信息化条件下生产型企业实时数据采集系统设计与实现

1、信息化条件下生产型企业实时数据采集系统设计与实现摘要：介绍了一个基于WinCE开发的实时数据采集系统，该系统集成了无线数据传输、条形码打印与读取、照片拍摄等功能，满足了企业的迫切需求，是两化（工业化、信息化）融合在企业实践中的最新体现。关键词：两化融合；数据采集系统；WinCE；WCF；MVC0、引言随着两化融合在生产型企业中的不断推进，以信息化带动工业化、以工业化促进信息化已不再是一句口号。尤其是在生产设备自动化程度较高，需要实时获取大量生产信息的高科技企业，迫切需要一套适合企业实际需求的实时数据采集系统来记录并且统计分析庞大的数据信息，以便技术人员对设备的运行状态进行实时跟踪与反馈。该系统

2、需要一个能在复杂环境下正常工作的硬件载体。数据记录点可能会处于高温、高空、电磁干扰比较强的环境中，这就要求使用的手持终端耐热、耐摔且自带的无线网卡抗干扰能力较强。为保证数据的实时传输，需要在记录点附近做到无线网络的全覆盖。由于使用该系统的用户为一线员工，系统的操作步骤需要尽可能地简化，并且要具有较强的容错能力。1、开发环境根据系统的实际需求，分别采用MotorolaMC55A作为手持终端来进行数据采集，数据采集程序需要在Win-dowsMobile6.5操作系统中运行，调试时使用Active-Sync软件实现PC与手持终端的连接。而WEB客户端使用ASP.NET平台开发，降低了代码编写的难度，

3、缩短了开发周期。使用SQLServer2008作为系统数据库。2、系统体系结构设计本系统由两个相对独立的子系统组成，分别是手持终端客户端程序和WEB客户端程序。手持终端数据采集程序主要用来进行数据的实时记录与上传，包括读取条形码、拍摄照片、上传采集数据、查询可点检项。而WEB客户端程序则进行条形码的设置与打印，以及对采集来的数据进行统计分析等操作。图1为系统总体模块设计图。条形码设置每台需要进行数据采集的设备按照一定的规则编号，将此编号用条形码的形式打印出来，并将其粘贴在需要进行数据采集的设备相应部位。读取条形码手持终端可以读取粘贴到设备相应部位上的条形码中包含的信息，并通过WCF服务与服务器

4、端进行数据交互，返回需要记录的数据字段。2.1 拍摄照片如遇数据出现异常，为方便工程师日后进行异常分析，可以将异常记录点状态通过照片保存至FTP服务器上，如图2所示。上传采集数据系统可以定时检测当前无线信号覆盖情况，当无线网速良好时，将缓存在手持终端中的数据上传至数据库中2.2 查询可采集项可以查询哪些设备已经超出了数据采集的最大间隔时间，提示用户及时进行数据采集工作，保证记录的完整性。2.3 数据报表将采集到的数据加以整理并使其可以按照不同的查询条件进行查询，最后以报表的形式展现在WEB端。2.4 图片处理可以对数据库中保存的异常记录点状态照片进行查询、下载等操作。3、系统实现3.1 系统建

5、模通过PowerDesigner工具来建立系统数据库模型，使用officevisio软件来建立系统时序图和流程图来方便程序员更好地理解业务流程。为了减少系统设计上的风险和错误，使用户能够感受到实际的系统，也使开发者能够快速地构造出系统的框架，于是采用原型模型进行系统的开发。这提高了项目的开发效率并且缩短了开发周期，使开发出的软件能够最大化地满足用户的实际需求。手持终端程序手持终端查询涉及到读取条形码和断点续传等技术。由于MotorolaMC55A是摩托罗拉专为企业应用而开发的移动操作终端，其自带的barcode第三方组件，功能强大，可以对多种格式的条形码甚至二维码进行扫描与识别。数据采集程序的

6、关键功能就是扫描每台设备上的条形码，通过不同的条形码来定位设备的不同区域与该设备所处的状态，返回需要点检的字段，实现数据的实时采集操作。在系统的实际推广过程中，由于无线信号可能受到某些强功率设备的干扰，因此在上传照片中必须使用断点续传技术。断点续传，顾名思义就是在文件传输过程中由于网络中断或者其它原因造成传输中断，这时文件只传输了一部分，在下次传输时能够接着前面的传输进度继续进行上传操作，而没有必要重头开始上传下载。断点续传的使用可以节省文件的传输时间，提高文件上传的成功率。系统使用了定制的全屏数字键盘。系统正式发布前输入数据时调用的是WindowsMobile自带的拼音键盘，试运行时根据用户

7、的反馈，发现此输入法键盘按键小且除了数字键和小数点键外其它按键在数据录入时不被使用。由于按键小极易导致输入数据错误，且输入不方便，于是开发了全屏数字键盘。数字键盘的使用极大地方便了用户操作该系统输入数据，提高了系统的易用性，并且避免了不必要的输入错误。由于采集操作可能是多台手持终端同时进行，这就需要使用WCF服务来提高系统的并发处理能力。为方便日后的数据追溯，可以在保存数据时连同手持终端的MAC地址和服务器时间等一起保存。为保证数据的唯一性，使用GUID（全球唯一标识符）作为数据的主键。3.2 Web端程序Web客户端程序使用了目前流行的MVC框架。MVC模式是种软件架构模式，它把软件系统分为

8、3个部分：模型(Model)、视图(View)和控制器(Controller)。MVC模式最早由TrygveReenskaug在1974年提出，是施乐帕罗奥多研究中心(XeroxPARC)在20世纪80年代为程序语言Smalltalk发明的一种软件设计模式。MVC模式的目的是实现一种动态的程序设计，使后续对程序的修改和扩展简化，并且使程序某一部分的重复利用成为可能。除此之外，此模式通过对复杂度的简化，使程序结构更加直观。软件系统通过对自身基本部分进行分离的同时也赋予了各个基本部分应有的功能。由于MVC中视图层和业务层是分离的，这样就允许更改视图层代码而不用重新编译模型和控制器代码，提高了系统的

9、扩展性与可维护性。为了提高程序兼容性，WEB客户端程序引入了jQuery库ojQuery是美国JohnResig于2006年创建的一个开源项目它的主旨是：以更少的代码，实现更多的功能(Writeless,domore)。使用jQuery库，可以很方便地获取和修改页面中的某些元素，方便快捷；可以使页面的表现层与功能层开发分离,这样开发者就能更多地专注于程序的逻辑与功效的开发；其操作页面的样式可以很好地兼容各种浏览器；使用大量的插件来完善页面的功能和效果,如表单插件、UI插件、图片显示插件等,这些插件的使用极大地丰富了页面的展示效果；其与Ajax技术的完美结合,使得程序可以异步读取服务器数据。4、结语本系统是一套适合企业实际需求的实时数据采集软件。该系统的应用为