论文被查阅 或借阅; 学校可以学术交流为 目 的，复 制赠送和交换学 位论文; 同 意学校可以 用不同 方式在不同 媒体上发表、 传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的 学位论 文在解密后 遵守 此规定 ) 作者签名 :、兰业 方 . ， ， 可 导师签名: 日期: 日期:邀 沙 丹 华北电力大学硕士学位论文 第一章 引言 论文选题背景及 意义 伴随电网建设速度 的不断加快和综合 自动化技术的兴起，电力系统变 电站数量 飞速增加，由于变电站设备以及选用的生产 自动化设备的种类繁多，使得对电力设 备的 管理日 趋复杂， 工作量大大增加。 在对设备的文字信息管理的同时，操作人员 通常会在现场采集一些设备图片，进行具体分析和备份。为了更方便地对采集回来 的图 片进行管理，提高设备管理效率， 针对图片管理开发一款电力设备图片管理系 统， 实现电 力设备信息管理的标准化、信息化、形象化，具有广阔的应用前景。 各种数据库管理系统早已在各行各业广泛应用，但对电力设备图片的专门管理 尚不多见。针对电力系统的行业特点，对 电力设备图片统一管理，以常用的查询 、 编辑等功能为基础， 根据需求增加实际功能，并且兼顾扩展性和安全性，可对设备 信息进行高效的管理。 对设备图片管理系统 的研究和开发能够极大 的提高工作效率和降低人为造成 的 误差， 并充分利用互联网的优势将各部门的设备进行统一管理， 做到及时、 准确、 全面，对提高电力系统设备管理水平具有广泛的实际应用价值。 1 . 2 电力设备管理的现状和图像管理在其中的应用 电力设备种类繁多，行业特点明显。设备信息管理的通常做法是收集设备的说 明 书，根据具体问题加以备注，或者是某个综合管理软件的 某一功能，更多的是对 文字信息的管理，不能做到图文并茂. 虽然现在的数码相机、图像监控等图片采集 设备己经普及，随时可以采集到操作人员想要得到的图片信息，但目 前并没有针对 设备图片为主的电力设备图片管理系统。 图像能够起到一 目了然的效果，近年来在电力系统设备的管理方面也采用了对 设备拍摄数字图像记录设备信息的管理形式，对于设备图像的使用主要有: 从数字 图 像中分辨出设备的类别;从拍摄的图像中判断设备的运行状况，观察设备的新旧 程度，尤其是对外观漆层的观察更加重要;前后对比使用， 管理者往往要将同一设 备的历史图像和当前图像进行对照，观察变化情况;从图像的附加信息中得知设备 的 型号、设备所在地点、使用年限等参数。 针对存在 问题的分析，根据实际需求，变电站设备信息管理系统以覆盖电力系 统变电站设备信息为基本考虑，以信息资源网络化管理为重要手段，以即时图片信 息为主体，兼顾功能的扩充和完善，以提高变电站设备信息管理水平为卞要 目的。 华北电力大学硕士学位论文 1 . 3论文的组织情况 本文共分五章，具体组织情况如下: . 引言:介绍论文的选题背景及意义，并对电 力设备管理的现状和图片管理在其 中的应用做出详细分析，最后对论文的主要工作和组织情况进行 了说明。 . 第二章 电力设备图片管理系统的总体设计: 对电力设备图片管理系统进行总体 分析与设计，本章最后对电力设备图片管理系统选用的开发工具及开发环境的 配置作了详细说明。 . 第三章 电 力设备图片管理系统关键技术: 对电力设备图片管理系统开发过程中 涉及到的主要问 题进行分析说明，并提出相应解决方案。关键技术包括分页显 示、用 s e s s i o n保存用户信息、b l o b 图像管理等。 . 第四章 电力设备图片管理系统的实现: 详细分析了各功能模块的设计思路与实 现过程。 . 第五章 总结与展望:对论文的所有工作进行总结，并对系统存在的问题和下一 步的工作做了说明。 华北电力大学硕士学位论文 第二章 电力设备图片管理系统的总体设计 软件体系结构的设计是整个软件开发过程中的关键点，不同类型的系统需要不 同的结构体系，系统的设计往往很大程度上取决于体系结构的选择。 2 . 1需求分析 电力设备图片系统的主要目的就是为了服务管理人员能够将采集回来的设备 信息进行归类、总结，方便以后的分析和查找，同样也满足部分普通用户对电力设 备信息随时随地的浏览。 电力设备必然具有电力行业的特点，而电力设备在地域上大多集中在变电站， 像一次设备、通信设备等，因此针对变电站设备重点研究，尽可能的种类齐全，涵 盖所有设备信息。 电力设备图片管理系统特点就是对设备的图片信息进行分析、归类、和保存， 所以针对图片的操作应该是本系统的重点，而图片信息相对较大，存储和读取都比 较耗时，因此在考虑功能的基础上应综合系统性能和系统带宽。 系统在开放原有功能的同时还应兼顾扩展性能，便于扩展和开发新的模块，要 求维护相对简单。 针对存在问题的分析，根据实际需求，电 力设备信息管理系统以覆盖电力设备 信息为基本考虑，以信息资源网络化管理为重要手段，以即时图片信息为主体，兼 顾功能的扩充和完善，以提高电 力设备信息管理水平为主要目的。 2 . 2系统功能分析 本系统旨在设计一个基于图片的综合设备信息管理软件，除能够实现对电力设 备图片进行存储、编辑、删除、等基本操作，并能对外设中的图片进行简单归类并 做出初步识别，而且能够对数据库中的图片进行多种方式的组合查询，对所出现的 异常情况及时报普，并留有升级模块，以便日 后对软件升级或维护。系统功能模块 框图如图2 一 1 所示: 华北电力大学硕士学位论文 图2 一 1 功能模块框图 ( 1)图片初步筛选模块 此模块的功能是将采集回来的图片进行初分类。利用 c b ir 技术 ( 基于内容的 图像检索技术) ，提取图像特征和相似性度，通过描述电力设备图像内容，准确、 自 动的提取特征， 同样以 ocr( o p t i c a lc h a r a c t e rr e c o g n i t i o n ， 光学字符识别) 技 术对设备标牌进行识别，以达到对大量图片的初分类。 ( 2)添加模块 此模块实现设备信息的添加和修改功能。管理员可以将设备的各个参数和多张 图片添加数据库中。 ( 3)查询模块 此模块提供对设备信息的检索，用户可以通过设备种类和所属变电站进行查询 或者复合查询。 (4 ) 故障管理和提醒模块 此模块实现对故障设备信息的管理和能够将使用年限过期的或者用户认为异 常的设备信息添加到异常表中，定时提醒操作者。 ( 5)变电站一次设备地图模块 此模块将变电站的一次系统图绘制到网页中，通过设置图片热点实现快速查 询。并使方便用户整体的浏览整个变电站设备分布情况。 华北电力大学硕士学位论文 2 . 3 软件架构设计 2 . 3 . 1软件采用b / 5 结构 m ls 系统的开发首先都会面临软件架构的 选择， b /s 结构与 c /s 结构各具优缺 点， 在应用过程中，应结合实际情况，并根据实际情况进行系统的 选型与构建，从 而开发出高效、安全的 应用系统。 2 . 3 . 1 . ib / 5 相对于c / 5 结构的优势 下面对电力设备实际情况进行分析，针对b /s结构和c /s 结构的比较， 确定软 件采用何种软件结构。 ( 1)开发和维护成本 c/s结构开发和维护成本较高。 对不同客户端要开发不同的程序，编程工作量 大，如果应用程序要进行安装、修改和升级，均需要在所有的客户机上进行，复杂 又麻烦。 对于b /s 结构，只需在客户端安装通用的浏览器，所有的维护与升级工作 都是在服务器上执行的，不需对客户端进行任何改变，因而大大降低了开发和维护 的成本。 (2 ) 客户端负载 c/s结构的客户端担负显示与处理数据的任务，负载过重。随着应用系统的功 能越来越复杂，客户端的应用程序也变得越来越庞大，客户端也越来越 “ 胖” ，而 不断地提高客户机的 配置，又加大了投资 成本。b /s 结构的客户端把事务处理的逻 辑部分交给了 服务器端，不再负责处理复杂计算和数据访问等关键事务，只需要进 行显示，使客 户机变得很 “ 瘦. (3 ) 采用的标准 c / 5结构所采用的标准只在内 部统一， 其应用通常是专用的。 b /s 结构所采用 的标准是开放的、非专用的，是经过标准化组织所确定的， 保证了 其应用的 通用性 和跨平台性。 ( 4)灵活性 c / 5结构系统模块中每一部分的 变动均要关联到其它模块的变动，使系统很难 升级， 灵活性差。b /s 多层结构中， 层与层之间相互独立， 任何一层的改变不影响 其它层的 功能，系统的改进变得相对容易，而且可以 用不同 厂家的 产品来组成性能 更佳的系统。 ( 5)移植性 华北电力 大学硕士学位论 文 c/s结构移植困 难，不同开发工具开发的应用程序，一般来说互不兼容， 难以 移植到其它平台上运行。对于b /s 结构， 在客户端安装的是通用浏览器，不存在移 植后兼容性问题。 ( 6)用户界面风格 c / 5结构的用户界面是由 客户端所安装的软 件决定的，用户界面各不相同。 而 b/s 结构只需在客户端安装通用的浏览器就可以访问程序， 浏览器的界面统一友好， 易于使用。 综上所述，与c / 5 结构相比，b /s 结构的 优越性是显而易见的。基于 b /s 结构 的系统具有良 好的 扩展性和伸缩性、 开发模块好、维护方便、网络负载轻，因为系 统中所有复杂的数据计算都在服务器端实现， 浏览器和服务器之间传送的仅仅是计 算的条件和结果， 大大降低了网络通信量，减轻了网络负载。服务器提供的动态页 面生成的能力、多 层客户访问、安全性、处理逻辑以及数据库访问 等功能，也使得 b / 5 结构成为当前w eb应用开发中的主流体系结构。 b / 5 结构是随着i ntern et技术的兴起， 对c /s 结构的一 种变化或者改进的结构， 它克服了上述 c/s 结构的缺陷。b/s 结构中，事务处理的逻辑部分从客户机的任务 中 分离出来，使客户机不再负责处理复杂计算和数据访问 等关键事务，只负责显示 部分，而由 服务器来担负更多的工作。用户仅通过浏览器就可向 服务器发出 请求， 服务器处理用户的请求， 并将结果返回给用户。 采用基于 b /s 的多层结构， 不仅层次结构明了， 而且降 低了 系统的维护工作量， 提高了 系统的开放性，尤其是以中间件为基础的b /s 多层结构，其核心概念是利用 中间件技术将应用的业务逻辑、表示逻辑和数据分为多个不同的处理层，不但具备 了系统稳定、 安全和处理能力高等特性，同时拥有开放式系统成本低、 可扩展性强、 开发周期短等优点。图 2 一 2为 b /s 三层结构示意图。 另外，浏览器软件有着统一的用户界面、统一的语言格式、统一的传输协议， 用户界面简单易学， 终端用户几乎无需任何培训， 系统管理简单， 有很高的可用性。 图2 一 zb / 5 三层结构示意图 华北电 力大学硕 士学位论文 2 . 3 . 1 . 2 常用 b / 5 开发技术比 较 动态网 页技术的原理是使用不同 技术编写的 动态页面保存在 . eb服务器内，当 客户端用户向w e b 服务器发出访问 动态页面的 请求时， w eb 服务器将根据用户所访 问 页面的后缀名， 确定该页面所使用的网 络编程技术，然后把该页面提交给相应的 解释引擎。 解释引 擎扫描整个页面找到特定的定界符，并执行位于定界 符内的 脚本 代码 以实现不 同的功能 ，最终 贾 eb 服务器把解释引擎的执行结果连 同页面上的 h t m l ( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ，超文本标识语言) 内容以及各种客户端脚本一 同传送到客户端。 虽然客户端用户所接收到的页面与传统页面并没有任何区别， 但 实际上页面内 容已 经过服务器端处理， 完成了动态的 个性化设置。目 前实现动态网 页 的 技 术主 要 有以 下4 种 ts. 9，1 0 : ( 1 ) c g i( c o 咖o ng a t e ， a yl n t e r fac e ， 公用网关接口) 可称之为一种机制。 可 以使用不同的程序编写适合的c g i 程序， 如v i s u a 1 b a s i c 、 n e l p h i 或c / c + + 等。 最 常用于编写c c l 技术的语言是p e r l( 斤a c t i c a 1 e x t r a c t i o n a n d r e p o r t l a n g u a g e ， 文字分析报告语言) 。这种编制方式比较困 难而且效率低下，每一次修改程序都必 须重新将 c gi程序编译成可执行文件。 ( 2 ) a s p ( a c t i v e s e r v e r p a g e s ， 活动服务器页面) 是微软开发的一种类似htm l 、 scr i pt( 脚本) 与c gi 的结合体，它没有提供自 己专门的 编程语言， 而是允许用户使 用包括v b s c rip t 、j a v a s c ript 等在内的许多已 有的脚本语言编写a s p 的应用程序， 其核心技术是对组件和对象技术的充分支持。 通过使用a s p 的组件和对象技术，用 户可以 直接使用a cti v e x 控件，调用对象方法和属性，以简单的方式实现强大的功 能。但a sp 它基本上是局限于微软的操作系统平台之上，asp主要工作环境是微软 的hs 应用程序结构。因a ctivex 对象具有平台 特性， 所以a sp 技术不容易实现在 跨平台的w eb服务器上工作。 ( 3 ) p h p( h y p e r t e x t p r e p r o c e s s o r ， 超 文 本 预处 理 器) 是一 种 跨平 台 服务 器 端 的嵌入式脚本语言.其语法大部分是从c 、j ava 、 p erl 语言而来，并形成了自己的 独有风格。p h p是完全免费的，可以不受限制地获得源码，p h p提供了标准的数据 库接口 ， 几乎可以 连接所有的数据库。 但 p h p缺乏规模支持和多层结构，对于缺乏 多层结构支持的大负荷站点的 解决方案只有一个，即分布式计算，这样数据库、应 用逻辑层、表示逻辑层彼此分开。这也就导致p h p 技术不适用于建设大型电 子商务 网站。 ( 4 ) j s p ( j a v a s e r v e r p a g e s ，j a v a 服务 器端语言) 是由s u n 公司于 1 9 9 9 年6 月 推出的新技术，是基于java s ervlet 以 及整个j ava 体系的乳b 开发技术。利用这 一技术可以 建立先进、安全和跨平台的 动态网站。为创建显示动态生成内容的 份 eb 华北电力大学硕士学位论文 页面提供了 一个简捷而快速的方法， 使得构造基于w eb 的 应用程序更加容易、 快捷， 而这些应用程序能够和各种贾 eb服务器、 应用服务器、 浏览器和开发工具共同工作。 这四种技术中， j s p 和 a s p 在技术方面有许多 相似之处。 两者都为基于了 eb 应 用实现动态交互网页制作提供了 技术环境支持。同 等程度上，两者都能为程序开发 人员提供实现应用程序的编制与自 带组件设计网页从逻辑上分离的技术。而且两者 都能够替代c g i 使网站建设与发展变得较为简单与快捷。不过两者是来源于不同的 技术规范组织，其实现的基础w eb服务器平台要求不相同。 a s p 一般只应用于 贾 i n d o ， s n t / 2 0 0 0 平台，而j s p 则可以不加修改地在8 5 % 以上的w e b s e r v e r 上运行， 其中 包括tn t 系统， 符合 ， ， r i t eo n c e ，r u na n y 贾 h e r e ”( “ 一次 编写，多平台运 行” ) 的j aya 标准，实现平台和服务 器的独立性，而且基于 j sp技术的应用程序比 基于asp 的应用程序易于维护和管理。针对三种流行语言j sp、a sp、p hp列表做一 比 较， 可以 看出j s p 技术具有更多的 优势， 见表2 一 1 所示。 表2 一 i j s p 、 a s p 、p h p 技术比 较 黔 厂一 “ 乏 k “ 介， 砂 一“- 一岁 jsp _ _ _ a s p 一 “- - - - - - - - 一 盟 : 器 即钱丫肇 p hp :运行速度快较快较快 一运行损耗较小较大 较大 难易程度容易掌握比较简单比较简单 运行平台跨平台 份 i n d o w s 平台贾 i n d 洲5 / u n i x 扩展性好较差 较差 安全性好较好较差 函数支持 多较少多 数据库支持多 多多 厂商支持多较少 较多 对xml 的 支持 支持 不支持支持 对组件的支持支持支持 不支持 对分布式处理的支持支持支持 不支持 :应用 程 度 较广 较广较广 jsp 是将j ava 代码嵌入htm l 中来开发动态网页.在j sp下， 用j ava 编写的代 码被编译成s e r vlet并由j a v a 虚拟机来 执行， 这种编译操作仅在对jsp 页面的第一 次请求时发生， 它巧妙地将 j ava 的 通用 性、j s p 的易用性、 s ervlet 的速度结合起 来，整合并平衡了已经存在的对 j a v a 编程环境 ( 如 j a v as e r v l e t 、 j a v a a e a n )进 行支持的技术和工具，使基于组件应用逻辑的页面设计功能更强大ll. 2 . j s p 的基本特点如下: 华北电 力大学 硕士学位论文 ( 1)将内容的生成和显示进行分离 使 用j s p 技 术， . e b 页面 开 发人 员 可以 使 用h t m l 或 者热l ( e x t e n s i b l e “ a r k u p language，可扩展标记语言) 来设计和格式化最终页面， 使用j sp 标识或者脚本来 生成页 面上的动态内容。 生成内容的逻辑被封装在标识和 j a v a b e a n组件中，并且 捆绑在脚本中，所有的 脚本在服务器端运行。如果核心逻辑被封装在标识和 j ava b e a n 组件中，那么其他人，如砰 eb 管理人员和页面设计者，就能够编辑和使用 j s p 页面而不影响内容的生成。 在服务器端， j s p引擎解释 j s p 标识和脚本，生成所请求的内容， 并将结果以 htm l 或者x m l 页面的形式发送回浏览器。 这不仅有助于保护代码， 并且保证了 任何 基于htm l 的w eb 浏览器的完全可用性. (2 ) 强调可重用的组件 绝大多数j s p 页面依赖于可重用的、 跨平台的组件( j aya b e a n 或者e nterp rise javabean)来执行应用程序所要求的更为复杂的 处理。开发人员能够共享和交换执 行普通操作的组件，或者使得这些组件为更多的使用者或者客户团体所使用。基于 组件的方法加速了总体开发过程 。 ( 3)完善的存储管理和安全性 由于 j s p 页面的内置脚本语言是基于j ava 编程语言的，而其所有的j sp 页面 都被编译成为j a v as ervlet，因此 j sp 页面具有 j ava 技术的所有优点，包括完善 的存储管理和安全性。 ( 4 ) j s p 的适应平台更广 这是 j s p 比a s p 的优越之处。几乎所有平台都支持j a v a ，因 此 j s p + j a v abe a n 可以 在所有平台下通行无阻。 n t 下 1 15通过一个插件， 例如j run 或者s ervlete xec ， 就能支持 jsp 。 因为j a v a 字节码文件都是标准的与平台无关， 所以从一个平台 移植 到另外一个平台， j sp和j a v a b e a n 甚至不用重新编译。 开发者可以 任意选择服务器 和开发工具，即使更改服务器或者开发工具都不会影响当前的应用。 ( 5 ) j d b c( j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y )的数据库连接技术 很多数据库系统带有j d bc驱动程序， j aya 程序就通过j d b c 驱动程序与数据库 相 连 ， 执 行查 询、 提 取数 据 等操 作。 s u n 公 司 还开 发了j d b c 一 o d b c b r i d g e ， 用 此 技 术 java程序就可以访问带有o dbc 驱动程序的数据库，目 前大多数数据库系统都带 有odb c 驱动程序，所以j a v a 程序能 访问诸如ora c l e 、s y b a s e 、m ss q ls e r v e r 和 m sa c c e s s 等数据库。 华北电力大学硕士学位论文 2 . 5数据库设计 数据库在电力设备图片管理系统中占 有非常重要的 地位，数据库结构设计的好 坏将直接对应用系统的效率和实现的 效果产生影响。 合理的数据库结构设计可以提 高数据存储的 效率，并保证数据的完 整性和一致性 14 . 2 ， 5 . 1数据库需求分析 用户的需求具体体现在各种信息的提供、更新和查询，这就要求数据库结构能 充分满足各种信息的输入和输出。 通过上述系统功能分析， 并针对电力设备管理的需求， 总结出如下的需求信息: . 用户分为普通用户和管理员用户，对用户信息进行存储 . 对各类电力设备信息进行存储 . 对各类故障设备信息进行存储 . 对提醒用户信息进行存储 2 . 5 . 2数据库概念结构设计 得到上面的数据项和数据结构以 后，就可以设计出 能够满足用户需求的各种实 体，以及它们之间的关系，为后面的逻辑结构设计奠定基础。 这些实体包含各种具 体信息，通过相互之间的 作用形成数据的流动。 实体之间关系的e 一 r( e n t i t y t 一 r e l a t i o n s h i p a p p r o a c h ， 实体一联系方法)图 如图 2 一 8 所示。 图2 一 8实体之间关系的e 一 r 图 2 . 5 . 3数据库逻辑结构设计 数据库的 概念结构设计完毕后，将其转化为ora clegi 数据库系统所支持的实 华北电力大学硕士学位论文 际数据模型，也就是数据库的逻辑结构。 在系统中， 存在多 个数据表，表2 一 2 是电 力设备图片管理系统的数据库列表: 表 2 一 2 数据库列表 翼薰 辈 夔 薰 黔 摹 馨 鬓 罐霎 变压器类设备表tra n s for 们 n e f 断路器类设备表s f6 电压互感器类设备表 vol t a g e we h u g anq i 电流互感器类设备表 e l e c t r i c i t y we h u g anq i 避雷针类设备表 l i g h t n i n g jo d 母线类设备表li n e 用户信息表cl i e fit 故障备份表 g uzh ang 提醒表re mi n d 2 . 6安全和备份设计 2 . 6 . 1 安全设计 目 前解决b /s网 络的安全性问题主要从网络拓扑、 操作系统、服务器、数据库 服务器以及应用程序等几个方面来考虑，包括:采用可靠的工作平台:采用安全的 网 络传输协议:使用代理服务器或防火墙使外部 用户只能通过授权后，才能使用系 统提供的数据信息和服务;采用有效的安全认证系统，如统一身份认证、用户分级 管理、i p 地址管理等; 对重要的数据采取加密保护措施。 电力设备图片管理系统为保证数 据库的安全，采用了在数据库端设计用户访 问 权限，以限定对系统信息的访问 控制; 对于网 络访问安全可以 采用在w eb服务器 和工 nternet / i ntr a net 网络间加入代理服务器/ 防火墙。 2 . 6 . 2 数据库备份 备份和恢复对于维护数据库有着十分重要的意义，在数据库由于某种故障产生 数据丢失或损坏时，可以 通过恢复备份数据库来最低限度地减少数据的损失。 因此 在一个大型的信息网站中，系统管理员必须进行数据库备份，以保证数据库的安全 使用。 华北电力大学硕士学位论文 在电力设备图片管理系统中，根据系统的使用情况和安全性设计的需要，数据 库备份策略采用存档备份模式进行冷物理备份与利用服5 实现逻辑备份相结合的方 法实现对数据库中的数据和数据的变化进行完整的备份，有效地保证数据库的安全 性。 2 . 7电力设备图片管理系统的开发环境 一个稳定和便捷的工作平台可以大大地提高工作效率，根据电力设备图片管理 系统的需求分析和框架设计，选用以下工具构建电力设备图片管理系统的开发环 境: . 操作系 统: 贾 i n d o w sx pp r o f e s s i o n a l . j s p 集成开发工具:b o r l a n dj b u i l d e rg . 关系型数据库:oracle gi . 砰 e b 服务器:a p a c h ez . 0 . j s p 引擎:t omc a ts . 0 . 中间件:j v m( j a v ay i r t u a 1m a c h i n e ，j a v a 虚拟机) . 辅助1具:m i c r o s o f tf r o n t p a g e 、mac r o 口 e d i ad r e a 哪e a v e r 、m a c r o 田 e d i a f i r e . o r k s 、m a c r o m e d i af l a s h 、m i c r o s o f ta c c e s s 、w e b l o g i cw o r k s h o p 、 j c r e a t o r 、u l t r a e d i t 、m i c r o s o f tl l s 等 2 . 7 . 1开发工具 ( 1 ) j a v a虚拟机:j z s d k i . 4 j z s d k i . 4是目前比较通用的版本，1 . 4版在 j ava的跨平台和高安全性的基础 上增加了很多新的特性和功能， 提供了更高的性能、 可规划性、 稳定性和服务能力。 ( 2 ) j s p 开发集成1具:j b u i l d e rg b o ria n dj b u i l d e r有着强大的功能，可自 动检查页面错误，直接配置数据库 连接，以及自 动提示用户属性和方法， 采用 j b uil d e r集成开发工具可以 提高开发 效率。它提供了与t o mcat集成，使开发砰 eb应用程序更为方便快捷。 ( 3 ) 数据库:o r a c l eg i oracle gi 数据库是全世界最盛行的关 系型 数据库的最新一代产品。 在众多 新 功能中， 有 ora c l eg i r e a 1 a p p l i c a t i o nc l u s t e r具有的 无限 可伸缩性和业界领 先的可靠性，包括备用数据库技术 ( ora 。 l ed atag uar d) 在内的高可用性新技术 以及内置的o l a p 、数据挖掘和e t l 功能。 l 6 华北电力大学硕士学位论文 o r a clegi 数据库服务器在群集技术、高可靠性、商业智能、安全性、系统管 理等方面都实现了新的突破，成为较完整的i nternet 数据库之一 ( 4 ) 砰 e b 服务器:a p a c h ez . 0 作为w eb服务器扩展的tomcat在处理静态页面时不如a p ache迅速， 而且tomcat 不像a p ach e 一样可配置。 基于以上原因，一个现实的网站使用a p ache 作为w eb 服务器，为网站的静态 页面请求提供服务，并使用 t o m c at 服务器作为 s e r vlet/ jsp插件，显示网站的动 态页面。 a pache 为网络管理员提供了丰富的功能， 包括目 录索引、 目 录别名、 内 容协商、 可配置的htt p 错误报告、c gi程序的s e 七 u i d 执行、子进程资源管理、服务器端图 象映射、重写u r l 、u rl拼写检查以及联机手册等。 ( 5 )j s p 引擎:t o 口 c a ts . 0 t o m c a t 是一个免费的、开源的s e r l v e t 容器，它是a p a c h e 基金会的j a k a r t a 项目中的一个核心项目，由a p a c h e 、s u n 和其它一些公司及个人共同开发而成。由 于有了s u n 的参与和支持，最新的s ervlet和jsp 规范总能在to毗at 中得到体现。 a p a c h e 是一个强大的w eb服务器， 在处理静态页面、 大量网络客户请求、 支持 服务的种类以及可配置方面都有优势，但没有jsp / s ervlet的解析能力，因此整合 a p a c h e 和t o m c a t 可以看作是用t o m c a t 做a p a c h e 的j s p / s e r v l e t 解析插件。 2 . 7 . 2环境配置 系统开发环境配置包括j a v a 环境的 配置、 贾 eb服务器的配置、j s p 解析器的配 置、jbuil d e r 集成开发环境的配置及oracle数据库的安装。j ava 环境的配置主要 是由安装j d k 提供j a v a 解析器; j s p 解析器的配置主要是完成对j s p 程序的编译执 行; 份 eb服务器的配置主要是完成通过i nternet 发布j s p 程序及提供各种贾 eb服务. ( 1 ) j a v a 环境的配置 配置基本的j ava 开发环境是开发j ava 应用程序的最基本前提，j z s dk是j ava 的开发工具。 下载j d k 后， 执行j z s d k 一 i j_ 2 _ 0 2 一 ， i n d o ， 5 一 1 5 8 6 一 p . e x e 文件， 默认路径为 c 八 jzsdkl. 4 . 2 _ 0 2 尸 ， 标准的 j av a开发工具被放置在安装目 录的 b in 子目 录下。 在 ，in d 。 ， sx ppro f e s sio n al中进行系统环境变量的配置，将系统环境变量中的以t h 值设定为 c 八j z s d k l . 4 . 2 一2 b i n 尸 ，同时新建 c l a s s p a t h变量，其值为 c 八 j z s d k l . 4 . 2 _ 0 2 l i b t o o l s . j a r ; c 八j z s d k l . 4 . 2 _ 0 2 l i b d t . j a r ; 尸 ， 新建j a v a es h o m e 华北电力大学硕士 学位论文 环境变量， 其值为 c:、 j z sdkl. 4 . 2 _ 0 2 户 。 (2)乳b 服务器的配置 按提示安装 p a c h e服务器后，开始对 ， o r k e r s属性文件、l o a d m o d u l e及 v i r t u a 1 h o s t 进行配置。 (3 )j s p 解析器的配置 安装完j d k 后， 安装， e b 服务器 t o m c a t . 运行 j a k a r t a-t o m c a t 一 5 . 0 . 2 8 . e x e 按 照提示安装， 在选择要安装的组件时选择 f ull ， 使得t o m c at 作为份 indo下 5 服务来 运行。 t o m c at 正常启动后会在系统栏加载图 标 ， 在图标上右键设置c o n f i g ure 选择 s t a r t u p t y p e 为a u t o m a t i c 自 动启动， 这样每次开机后就会自 动运行t o m c a t 。 t o 口 c a t 服务器采用的htt p 端口为8 0 8 0 ，因为在安装 o r acl egi 数据库时， 端口 也为8 0 8 0 ， 所以 修改 / c o n f / s e r v e r . xml 中 元素的p o r t 属性值为 8085，重新启动 tomcat 服务器，至此安装与配置都完成，打开浏览器输入 h t t p : / / l o c a l h o s t :8 0 8 5 即可看到t o m c a t 的 相关信息。 ( 4)集成开发环境的设置 j b u i l d e r g . 0 企业版是b o r l a n d 公司最新推出的j a v a 集成开发环境， 通过可视 化的开发工具，使得w ebs ervice、 数据库应用程序的开发等更加简单、 方便， 大大 提高了开发人员的效率。 双击安 装盘中的i nst a 1 1 ji ndos . exe 文件进入安装，选 择 j b u i l d e r g中的完全安装模式p u l ll n s t a l l 安装所有j b u i l d e r g组件。 2 . 8本章小结 软件体系结构的设计往往能够决定整个系统 的性能，一个稳定便捷的工作平 台， 可以大大提高开发效率，缩短开发周期，本章首先进行了软件需求分析， 然后 确定了软件功能模块，又对软件的结构进行了分析选择，设计了设备流程图，并对 安全和备份给出了方案，最后给出了系统的开发环境。 华北电力大学硕士学位论文 第三章 电力设备图片管理系统中的关键技术 在系统开发过程中，有一些技术是决定系统性能以 及开发成败的关键，本章就 对电力系统设备图片管理系统开发过程中的关键技术加以提炼和阐述。 3 . iblob 技术管理图像 b l o b全称为 b i n aryl a r g eo b j e c t s ，即大型的、 不定的二进制对象，或者字 符型 数 据， 通常 用 来 存储图 片(* . j p e g 、 * . g i r 、 * . b 呻) 和 视频 ( * . a v i 、 * . r o v b 、 * . r m )。 在电 力设备图片管理系统的设计中，关于图 片存储产生了 一个问题， 是将数据 存储在数据库中还是存储在文件系统中。 存储在文件系统中的设计比较简单，只是 把文件位置和文件名存放在数据库中，即在数据库表中设计一个文字类型的字段来 存放这些信息。但缺点是显而易见的:一方面是在发布应用程序时所有的数据文件 都要同时发布出去，并且还要注意路径的更新; 另一方面数据有随时丢失、 被查看、 更改的危险。因此在大多 数情况下，最好把这些大型二进制数据图片与其他数据一 起存在数据库中。因此 blo b技术解决了 这一问 题。主要有以 下几个优点: ( 1)易于 管理。b l o b数据和其他数据一起备份和恢复，降低了不同步的机率，而且降 低了 其他用户无意中删除文件系统中 b l ob 数据的风险。( 2) 一致性。 b l o b数据和其他 数据的插入、更新、删除都在同一个事务中实现， 这样就保证了数据的一致性和文 件与数据库之间的 一致性。( 3)便于网络开发，实现数据共享。 大对象支持是数据库团体对改进管理非传统数据类型例如图像，以及更传 统的数据类型，例如价格、日 期和数量的要求做 出的响 应。传统的数据库类型相对简单，通常要求整数值的少数几个字节或者名字 或地址的几十个 自己。传统的数据库管理己被优化成能够处理包含相对少量这些数 据字段类型的行 。 当 今许多应用程序要求能够管理更大的数据类型，从图形 ( 要求数十 kb 的 存 储空间) 到视频片段 ( 数百m b) 。处理大对象最早的方法是将它们作为文件存储在 底层操作系统中， 数据库只存储文件路径， 让应用程序代码管理管理文件。如今， 许多公司的r d b m s 系统使用定位器支持大对象为特殊的数据类型， 但在查询时 存在 限制。 虽然定义中说大对象是大，但是它们使用sql 定位器进行管理。从概念上说， 定位器类似于 c 或 c +指针，包含对象的位置，而不是 对象的本身。由于在线处理 它们会破坏r d b m s 系统将数据对象映射到屋里存储设备时的最优化状态， 因 此r dbms l 9 华北电力大学硕士学位论文 系统使用定 位器管理大对象。 b l ob 的一个重要特征是， 如果使用定位器访问它们， 那么不必将所有的数据从 服务器拷贝到客户机上，就可以处理它们。 实际上，当 作数据库中查询一个大对象 时，r esult s e t中返回的是定位器而不是实际的对象。 在这种情况下使用指针比为 系统中的每列移动大量的数据效率要高，