毕设论文论文 李欢

1、华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）机房用电可靠性辅助分析系统设计摘 要电力部门的设备供电科学分配与管理是系统高效运转的重要保障，而当今时代计算机技术的飞速发展给我们工作和生活带来了巨大的变化，也给各个领域带来了全新的发展机遇与挑战，各行各业都进行或面临着智能化的改造。 对于机房用电设备管理而言，使用计算机进行控制、监测、统计与分析是智能化改造的核心。基于通讯和数据采集技术，建立在电力系统中的硬件监控网络之上，具有监控、管理、数据统计与分析功能的软件系统，能为机房用电可靠性辅助分析提供极大帮助，从而保证设备故障及时发现、更促进设备供电科学分配与管理，是保证科学分配管理机房设备的重要措施。所

2、以研究设计此软件系统具有重要意义。 本课题研究建立在用电设备监控网络的网络结构与拓扑分布之上，能对各用电设备状态、数据进行监测、采集、存储、统计、查询、控制等从而实现智能化管理、分析的计算机软件。软件对各用电设备及其数据进行建模并使用开源的MySQL 5.6 数据库管理系统创建对应的数据库，再通过.NET 2008 在程序中对数据库中数据进行增改查等操作，从而实现对数据与操作记录等信息的存储、查询、统计等功能。 本软件在机房用电设备管理与可靠性分析中具有重要实际价值，对用电设备智能化改造具有启示作用，并可在实际应用中不断发展完善。本程序架构思路清晰，操作简单，灵活性好，运行稳定，也可对其他类似

3、软件的开发有所启示和指引。 关键词：机房用电；辅助分析；.NET；MySQL I华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）THE DESIGN OF RELIABILITY ANALYSIS OF ELECTRICAL ROOMSYSTEMAbstractThe electric power department equipment supply scientific allocation and management is an important guarantee for efficient operation of the system, and the rapid developmen

4、t of todays era of computer technology has brought about great changes to our work and life, but also to the various fields brings new opportunities and challenges, all industries are facing transformation or intelligent.For room electrical equipment management, uses the computer to carry on the con

5、trol, monitoring, statistics and analysis is the core of intelligent transformation. Communication and data acquisition technology based on hardware monitoring network, established in electric power system, the software system has monitoring, management, data statistics and analysis function, can us

6、e electric reliability analysis provide great help for the computer, thereby the equipment fault detection, promote equipment supply scientific allocation and management, is an important measure to ensure scientific distribution management of the engine room equipment. So it is very important to res

7、earch and design the software system.This research based on the network topology structure and distribution of electrical equipment monitoring network, to the electrical devices, data monitoring, acquisition, storage, statistics, query, control, which can realize intelligent management, analysis of

8、computer software. MySQL software for all electrical equipment and data modeling and the use of open source 5.6 database management system to create the database, and then through the.NET 2008 in the procedure of the data in the database is increasing to search and other operations, so as to realize

9、 thedata and operation record and other information storage, query, statistics and otherII华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）functions.The software used important practical value has an analysis of equipment management and reliability in the room, with implications for electric equipmentintelligent transformation,

10、 and continued development in practical application toimprove. The program structure is clear, simple operation, good flexibility,operation, also can enlighten and guide to other similar software development.stableKeywords:assisted analysis; .NET; MySQIII华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）目 录摘要 ITHE DESIGN OF RELI

11、ABILITY ANALYSIS OF ELECTRICAL ROOM SYSTEMIIAbstractII目录11 绪 论11.1 机房用电可靠性辅助分析系统背景及意义11.21.3本课题研究现状错误!未定义书签。本课题的主要内容及章节安排错误!未定义书签。2. 机房用电监控分析系统系统结构错误!未定义书签。设备监控网络与通信网络错误!未定义书签。控制监控终端软件系统43. 开发环境及系统设计63.1 VS .NET 体系63.2 C#语言73.3 MySQL 相关基本概念83.4 系统概述93.5 系统需求分析93.6 系统结构及流程104 数据库分析144.14.24

12、.3数据库需求分析14数据库概念结构设计15数据库逻辑结构设计174.4 表单的依赖关系195 系统模块详细设计5.45.5用户登陆设计21系统入口设计21机房列表设计22机房详细信息22设备详细信息23华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）设备告警信息24设备值记录查询24操作记录查询256 测 试276.1 模块测试276.2 整体测试276.3 系统的可靠性28结 论29参考文献30附录 部分相关程序代码32device.cs32FormMain.cs36FormLogValue.cs38致谢41华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）1 绪 论

13、1.1 机房用电可靠性辅助分析系统背景及意义在信息飞速发展的时代，我们对计算机网络的应用范围越来越广，我们日常生活中也越来越离不开计算机网络，而计算机机房则是信息数据传输的核心。一旦机房运行出现故障，对个人、企业、社会的影响是非常巨大的。机房内放置重要的数据处理设备、存储设备、网络传输设备及机房保障设备。在日趋大型化、复杂化的现代计算机机房，机房故障也变得日趋复杂多变，如何保障管理人员能够对机房运行环境的突发故障进行及时有效的处理，是机房系统运行和控制中的一个重要研究课题。现代企业的经营特点， 可以说是信息凝聚型的。信息是资源，而且是关系到企业效益和发展的重要资源。机房。是现代企业信息管理的中

14、心，日常经营管理活动、业务流程、客户关系等都依核于信息的产生、流转、存储和访问。机房设备特别是系统服务器、交换机、路由器等的正常运转是维持企业信息流畅的基本保证。因此建立实用化的机房用电监控系统与辅助分析系统，对实现机房用电的合理安排有着非与故障快速恢复常重要的意义。机房用电可靠性辅助分析系统，需要建立在用电设备监控网络的网络结构与拓扑分布之上。整体系统上，主要由信号采集设备、信号传输和中央监控管理设备、以及终端的统计分析软件构成。整个辅助分析工作由数据采集工作与数据存储与查询分析终端组成，而数据采集工作又由调度室使用计算机监控软件对通过用电设备监控网络采集到的数据进行记录存储，处理和分析，从

15、而达到对机房用电设备进行用电情况分析进而达到机房用电可靠性分析。1.2 本课题研究现状对于监控网络的拓扑结构问题，周小淳在浅谈电力设备远程监测控制系统的设计中指出远程监控可以基于分布式网络进行控制，并给出了具体网络拓扑。其中主要设备为： 数台线路监控仪、一台 IBM PC 586 微机或工业控制机、一个网络通口、一个调制解调器。其中线路监控仪主要针对电网三相监视、测量和控制。关于实时数据库技术问题，张宏杰 ，耿多在机房监控系统方案及关键技术中指出提出了一体化网络设备、环境设备和应用系统采集的机房监1华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）控系统方案。基于该方案对机房监控系统网络设备的拓扑搜索算

16、法、实时数据库技术、工作流技术和告警模式定义及多种输出技术进行了详细的阐述,最后通过在性进行了验证。电力调度通信中心的应用,对机房监控系统的有效性、科学关于保障机房用电设备的安全可靠性的问题，叶沉在价值工程中描述了机房用电化智能管理方案可实现机房内路由器、交换机、UPS 不间断电源等重要的用电设备进行远程监测、控制和分析,从而对其进行在线监测,进而实现数据挖掘、决策分析和安全预警。1.3 本课题的主要内容及章节安排本文提供对上述系统中终端监控软件部分的设计开发和实现。通过VS .NET 2008 体系下的 C#语言，结合 MySQL 5.6 数据库管理系统搭建应用软件平台。软件对各用电设备及其

17、数据进行建模并使用 MySQL 5.6 数据库管理系统创建对应的数据库进行对应数据信息的存储管理，又通过.NET 2008 在程序中对数据库中数据进行操作调用，从而实现对数据与操作记录等信息的存储、查询、统计，进而在软件应用层开发了一个具有登入功能、机房及设备管理功能、设备用电情况实时监测功能、监测数据记录查询功能、阈值报警功能为一体的 Windows 窗体界面型的机房用电可靠性辅助分析系统应用软件，来模拟实现对机房用电设备的管理与实时监控与相关统计管理。 2华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）2. 机房用电监控分析系统2.1 系统结构机房用电可靠性分析系统整体由硬件系统和软件系统两部分构

18、成，可具体分为控制监控终端、通信网络、与设备监控网络（由具体用电设备与监控传感及采集器组成）。终端通过通信网络与设备监控网络进行连接，一方面接收其传入的采集到的数据信息，一方面向其传递控制信号。其中设备监控网络中，用电设备可包括被监控的所有用电设备，而传感其包括电压、电流、功率探测采集器。通信网络部分，可由电缆或光缆组成的有线传输网及/或无线传输网构成的传输线路组成。整个系统由相应感应探测器在设备运行侧的监控网络中采集到数据，通过有线或无线传输方式传送到终端监控中心进行分析与处理并记录保存以供后续查询与统计分析。同时，也可以由终端控制中心发出相应指令信息， 对用电设备进行控制。从而实现机房用电

19、的监控与分析，从而达到对机房用电设备进行用电情况分析进而达到机房用电可靠性分析。 系统结构图如图： 图 2-1 系统整体结构图 系统监控信息流向图：图 2-2 系统监控信息流向图系统控制信息流向图：图 2-3 系统控制信息流向图其中软件部分处于整个机房用电可靠性辅助分析系统的核心区，负责收集存储与整理监控网络传来的监控数据，并根据用户指令负责向设备网络下3华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）达控制指令信息。其他如人员模块、记录查询模块、机房管理模块、设备管理模块、监测模块等也都处于软件部分。其中软件各模块职责概述如下：在人员模块中，管理机房设备操作人员信息，提供系统用户登入平台并根据当前登

20、入用户记录操作数据中的操作人信息；在监测功能模块中，可显示当前各设备状态信息与实时电流电压等信息，并可根据每个设备的实时电流电压进行监测报警；在统计功能模块中统计出各设备记录的电流电压等信息；在查询功能模块中，可以管理机房、设备等信息；在控制功能模块中，可由用户对设备进行开关等操作控制，并且这些操作会作为日后分析统计的数据存储入数据库中。 2.2 设备监控网络与通信网络设备监控网络中，包括被监控的各用电设备、电压、电流、功率传感器、综合各部分数据并传输至通信网络的采集器。其中传感器包括电压、电流及功率的传感器，负责采集未经过任何处理前的最原始模拟信号数据，各传感器将数据传入采集器进行进一步处理

21、。而其中采集器中数据采集流程可采用如下方式：1. 从模块读数据、采样，得到生数据 2. 五次采样，平滑处理、去掉最大最小，三次平均值作为实时数据 3. 评估，如果不合理，废弃此数据，继续采样 4. 数据和状态向通信网络传输，将数据值、时标、状态一并存入数据表。通信网络部分可由电缆或光缆组成的有线传输网及/或无线传输网构成的传输线路组成。其中通信规约部分可采用如下通信规约：整体采用 8000 系列模块通信规约。底层通信可使用 R232R485 模块，无需回应处理，或使用 USB R485 模块，需回应处理。读指定模块指定通道数据可使用#100-#107 电流模块、 #110-#117 电流模块、

22、#120-#127 电流模块、#130#137 电流模块。2.3 控制监控终端软件系统终端部分中划分为以下几个模块：人员模块、监测模块、统计功能模块、查询功能模块、控制功能模块。其中人员模块管理机房设备操作人员信息，提供系统用户登入平台并根 据当前登入用户记录操作数据中的操作人信息；在监测功能模块中，可显示 当前各设备状态信息与实时电流电压等信息，并可根据每个设备的实时电流 电压进行监测报警；在统计功能模块中统计出各设备记录的电流电压等信息；在查询功能模块中，可以管理机房、设备等信息；在控制功能模块中，可由4华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）用户对设备进行开关等操作控制。 5华北电力大学

23、科技学院本科毕业设计（论文）3. 开发环境及系统设计本应用软件是基于VS .NET 2008 体系下的C#语言与MySQL 5.6 开源数据库管理系统搭建的应用软件开发平台，以 C#作为前台开发工具，数据库采用 MySQL 5.6，开发的监控管理类应用软件，实现对机房设备的管理与设备实时电流电压等运行状况的监控。对此需要对这两套开发平台及其运行环境作基本的了解与熟悉。3.1 VS .NET 体系Visual Studio .NET 2008 是微软公司开发的一套完整的开发工具集，它提供了在设计、开发、调试、和部署 Web 应用程序、XML Web Services 和传统客户端应用程序时所需的

24、工具。本课题中使用其开发传统客户端应用程序的部分。.NET 全称为 Microsoft .NET，是一个新的开发平台，.NET Framework 是其核心部分。其中，C#、VB（Visual Basic）、C+等开发语言一起被集成到.NET 平台中，以统一的用户界面与安全机制为开发人员提供服务。.NET 框架现主要由以下几部分组成：多种语言的编译器： C#、Visual Basic、C+等；框架类库（Framework Class Library, FCL）：由很多相关互联的类库组成，支持 Windows 应用程序.Web 应用程度.Web 服务和数据访问等的开发；公共语言运行库（Commo

25、n Language Runtime, CLR）是处于 .NET Framework 的面向对象的引擎,其将各种语言编译器生成的中间代码编译为执行应用程序所需要的原生码 (native code)。.NET 框架主要包括下列两个组件部分： 公共语言运行库和 .NETFramework 类库。公共语言运行库是 .NET Framework 的基础，可以将运行库看作一个在执行时管理代码的，它提供内存管理、线程管理和远程处理等核心服务，并且还强制实施严格的类型安全以及可提高安全性和可靠性的其他形式的代码准确性。其中代码管理的概念是运行库的基本原则。以运行库为目标的代码称为托管代码，而不以运行库为目标

26、的代码称为非托管代码。.NET Framework 的另一个主要组件类库，是一个综合性的面向对象的可重用类型集合，可以使用它开发多种应用程序，包括传统的命令行或图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）应用程序，也包括基于 ASP .NET所提供的最新创新的应用程序（如 Web 窗体和 XML Web services）。6华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）3.2 C#语言C#语言从 C/C+语言发展而来，但又结合引入了许多现代编程语言中的高级概念与特性，更抽象从而更易于使用也更灵活。它汲取了包括 C+、Java、Delphi 在内的多种语言精华，是一种简单

27、易学、类型安全和完全面向对象的高级程序设计语言。C#的设计目标即为在继承 C/C+强大功能的用时，兼有 RAD（快速应用程序开发）语言的高效性。作为.NET 的核心编程语言，c#充分享受了上一节介绍的 CLR 所提供的优势，能够与其他应用程序方便的集成和交互。下面是对它几个突出特点的描述：1. 语法简洁：C#取消了指针、也不定义繁琐的伪关键字；它使用有限地指令、修饰符合操作符，语法上几乎不存在任何冗余，整个语言结构十分清晰。初学者通常能够快速掌握 C#基本特性，而 C/C+程序员转入 C#则几乎不会有什么障碍。2. 完全面向对象：C#具有面向对象的语言所应有的基本特性：封装、继承和多态性。它禁

28、止多继承，禁止各种全局方法、全局变量和常量。C# 以类为基础来构建所有的类型，并通过命名空间对代码进行层次化的组织和管理。许多精巧的对象设计模式都在 C#语言中得到了有效的应用。3. 与 Web 紧密结合：借助 Web 服务框架，C#使得网络开发和本地开发几乎一样简单。开发人员无需了解网络的细节，可以用统一的方式来处理本地的和远程的 C#对象，而 C#组件能够方便的转为 Web 服务，并被其他平台上的各种编程语言调用。4. 目标软件的安全性：C#符合通用类型系统的类型安全性要求，并用CLR 所提供的代码访问安全特性，从而能够在程序中方便的配置安全等级和用户权限。此外，垃圾收集机制自动管理对象的

29、生命周期，这是的开发人员无需再负担内存管理的任务，应用程序的可靠性进一步得到提高。5. 版本管理技术：C#语言中内置了版本控制功能，并通过接口和继承来实现应用的可扩展性。应用程序的维护和升级更加易于管理。6. 灵活性与兼容性：C#中允许使用非托管代码来与其他程序（包括COM 组件、WIN32API 等）进行集成和交互。它还可以通过委托（delegate）来模拟织针的功能，通过接口来模拟多继承的实现。C#语言是上节中介绍的 Microsoft推出的新一代集成开发环境 VisualStudio .NET 中的主要语言，开发人员能够方便的通过 C# 在 VisualStudio .NET 上创建、调

30、试、以及发布程序，从而快速的构建各类.NET 应用。7华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）3.3 MySQL 相关基本概念MySQL 是一个开源的数据库管理系统。一个数据库是一个结构化的数据集合。它可以是从一个简单的销售表到一个美术馆、或者一个社团网络的庞大的信息集合。当需要添加、访问和处理存储在一个计算机数据库中的数据时，便需要一个如 MySQL 这样的数据库管理系统。自从计算机可以很好的处理大量的数据以来，数据库管理系统就在计算机处理中与独立应用程序或其他部分应用程序一样扮演着一个重要的角色。而软件开发界对软件的认知也由从前的以流程为中心转变为现在的以数据为中心。MySQL 是一个关系

31、数据库管理系统。关系弄数据库把数据存放在分立的表格中，这比把所有数据存放在一个大仓库中要好得多，这样做将增加程序访问的速度与灵活性。MySQL 中的 SQL 代表 Structured Query Language（结构化查询语言）。SQL 是用于访问关系型数据库最通用的标准语言，它由 ANSI/ISO 定义的SQL 标准作为业界标准。SQL 标准发展自 1986 年以来，已经存在多个版本： SQL-86，SQL-92，SQL:1999，SQL:2003，其中 SQL:2003 是该标准的当前版本。MySQL 服务器是一个快的、可靠的和易于使用的数据库服务器。MySQL 服务器还包含一个由用户

32、紧密合作开发的实用特性集。MySQL 服务器原本就是开发比已存在的数据库更快的用于处理大的数据库的解决方案， 并且已经成功用于高苛刻生产环境多年。尽管 MySQL 仍在开发中，但它已经提供一个丰富和极其有用的功能集。它的连接性、速度和安全性使 MySQL 非常适合访问在 Internet 上的数据库。MySQL 服务器工作在客户/服务器或嵌入系统中，MySQL 数据库服务器是一个客户/服务器系统，它由多线程SQL 服务器组成，支持不同的后端、多个不同的客户程序和库、管理工具和广泛的应用程序接口。MySQL 也可以是一个嵌入的多线程库，可以被连接到应用中而得到一个小、快且易于管理的产品。MySQ

33、L 是一个小型关系型数据库管理系统，开发者为瑞典 MySQL AB 公司。在 2008 年 1 月 16 号被 Sun 公司收购。而 2009 年,SUN 又被 Oracle 收购.对于 Mysql 的前途,没有任何人抱乐观的态度.目前 MySQL 被广泛地应用在 Internet 上的中小型网站中。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低， 尤其是开放源码这一特点，许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了 MySQL 作为网站数据库。8华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）3.4 系统概述电力部门的设备供电科学分配与管理是系统高效运转的重要保障，对于机房用电设备管理而言，使用计算机进行控

34、制、监测、统计与分析是智能化改造的核心。 本系统提供一套具有监控、管理、数据统计与分析功能的机房用电监控管理模拟软件作为机房用电可靠性辅助分析系统，为机房用电可靠性辅助分析提供帮助。 在监测功能模块中，可显示当前各设备状态信息与实时的电流电压等信息（系统模拟产生这些实时数据），并可根据每个设备的实时电流电压与其设定的正常阈值范围在超出阈值时进行实时报警；在统计功能模块中系统可以统计并记录各被监控设备的电流电压等信息以及用户操作时的操作记录； 在查询功能模块中，可以管理机房、设备等信息并查询各设备电流电压及操作记录等信息的记录；在控制功能模块中，可由用户通过图形界面对设备进行开关等操作控制并且这

35、些操作及相关人员信息会被传给记录模块进行存储记录；在人员模块中，系统管理机房设备操作人员信息，提供系统用户登入平台的功能并提供控制模块当前登入用户以供其作为记录操作数据中操作人信息的数据。 本监控系统采用以下环境开发：操作系统：Windows XP/Windows 7/Windows 8开发工具：Microsoft Visual Studio 2008数据库环境：MySQL 5.63.5 系统需求分析（1）信息需求系统包括如下需处理、存储的信息：人员信息：姓名、登陆名、登陆、性别、年龄、职责机房信息：机房名、机房位置、机房负责人（对应人员信息中人员） 设备信息：设备名、设备具置、所在机房（对应

36、机房信息中机房）、运行状态、正常电压电流范围电压电流功率等记录信息：值、记录时间、对应设备（对应设备信息中设备）、类型（电压、电流、或功率）报警信息：时间、报警机房（对应机房信息中机房）、报警类型（电压或电流）、报警值9华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）操作记录信息：操作人（对应人员信息中人员）、操作类型（开或关）、操作时间、操作设备（对应设备信息中设备）（2）功能处理需求系统具有如下功能需求：对机房信息的查询管理对设备信息的查询管理对设备的控制操作设备电压电流等信息的统计、展示与查询 设备运行状态的监测，超出阈值时进行告警人员登入功能关于本系统介绍的模块（3） 运行环境需求1. 软件环

37、境开发语言：Visual Studio C#数据库：MySQL 5.6操作系统：Windows XP/Windows 72. 硬件环境CPU：Intel Pentium(R) 4 以上内存：256M 或更大硬盘：20G 或更大3.6 系统结构及流程本系统为 Visual Studio 2008 前台应用程序结合MySQL 5.6 数据库的 C/S（Client / Server）架构的开发模式，采用简单 3 层模式进行开发。由于采用比较先进的 C#作为开发语言，程序的代码及结构都得到了优化，同时又能提高程序的运行效率。本系统采用 MySQL 数据库，开发人员可很方便地建立与数据库的连接，并在此

38、基础上，利用各种常用数据组件对数据库进行操作。 系统分层如下： 10华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文） 图 3-1 系统分层图 如图中所示，整个 C/S 架构的系统从数据库到应用逻辑再到前台界面可以分为四层。其中 MySQL 数据库层由 MySQL 数据库提供，通过 TCP/IP 网络传输接口与 C#中针对 MySQL 提供的 ODBC（Open Database Connectivity）库进行连接交互。而上层应用逻辑层（也就是本应用开发的业务逻辑所在的主要区域），则通过使用 ODBC 库函数与数据库进行交互从而达到数据的存储与查询。整个应用程序对用户则暴露出图形化用户交互界面以供用户

39、方便快捷地使用。 其中，就应用逻辑层而言，其架构框图如下： 图 3-2 应用逻辑层架构框图 另一方面，系统中需解决的核心技术问题之一便是如何通过最合理的方式对数据进行存取查询操作，本系统对数据存取的操作流程如下图所示： 图 3-3 系统数据存取操作流图 11华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）3.7 系统功能模块划分根据本系统的功能需求分为对机房信息的查询管理、对设备信息的查询管理、对设备的控制操作、设备电压电流等信息的统计展示与查询、设备运行状态的监测，超出阈值时进行告警、人员登入功能、关于本系统介绍的模块，系统的需求功能用例说明图如下：图 3-4 系统功能用例图12华北电力大学科技学院

40、本科毕业设计（论文）13华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）4 数据库分析4.1 数据库需求分析在设计数据库结构时，应尽可能满足前述系统功能需求，同时需避免产生冗余数据。在本监控系统中需采集较多信息，包括人员信息，设备信息等， 需合理有效组织数据表的结构以及合理设置每张表说包含的字段。根据所收集的信息，可对数据归纳分析如下：每名人员对应有其负责的机房 每个机房有其下拥有的多台设备每个设备下有其对应的电流电压等值的记录与操作历史的记录报警信息有其对应的操作人与设备根据上述数据间的对应及依赖关系，可以确定出数据库中所包含的数据表应如下：人员：姓名、登陆名、登陆、性别、年龄、职责机房：机房名、机

41、房位置、机房负责人（对应人员信息中人员）设备：设备名、设备具行状态、正常电压电流范围置、所在机房（对应机房信息中机房）、运电压电流功率等记录：值、记录时间、对应设备（对应设备信息中设备）、类型（电压、电流、或功率）报警：时间、报警机房（对应机房信息中机房）、报警类型（电压或电流）、报警值操作记录：操作人（对应人员信息中人员）、操作类型（开或关）、操作时间、操作设备（对应设备信息中设备）14华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）4.2 数据库概念结构设计根据数据库需求分析的结果，可以确定并概括出程序中所包含的实体及实体间的关系，为后续的数据库逻辑结构设计提供指导。根据系统需要，可归纳出的实体有

42、人员实体、设备实体、机房实体、操作记录实体、值记录实体、告警记录实体，各实体及其对应关系如下。登陆时候的人员的以下信息均从数据库中提取，用户名和和数据库中的信息匹配才能进入主界面。的输入均图 4-1 人员 ER 图设备的名称，位置，所在机房均为 device 类的字段。其运行状态是可以人工控制的。图 4-2 ER 图在数据库中存有所有机房的所有负责人，名称和位置。15华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）图 4-3 机房ER 图操作记录包括操作人在什么时间，操作了什么设备，均会存储在操作记录中。以便工作人员分析。图 4-4 操作记录 ER 图若是只查询对应的实时电流，电压，功率值时，通过设备

43、的 ID 号找到对应的数据库，进而查看数据详情。图 4-5 值记录 ER 图16华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）图 4-6 告警记录 ER 图4.3 数据库逻辑结构设计数据库逻辑结构的设计主要是用于为最终确定出的数据库中所需的各种信息表以及每一张表中所包含的字段。数据库的概念结构设计完成后，便可根据所归纳的 E-R 图列出所需要的数据表信息，所有表名称及描述如下表所示。下面对各个表的结构进行分别介绍：1.人员信息表。用于存储人员信息，具体包括用户姓名、登陆用户名、登陆、性别、年龄、负责机房信息等相关信息。具体如下图：图 5-7 人员信息表2. 设备信息表。用于存储各用电设备。其具体信息

44、包括：设备名、设备具17表 名 称表 说 明device设备数据库表 machine_room机房数据表 operation_log操作记录 user管理用户 value_log电压 warn_log报警记录 华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）置、所在机房、运行状态、正常电压电流范围。如下图：图 5-8 设备信息表3. 值记录表。用于记录各设备各时间电压电流等的采样值。具体包括如下字段：值、记录时间、对应设备、类型（电压、电流、或功率）。如下图：图 5-9 值记录表4. 操作记录表。其中存储各用户对设备进行的操作（对应人员信息中人员）、操作类型（开或关）、操作时间、操作设备（对应设备信息

45、中设备）。如下图：图 5-10 操作记录表5. 报警记录表。其中存储各次报警的详细信息：报警时间、报警设备、报警类型（电压或电流）、报警值。如下图：18华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）图 5-11 报警记录表4.4 表单的依赖关系一般情况下，数据库中所包含的表都不是独立存在的，而是表与表间存在一定的依赖关系，称为“关系”。根据本系统的实际情况，在数据库各表间建立和设置表间依赖关系。机房表中的负责人信息依赖于人员表 设备表中的所属机房信息依赖于机房表值记录表中的设备信息依赖于设备表操作历史记录中的设备信息依赖于设备表报警信息中的操作人信息依赖于人员表 报警信息中的报警设备信息依赖于设备表

46、19华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）20华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）5 系统模块详细设计5.1 用户登陆设计用户打开本应用时，需要先登陆。在登陆信息提交时，会将用户输入的用户名与与数据库 user 表中的用户信息进行对比，输入 10 位以内的字符，如果用户没有输入用户名或，分别给予提示，如果用户输入的用户名不存在，提示用户名不存在，如果用户名存在，但不正确，提示都输入正确（与数据库中 user 表中某不正确，只有当用户的用户名与一条时，才允许登入进入主界面。用户登陆界面如下：图 6-1 用户登陆界面5.2 系统入口设计系统主界面及菜单设计如图所示，其中主要包括欢迎界面区与菜

47、单栏区。各功能模块（如设备管理、机房管理、记录查询等）多数由菜单区中的菜单项进入。图 6-2 系统主界面21华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）5.3 机房列表设计点击设备，会出现机房管理一列。之后就进入机房列表界面。机房列表界面用于展现数据库中存储的各机房，并允许用户点击按钮进行进一步的详情查看。在数据库中根据不同的功能用处存储各个机房。各个机房又在数据库中存储其详细数据。图 6-3 系统机房列表界面5.4 机房详细信息机房列表界面中只列出了机房的简要信息，并提供了进入详细界面的入口，而机房详细信息界面则列出机房所有详细信息，如机房名称，位置，负责人，规格都是 machineRoom 类

48、的字段。所以检测某设备运行详情的时候会显示出该设备所在的机房的具体信息，选中某一设备并列出从数据库中device 表中选取的属于该机房的设备的详情。如下图：22华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）图 6-4 机房详细信息界面5.5 设备详细信息设备详细信息界面中列出了设备详细数据，该设备的具置电流电压的安全域以及设备状态均为 device 类的字段，设备的状态是关的时候，计时器关闭以及设备的实时电压、电流、功率均显示为 0，设备的状态是开时图 6-5 设备详细信息界面候，计时器开启式并提供了设备的实时电压、电流、功率值。其值的变化频23华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）率是 1000

49、ms/次，并提出了操作设备的入口（开启设备、关闭设备）。5.6 设备告警信息当设备的实时电压、电流低于或高出数据库中 device 表中对应设备的行存储的正常范围阈值时，则会自动给出告警，同一类型的告警只会显示一次，告警窗口如下：图 6-6 设备告警窗口5.7 设备值记录查询设备运行时，设备对应的电压、电流值会存入到数据库中记录下来，当从主界面的记录中选择查看电流，电压，功率则会显示如下窗口，设备的型号是存储在数据库中，如选中设备 308-1，点击查询的时候可以从 Mysql 中找到该设备的 ID 号从而可以在记录界面中查看指定设备的电流、电压等值，窗口如下：24华北电力大学科技学院本科毕业设

50、计（论文）图 6-7 值记录查询界面5.8 操作记录查询用户在设备详细信息界面中对设备进行开启与关闭操作时，系统会将相关数据记录至数据库中 operation_log 表中，从而在操作记录查询界面中可以查询。界面窗口如下：图 6-8 操作记录查询界面25华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）26华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）6 测 试测试是程序设计的重要环节，为了进一步规范测试工作，为软件测试工作提供详细的指引，以提高软件开发工作的质量，制定测试规范。测试在系统设计阶段有两个时期，通常在编写每个模块后做单元测试， 另一个时期是对系统的综合测试。6.1 模块测试在模块测试时主要考虑以

51、下几个方面： 模块接口； 局部数据结构； 重要执行通道； 出错处理通道； 影响上述方面的边界条件。测试时进行代码审查，从数据类型，变量声明，数据结构进行审查，然后进行功能测试，从输入一些简单的数据开始执行一遍，观测运行期间变量的变化，运行中值的变化范围。改变测试方案来变换另一个角度进行测试， 发现错误并记录，修改代码，测试条件使程序通过多层分支，判别运行结果从而完成模块测试。功能模块的具体测试内容：每一个页面的功能键、触发键、按钮、菜单、选择项功能正确； 多个页面之间切换正确：如用鼠标在不同的菜单之间切换；每个页面的表单提交是否正确；每个 Winform 窗体能否正确运行。6.2 整体测试总体

52、测试是组装软件的系统技术，本系统测试采用渐增集成测试，即测试单一模块，将测试完的模块加入系统中，进行一次系统测试，依次类推将所有模块加入系统中，在具体测试时，采用自顶向下的结合方式，从主控模块开始，沿各控制层向下移动，逐渐将所有模块结合。在测试过程中使用到调试技术，具体步骤如下：1. 采用 debug 调试语句，跟踪数据；2. 嵌入打印语句，输出中间结果；3. 利用 Visual Studio 2008 中调试工具，从调试窗口观测变量的变化；4. 设置断点，观察程序在断点附近的状况。27华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）系统功能的正确性测试步骤如下：1. 从 Visual Studio

53、2008 进入监控系统登入界面，通过输入用户信息登入系统界面开始浏览整个系统：系统设置模块、用户登入模块、监测模块、查询模块、统计模块、控制模块、关于模块，依次检查各个模块的功能。在浏览过程中查看各个模块是否可以按照预期标准实现。2. 对有写/删除操作的程序，看写/删除操作的结果是否正确。测试时应该手工打开数据库表，以检查写/删除的效果。3. 对照用户权限检查，检查权限与操作能否一致。6.3 系统的可靠性系统的可靠性评估可从以下几个方面进行： 结果正确； 运行速度； 空间利用率； 算法的可行性。 可靠性测试包括以下几个方面： 非法键容错测试 在不同的画面，不同的字段处输入非法键，被测试程序应有

54、非法键容1.错能力。测试实例：在登入页面，人员添加，设备添加等页面，如果没有按照表单要求输入信息，将弹出警告对话框。 2. 异常数据容错测试 在不同的画面，不同的字段输入异常数据，被测试程序应有异常数据容错能力。在本系统中，C#的每个主要方法都有捕获错误的语句 3. 程序负作用检查 检查退出被测试程序后应恢复到进入前的系统状态，不应影响其它程序的正确运行。 28华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）结 论机房用电可靠性辅助分析系统的开发以 Visual Studio 2008C#作为前台应用程序，MySQL 5.6 作为数据库管理系统管理数据库。本系统在机房用电可靠性辅助分析工作中可以提供重

55、要帮助，对机房用电监控分析的发展有着启示作用。它实现了机房用电监控的大部分功能需要，使机房用电可靠性分析工作更便利而有效率。 具体而言，本系统完成了如下工作： 1. 开发了思路架构清晰、功能齐全的系统软件。其中包括人员登入模块、记录查询模块、机房管理模块、设备管理模块、监测模块等，基本上实现了机房设备用电监控与辅助分析的功能。 2. 设计开发了操作简单、运行稳定的软件。用户可在设备管理界面中实时看到当前设备的运行状态与实时电压电流等信息，并可在其超出正常阈值时及时收到告警，此外，还可以通过图形化界面对设备进行开启关闭等操作从而实现模拟的控制。在统计模块中，根据设定的条件，可以查找对应设备的运行状态记