基于SSH的变电站环境监控系统.doc

JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科毕业设计（论文）基于SSH的变电站环境监控系统设计学院名称： 计算机工程学院 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 08计2 w 姓 名： 邱春林 指导教师姓名： 臧海娟 指导教师职称： 讲 师 2012年05月江苏技术师范学院毕业设计说明书(论文)基于SSH的变电站环境监控系统设计摘 要：无锡赛孚电力环境控制设备有限公司是专业生产、研发电力设备运行环境控制系统及其配套设备的高新技术企业。本设计针对单机系统无法满足其产品应用快速扩展、监测点数量急剧增加的现状，开发了一个具有更高传输速率和容量的监控系统。本系统是基于B/S结构的，采用了Struts2.0+Spring2.5Hibernate3框架技术，并按照MVC2的思想而设计的。所开发的监控系统包含系统管理、短信息管理、数据管理及平台管理等多个模块。开发过程是按照项目流程来实现的，即从需求分析、系统总体设计、系统详细设计、系统功能开发到最后的系统测试。最后完成的系统完全符合无锡赛孚公司的产品应用和服务的需求，而且价格低、组网也方便。这加快了公司融入“物联网”的进程，提升了公司的市场竞争力。关键词：变电站环境监控系统，SSH框架，MVC Environmental Monitoring System Design of Substations Based on SSHAbstract: The SaiFu electricity environmental control equipment company in Wuxi is specialized in the production, research and development of electric power environmental control systems and equipment for high-tech enterprises. Because the stand-alone systems cant meet its application present situation of rapid expansion, a sharp increase in the number of monitoring points, this design developed a monitoring system with a higher transfer rate and capacity.This system is based on B/S pattern, using the Struts2.0+Spring2.5+Hibernate3 framework technology and designed in accordance with MVC2. Monitoring system includes the development of system management, message management, data management, platform management and many other modules. The development process is implemented in accordance with the project process, from requirements analysis, system design, system design, system development to the final system testing. Final completion of the system in full compliance with the Wuxi tournament info-needs of the companys products and services, and low price, convenient network. This speeded up the process of the company into Internet of things and enhanced the companys competitiveness in the market.Keywords: Environment monitoring system of substation, SSH Framework, MVC2目录引言1第1章 概述21.1开发背景及意义21.2主要开发阶段3第2章 需求分析42.1用户需求42.2可行性分析52.3设计目标62.4系统功能流程6第3章 开发技术应用73.1 B/S结构73.2 MVC模式73.3 SSH框架83.3.1 Struts框架93.3.2 Spring框架93.3.3 Hibernate框架10第4章 系统设计114.1系统架构设计114.2系统框架设计124.2.1总体框架124.2.2系统管理框架134.2.3短信息管理框架144.2.4数据管理框架144.2.5平台管理框架154.3系统数据库设计164.3.1 数据库概要设计164.3.2 数据库逻辑设计174.3.3 数据库物理设计21第5章 系统实现225.1系统登录225.2系统管理模块225.2.1 系统设置功能225.2.2 终端设置功能235.2.3 监测点设置功能245.2.4 监测人设置功能285.3短信息管理模块285.3.1 信息格式设置功能285.3.2 发信息功能305.3.3 收信息功能315.3.4 草稿箱功能315.3.5 回收站功能325.4数据管理模块325.4.1 数据查看与添加功能325.4.2 数据分析功能335.4.3 数据接口功能345.5平台管理模块345.5.1 用户管理功能345.5.2 权限管理功能355.5.3 日志管理功能365.5.4 数据库管理功能375.6系统开发环境37第6章 系统测试436.1系统测试环境436.2功能测试436.3用户界面（UI）测试446.4性能测试446.5安全性测试456.6兼容性测试45结 论46结束语47参考文献48致谢49III引言随着科学技术的不断提高，计算机科学日渐成熟，其强大的功能使人们深刻意识到，它已进入人类社会的各个领域并发挥着越来越重要的作用。而近年来“物联网”技术更是飞速发展，为适应公司发展战略的需要，满足产品应用和服务的需求，加快融入“物联网”的进程，进一步提高产品的应用效能，提升公司产品的竞争力，急需开发一套成本低廉、可靠性高、组网方便、具有更高传输速率和容量的远程数据传输方式及监控系统平台变电站监控系统。变电站监控系统是基于B/S（浏览器/服务器）的应用系统，用户可以通过浏览器来访问服务器（服务器通过专业软件与终端设备相连接），从而便捷地了解到变电站终端设备的运行情况以及设备周围环境温度、湿度等，还可以对监控区域人员进行调配，发送、接收预警信息、统计分析数据信息等操作。本网站采用Struts2.0+Spring2.5Hibernate3框架技术。按照MVC模式的思想进行开发，结合了spring的IoC（控制反转）和AOP（面向切面编程）技术，并运用hibernate技术对数据持久化，可以在较少投入的情况下，简便地开发出高性能、易维护和安全可靠的变电站环境监控系统。第1章 概述1.1开发背景及意义无锡赛孚电力环境控制设备有限公司是专业生产、研发电力设备运行环境控制系统及其配套设备的高新技术企业。公司拥有多项国家发明专利和一支精干高效的产品研发、生产、服务团队。公司的主要产品“变电站环境控制系统”是将空气动力学、热力学、传热学、传感器应用和计算机智能控制等理论和技术高度集成的一种智能化应用系统，能一体化解决和克服地下或地面封闭环境对工业（电气）设备运行的不利影响及多种问题，主要应用于电力系统设备紧凑型布置的户内或地下变电站及其它类似封闭空间环境的环境品质改善、优化与监控。公司产品以一系列独特的创新技术解决类似场所高温、潮湿、积水、有毒气体积聚等环境问题及传统通风降温措施带来的高能耗、噪音、积灰等负面效应，且具有安全、高效、节能、环保等突出效能，符合节能、低碳和环保的世界潮流和国家的政策导向，因而得到政府的大力支持和扶持。未来该产品还可向石化、冶金、铁道等广阔领域扩展和辐射，具有诱人的市场前景和强大的发展潜力。为适应公司发展战略的需要，满足产品应用和服务的需求，加快融入“物联网”的进程，提升公司产品的竞争力，进一步提高产品的应用效能，公司拟在产品覆盖的地区建立区域性的集中监控中心，形成对广域分布的产品系统进行实时检测、远程“感知”的能力与手段。通过基于SSH的变电站环境监控系统的实现，建立了一套成本低廉、可靠性高、组网方便、具有更高传输速率和容量的集中监控系统，满足了公司产品应用快速扩展，监测点数量急剧增加的现状。通过对SSH框架、MVC模式以及项目流程的研究，掌握了系统架构的主要思想，学会了从系统分析到系统设计再到系统实现的完整开发流程，并在系统开发过程中获得了宝贵的实践经验，从而能灵活地运用于其它系统。通过论文的完成，深刻了解到规范化的重要性，在开发过程中要始终保持严谨的工作态度和清晰的流程思路，这样才能达到预期目标。同时增强了分析问题解决问题的能力。1.2主要开发阶段本课题的主要内容是针对赛孚公司的实际需求，对项目功能模块进行需求分析、系统设计、系统开发、系统测试，完成变电站环境监控系统的开发。本文对该系统开发的全过程进行介绍。主要分为以下四个阶段：第一阶段是需求分析。根据客户提供的项目委托任务书，对系统所需的功能进行分析整合，从而确立一个总体的开发方向，通过将功能点按模块进行科学合理的划分，并与客户确认需求后，去除不明确的功能点，使需求明确，从而使系统能够最大程度地满足客户的需求，减少系统完成后的改动。第二阶段是对系统总体的设计。根据需求分析结果来完成系统的整体设计，其中包括系统架构设计，系统框架设计，系统数据库设计等。此阶段在系统开发流程中是一个至关重要的阶段，它奠定了系统的整体布局与开发流程。第三阶段是对系统的详细设计和代码实现。这一阶段是在已架构好的框架上进行功能的开发与完善，以及对页面布局的调整与修改，从而完成系统所需的各个功能。在本系统中它主要包括系统管理、短信息管理、数据管理、平台管理四个大模块中各功能的代码实现。为了提高程序的可读性和安全性，采用了存储过程加动态链接库的开发技术，并通过集成Hibernate框架，优化了数据库的读写速率，极大的提高了程序的时效性。第四个阶段是对系统的测试与发布。在系统开发完成后，再根据需求分析结果，逐一对制定的功能点进行测试，从而确保系统能够高效、可靠地运行。第2章 需求分析2.1用户需求赛孚公司的主要产品“变电站环境监控系统”是由多种传感器、变频风机、气流控制部件和智能控制单元等部分集成而成的应用系统。其工作原理是通过传感器采集环境品质数据，经智能控制单元处理生成相应的控制策略驱动风机等控制部件对地下或地面封闭空间的气流进行调节和控制，以形成满足工业(电气)设备运行需要的最佳空间环境和小气候，从而改善设备的运行条件，提高设备运行的可靠性。该产品的绝大多数应用场所均为无人值守，且在很大范围内随机分布。目前已经建立了基于短信平台的监控手段，作为公司产品监控系统的一期工程。但随着产品应用的快速扩展，监测点数量的急剧增加，这种监控方式已不敷使用。有必要寻求一种成本低廉、可靠性高、组网方便、具有更高传输速率和容量的集中监控系统，作为公司产品监控系统的二期工程。初步系统结构如图2-1所示。图2-1 初步系统结构图图中例描述：当地终端：通过专用端口与智能控制单元相连接，其专用规约与附加服务由赛孚公司提供。移动通信网络：互联网和移动短信平台。前置主站：作为与当地终端进行通信的主单元并提供数据处理、存储等服务。监控后台：作为监控系统的后台提供监测人员的人机接口和所需服务。工作人员手机：用以保留已有的短信服务功能。本系统主要是针对系统结构图中的“前置主站”和“监控后台”进行设计开发，而在“工作人员手机”部分，只实现将短信息存入数据库中并展示给用户。监控系统其余需求如下：1. 由于在发达地区，产品的应用密度很高，为提高应用效率，减少实时数据流量，将监测点分为重要监测点和一般监测点两级，采取不同的监测工作模式。2. 系统传输和处理数据信息包括“温度”、“湿度”、“含氧量”、“风机功率”等数据，告警信息的代码规约赛孚公司提供。3. 监控后台应留有用户与已有数据库的数据接口即数据导入、导出功能。4. 监控后台应具有向监控人员发送短信息的能力，因此需要在后台界面上增加短信模式选择、现场信息输入和短信发送对象配置等功能。5. 在满足运行性能的前提下，系统的运行费用尽可能最低化。2.2可行性分析可行性分析也称为可行性研究。本系统的可行性分析以技术可行性为主。技术可行性分析主要包含：分析技术条件是否能顺利完成开发工作；软、硬件条件能否满足开发的需求等。技术条件：本系统是以Java为开发语言，基于Struts2.0+Spring2.5Hibernate3的框架结构进行开发的，其中还运用到JavaScript、Css等知识。以本人现有技术要在这几个月的时间里，开发完成这项目很有挑战性，但加上导师的指导则是可行的。软件方面：本系统用MyEclipse8.0进行开发，并用到Axure5.6,Navicat for MySQL,PowerDesigner,Adobe Photoshop等辅助开发软件。系统运行环境则需安装jdk1.6，并以Apache Tomcat6.0为部署服务器。移动短信发送平台软件则由客户提供支持。在数据库方面则有MySql，它具有功能强、使用简便、管理方便、运行速度快、安全可靠性强等优点，用户可利用许多语言编写访问MySQL数据库的程序。现在很多的网站、企业局域网和个人资料库都是用MySQL作为后台数据库1。因此，系统的软件开发平台已成熟可行。硬件方面：科技飞速发展的今天，硬件更新的速度越来越快，可靠性越来越高，各方面的性能也越来越完善。本系统在硬件方面主要用到应用服务器、数据库服务器、交换机、防火墙以及各种智能监控单元等设备。系统将按照相应的组网方式进行网络的部署，而智能监控单元则由客户提供，并附加相应的终端硬件接口驱动，方便程序与其相衔接。因此，硬件平台完全能满足此系统的需要。2.3设计目标按照用户需求，对项目进行了系统的分析，并确立了监控系统的总体目标：1. 客户能够根据被分配的帐号和密码登入系统，进行系统数据的查看。2. 地区管理员的权限比客户高，能够操作系统的大部分功能：(1) 能够对系统各个参数的设置，从而保证系统的正常运行。(2) 能够收发短信息，实现对系统的实时监控，使监测人员能及时了解到终端设备的运行状况。(3) 能够对终端设备、监测点以及监测人员进行设置、分配。(4) 能够对监测到的环境数据进行统计、分析。3. 系统管理员具有最高的操作权限，除了能执行地区管理员所有功能外，还能添加系统用户并为其分配相应的权限，以及对数据库进行备份与恢复和对系统日志进行查看与删除等功能。2.4系统功能流程系统功能流程如图2-2所示。图2-2 功能流程图客户登录系统后能够查看系统数据；地区管理员登录系统后能够进行系统管理、短信息管理、数据管理；系统管理员登录后能操作所有功能模块。详见2.3设计目标。第3章 开发技术应用3.1 B/S结构本网站开发采用的是B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）结构。它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器实现，形成所谓3-tier结构2。B/S结构最大特点是：用户可以通过WWW浏览器去访问Internet上的文本、数据、图像、动画、视频点播和声音信息，这些信息都是由Web服务器产生，而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接。用户除了浏览器，一般无须任何用户程序，即通过浏览器将请求信息发送给Web服务器，由Web服务器对请求进行处理，再将结果返回给用户。B/S结构如图3-1所示。图3-1 B/S结构图正是由于B/S结构具有如此强大的功能，满足了赛孚公司的发展需求，因而本系统采用了B/S结构进行设计开发，并使系统具有如下优点：1. 用户通过浏览器和互联网即可实时了解终端设备的状况，并能通过短信的方式将环境数据发送给监测人员，十分方便、高效。2. 当企业对系统进行升级时，只需更新服务器端的部署软件即可，大大减轻了异地用户对系统维护与升级的成本。3.2 MVC模式MVC模式是一种“分治”的思想，通过这种模式，可以开发一个具有伸缩性、便于扩展、便于整个流程维护的平台。MVC主要由三个部分组成：模块（Model）、视图（View）和控制器（Controller）3,其结构关系如图3-2所示。MVC模式的目的就是实现Web系统的职能分工。Model层是Web应用程序中最终负责处理客户请求的模块4。View层用于与用户的交互，通常用JSP来实现。Controller层是Model与View之间沟通的桥梁，它可以分派用户的请求并选择恰当的视图以用于显示，同时它也可以解释用户的输入并将它们映射为模型层可执行的操作。MVC模式的提出是针对适应于多用户、可维护的、可扩展、具有很高交互性的系统。它使系统结构清晰、各部分职责分明、各司其职，无论是对系统本身还是对软件开发过程都带来了许多好处5。图3-2 MVC模型目前绝大部分的Web应用网站开发都应用了MVC模式，因此本系统也按照MVC模式的设计思想进行设计开发，使系统条理清晰、层次分明，代码结构规范化。在对系统进行维护升级甚至更改业务流程时，也只需在对应的层中进行修改，这大大提升了系统的可拓展性。3.3 SSH框架SSH框架即Struts+Spring+Hibernate的一个整合框架，它是目前较流行的一种Web应用程序开源框架。其框架结构，如图3-3所示。图3-3 SSH系统结构图客户端通过JSP页面来传送请求(Request)和接收响应(Response)， Struts根据配置文件将接收到的请求委派给相应的Action进行处理。在业务层中，Spring IoC容器负责向Action提供业务模型(Model)和数据处理(DAO)来完成业务逻辑。而在持久层中，则由Hibernate来处理DAO组件请求的数据，并返回处理结果。这样开发出来的系统无论是在整体架构上还是在局部的复杂业务模型中都有了更低的耦合性，它们的灵活性与可维护性也得到了提高，从而消除了单独使用这些架构开发系统的不足6。3.3.1 Struts框架Struts框架是MVC模式的体现。在Struts框架中，模型由实现业务逻辑的JavaBean或EJB组件构成，控制器由ActionServlet和Action来实现，视图由一组JSP文件组成7。其实现的重点在控制层(Controller)，包括ActionServlet/RequestProcessor和Action，也为视图层提供了一系列定制标签。Struts框架主要由ActionServlet和Action以及Struts-config.xml配置文件来实现其原理图，如图3-4所示。图3-4 Struts2原理图3.3.2 Spring框架Spring简化企业级应用开发的开源框架，使用简单的JavaBean能够实现EJB的功能，是一个轻量级IoC（控制反转）和AOP（面向切面编程）容器框架8。其中IoC容器负责创建、管理应用组件。从最前端控制器，到中间层的业务逻辑组件，以及底层的DAO组件，都处于IoC容器的管理下，以一种低耦合的方式运行。而AOP机制是以IoC容器为基础，专门用于处理系统中分布于各个模块中的交叉关注点的问题，在J2EE应用中，常常通过AOP来处理一些具有横切性质的系统级服务。同时Spring有如下优点：低侵入式设计，代码的污染极低；独立于各种应用服务器，基于Spring框架的应用可以真正实现Write Once、Run Anywhere的承诺；Spring的DI容器降低了业务对象替换的复杂性，提高了组件之间的解耦；Spring的AOP容器允许将通用任务进行集中式处理，从而提供了更好的复用；Spring的ORM和DAO提供了与第三方持久层框架的良好整合，并简化了底层的数据访问；Spring的高度开放性并不完全依赖Spring，开发者可自由选用Spring框架的部分或全部。3.3.3 Hibernate框架Hibernate是一个功能强大的开源ORM框架工具，允许开发者使用常见的Java语言特性(如继承、多态等)实现对象模型到关系数据库的映射，并支持Oracle、DB2、SQL Server、MySQL等主流数据库系统。Hibernate利用反射机制在运行时实现持久化一个对象的各种操作，保证了源码的简练和完全的面向对象风格9。在应用系统的开发中，Hibernate配置文件中包含了JDBC连接数据库的驱动信息。在应用程序访问数据库时，首先读取Hibernate配置文件，再通过配置文件找到持久化类的XML映射文件，根据该映射文件得到相应的持久化类，从而可以对类进行操作。也就是将持久化对象中的属性与数据库表中的字段对应起来，通过持久化对象完成对数据库表中的数据的增加、修改、查询和删除操作。由于本系统是按照MVC模式进行开发的，而SSH框架完全符合MVC模式的开发思想，并且是J2EE的主流框架，因而本系统选择了Struts2.0+Spring2.5Hibernate3的框架进行开发，加强了系统的优越性。第4章 系统设计4.1系统架构设计本项目的总体思路是按照软件平台统一架构、分步实施的原则，变电站智能环境监控系统平台架构主要包括硬件与网络层、数据库层、应用系统层三个层次，各个层之间相互分离又有机联系，底层作为上层的支撑，上层调用底层提供的服务，形成了一个层次化的、可扩展的软件平台架构。总体结构图如下4-1所示。图4-1 总体结构图应用系统层主要是变电站智能环境控制系统监控平台的窗口，是整个平台呈现给用户的最终表现形式。应用系统层将包括系统管理、短信息管理、数据管理、平台管理四个子模块，子模块间相互区分且相互关联，组成功能完善且结构清晰的监控平台。应用系统层的界面设计要美观、操作要人性化、响应要迅速，要给用户良好的体验感。应用系统层的开发将采用J2EE技术进行开发，使得我们的系统能够跨平台运行，同时又能充分利用java的开放性和面向对象特性以及大量的开源项目带来的便利性。数据库层主要负责数据库管理及数据存储。数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称DBMS。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过DBMS访问数据库中的数据，数据库管理员也通过DBMS进行数据库的维护工作。它可使多个应用程序和用户用不同的方法去建立，修改和查询数据库。DBMS提供数据定义语言DDL与数据操作语言DML，供用户定义数据库的模式结构与权限约束，实现对数据的追加、删除等操作。硬件和网络层主要由数据库服务器、应用服务器、存储备份设备、防火墙以及交换机组成，建成后的变电站环境监控系统将形成一个可靠性高、组网方便、具有更高传输速率和容量的远程数据传输方式和相应的集中监测系统，因此必须保证软件平台在高并发访问条件下的稳定性与安全性。为了保证本平台将来在实际运营过程中的稳定性与安全性，硬件架构上将采用集群的方式，在集群中的某台服务器发生故障时，系统能够将客户请求自动转移到另外一台服务器进行运算，并返回结果。图4-2 系统硬件结构图4.2系统框架设计 4.2.1总体框架按照系统设计需求分析将本系统分为四大功能模块：系统管理、短信息管理、数据管理、平台管理。其中系统管理、短信息管理、数据管理这三个是为地区维修中心和客户所设计的，实现了本系统的大部分需求；而平台管理模块是为平台管理员开发的，方便管理员对用户和系统的管理。系统总体结构，如图4-2-1所示。图4-2-1 总体结构图4.2.2系统管理框架系统管理能够对系统、终端、监测点及监测人员的相关参数进行设置。由系统设置、终端设置、监测点设置及监测人员设置四部分组成。系统管理结构，如图4-2-2所示。图4-2-2 系统管理结构图系统设置：能够设定系统的基本参数，包括短信息中心号、通信端口、波特率、延迟等待时间、连接设备等参数信息。并且将设置信息存入数据库。终端设置：主要用于设置终端的基本参数信息，包括终端名称、终端类型、主站电话、终端监测人员等信息。用户能够根据城市-区域-终端的树结构来选择终端，并能够对该树结构进行修改。监测点设置：能够对监测点的监测模式及参数进行设置；能够为监测点分配监测人员与所包含的终端设备。将监测点分为重要监测点和一般监测点两级。能够对监测点的监测人员进行查询，并且将设置信息存入数据库。监测人设置：提供对平台所有的监测人员信息进行管理的功能，包括监测人员新增、查看、修改、删除功能。监测人员信息主要包括姓名、手机号码、所属区域等。4.2.3短信息管理框架短信息管理主要对平台短信息的内容、格式等参数进行设置；能够收、发短信息，能够查询短信息，并将信息存储到数据库中。主要包括短信息设置、发信息、收信息、草稿箱及回收站五个功能模块。短信息管理结构，如图4-2-3所示。图4-2-3 短信息管理结构图信息格式：能够对发送和接收的短信息的格式进行动态设置，能够对短信息内容的解码方式进行设置以减少短信息长度，并将设置信息存入数据库。系统传输和处理数据信息包括“温度”、“湿度”、“含氧量”、“风机功率”等模拟量数据和以代码表示的告警信息两部分组成。发信息：能够根据树状结构，选择监测人员来发送信息，并将信息存入数据库；能够显示发送信息的历史列表，并且可以按照关键词进行查询。收信息：能够将接收的信息进行解码，并且将信息存入数据库；能够显示接收信息的历史列表，并且可以按照关键词进行查询。草稿箱：能够保存已新建但未发送的短信息，并重新选择发送人对信息进行再次发送操作。回收站：能够对发件箱、收件箱及草稿箱中删除信息的存放，进行信息的恢复与彻底删除。4.2.4数据管理框架数据管理主要是对平台接收的数据进行存储、显示、查询、统计分析，并提供数据接口功能。主要包括数据查看与添加、数据分析及数据接口三个功能模块。数据管理结构，如图4-2-4所示。图4-2-4 数据管理结构图数据查看与添加：用于监测数据的显示，包括各种环境数据、告警信息及其相应地理位置等。数据分析：能够分析处理数据，并能够以曲线图的形式对终端环境数据进行统计和分析功能。数据接口：提供与用户已有数据库的接口实现数据导入、导出功能。4.2.5平台管理框架平台管理能够对平台进行管理及操作，主要包括用户管理、权限管理、日志管理及数据库管理四个功能模块组成。系统管理结构，如图4-2-5所示。图4-2-5 平台管理结构图用户管理：提供对平台所有的用户进行管理的功能，包括用户查看、修改、密码重置等。权限管理：通过系统级、用户级和页面级权限管理机制来进行权限控制。根据管理员（公司本部）、地区维修中心、客户等用户的不同权限，使用不同的身份,达到为权限管理的目的。日志管理：提供系统中日志的记录、查询功能。日志类型包括系统日志与操作日志。数据库管理：提供数据库备份和恢复功能，为终端环境数据及系统中告警、配置、性能、用户资料等数据的安全性提供保障措施，防止数据受到破坏或丢失。4.3系统数据库设计数据库的设计主要是指依据用户的不同需求，在具体的数据库管理系统的基础上，实现通过设计出数据库的结构并建立数据库的这一过程，它是信息系统的开发和建议中的一项核心技术10。本系统根据需求分析的结果，进行了数据库的设计。首先进行数据库概要设计，整理各实体之间的关系，并生成E-R图，再进行数据库物理设计,最后在Mysql数据库中创建数据库。4.3.1 数据库概要设计概要设计是对用户要求描述的现实世界，通过对其中住处的分类、聚集和概括，建立抽象的概念数据模型。本系统的数据库是在PowerDesinger这款软件上设计的，根据需求分析的结果，设计并生成了概念模型。难点在于设计监测点、监测人员、终端时，它们的关系比较复杂。因为监测点和监测人员是一对多的关系；监测点和终端是一对多关系，而监测人员和终端是一对多关系。若不增加关系表，将很难实现，因此添加了关系表专门保存关系。最后又进行了相应的优化，尽量满足结构清晰、关联简洁、实体个数适中、属性分配合理、没有低级冗余。系统的E-R关系，如图4-3-1所示。图4-3-1 数据库E-R图4.3.2 数据库逻辑设计1. 权限表（t_role）：用户存储用户的权限，包括权限id、权限名、可查看、可修改、可删除等。详细表结构，如表4-1所示。表4-1 t_role（权限表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长namevarchar(20)权限名Stringviewablevarchar(1)可查看String1：可以 0：不可以editablevarchar(1)可修改String1：可以 0：不可以deleteablevarchar(1)可删除String1：可以 0：不可以2. 用户表（t_user）：用于存储用户账户信息包括用户id、用户帐号、用户密码、真实姓名、手机号、权限id等。详细表结构，如表4-2所示。表4-2 t_user（用户表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长accountvarchar(20)用户帐号Stringpasswordvarchar(50)用户密码Stringnamevarchar(20)真实姓名Stringtelvarchar(15)手机号Stringrole_idint用户角色int外键于t_role(id)3. 日志表（t_log）：用于记录用户的系统操作日志，包括日志id、日志类型、触发用户、用户ip、日志时间、日志概要、操作类型、连续数目等。详细表结构，如表4-3所示。表4-3 t_log（日志表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长logtypevarchar(100)日志类型Stringuservarchar(50)触发用户Stringipvarchar(50)用户ipStringtimevarchar(50)日志时间Stringsummaryvarchar(200)日志概要Stringoperatetypevarchar(500)操作类型Stringserialnumberint连续数目int4. 数据库表（t_db）：用于备份还原系统数据库，包括数据库记录id、存放路径、名称、备份时间等。详细表结构，如表4-4所示。表4-4 t_db（数据库表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长pathvarchar(200)存放路径Stringnamevarchar(200)名称Stringtimevarchar(50)备份时间String5. 系统表（t_system）：用户记录系统的各个操作参数，包括id、短信中心号、通信端口号、波特率、是否已连接、平台标题、日志保存天数、数据库自动保存间隔时间、系统延迟时间等。详细表结构，如表4-5所示。表4-5 t_system（系统表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长message_numvarchar(20)短信中心号Stringport_numvarchar(20)通信端口号Stringbaud_rateint波特率intconnectedint是否已连接intnamevarchar(50)平台标题Stringlog_keepint日志保存天数intauto_saveint数据库自动保存间隔时间intdelay_timeint系统延迟时间int6. 城市表（t_city）：用于存放城市信息，包括城市id、城市名等。详细表结构，如表4-6所示。表4-6 t_city（城市表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长namevarchar(20)城市名String7. 地区表（t_area）：用于存放地区信息，包括地区id、地区名、城市id等。详细表结构，如表4-7所示。表4-7 t_area（地区表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长namevarchar(20)地区名Stringcity_idint城市idint外键于t_city(id)8. 终端表（t_terminal）：用户存放各个终端信息，包括终端id、终端名称、终端类型、是否使用中、是否在地下、延时常数、解除常数、浸水解除常数、重发常数、超温重发常数、超温常数、地区id等。详细表结构，如表4-8所示。表4-8 t_terminal（终端表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长namevarchar(30)终端名称Stringtypevarchar(10)终端类型Stringin_useint(1)是否使用中intundergroundint(1)是否在地下intdelay_constint延时常数intrelie_constint解除常数intwater_constint浸水解除常数intresnd_constint重发常数intover_constint超温重发常数inthiger_constint超温常数intarea_idint地区idint外键t_area(id)9. 短信息表（t_message）：用于存放收发的短信息和终端环境数据，包括信息id、消息内容、消息时间、终端温度、湿度、警告内容、室内温度、室外温度、室内含氧量、室外含氧量、信息状态、信息类型、监测人、终端id、模式id等。详细表结构，如表4-9所示。表4-9 t_message（短信息表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长contentvarchar(800)消息内容Stringtimevarchar(50)消息时间Stringtempvarchar(20)终端温度Stringhumidityvarchar(20)湿度Stringwarnvarchar(200)警告内容Stringin_tempvarchar(20)室内温度Stringout_tempvarchar(20)室外温度Stringin_o_pvarchar(20)室内含氧量Stringout_o_pvarchar(20)室外含氧量Stringstateint(1)信息状态int-1:已删除0：收信息1：发信息typeint(1)信息类型int0：通过终端的信息1：通过短信的信息empvarchar(20)监测人Stringterminal_idint终端idint外键t_terminal(id)model_idint模式idint外键t_model(id)10. 短信息模式表（t_model）：用于存放短信息模式，包括id、模式名称、消息模式、保存时间等。详细表结构，如表4-10所示。表4-10 t_model（短信息模式表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长namevarchar(20)模式名称Stringmodelvarchar(50)消息模式Stringtimevarchar(20)保存时间String11. 监测区域表（t_monitor_area）：用于存放监测区域信息，包括监测区域id、监测点名、监测员工、监测模式等。详细表结构，如表4-11所示。表4-11 t_monitor_area（监测区域表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长namevarchar(20)监测点名Stringtypevarchar(50)监测点类型Stringmodelvarchar(50)监测模式String12. 监测人员表（t_monitor_emp）：用于存放监测人员的信息，包括人员id、工号、姓名、性别、手机号等。详细表结构，如表4-12所示。表4-12 t_monitor_emp（监测人员表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长numvarchar(10)工号Stringnamevarchar(20)姓名Stringsexvarchar(2)性别Stringtelvarchar(15)手机号String13. 监测关系表（t_relation）：用于处理监测人员，监测区域以及终端的关系，包括关系id、监测员工id、终端id、监测点id等。详细表结构，如表4-13所示。表4-13 t_relation（监测关系表）字段名字段类型字段说明非空数据类型备注idint记录标志int主键，自动增长userIdint监测人员int外键t_ monitor _emp(id)terminalIdint终端int外键t_terminal(id)monitAreaIdint监测点int外键t_monitor_area (id)4.3.3 数据库物理设计数据库物理设计是根据特定数据库管理系统所提供的多种存储结构和存取方法等依赖于具体计算机结构的各项物理设计措施，对具体的应用任务选定最合适的物理存储结构、存取方法和存取路径等，这一步设计的结果就是“物理数据库” 。本系统的数据库物理模型，如图4-3-2所示。图4-3-2 数据库物理模型图第5章 系统实现5.1系统登录登录页面：考虑到系统的安全性，用户必须凭借正确的帐号和密码登录系统后才能进行一系列操作，因此将登录页面作为系统的首页面。登录页面，如图5-1所示。 图5-1 系统登录页面功能实现：根据用