（计算机软件与理论专业论文）net架构下结合mvc设计模式的供热监控系统技术难点研究.pdf

摘要 工业控制技术在供热系统中的应用是提高换热站自动化水平的技术革新项 目，通过对供热系统实现自动化控制可达到对可靠数据的分析，合理的资源利用 以及及时调配。通宇泰克供热监控系统应用于天津泰达开发区区域的供热监控系 统，属于工业控制组态软件的实现类，由笔者实验室开发完成。在系统实现的过 程中涉及到了工业组态控件设计实现的普遍技术难点，如系统的需求经常改变、 数据库设计复杂、各种数据控制需要通过图示表现清晰等等，本文将从以下几个 方面对项目中的关键技术进行分析研究，并给出解决办法： 1 ) 在n e t 平台上应用m v c 设计模式，将数据、视图、业务逻辑分离以适应 多变的客户需求； 2 ) 通过引入双缓冲技术来解决曲线图实时绘制中出现的抖动现象：创建用 户控件简化曲线图的设计；推导公式将笛卡儿坐标系转换为全局坐标系； 3 ) 利用v i s u a lb a s i c 的应用程序版( a ) 对数据库进行管理：应用h a s h t a b l e 和a r r a yl i s t 、t r e ev i e w 技术对数据进行读取、存储以解决数据库动态 读取： 关键词：组态m v cg d i + 双缓冲v b ah a s h t a b l ea r r a y l is t a b s t i 认c t t h ep a p e re x p a t i a t e so np u z z l e st h a td e v e l o p i n gh e a t i n gs y s t e m a c c o r d i n gt o t h eu n c a r e d - f o ri n d u s t r i a lc o n t r o lt e c h n o l o g y , t h eh e a t i n gs y s t e mc a l lg e ta n o t h e r r o b o t i c i z e dr e n o v a t i o nt h r o u g ht h ec r e d i b i l i t yd a t aa n a l y s i s 、t h ed e p l o yw i t hr e a s o n o ft h er e s o u r c ea n ds o m eo t h e rm e t h o d s t h i si sak i n do fp o s i t i v ea t t i t u d et oe n e r g y s o u r c e se c o n o m ya n do f f s p r i n g t o n g y ut a k eh e a t i n gs y s t e mi sd e v e l o p e db yo u rl a b f o rt h et i a n j i nt e d aa r e a 。t h e r ea r es o m ew i d e l yt e c t m o - d i f f i c u l t i e sd u r i n gt h e d e v e l o p i n gp r o c e s s - - s u c ha st h ed e m a n di so f t e nc h a n g e d ，t h ed a t a b a s ei sd e f i n i t e l y c o m p l e xa n dn e e dc h a r tt op r e s e n tt h ec o n t r o ld a t ac l e a r l y t h i sp a s s a g ew i l ld i s c u s s t h ef o l l o w i n ga s p e c t sa n dp r o v i d et h es o l u t i o n sf o rt h ep r o b l e m s ： 1 ) a c c o r d i n gt ot h em v cd e s i g np a t c e mb a s e do nt h e n e tf r a m e w o r kt o a d a p tt h ec h a n g e f u l l yd e m a n d t h ed a t a 、v i e wa n db u s i n e s sm o d e la r e d e p e n d e n t l y ； 2 ) u s i n gt h ed o u b l eb u f f e rt e c h n o l o g yt os o l v et h ed i t h e r i n gi nd r a w i n gt h e c u r v e ；c r e a t i n gu s e rc o n t r o lt os i m p l i f yt h ep r o c e s so fd r a w i n gc u r v e ； m a p p i n g c o o r d i n a t e sb e t w e e nd e s c a r t e sr e f e r e n c ef l a m ea n di n d u s t r y r e f e r e n c ef r a m e ； 3 ) u s i n gm i c r o s o f t v i s u a l a p p l i c a t i o nt om a n a g et h ed a t a b a s e ；u s i n g h a s h t a b l ea n da r r a y l i s t 、t r e ev i e wc o n t r o lt o oa d a p tt h ed y n a m i cd a t a b a s e b u i l d i n g k e yw o r d s ：c o n f i g u r a t i o n ，m v c ，g d i + ，d o u b l eb u f f e r i n g ，v b a ， h a s h t a b l e ，a r r a y l i s t 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和取得的 研究成果，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已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁注盘堂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已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：1 勿l 签字日期：沙7 年，月弓口日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解鑫鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤鲞盘生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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 卫参1 导师签名：匙识 _ p 签字日期：洞年月d 日签字日期：彻7 年f 月日 第一章绪论 第一章绪论 通字泰克供热监控系统是笔者与实验室同学共同开发的工业组态软件项目， 它是服务于泰达开发区的供热系统。为顺应开发区和滨海新区的快速发展，泰达 热电公司认为，需要转变观念，通过科技手段改善供热技术中的薄弱环节，提升 供热技术科技含量，以满足客户对蒸汽高品质、采暖高舒适度的要求，因此提出 实现泰达开发区供热系统的自动化控制。本实验室在承接通宇泰克供热监控项目 后，本着在实践中应用新技术以使得整个程序具有较高的可靠性、可维护性和可 移植性的目的，以提高软件的生产率，提高参与人员的技术水平，提高软件人员 之间的通信效率，减少差错和误解为要求对该系统进行开发。在开发过程中，本 人对其中的技术难点进行大量的研究，不断尝试新方法，遵循软件工程的要求， 最终达到有利于软件管理、有利于降低软件产品的成本和运行维护成本、有利于 缩短软件开发周期的效果。 i i 工业组态软件 工业控制计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。传统意义 上，将用于工业生产过程的测量、控制和管理的计算机统称为工业控制计算机， 包括计算机和过程输入、输出通道两部分。但今天的工业控制计算机的内涵已经 远不止这些，其应用范围也已经远远超出工业过程控制。因此，工业控制计算机 是“应用在国民经济发展和国防建设的各个领域、具有恶劣环境适应能力、能长 期稳定工作的加固计算机”，简称“工控机”。改革开放2 0 多年来，工控机为 工业自动化、信息产业和国防建设的发展提供了一条低成本的自动化技术方案， 促进了国民经济的发展。同时，工控机技术自身也得到了迅速发展。实践证明： 可靠而廉价的工控机适合中国国情。 1 9 8 1 年8 月1 2 曰i 蒯公司正式推出了i b mp c 机，震动了世界，也获得了 极大成功。随后p c 机借助于规模化的硬件资源、丰富的商业化软件资源和普及 化的人才资源，于8 0 年代末期开始进军工业控制机市场。美国著名杂志 c o n t r o le n g i n e r r i n g 在当时就预测“9 0 年代是工业i p c 的时代，全世界近 6 5 的工业计算机将使用i p c ，并继续以每年2 1 的速度增长。历史的发展已经 证明了这个论断的正确性。i p c 在中国的发展大致可以分为三个阶段：第一阶段 是从2 0 世纪8 0 年代末到9 0 年代初，这时市场上主要是国外品牌的昂贵产品。 第一章绪论 第二阶段是从1 9 9 1 年到1 9 9 6 ，台湾生产的价位适中的i p c 工控机开始大量进入 大陆市场，这在很大程度上加速了i p c 市场的发展，i p c 的应用也从传统工业控 制向数据通信、电信、电力等对可行性要求较高的行业延伸。第三阶段是从1 9 9 7 年开始，大陆本土的i p c 厂商开始进入该市场，促使i p c 的价格不断降低，也使 工控机的应用水平和应用行业发生极大变化，应用范围不断扩大。 如今的时代是变革的时代，也是推陈出新的时代。伴随着新一代工控机技术 的兴起，工控机制造行业也将重新洗牌，强者和弱者将站在同一个起跑线上，机 遇与挑战并存。国内的企业，只要抓住机遇，大胆创新，勇于和善于迎接挑战， 就一定会与新一代工控机技术一起发展壮大，这是不可阻挡。 新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系 统取代传统的封闭式系统，其具有适应性强、开放性好、易于扩展、比较经济、 开发周期短等明显优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层 三个层次结构。 其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时 监测与控制，且常在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。监控 层的硬件以工业级的微型计算机和工作站为主，目前更趋向于工业微机。 组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监 控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式( 而不是编程方式) 提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常 容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和 i o 产品，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、 硬件的全部接口，进行系统集成。目前世界上有不少专业厂商包括专业软件公司 和硬件系统厂商生产和提供各种组态软件产品幽1 。 1 1 1 国内组态软件的近况 组态软件产品大约在8 0 年代中期在国外出现，在中国也已有将近1 0 年的 历史。早在8 0 年代末9 0 年代初，有些国外的组态软件，如o n s p e c 、p a r a g o n 等 就开始进入中国市场。但组态软件在中国确确实实经历了一段相当困难的时期。 一开始，人们对此产品处于不认识、不了解阶段，项目中没有组态软件预算，或 宁愿投入人力物力针对具体项目做长周期的繁冗的上位机编程开发，而不采用组 态软件。当时让用户接受和采纳组态软件，需要做大量的工作。另一方面，由于 早期进口的组态软件价格都偏高，一般的中国用户在观念和承受能力上还较难接 受，客观上制约了这个市场的发展。价位的原因也曾一度导致组态软件的盗版比 较猖獗，但盗版反过来也对这个市场起到了一定的推波助澜的作用。 第一章绪论 组态软件市场在中国开始有较快的增长大约始于1 9 9 5 年底至1 9 9 6 年。随着 中国改革开放的深入，人们对软件的观念有了重大改观：早些年组态软件的应用 推广工作已打下一定的基础，业内人士已认识到组态软件的重要性并接受它而不 再热衷于在项目中搞低层次的编程开发：自动控制系统要上等级，对上位监控组 态软件的市场需求增加；一些组态软件的生产商和供货商亦逐步加大了在中国市 场的推广力度，并在价格方面做出了政策性调整：加之微软3 2 位w i n d o w s 9 5 和 n t 的推出，为组态软件提供了一个更适宜的操作系统平台，使各生产供应商随后 跟进的3 2 位组态软件产品的性能指标和功能进一步加强。所有这些因素的综合， 给组态软件在中国的市场带来了新的生机。从那时起，更多的项目中正式有了组 态软件的专项预算，各种相关设计方案和招投标书中也都出现了单列的组态软件 栏目，越来越多的专业销售商和系统集成商加入了这个市场。现在组态软件已在 中国市场确立了其应有的地位，并逐步进入了上升期n 。 1 1 2 国外组态软件的近况及组态软件的发展方向 目前中国市场上的组态软件产品按厂商划分大致可以分为三类，即国外专业 软件厂商提供的产品，国外硬件或系统厂商提供的产品，以及国内自行开发的国 产化产品。 国外专业软件公司的组态软件产品目前占据着一部分中国市场，主要产品包 括： ( 1 ) 美国w o n d e r w a r e 公司的i n t o u c h ( 2 ) 美国i n t e l l u t i o n 公司的f i x ( 3 ) 澳大利亚c i t 公司的c i t e c h 近年来一些国外著名硬件或系统厂商、原d c s 的系统厂商推出了日趋成熟 的组态软件产品。国产化的组态软件产品也正在成为市场上的一支生力军，近 年来比较出名的产品有好帮手、组态王、虎翼等。国内有不少单位，如一些高校、 研究所、公司，甚至一些个人正在积极地搞组态软件产品的开发。国产化的组态 软件具有较强的价格竞争优势，但总的来讲，由于资料来源缺乏，软件工程的组 织薄弱，因此软件商品化的程度还比较差。目前国产化组态软件主要使用于一些 小型的和非重要性的项目应用中。 当前，计算机的发展日新月异，围绕着工控计算机的自动化集成系统新产品 新技术的推陈出新，组态软件将会在其中扮演越来越重要的角色，而以下几个方 面会是非常重要的因素。 一是技术。随着以工业p c 为核心的自动控制集成系统技术的日趋完善和工 程技术人员使用组态软件水平的不断提高，用户对组态软件的要求己不再像过去 第一章绪论 那样主要侧重画面，而是要考虑一些实质性的应用功能，例如软p l c 、过程控制 策略、远程联网、冗余等，而且要求组态操作更加简便易行。 二是投入。市场投入包括各种广告、宣传、展示、交流，建立销售网络和队 伍，涉及人力、物力、智力、财力等方面，只有舍得投入，由此产生品牌效应， 才容易取得成功，这在当前竞争激烈的市场环境下显得格外重要。当然，市场投 入与实力有关系，一些大公司的产品，虽然水平泛泛，但市场占有率不低，道理 也在其中。 三是价格。组态软件产品要在中国市场上真正取得成功，能最广泛地被各 种用户层接受，价格是一个非常重要的因素。总的来说，大部分进口组态软件产 品的价格对中国大多数的中小企业用户来讲显得偏高，但国外开发一个商品化软 件产品的成本很高，要降价也决非易事，这就为低价格的国产化组态软件进入这 样一个大市场开辟了道路。 四是服务。组态软件技术含量很高，只有能够为用户提供好的支持与服务的 产品及供应商，才能坐稳市场。通常进口组态软件的商品化程度好，用户资料比 较完整，现大多又都有网上支持，用户不难学会使用并利用其提供的选件去做一 些深层次的开发，关键是开始是否能够和如何指导用户正确地去做这些工作。国 产化组态软件由于商品化程度相对比较低，售前售后的技术支持与服务的难度会 大一些，但这些产品有时又能满足用户要求从原代码级进行改进。国产化组态软 件需要加强软件开发的组织管理实施，进一步提高商品化程度，在此基础上更容 易为用户提供好的服务n 3 。 1 1 3 工业控制在供热系统中的应用 当前城市的供热系统中，存在着一种多年以来形成的管理模式。这种模式的 陈旧对现有资源的浪费，对人力资源的浪费是所有热力公司头疼不以的事情。所 以，就现今的科技发展水平，是所有的热力部门及公司方面完全可以采用自动化 无人职守的易管理易控制的科技手段，也是提高换热站自动化水平而进行的一次 技术革新项目。这就是对能源节约和造福后代所采取的一种积极的态度，也是利 用高速的无线网络通讯传递数据、管理控制资源等使得有关方面得到真实可靠的 数据。从而达到根据对可靠数据的分析，合理利用资源及时调配等方方面面了如 指掌的目地心1 。 通宇泰克项目就是服务于泰达热电公司进行供热自动化实施的软件项目， 在大范围上属于工业控制中组态软件类。通宇泰克供热监控系统是多功能模块化 第一章绪论 嵌入式控制器，具有现场采集、控制、通讯、数据存储、故障上传、现场监控等 功能。通字泰克供热监控系统具有可靠性高、功能强大、配置灵活、应用适用面 广、占用空间小、效率高等突出特点，可广泛用于市政管网监控，由其对热网、 水网、气网等多个领域。 图i - i 通宇泰克供热监控系统中的热源架构 1 2 通宇泰克项目介绍 通宇泰克项目天津大学计算机学院网络一数据库实验室与天津通宇泰克公 司共同完成的供热项目。本项目的开发历时6 个月，主要参与开发人员由实验室 中四人组成一高波、张岩、刘健民及本人( 人员分工见下表) 。项目采用目前使 用相当广泛、技术成熟的n e t 开发平台，利用m i c r o s o f tv i s u a lb a s i c 作为开 发语言，数据库使用成熟的m i c r o s o f ts o ls e v e r 技术，使用f l e x c e l l 控件生 成各种数据报表，详细的需求分析由通宇泰克公司提供。 第一章绪论 表1 - 1 通宇泰克供热监控系统项目的人员工作分工 王剑1 系统架构搭建： 2 控制部分曲线图的绘制； 3 数据库建库： 4 各个站点中的参数显示( 汽水站、水水站基本参数表) ； 5 系统登陆日志( 系统运行日志表) ； 高波1 报警信息，通讯故障信息( 报警日志表、报警基本信息表、通 讯故障表、故障信息表) ； 3 2 4 小时表以及历史表； 4 参数一览表； 5 值班人员日志： 刘健民1 系统初始化设置； 2 生成所有参数表： 3 历史表中选择报表打印参数； 4 基本信息表内容填写： 张岩1 数字格式转换的函数； 2 管网图的缩放； 3 开度控件； 4 系统维护： 修改密码 系统登陆日志的查询( 系统运行日志表) 用户维护( 系统用户表) 第一章绪论 121 站点显示部分介绍 。箍_ 1 管网图 蹩警 孵熏 图卜2 通宇泰克供热监控系统登录后的主界面 管网图显示了整个供热体系图中标明各个站点，并且在站点旁有相应的标 签，点击进入站点控制器的管理，可以查看站点的系统图，开度，实时曲线，跟 踪曲线和历史曲线。当一个站点有多个控制器则选择进入哪个控制器的管理部 分。 2 树状图 整个供热体系是以树状图形式显示。点击站点下的控制器可以进入站点相应 控制器的管理部分。 3 报警和通讯故障的显示 报警信息和通讯故障信息的显示，需要用户进行确认后写入报警日志和通讯 故障日志。 根据各种基本表中的上下限的设置超限则报警，数据库中记录发生时间、确 认时间、恢复时间、确认标志位，恢复时间根据实时监控参数值的变化来填写。 现场传来的报警信息在报警信息中显示包括发生时间、确认时间、恢复时间， 恢复时间则根据现场传过来的恢复信号进行判断，通讯故障查询要有恢复时间。 第一章绪论 4 系统时间和登陆用户的显示，如图卜2 1 22 站点控制器的管理部分 当在管网图或树状图中选择了站点控制器，则进入站点控制器管理部分。 = j 二o r t 。口o 二 ”1 0 1 图卜3 站点控制管理界面 1 上位机控制。 上位机控制分成手动和自动两种，手动是经由操作员通过操作软件或者现场 操作设备进行调节，而自动则是通过预先设好的参数限制设备的运行范围。当选 择了手动之后则可以进行阀门开度的调节，形成控制信号。调节结果将写入控制 记录表。如果现场接到了控制信息，将是否成功设置为1 。否则上位机控制失 败，阔度恢复原来值。 2 曲线的显示 按照通用的工业标准实时趋势曲线通常用来显示最近1 小时、8 小时、2 4 小时的站点数据( 用户可以自己选择，在代码实现中实现所涉的三种情况) ，并 且随着时间的推移进行数据更新，即显示当前时间向前推相应时间段的即时数 据- 实时数据查询对应于实时数据表( 数据密集存储，不断更新，只存储最近 2 4 小时的数据) 。 显示控制器一次供水压力、温度、流量：l 小时、8 小时、2 4 小时的趋势曲线。 第一章绪论 查询2 4 小时参数表； 跟踪曲线和标准盐线设置： 根据标准曲线设置表绘制曲线，横坐标为室外温度根据当前室外温度，绘制 一个跟踪点。 曲线及数据容错问题：允许用户设定上下限，如果数据突破了界限则为非法数 据。对于非法数据处理要能够让用户选择处理方案： ) 赋予特殊值，比如- 9 9 。 b ) 赋予特殊颜色，比如非法数据一律显示为红色。 c ) 不显示。忽略非法数据。 123 功能模块的介绍 l _ 参数一览表部分 参数一览表包括：水水站、汽水站、汽用户、水网、汽网五个部分进行浏览、 查询实时参数表。参数表每隔一段时间进行刷新或者可以手动刷新以保证与实时 参数表同步。 参教一览表 图卜4 参数一览表 2 值班日志。值班员在接班时要填写值班员编号和接班时间，信息写入值班日 志表中。 3 报警及故障查询：查询报警及故障日志表。 第一章绪论 报警奁询 目门 碉月冈日阿 自啊4 阿e 吼1 9 网 8 型一哩耍曼塑囹 ”型 t 目n 到! 塑型 圈卜5 报警查询界面 通宇泰克供热监控项目分为高级版和初级版两个版本，通过不同等级的监 控标准分别适用于不同用户的需求，这也给开发过程带来了难点：数据库需要动 动态建立，程序运行过程中不能从已建成的固定表格中读取字段和数据，需要动 态、实时的读取及进行增删改查询等操作。项目的主体模块组成和其中比较重要 的系统维护的组成将在以下两图中详细给出。 ：t 第一章绪论 图i - 6 通宇泰克供热监控系统模块 图i - 7 通宇泰克供热监控系统维护模块 第一章绪论 1 2 4 实时监控的要求 1 、管网图 总图列举出所有的管网，由区域图拼接而成。区域图初始作为4 个区，每个 区都是局部管网图，每个图中有站点链接可以点击直接进入站点。 2 、站点列表 点击站点列表可以查看站点的系统图，开度，实时曲线，跟踪曲线和历史曲 线，同时也可对站点发布指令，比如查看报表，查询数据等等。 3 、站点分布图 站点分布图中列出每个站点，显示出每个站点的压力、温度和流量曲线图。 用户可以在三个图中任意选择，所有站点同步刷新。比如，用户选择压力图， 则所有站点同时显示当前压力图。当用户改为流量图时，则所有站点都显示 流量图。 ，4 、曲线及数据容错问题：允许用户设定上下限，如果数据突破了界限则视为非 法数据。对于非法数据处理要能够让用户选择处理方案：a ) 赋予特殊值， 比如9 9 。b ) 赋予特殊颜色，比如非法数据一律显示为红色。c ) 不显示， 忽略非法数据。 5 、站点初始设置：用户在初始的时候可以初始设置温度，压力，热量的单位。 比如兆帕，摄氏度等。 6 、数据采集： 底层采集的数据存储到瞬时表中，表中一个站点一条记录，比如有1 4 个站 点则瞬时表中有1 4 条记录，每一条记录存储着对应站点“最新的数据。 底层采集程序按照一定时间间隔把数据存储到瞬时表中。 1 ，2 5 趋势曲线 实现功能：趋势曲线包括实时趋势曲线和历史趋势曲线两部分。实时趋势曲线是 用曲线的形式来直观显示具体站点内的当前参数变化情况，并显示参数的一些简 单统计值( 最大值、最小值和平均值，累计流量，累计热量等) ，用来监测站点 数据的变化和工作状态。而历史趋势曲线则是通过查询某一站点某一参数或者某 几个重要参数的历史数据并用曲线显示，并显示一些统计信息，来达到对该站点 历史工作情况的了解，从而对于所发生问题做出分析并最终达到解决的目的。 实现概略：按照通用的工业标准，实时趋势曲线通常用来显示最近l 小时、8 d , 时、 2 4 小时的站点数据( 用户可以自己选择，在代码实现中实现所涉的三种情况) ， 并且随着时间的推移进行数据更新，即显示当前时间向前推相应时间段的即时数 第一章绪论 据，实时数据查询对应于实时数据表( 数据密集存储，不断更新，只存储最近2 4 小时的数据) 。而历史趋势曲线显示则是返回用户所想要查询的站点的特定时间 段( 最小单位是天) 的数据，历史趋势曲线查询历史数据表，历史数据表用来存 储整点数据( 包括正点对应的一个小时里的最大值、最小值和平均值，以及累计 流量，累计热量) 。曲线显示需要解决的一个问题是曲线上的游标显示问题，即 鼠标游动在趋势曲线上需要显示鼠标所在点的参数数据。通过使用n e t 中的图形 绘制函数，可以直接在特定区域根据数据库中返回的数据绘制曲线或者折线，并 且绘制得到的曲线或者折线作为对象可以通过鼠标方法达到显示游标的功能。 1 2 6 统计查询 功能简介：该模块用来察看各参数或各站点的某一时间段的工作数据和运行数 据，以让管理人员了解系统的运行情况。 实现过程：下拉统计查询菜单，点击统计查询后可以进入统计查询界面，界面上 显示三种查询方式，分为按站点查询、按参数查询以及热源热量与消耗热量查 询 a ：按站点查询：用户在菜单上选择按站点查询，点击进入站点查询界面，系统 会显示出一个对话框，提示用户输入想要查询的站点名称，起始年月日，然后单 击确认按钮进入后，界面上方会显示四个功能键，即曲线，打印，转换成e x c e l ， 和分页四个功能键。功能键的下方会显示出该站中各类参数的二围报表，报表 中包括该站点的所有参数值以及各类参数的最大值，最小值，平均值，累计流量 当用户点击曲线功能键，系统会将报表转换成该站点各个参数的各自的曲线图， 曲线图的横坐标显示参数名称，纵坐标显示数据值通过曲线图的方式可以让 用户对于该参数在某段时间内的变化情况以及走势有所了解。当用户点击打印 功能键，系统会打印出该站的报表或者相应的曲线图。当用户点击转换成e x c e l 功能键，系统会把报表中的参数用e x c e l 报表的形式显示出来，报表中的内容保 持不变。当用户点击分页功能键，系统会将各个参数在e x c e l 报表中分页显示出 来。 b ：按参数查询：用户在菜单上选择按参数查询，点击进入参数查询界面，系统 会显示出一个对话框，提示用户输入想要查询的参数名称，起始年月日，然后 单击确认按钮进入后，界面上方会显示四个功能键，即棒状图，打印，转换成 e x c e l 和分页四个功能键。功能键的下方显示出所要查询参数的二维报表，报表 中包括该参数在指定时间段内的所有的值以及该参数的最大值，最小值，平均值， 累计流量。当用户点击棒状图功能键，系统会将报表转换成各站点的棒状图，每 一个棒图代表一个站点，棒状图用来比较不同站点间相同参数的大小，棒状图的 第一章绪论 横坐标显示各个站点名称，纵坐标显示参数值。通过棒状图可以让用户对于不同 站点的同一个参数进行直观的比较。当用户点击打印功能键，系统会打印出该参 数的报表或者相应的棒状图。当用户点击转换成e x c e l 功能键，系统会把报表中 的参数用e x c e l 报表的形式显示出来，报表中的内容保持不变。当用户点击分页 功能键，系统会将各个站的参数在e x c e l 报表中分页显示出来。 c ：热源热量与消耗热量查询：用户在菜单上选择热源热量与消耗热量查询，点 击进入热源热量与消耗热量界面，提示用户输入想要查询的起始年月日，然后 单击确认按钮进入后，界面上方会显示三个功能键，即显示热源热量表，打印， 转换成e x c e l ，三个功能键。功能键的下方会显示出缺省的热源热量表。具体格式 如下表： 表1 - 2 熟源热量表 时间热源站点1 站点n购得的热量一消耗的热量 购得消耗消耗购得的热量一消耗的热量 1 2 7 报表和报警信息 1 ) 报表输出 日报：2 4 4 , 时站点内参数情况。报表格式固定，以站点为单位一个站点一张。 2 ) 报警信息 此模块分为两个部分： ， a ：实时报警，即将每隔一定时间间隔读取的实时数据参数与数据库中报警 上下限设置信息对照，如果超过上限或低于下限则进行报警。 报警时间采取声光报警模式，伴随着报警铃声，每个报警信息框以醒目的方 式出现于站点监测界面，可以令信息框背景不断变化颜色，以引起值班员的注意。 每个信息框都包含“确认 按钮，当操作人员确认信息后，点击此按钮则此信息 框在实时报警中不再提示。 b ：历史报警 当值班员对某项实时报警信息确认之后，则该项报警信息即记入“报警历史 数据库”，此数据库应该至少包含“站点名称”、“报警原因”、“报警发生时刻”、 “报警确认时刻”这几个字段的信息。可以通过报警历史数据库，提供报警信息 的查询，查询可基于站点或基于报警原因分类进行。 1 2 。8 系统维护 该项功能由工程师掌握并凭密码进入，密码分两层级别，第一层：开发人员 第一章绪论 级别，由开发组成员保留，便于以后的系统维护。第二层：操作人员级别，由软 件使用单位保留，可以进行系统的部分设置。设置后，设置内容存入数据库中， 作为软件初始化的数据库表，其它模块基于这些表进行操作。系统设置具体内容 视不同需求而定，例如： 1 参数设置：针对软件使用单位的不同需求，选择不同的站点参数。 控制器参敷设置 蔓塑口涮泔l 壮：阿矿 竺| 竺| 控制善旭：一- 诙回捌懒：r 一 瑚捌暹礓： 删置墟：广一嘲7 焐力堋：f 万一：龋水肋埔： 铡曩姐：广一诙回班助下陬：r 一二稠永压力硼： 设毓l 嘎：阿一划商旺上跟：阿_ - 一 圈位j 贸： 吨弛张：广一缺祖讯：r 一帕位豫： 珠侧矗蛆上睫：面一j 瞧椭蘧坝：瓯- 一才雌喱： j j ：供椭岬置：r 一划帅隐即巴：r 一 。棚l 水位下隈： 吨啉勖螺：阿一瑞燃助坝：阿一姻槌嘏定： 吨供求压力隈：r 一致燃肋讯：r 一进姻腿删： 洲- l - 广u 目m l 卜酬舢 图卜8 控制器参数设置表 2 站点个数：输入站点的总数。 3 站点名称设置：输入各个站点的名称，存入数据库。 4 站点开关设置：有些站在某时段不运行，即可随时关闭对它的监视， 不再浪费巡检时间及数据库空间。 5 报警上下限设置：为不同参数指定不同的报警上限或下限。 6 曲线坐标设置：对应模块中趋势曲线的纵坐标的设置。不同参数( 如 温度，压力，流量) 的纵轴坐标设置应是不同的。各类参数的合理数值范 围在数量级上差别较大，因此分别用不同坐标轴系描绘。 7 温度控制曲线设置：在系统运行之初，将标准曲线关键点的坐标存 入数据库中，根据此绘制温度控制标准曲线，此曲线坐标轴：横坐标为室 外温度，纵坐标为二次供水温度。总站操作人员可以在坐标轴上拖动标准 曲线关键点来改变温控曲线走势，改动后经过确认，则将新的标准曲线关 键点下传到各个站点，当所有站点工作人员接收到了标准曲线的变化，并 一一一一一一一一一一 第一章绪论 进行了相应的改动后，发出回应信息。总站操作人员则将当前新的标准曲 线关键点存入数据库中，即对原来的标准曲线数据库进行修改。 8 记录系统运行日志。 ：一! j ! ” ， 一 “、，e!二!叫 图卜9 系统运行日志 13 项且技术难点及解决思路 1 、通宇泰克供热监控项目的客户需求总有比较大的变化，开发过程中需要不 断配合以适应用户的需求： 2 、由于通宇泰克供热监控项目分高级版本和低级版本，数据库中表的字段个 数不定高级版本中控制的细项更多，表的字段多；低级版本中表字段较少，两 个版本在同一个系统中，因此项目需采用动态建库，动态读取数据库中的表： 3 、涉及工业组态软件中绘制工业曲线图，需要解决曲线图实时绘制的过程中 出现的抖动的现象；g d i + 中默认的坐标系为全局坐标系，与实际工业坐标一笛卡 儿坐标系不符； 问题解决思路： 1 、采用m v c 的设计模式提高了应用系统的可维护性、可扩展性、可移植 性和组件的可复用性，视图、数据和模型分离，降低模块间的耦合度。当需求改 变的时候被修改的各个模块互不影响。 第一章绪论 2 、利用a r r a y li s t 、h a s h t a b l e 来实现参数传递，动态读取、传送数据， 用以适应不同版本所带来的动态建立数据库的要求。使用t r e e v i e w 控件动态读 取数据，动态生成导航栏； 3 、使用双缓冲技术解决实时绘制曲线图中的抖动现象；利用n e t 中的控 件创建绘图控件，简便绘图：计算数学公式将全局坐标系转换为笛卡儿坐标系。 此外，为了更加完善系统，还将在以下四点对系统开发进行改善： 1 、为了使软件的执行更加迅速，对于需要频繁查询数据库才可以得到的数 据进行软件开启的初始化，即在软件初始化的时候对这些数据进行查询并用数组 静态存储，在需要使用时直接访问数组。 2 、为了增强模块的可重用性和使用的灵活性，对于一些经常使用的功能拟 用单独的模块( 类、函数) 实现：曲线绘制，棒状图生成，饼状图，网格模块( 可 实现列的托拽，以及滚动条，并且实现网格的自定义设计功能) 等。 3 、使用v b a 技术对数据库表格进行管理，通过v b a 程序自动倒入到数据库 4 、使用f l e x c e l l 控件处理表格、打印和打印预览等功能。此软件包中包 含表格设计器，只需很少的代码就可以制作出图文并茂的报表和程序界面。 此项目涉及很多工业工程领域技术，由于参与人员在此类项目中经验不足， 很多细节问题解决吃力，开发过程容易只重结果，不重规范，此次开发注意从软 件工程中项目管理的角度多多规范开发过程，提高自我开发水平的同时提高开发 效率，为以后工作中规范开发打下基础。 第二章l v i v c 模式介绍 第二章m v c 模式介绍 2 0 世纪7 0 年代，m v c 模式在s m a l lt a l k8 0 的g u i 设计中被提出，并且描述 了不同部分的对象之间的通信方式，使它们不必卷入彼此的数据模型开发方法 中，使程序结构变得清晰而灵活阳1 。 2 1m v c 设计模式简介 l i c 它包括三类对象：( 1 ) 模型( m o d e l ) 对象：是应用程序的主体部分。 ( 2 ) 视图( v i e w ) 对象：是应用程序中负责生成用户界面的部分。( 3 ) 控制器 ( c o n t r 0 1 ) 对象：是根据用户的输入，控制用户界面数据显示及更新m o d e l 对 象状态的部分。m v c 模式不仅实现了功能模块和显示模块的分离，同时它还提高 了应用系统的可维护性、可扩展性、可移植性和组件的可复用性。 视图部件把表示模型数据及逻辑关系和状态的信息以特定形式展示给用户。 它从模型获得显示信息，对于相同的信息可以有多个不同的显示形式或视图。 控制器部件是处理用户与软件的交互操作的，其职责是控制提供模型中任何 变化的传播，确保用户界面于模型间的对应联系；它接受用户的输入，将输入反 馈给模型，进而实现对模型的计算控制，是使模型和视图协调工作的部件。 模型部件保存由视图显示，由控制器控制的数据；它封装了问题的核心数据、 逻辑和功能的计算关系，它独立于具体的界面表达和i 0 操作。 模型、视图与控制器的分离，使得一个模型可以具有多个显示视图。如果用 户通过某个视图的控制器改变了模型的数据，所有其它依赖于这些数据的视图都 应反映到这些变化。因此，无论何时发生了何种数据变化，控制器都会将变化通 知所有的视图，导致显示的更新。这实际上是一种模型的变化一传播机制。模型、 视图、控制器三者之间的关系和各自的主要功能，如图所示。 第二章m v c 模式介绍 方法调用事件 图2 1m v c 组件类型的关系和功能 尽管m v c 设计模式很早就提出，但在w e b 项目的开发中引入m v c 却是步履维 艰。主要原因：一是在早期的w e b 项目的开发中，程序语言和h t 儿的分离一直 难以实现。c g i 程序以字符串输出的形式动态地生成h t m l 内容。后来随着脚本 语言的出现，前面的方式又被倒了过来，改成将脚本语言书写的程序嵌入在h t m l 内容中。这两种方式有一个相同的不足之处即它们总是无法将程序语言和h t m l 分离。二是脚本语言的功能相对较弱，缺乏支持m v c 设计模式的一些必要的技术 基础。直到基于j 2 e e 的j s pm o d e l2 问世时才得以改观。它用j s p 技术实现视 图的功能，用s e r v l e t 技术实现控制器的功能，用e j b 技术实现模型的功能。本 文研究的框架是对j s pm o d e l2 的m v c 设计思想的拓展和实现。 2 2a s p n e t 下m v c 设计模式的实现 a s p n e t 是微软最新推出的新型体系结构n e t 框架的一部分，它为构造新 一代动态网站和基于网络的分布式应用提供了强有力的支持。与以前的w e b 开 发模型相比，a s p n e t 提供了许多重要的优点例如：简易性；安全性；可管理性 等。而且与基于过程的a s p 页面技术相比，面向对象技术在a s p n e t 中得到了完 全实现。用传统a s p 技术建立的w e b 应用实例中，在页面中同时实现显示业务逻 辑和流程控制，这从工程化的角度考虑有许多不足之处。用户界面承担着向用户 显示问题模型和与用户进行操作和i 0 交互的作用。用户希望保持交互操作界面 的相对稳定，但更希望根据需要改变和调整显示的内容和形式。在n e t 框架下 a s p n e t 技术结合m v c 设计模式很好地解决了上述问题。 2 2 1m v c 设计模式的实现 a s p n e t 提供了个很好的实现这种经典设计模式的类似环境。开发者通过 第二章m v c 模式介绍 在a s p x 页面中开发用户接口来实现视图；控制器的功能在逻辑功能代码( c s ) 中实现；模型通常对应应用系统的业务部分。在a s p n e t 中实现这种设计而提供 的一个多层系统，较经典的a s p 结构实现的系统来说有明显的优点。将用户显示 ( 视图) 从动作( 控制器) 中分离出来，提高了代码的重用性。将数据( 模型) 从对其操作的动作( 控制器) 分离出来可以让你设计一个与后台存储数据无关的 系统。就m v c 结构的本质而言，它是一种解决耦合系统问题的方法。 视图是模型的表示，它提供用户交互界面。使用多个包含单显示页面的用户 部件，复杂的w e b 页面可以展示来自多个数据源的内容，并且网页人员，美工能 独自参与这些w e b 页面的开发和维护。 在a s p n e t 下，视图的实现很简单。可以像开发w i n d o w s 界面一样直接在集 成开发环境下通过拖动控件来完成页面开发本。比如复合视图的形式即：一个页 面由多个子视图( 用户部件) 组成：子视图可以是最简单h t m l 控件、服务器控件 或多个控件嵌套构而成的w e b 自定义控件。页面都由模板定义，模板定义了页面 的布局，用户部件的标签和数目，用户指定一个模板，平台根据这些信息自动创 建页面。针对静态的模板内容，如页面上的站点导航，菜单，友好链接，这些使 用缺省的模板内容配置：针对动态的模板内容( 主要是业务内容) ，由于用户的请 求不同，只能使用后期绑定，并且针对用户的不同，用户部件的显示内容进行过 滤。使用由用户部件根据模板配置组成的组合页面，它增强了可重用性，并原型 化了站点的布局。 视图部分大致处理流程如下：首先，页面模板定义了页面的布局；页面配置 文件定义视图标签的具体内容( 用户部件) ；然后，由页面布局策略类初始化并 加载页面：每个用户部件根据它自己的配置进行初始化，加载校验器并设置参数， 以及事件的委托等；用户提交后，通过了表示层的校验，用户部件把数据自动提 交给业务实体即模型。 这一部分主要定义了w e b 页面基类p a g e b a s e ：页面布局策略类p a g e l a y o u t ， 完成页面布局，用于加载用户部件到页面；用户部件基类u s e r c o n t r o l b a s e 即用 户部件框架，用于动态加载检验部件，以及实现用户部件的个性化。为了实现 w e b 应用的灵活性，视图部分也用到了许多配置文件例如：置文件有模板配置、 页面配置、路径配置、验证配置等。 控制器：为了能够控制和协调每个用户跨越多个请求的处理，控制机制应该 以集中的方式进行管理。因此，为了达到集中管理的目的引入了控制器。应用程 序的控制器集中从客户端接收请求( 典型情况下是一个运行浏览器的用户) ，决 定执行什么商业逻辑功能，然后将产生下一步用户界面的责任委派给一个适当的 视图组件。 第二章m v c 模式介绍 用控制器提供一个控制和处理请求的集中入口点，它负责接收、截取并处理 用户请求：并将请求委托给分发者类，根据当前状态和业务操作的结果决定向客 户呈现的视图。在这一部分主要定义了h t t p r e q d i s p a t c h e r ( 分发者类) 、 h t t p c a p t u r e ( 请求捕获者类) 、c o n t r o l l e r ( 控制器类) 等，它们相互配合来完成 控制器的功能。请求捕获者类捕获h t t p 请求并转发给控制器类。控制器类是系 统中处理所有请求的最