（电路与系统专业论文）森林防火辅助系统的研究与设计.pdf

窒墼奎堂! ! ! ! 兰堡主兰篁笙茎 塑塞 摘要j 嬲 今日之世界是信息海洋，人们随时需要获取各种各样的信息。生活中人们 通过广播、电视、报纸和互联网等方式，来获取和处理各种信息。伴随科技的 发展，智能手机的发展也非常迅速。它功能已经越来越强大，相对传统的信息 获取方式，智能手机凭借它可以随时随地获取和处理信息的优势，已经成为人 们获取信息的重要手段之一。微软的w i n d o w s m o b i l e 将熟悉的w i n d o w s 体验扩 展到了移动设备上，帮助用户充分利用时问，快捷获取所需信息。它通过提供 功能强大且灵活的平台，使开发人员能够构建功能丰富并具有创新性的移动应 用程序。 本文介绍了一种基于w m d o w s m o b i l e 、p d a 、g p s 、g i s 、g s m 网络技术 的林业森林防火软件的设计思想和具体实现。使用g p s 装置获取定位信息，在 移动设备中的g i s 系统进行地图标绘，并通过g s m 网络传输位置和现场相关 数据信息传送至服务器，服务器将传回数据进行分析和存储，并将指令数据和 信息数据回传至p d a ，实现移动端和服务器数据实时交互，p d a 作为数据源的 前端进行调查勘测和林火信息采集工作，服务器则对p d a 的位置和回传数据进 行查看、分析和远程决策等功能。 本论文从实际出发，主要研究w i n d o w s m o b i l e 平台在森林防火中的应用。 在系统的设计与实现过程中，所做的研究工作主要在以下几个方面： 1 、主要说明了本系统的研究背景、课题研究的意义。 2 、介绍了本论文所应用到的一些基础理论知识与关键技术，如w i n d o w s m o b i l e 技术、g p s 技术等。还对系统的开发环境和开发语言进行了说明。 3 、根据w i n d o w s m o b i l e 开发平台的框架结构与原理，搭建开发平台，为 后来设计和开发w i n d o w s m o b i l e 应用程序打下了良好的基础。 4 、对森林防火辅助系统进行了需求分析，进行总体设计规划，介绍了系统 设计的原则，说明了系统的功能并结合数据库进行设计。 5 、对系统组成的各个模块进行设计与测试分析。 关键词：w i n d o w s m o b i l e ：掌上型电脑；地理信息系统；g s m ；森林防火 i i a b s t r a c t t o d a y sw o r l di sa i lo c e a no fi n f o r m a t i o n ，p e o p l ea l w a y sn e e dt oo b t a i nav a r i e t y o fi n f o r m a t i o n l i f eo f p e o p l et h r o u g hr a d i o ，t e l e v i s i o n ，n e w s p a p e r s ，a n dt h ei n t e r a c t ， t oa c c e s sa n dd e a l 、 ，i t l la l lk i n d so fi n f o r m a t i o n a c c o m p a n i e db yt h ed e v e l o p m e n t o ft e c h n o l o g y , t h ed e v e l o p m e n to ft h es m a r tp h o n ei sa l s ov e r yq u i c k i th a sb e c o m e i n c r e a s i n g l yp o w e r f u l ，t h er e l a t i v e l yt r a d i t i o n a la c c e s st oi n f o r m a t i o n ，s m a r t p h o n e s b yv i r t u eo fi ta n y t i m e ，a n y w h e r ea c c e s sa n dp r o c e s s i n gi n f o r m a t i o na d v a n t a g e ，h a s b e c o m eo n eo ft h ei m p o r t a n tm e a n sf o rp e o p l et oo b t a i ni n f o r m a t i o n m i c r o s o f t w i n d o w s m o b i l ef a m i l i a rw i n d o w se x p e r i e n c ee x t e n d e dt om o b i l ed e v i c e s ，a n dh e l p u s e r st a k ef u l la d v a n t a g eo ft h et i m et oo b t a i nt h er e q u i r e di n f o r m a t i o n ，f a s t i t p r o v i d e sap o w e r f u la n df l e x i b l ep l a t f o r m ，e n a b l i n gd e v e l o p e r st ob u i l df e a t u r e r i c h a n di n n o v a t i v em o b i l ea p p l i c a t i o n s af o r e s t r yf o r e s tf i r ew i n d o w s m o b i l e ，p d a ，g p s ，g i s ，g s mn e t w o r k t e c h n o l o g ys o f t w a r e b a s e dd e s i g ni d e a sa n d c o n c r e t er e a l i z a t i o na r ed e s c r i b e di nt h e p a p e r u s i n gt h eg p sd e v i c et oo b t a i nl o c a t i o ni n f o r m a t i o n ，t h eg i ss y s t e mi nt h e m o b i l ed e v i c et oi c o np a i n t e d ，a n dt r a n s m i t t e dt h r o u g ht h eg s mn e t w o r k t r a n s p o r t i n gp o s i t i o na n df i e l dd a t at oas e r v e r , t h es e r v e rw i l lr e t u r nt h ed a t aa n a l y s i s a n ds t o r a g ea n di n s t r u c t i o nd a t aa n di n f o r m a t i o nd a t ab a c kt ot h ep d a ，m o b i l e 。s i d e a n ds e r v e rd a t ar e a l t i m ei n t e r a c t i o n ，p d as u r v e yi n v e s t i g a t i o na n di n f o r m a t i o n g a t h e r i n gf o r e s tf i r ea st h ef r o n te n do ft h ed a t as o u r c e ，s e r v e r , p d a sl o c a t i o na n d r e t u r nd a t af o rv i e w i n g ，a n a l y s i sa n dr e m o t ed e c i s i o n i nt h i st h e s i sf r o mr e a l i t y , r e s e a r c hw i n d o w s m o b i l ep l a t f o r mi nt h ef o r e s tf i r e r e s e a r c hw o r ki nt h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h es y s t e m ，m a i n l yi nt h e f o l l o w i n ga s p e c t s ： 1 m a i n l yt oe x p l a i nt h es i g n i f i c a n c eo f t h er e s e a r c hb a c k g r o u n d ，r e s e a r c h 2 t h i sp a p e ri sa p p l i e dt ot h eb a s i ct h e o r e t i c a lk n o w l e d g ea n dk e yt e c h n o l o g i e s ， s u c ha sw i n d o w sm o b i l e ，g p st e c h n o l o g y a l s od e s c r i b e st h ed e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n ta n dt h ed e v e l o p m e n to fl a n g u a g e 3 a c c o r d i n gt ot h es t r u c t u r ea n dp r i n c i p l eo fw i n d o w s m o b i l ed e v e l o p m e n t p l a t f o r mf r a m e w o r k , s t r u c t u r e sb a s e do nw i n d o w s m o b i l ed e v e l o p m e n tp l a t f o r m ， a n dl a i dag o o df o u n d a t i o nf o rw i n d o w s m o b i l ea p p l i c a t i o nd e s i g na n dd e v e l o p m e n t l a t e r 4 f o r e s tf i r ed e m a n da n a l y s i s ，o v e r a l ld e s i g na n dp l a n n i n g ，s y s t e md e s i g n p r i n c i p l e s ，i n d i c a t i n gt h a tt h ef u n c t i o no f t h es y s t e ma n d t h ed e s i g no f t h ed a t a b a s e 5 d e s i g na n dt e s t i n gw o r ko ft h ev a r i o u sm o d u l e so ft h es y s t e ma r er e a l i z e d k e y w o r d s ：w i n d o w s m o b i l e ；p d a ： g i s ；g s m ；f o r e s tf i r e 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 全国生态建设的主体是林业，在保持社会和经济发展中有着重要的作用， 在生物的进化过程中起着巨大的作用。我国拥有森林面积1 7 5 亿公顷，森林蓄 积量为1 2 4 5 6 亿立方米，森林覆盖率为1 8 2 1 ，既是森林资源大国，又是森 林火灾多发的国家n 1 。国家林业局防火办提供的资料表明，1 9 5 0 年至2 0 11 年， 我国平均每年发生森林火灾1 5 9 9 2 次，年均受害森林面积近9 2 5 万公顷瞳1 。为 扑救森林火灾需要耗费了大量人力、物力和财力，并且森林火灾对森林资源和 生态环境的破坏造成了难以估量的损失。因此，如何运用高科技手段，对森林 资源进行监测，早发现火情、早预报火情、早扑救火情，变有灾为无灾、变大 灾为小灾己成为森林防火工作的一项亟待解决的重大课题。 突发性强，危害比较大是森林火灾的特点，它经常会给森林资源造成巨大 危害。长期以来，由于我国火灾预警、监测、通讯手段不够先进，以至于造成 火点发现晚、报警迟、火灾不能及时得到扑救，从而造成了巨大的损失。而国 外发达国家的卫星遥感及网络通讯设施和森林火灾预警监测系统手段都比较先 进，能够尽早发现火灾，及时扑救口3 。我国森林面积较大在火灾预警、监测扑 救中也正在逐步利用遥感( r s ) 、地理信息系统( g i s ) 、全球定位系统( g p s ) 技术 和网络通讯、计算机等高新手段建立现代化的森林防火决策支持系统。因此有 必要建立一套森林防火系统，森林防火监测会变得科学有效，防火的现代化水 平也会得到提高，森林资源得以更好地保护。 1 2 课题的研究意义 在对林业行业应用软件调查中，发现现有的软件系统多为桌面应用软件或 者基于网络的w e b 系统，桌面程序提供大运算量和大存储量的功能，w e b 系统 则提供多线程和体现共享性的功能；而在实际的林业日常工作中，则常需要在 野外和火灾现场进行工作，现场的数据不能及时和有效的传输，而野外工作人 员的状态和信息只能通过电话或对讲机进行语言上的沟通。本文中的森林防火 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文 森林防火辅助系统的研究与设计 移动助手系统，在林业人员在野外调查和火场扑火时，解决了现场实际情况的 数据与指挥中心的数据进行交互的问题。通过智能手机便携移动的特性，及时 准确的将前端数据与后台的数据中心进行互访，从而解决了指挥中心对第一手 资料的掌握，并提高信息的可靠性和时效性，减少了灾害的损失可能，为指挥 中心的相关软件提供了更为有效的参数数据源。 1 3 论文的组织结构 论文分为七个章节，安排如下： 第一章绪论主要说明了本系统的研究背景、课题研究的意义，说明了论文 的主要内容和章节安排。 第二章介绍了本论文所应用到的一些基础理论知识与关键技术，如w i n d o w s m o b i l e 技术、g p s 技术等。还对系统的开发环境和开发语言进行了说明。 第三章对系统进行了需求分析。 第四章对系统进行总体设计规划，介绍了系统设计的原则，说明了系统的 功能。最后介绍了数据库的设计。 第五章对该系统的各个模块进行详细设计。 第六章主要介绍对系统进行的测试工作。 第七章对论文的工作做了简单的总结，指出了系统的不足之处和下一步改 进工作。 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文 第二章相关技术介绍 第二章相关技术介绍 2 1w i n d o w sm o b i l e 技术 w i n d o w sm o b i l e 是m i c r o s o f t 针对移动产品而开发的精简操作系统，它捆 绑了一系列针对移动设备而开发的应用软件，这些应用软件创建在m i c r o s o f t w i n 3 2a p i 的基础上h 1 。w i n d o w s m o b i l e 是一个开放的操作系统，开发者可以开 发自己的应用程序。它的底层操作系统是w i n d o w s c e ，该系统是一个面向小内 存、3 2 位移动智能连接设备而开发的模块化实时嵌入式操作系统隔1 。 w i n d o w s m o b i l e 使得在移动设备上可以体验到熟悉的w i n d o w s 环境。 2 2g p s 技术 g p s ( g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m ) 即全球卫星定位系统。g p s 具有的特点： 全球地面连续覆盖，功能多、精度高，实时定位，应用广泛。在森林防火应用 中，g p s 测量可以在任何地点，任何时间连续地进行，一般不受天气的影响。 在森林防火监测过程中，利用g p s 技术可以实时采集数据，实现为决策提供辅 助手段的目的陋1 。在森林火灾应急预警预报应用中，g p s 能够对事故风险的地理 位置及其属性、事故敏感区域位置进行数据获取，提供事故的天气、环境等实 时数据。通过g p s 技术，可以更直观地反映如着火点、火情范围、灭火队伍情 况等要素的空间分布情况。通过g p s 的地理要素数据获取功能，可以对火情区 域的程度以及空间分布情况进行实地测绘，如火灾源位置标注，火情范围的绘 制等。 2 3g s m 和g p r s 技术 g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ) ，即全球移动通信系统， 是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过2 0 0 个国家和地区超过1 0 亿人 正在使用g s m 电话。g p r s ( g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e ) 即通用分组无线 服务技术，是g s m 移动电话用户可用的一种移动数据业务。它经常被描述成 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文森林防火辅助系统的研究与设计 “2 5 g ”，也就是说这项技术位于第二代( 2 g ) 和第三代( 3 g ) 移动通讯技术之 间。它通过利用g s m 网络中未使用的t d m a 信道，提供中速的数据传递口3 。 g s m g p r s 网络已覆盖我国绝大部分地区，可实现大范围的在线监控，满足 信息采集传输系统对覆盖范围的要求。g p r s 具有速度快、费用低的特点，其传 输速度可达1 7 1 2 k b s 。与传统的有线通讯方式相比，g p r s 无线通信方式不受 地域与空间的限制非常灵活，它具有组网灵活、扩展方便简单、运行成本较低， 维护简单等优点。 g p r s 无线通信再配合g s m 短信业务和语音业务，移动端可以实时的和服务 端进行数据交互，文本数据交互和语音交互阳1 。移动终端在现场勘测时，g p r s 作为移动终端和后端监测中心信息交互的通道，可将g p s 定位数据，文本数据， 图像视频数据，呼救信号等信息准确的、实时的传输到服务器端，并即时的获 取服务器端回传的反馈、指令和控制信息。 2 4 开发环境介绍 2 4 1v i s u a ls t u d i 0 2 0 0 5 v i s u a ls t u d i 0 2 0 0 5 是基于n e t 2 0 框架的，能开发跨平台的应用程序，如开 发使用微软操作系统的手机的程序等。是一套完整的开发工具集，用于开发 a s e n e tw e b 应用程序、x m lw e bs e r v i c e s 、桌面应用程序和移动应用程序1 。 v i s u a lb a s i c 、v i s u a lc + + 、v i s u a lc 撑和v i s u a lj 撑全部使用相同的集成开发环境 ( i n t e g r a t e dd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ，i d e ) 。利用i d e 可以共享工具且有助于 创建混合语言解决方案。另外这些语言利用n e tf r a m e w o r k 的功能，通过该框 架可以使用a s pw e b 应用程序和x m lw e bs e r v i c e s 开发的关键技术n0 。总体 来说，它是一种非常庞大的、稳健的、功能齐备的开发环境。 安徽大学2 0 1 2 年硕士论文 第二章相关技术介绍 图2 - 1 ：n e t 框架 f i g u r e l 一1 ：n e tf r a m e w o r k 2 4 2a c t i v e s y n c a c t i v e s y n c 是款管理w i n d o w sm o b i l e 设备与个人计算机之间进行数据同 步的软件。a c t i v e s y n c 是w i n d o w sm o b il e 设备与基于w i n d o w s 的个人计算机 之间的网关，可以把o u t l o o k 、o f f i c e 文档、图片、音乐、视频和应用程序等 信息在个人计算机与设备之间传输n 1 | 。a c t i v e s y n c 不但能与台式计算机进行同 步，还可以直接与m ic r o s o f te x c h a n g es e r v e r2 0 0 3 进行数据交换，允许通过 无线方式获得最新的电子邮件、日历数据、任务和联系人信息在当用户离开个 人计算机时。新版本的a c t i v e s y n c 已经可以可以和模拟器实现连接。 2 4 3w i n d o w sm o b i l es d kf o rp o c k e tp c w i n d o w sm o b il es d kf o rp o c k e tp c 是开发w i n d o w sm o b il e 手机系统所 需要的函数库等n 引。如果运行测试开发的系统就必须安装w i n d o w sm o b i l e5 0 s d kf o rp o c k e tp c 和w i n d o w sm o b i l ep o c k e tp ce m u l a t o ri m a g e s ( 虚拟映 像文件) 。 2 5 开发语言介绍 c # 是专门为n e t 应用而开发的语言，是与n e t 框架的完美结合。在n e t 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文 森林防火辅助系统的研究与设计 类库的支持下c # 能够全面地体现n e tf r a m e w o r k 的各种优点。在c # 诞生之前 c 和c + + 一直是最有生命力的编程语言，这两种语言提供了强大的功能、高度的 灵活性以及完整的底层控制能力；缺点是开发周期较长，学习和掌握这两种语 言比较闲难n3 i 。而许多开发效率更高的语言，如v i s u a lb a s i c ，在功能方面又 具有局限性。于是，在选择开发语言时，许多程序设汁人员面临着两难的抉择。 针对这个问题，微软公司发布了称之为c # ( cs h a r p ) 的编程语言。c # 是为n e t 平台量身定做的开发语言，采用面向对象的思想，支持n e t 丰富的基本类库 资源。c # 提供快捷的开发方式，又拥有c 和c # 强大的持制能力n4 1 。c 并与c 和c + + 非常相似熟悉c 和c + + 的程序设计人员能够很快掌握c # ，c # 具有以下突出的 优点： 1 语法简洁：c # 源自c 和c + + 。与之相比，c # 最大的特色是不允许直接操作内 存，去掉了指针操作。另外c # 简化了c + + 中的一些冗余的语法，如“c o n s t 和“# d e f i n e ”，使语法更加简洁。 2 彻底的面向对象设计：c # 是彻底的面向对象语言，每种类型都可以看作一 个对象。c # 具有面向对象语言所应有的一切特征，包括封装、继承和多态， 并且精心设计。c # 极大地提高了程序设计人员的效率，缩短了开发周期。 3 与w e b 应用紧密结台：c # 与w e b 紧密结合，支持绝大多数的w e b 标淮，如 h t m l 、s o a p 等。利用简单的c # 组件，程序设计人员能够快速地开发w e b 服 务，并通过i n t e r n e t 使这些服务能被运行于任何操作系统上的应用所调用。 4 强大的安全机制：c # 具有强大的安全机制，可以消除软件开发中许多常见 错误，并能够帮助程序设计人员尽量使用最少的代码来完成功能，这不但 减轻了程序设计人员的工作量，同时有效地避免了错误的发生。另外，n e t 提供的垃圾回收器能够帮助程序设计人员有效地管理内存资源。 5 完善的错误、异常处理机制：对错误处理能力的强弱是衡量一种语言是否 优秀的重要标准。即使最优秀的的程序设计人员也会出现错误。c # 提供完 善的错误和异常触发机制，使程序在交付应用时更加健壮。 6 灵活的版本处理技术：在大型工程的开发中，升级系统的组件非常容易出 现错误。为了处理这个问题，c # 在语言本身内置了版本控制功能，使程序 设计人员更加容易地开发和维护各种应用。 安徽大学2 0 1 2 年硕士论文 第二章相关技术介绍 7 兼容性：c # 遵守n e t 的通用语言规范( c o m m o nl a n g u a g es p e c i f i c a t i o n ， c l s ) ，从而保证能够与其他语言外发的组件兼容。 7 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文第四章系统需求分析 第三章系统需求分析 森林防火辅助系统以森林防火信息为重点和主要对象，以地理信息为中心为 基础，基于成熟的g s m 网络传输技术和数字定位技术的，集防火信息管理为一体 的综合应用系统。该系统应具有以下特点： 1 投资省，建设快，特别适合无通信线路、无电能、无道路的情况。 2 可实现远程图像实时图传和控制，通过移动终端设备实时掌握现场情况。 3 系统具有可扩展性，具有升级功能，适合森林防火防护监控系统的发展要求。 4 界面清晰、操作简单。 5 具有森林地理信息系统等辅助系统。 6 火点定位及火情识别报警系统。 7 林业资源管理及生态建设管理信息系统和其他林业信息系统。 3 1 对现有系统的分析 现有的行业应用软件多数运用在服务器端或者浏览器端，对数据的来源都 实时性和相对准确性都不能保证。现有的系统架构如图3 1 所示，系统中所有 的交互数据由服务器端或者客户端产生，由数据库服务器进行存储，或者由客 户端进行数据录入，由系统服务器或者w e b 服务器进行运算、存储。 w e b 服务嚣簸据库疆务器幕鲮撮务器 图3 - 1 现有系统框架结构 f i g u r e3 - 1e x i s t i n gs y s t e mf r a m es t r u c t u r e 注：以上是现有系统的架构，而非嵌入式系统的现有项目。 安徽大学2 0 1 2 年硕士论文 第三章系统需求分析 3 2 基于无线网络的森林防火辅助系统的系统 嵌入式系统作为现有系统的外延设备和数据接口，弥补了现有系统在灵活 性和实时性的不足。让软件系统在原架构上进一步得到补充和外延。嵌入式系 统在原有的系统架构下，实现了移动终端相互之间的数据交互和移动终端和数 据库服务之间的数据交互。系统服务器和w e b 服务器可以通过数据库服务器获 取从移动终端交互的实时数据。 b 暖备暑麓掘蠓蛋螽暑羹鲢重备暑 图3 2 建议的系统框架图 f ig u r e3 - 2t h ep r o p o s e ds y s t e mf r a m e w o r ks t r u c t u r e 移动终端可以在户外脱离网络进行数据的采集，通过蓝牙g p s 设备或者手 持设备中的g p s 设备获取实时数据进行定位和传送位置信息；通过手持设备中 的g i s 系统，可以直观的对所在位置的信息进行采集。嵌入式开发无需对原系 统进行修改，只需在原系统中做好充分的接口准备，相互接收或者发送数据。 对现存系统中尚可使用的设备可能需要在服务器端加设移动或者联通的短信的 模块。由于嵌入式开发系统软件的运行端不在服务器端，所以对现存的应用软 件无太大的影响，服务器端支持软件只需对移动端做好数据接口即可，如 w e b s e r v i c e 或者短信接收模块。其他的数据交互完全可以通过移动运营商的 g p r s 网络服务。 9 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文 第四章系统概要设计 第四章系统概要设计 4 1 系统设计原则 系统建设必须综合考虑到系统的实用性、安全性、可扩充性等各 方面的因素，始终坚持技术先进、性能可靠、功能完善，节省投资的原则。 总体结构选型首先要考虑实际应用环境及应用需求，其次要考虑平台 产品的功能与性能，第三要考虑国际国内发展的主流趋势，最后还要考虑经济 性口5 1 。总的说来，体系结构的选型应遵循下列原则： 1 实用性原则 系统应易于使用，更新和维护简单，用户界面友好，功能明确，执 行效率高。确保项目实施的可操作性和系统运行的可靠性。 2 宏观性与微观性相结合的原则 由于各级统计单位对统计指标的要求不同。因此，本系统应根据不 同层次统计信息管理的要求，制定统计指标。 3 标准化，规范化原则 标准化是实现数据和资源共享、二次开发、专题应用的重要前提。 在系统设计和实施过程中，要参照已有的标准和系统的具体情况，对 系统内部各个环节提出相应的标准化原则和要求，制定并贯彻相关的标 准，实现系统资源和数据资源的标准化。 4 技术先进性原则 由于计算机技术发展飞速，非先进性的系统没有生命力。我们将在 系统设计上尽可能采用各种目前最先进的技术，保持技术先进性。 5 经济性原则 在满足系统功能的前提下，精简系统设备，合理安排系统开发费用、 系统运行费用和系统维护费用。尽可能以较低的投入取得较大的效益。 6 有序性原则 尽可能做到系统结构简单，层次分明、模块分割合理，功能明确， 系统稳定、可靠和实用。 1 0 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文 第四章系统概要设计 7 可扩展，易维护原则 目前，科学技术发展非常迅速，对信息管理系统的需求也会随着时间推移而 发生变化。为了适应这种变化，本系统需要随时修改和扩充，以满足使 用者的需求。计算机技术及计算机支持下的信息管理系统开发技术迅 速发展，也向信息管理系统的维护和扩展提出了更高的要求。因此， 本系统在其设计阶段和实施阶段都将采用面向对象技术，n s 体系结 构等诸多先进的计算机应用软件开发技术，以提高本信息管理系统的可扩展性 和易维护性。 8 人机界面友好的原则 通过各种方式确保本系统的人机界面友好，使用户在较短的时间内 学会使用本系统，掌握全部功能，具有较强的容错能力。提高本系统 的实用性，友好的人机界面是所有计算机应用软件的基本需求，是衡 量软件质量的重要指标之一，也是软件开发的难题之一，必须予以高度 重视。 9 安全性原则 作为决策支持系统的依据，数据的准确性和正确性至关重要，系统 除了应保证在数据处理过程中准确无误，还需要建立一些安全保护机 制以免数据被其他用户非法使用和遭受人为破坏。因此对系统的不同 用户设置不同的访问和处理权限，对重要数据应能自动备份。必须满 足安全可靠，管理维护方便、系统抗干扰能力强的要求，同时具备容 错、检错、纠错能力，信息恢复和系统重建能力。 1 0 可靠性和实时性原则 由于森林火灾具有突发性，防火指挥决策需要系统满足多数据源采集处理 的真实有效、网络通讯的稳定可靠、对海量数据的处理安全迅速等诸多 方面的条件，从而使系统能够及时处理火灾信息，及时提供防火指挥 辅助决策和过程的动态标绘。同时，扑灭指挥会调度大量的资源进行， 要求系统提供的信息必须是可靠的。因此，系统的设计和实现必须考 虑可靠性和实时性选择。 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文森林防火辅助系统的研究与设计 4 2 功能概述 本系统结合了g p s ，智能手机，g p r s 与w e b s e r v i c e ，架构成一个现场数据 采集和的传输交互平台。结合了无线网络的移动设备，利用了其移动方便，传 输数据及时的特点，实现了准确、实时和灵活的网络架构。 图4 1 硬件与网络架构 f i g u r e4 - 1h a r d w a r ea n dn e t w o r ka r c h i t e c t u r e 移动终端： 1 火情信息采集： 调用p d a 中的摄像头拍摄现场照片，通过选择存储的照片，通过g p r s 网络， 上传照片和照片至服务器中，同时上传照片的拍摄时间、拍摄地点信息。 2 位置信息传输： 通过g p s 设备获取经纬度坐标，并通过g s m 短信等方式发送位置信息到服务 器中，使服务器端程序可以获取移动端的行径轨迹。 3 个人设置： 设置g p s 的访问串口，提供g p s 状态测试功能；设置系统访问服务器的i p 地址和端口号功能； 设置紧急呼救号码功能，并且保存设置信息。 4 g i s 系统： 可以查询数字地图，进行地图放大，缩小，平移，全图显示操作，通过g p s 设备获取当前经纬度坐标，定位在当前地图中，提供火点标绘功能和火线绘制 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文 第四章系统概要设计 功能，用户可以通过g p r s 网络，访问服务器，获取当前需要的图层数据，进行 局部图层下载，并叠加图层显示。用户可以查询数字地图，进行地图放大，缩 小，平移，全图显示操作，通过g p s 设备获取当前经纬度坐标，定位在当前地 图中，提供火点标绘功能和火线绘制功能，用户可以通过g p r s 网络，访问服务 器，获取当前需要的图层数据，进行局部图层下载，并叠加图层显示。 5 应急呼救：提供一键式呼救功能。 4 3 数据库设计 4 3 1 数据库 数据库技术是一门综合性的软件技术，是使用计算机对各种信息、数据进 行收集、管理的必备知识。如何科学地组织和存储数据，如何高效地获取和处 理数据是数据库技术所研究的问题，当代计算机科学中一个重要的分文就是数 据库技术口引。数据库( d a t a b a s e ) ：顾名思义，数据库就是数据存放的地方。在计 算机中，数据库是数据和数据库对象的集合，是指以一定的组织形式存放在计 算机存储介质上的相互关联的数据的集合。数据库具有以下特点： ( 1 ) 具有最小的冗余度，即数据尽可能不重复，； ( 2 ) 资源共享性，即以最优的方式服务于一个或多个应用程序； ( 3 ) 数据独立性，即数据的存储尽可能独立于使用它的应用程序； ( 4 ) 安全可靠； ( 5 ) 保密性能好。 4 3 2s o ls e r v e r2 0 0 5 数据库管理系统介绍 s q ls e r v e r2 0 0 5 是一个全面的、集成的、端到端的数据解决方案，它为企 业中的用户提供了一个安全的、可靠高效的平台。用于企业数据管理和商业智 能应用n7 。s q ls e r v e r2 0 0 5 为i t 专家和信息共享者带来了强大的、熟悉的工 具。同时减少了在从移动设备到企业数据系统的多平台的集成性，以及对日常 任务的自动化管理能力，s q ls e r v e r2 0 0 5 为不通规模的企业提供了一个完整的 数据解决方案。 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文森林防火辅助系统的研究与设计 图4 2s q ls e r v e r2 0 0 5 数据平台的组成架构 f i g u r e4 - 2t h es q l s e r v e r2 0 0 5d a t ac o m p o s i t i o no ft h ep l a t f o r ma r c h i t e c t u r e s q ls e r v e r2 0 0 5 数据平台包括以下工具： 1 ) 关系型数据库：安全、可靠、可伸缩、高可用的关系型数据库引擎，提升 了性能且支持结构化和非结构化( 儿) 数据。 2 ) 复制服务：数据复制可用于数据分发、处理移动数据应用、系统高可用、企 业报表解决方案的后备数据可伸缩存储、与异构系统的集成等，包括已有 的o r a c l e 数据库等。 3 ) 通知服务：用于开发、部署可伸缩应用程序的先进的通知服务能够向不同 的连接和移动设备发布个性化、及时的信息更新。 4 ) 集成服务：可以支持数据仓库和企业范围内数据集成的抽取、转换和装载 能力。 5 ) 分析服务：联机分析处理( o l a p ) 功能可用于多维存储的大量、复杂的数 据集的快速高级分析。 6 ) 报表服务：全面的报表解决方案，可创建、管理和发布传统的、可打印的 报表和交互的、基于w e b 的报表。 7 ) 管理工具：s q ls e r v e r 包含的集成管理工具可用于高级数据库管理和调谐， 它也和其他微软工具，如m o m 和s m s 紧密集成在一起。标准数据访问协 议大大减少了s q ls e r v e r 和现有系统问数据集成所花的时间。此外，构建 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文第四章系统概要设计 于s q ls e r v e r 内嵌w e bs e r v i c e 支持确保了和其他应用及平台的互操作能 力。 8 ) 开发工具：s q ls e r v e r 为数据库引擎、数据抽取、转换和装载( e t l ) 、数 据挖掘、o l a p 和报表提供了和m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o 相集成的开发工 具，以实现端到端的应用程序开发能力。s q ls e r v e r 中每个主要的子系统 都有自己的对象模型和a p i ，能够以任何方式将数据系统扩展到不同的商业 环境中。 s q ls e r v e r2 0 0 5 进一步提高了可靠性、可用性、可编程性和易用性。包含 了多项新功能，这使得它成为大规模联机事务处理( o l t p ) 、数据仓库和电子 商务应用程序的优秀数据库平台。 1 ) n o t i f i c a t i o ns e r v i c e s 增强功能：n o t i f i c a t i o ns e r v i c e s 是一种新平台，用于生 成发送并接收通知的高伸缩性应用程序。n o t i f i c a t i o ns e r v i c e s 可以把及时 的、个性化的消息发送给使用各种各样设备的数以千计乃至百万计的订阅 方。 2 ) r e p o r t i n gs e r v i c e s 增强功能：r e p o r t i n gs e r v i c e s 是一种基于服务器的新型报 表平台，它支持报表创建、分发、管理和最终用户访问。 3 ) 新增的s e r v i c eb r o k e r ：s e r v i c eb r o k e r 是一种新技术，用于生成安全、可靠 和可伸缩的数据库密集型的应用程序。s e r v i c eb r o k e r 提供应用程序用以传 递请求和响应的消息队列。 4 ) 数据库引擎增强功能：数据库引擎引入了新的可编程性增强功能( 如与、新 x m l 功能和新数据类型。它还包括对数据库的可伸缩性和可用性的改进。 5 ) 数据访问接口方面的增强功能：s q ls e r v e r2 0 0 5 提供了m i c r o s o f t 数据访问 ( m d a c ) 和n e tf r a m e w o r k ss q l 客户端提供程序方面的改进，为数据库 应用程序的开发人员提供了更好的易用性、更强的控制和更高的工作效率。 6 ) a n a l y s i ss e r v i c e s 的增强功能( s s a s ) ：a n a l y s i ss e r v i c e s 引入了新管理工具、 集成开发环境以及与n e tf r a m e w o r k 的集成。许多新功能扩展了a n a l y s i s s e r v i c e s 的数据挖掘和分析能力。 7 ) i n t e r g r a t i o ns e r v i c e s 的增强功能：i n t e r g r a t i o ns e r v i c e s 引入了新的可扩展体 系结构和新设计器，这种设计器将作业流从数据流中分离出来并义提供了 安徽大学2 0 1 2 年硕士学位论文 森林防火辅助系统的研究与设计 一套丰富的控制流语义。i n t e r g r a t i o ns e r v i c e s 还对包的管理和部署进行了改 进，同时提供了多项新打包的任务与转换。 8 ) 复制增强：复制在可管理性、可用性、可编程性、移动性、可伸缩性和性 能方面都提供了改讲。 9 ) 工具和实用工具增强功能：s q ls e r v e r2 0 0 5 引入了管理和开发工具的集成 套件，改进了对大规模s q ls e r v e r 系统的易用性、可管理性和操作支持。 4 3 3 数据库结构 表4 ip e r s o n 表结构 t a b l e4 - 1p e r s o nt a b l es t r u c t u r e 数据项名类型长度是否为空简述 i dn v a r c h a r5 0n u l l 编号 n a m en v a r c h a r5 0n u l l姓名 p r i n c i p a l s h i p n v a r c h a r5 0n u l l职务 p h o n en v a r c h a r5 0n u l l固定电话 m o b i l en v a r c h a r5 0n u l l移动电话 d e p a r t m e m l d n v a r c h a r 5 0n u l l部门编号 p r o j e c t l e v e l l d n v a r c h a r5 0n u l l项目级别编号 d e p a r t m e n t l e v e l l d i n tn u l l部门级别编号 表4 - 2c o m m u n i c a t i o n 表结构 t a b l e4 2c o m m u n i c a t i o nt a b l es t r u c t u r e 数据项名类型长度是否为空简述 i di mn o t 编号 n u l l m e s s a g es e n dn u m b en v a r c h a r5 0n u l l发送信息的号 r码 匝s s