數據庫技術在裝備遠程控制系統中的應用

摘要 介紹了一種裝備遠程控制系統設計方案，論述了該系統軟硬件設計及數據庫設計。通過基于計算機網絡及關系型數據庫管理為核心，對數據庫的輸入輸出信息進行管理，完成遠程控制裝備的狀態數據處理，及時掌握裝備的狀態變化，為科學管裝提供依據。

[關鍵詞]測量裝備 遠程控制 數據庫

測量裝備站點之間距離遠且比較分散，對裝備的技術保障和管理造成很大困難。為此設計一套遠程裝備控制系統，實現對裝備的信息化管控。通過基于計算機網絡及關系型數據庫管理為核心、對數據庫的輸入輸出信息進行管理，完成遠程控制裝備的狀態數據處理，完成數據存儲、管理和維護，提高數據使用的效率和質量;另外，通過實時掌握和監測裝備在用階段內的狀態和使用情況，估計裝備壽命期內的狀態變化，為科學管裝提供依據。

1 系統總體設計

系統硬件由遠端裝備工控機、數據采集卡、本地終端計算機、中心服務器、智能交換機、磁盤陣列等組成，遠端裝備與本地終端計算機之間采用IP網絡進行數據傳輸。裝備的實時狀態信息由數據采集卡收集，傳輸給主控計算機存儲，并通過IP網絡傳輸給中心服務器，服務器對信息進行解析并存入中心數據庫，同時遠端裝備接收終端計算機的參數裝訂、變更等指令并操作。本地終端計算機主要完成裝備狀態信息接收、處理、顯示等，完成實時狀態處理與告警、裝備狀態、故障預測、處理與統計，測量數據質量處理等功能。系統硬件組成框圖如圖1所示。

系統軟件設計采用標準c/c++語言，使用微軟Visual Studi0 6.0以上進行編程，并利用ADO.NET技術開發環境。分為裝備端管控軟件、數據庫、裝備狀態處理軟件等部分，其中裝備端管控軟件運行于遠端裝備工控機上，主要完成裝備狀態信息采集、存儲、傳輸功能;參數查詢等設置功能。裝備狀態處理軟件運行在終端計算機上，完成裝備狀態信息接收、處理與顯示;向裝備發送參數設置和狀態變更指令;實時狀態處理與告警、裝備狀態、故障預測、處理與統計、測量數據質量處理、信息查詢等功能。此外還包括系統管理、維護管理等附屬功能。各終端計算機是地位相同的作業平臺，通過執行不同的系統請求而完成不同裝備的數據顯示和處理任務。中心數據庫運行在服務器上，主要負責各種數據的存儲和管理，配合終端完成各種數據的上傳、下載、查詢等工作。系統軟件功能模塊框圖如圖2所示。

2 數據庫設計

2.1 數據庫設計思想

考慮到系統數據庫安全、穩定、數據實時性要求高、數據量大的需要，系統開發采用了Oracle 11g企業級數據庫。Oracle數據庫系統憑借其強大的安全性和穩定性，具有高性能的海量數據存儲和管理能力，具有基于多線程結構的并行數據庫內核，能夠發揮附加處理器的優勢，能夠支持對稱多處理技術，具有很高的安全性，可以滿足要求。在服務器上運行的數據庫子系統具有接收裝備傳輸的狀態信息和測量數據，對指定的數據進行分類并記錄到數據庫，將數據轉發到終端計算機;支持各終端計算機對數據庫的查詢和統計;接收裝備參數設置和狀態變更等數據，并進行分類記錄等功能。

2.2 數據庫運行模式

系統采用雙工模型運行模式，系統開發采用三層結構的數據操作模式。三層架構包括表現層、業務邏輯層和數據訪問層。表現層主要解決如何將數據展示給用戶的問題，提供用戶控制入口。在理想情況下，表示層不包括任何系統的業務邏輯，其邏輯代碼僅與界面元素有關。業務邏輯層規范用戶控制邏輯，保證系統的邏輯完整性，如果涉及到數據庫的訪問，則調用數據訪問層。數據訪問層也稱為持久層，負責和應用中的各種數據源打交道，諸如Oracle的關系型數據源，以及其它種類的非關系型數據。數據訪問層將各種數據源整合，為業務邏輯層提供統一的數據服務。數據操作模式如圖3所示。

2.3 數據庫設計內容

系統的核心數據表包括裝備基本信息表、裝備層次結構信息表、參數設置表、裝備故障預測表、裝備故障統計表、裝備狀態預測表、裝備狀態統計表、裝備狀態信息表、裝備狀態處理結果表、裝備測量數據信息表、測量數據質量表、通用代碼字典表、用戶表等等。裝備的信息內容不同，以裝備ID號和信息類別碼進行區分。對于數據庫系統記錄的數據，可根據裝備種類、裝備名稱、分系統名稱、時間段等關鍵字對記錄數據進行錄入、查詢、修改、刪除等數據庫操作。建立裝備基本信息數據，主要包括：裝備基本情況、工作原理結構圖、工作數據等。對歷次發生的故障進行整理、錄入，按照異常定位或故障預測需要建立數據庫，支持故障信息的分類、錄入、修改，以形成故障數據庫資料。主要的數據庫表邏輯E-R圖如圖4所示。

3 結束語

應用數據庫技術，實現了數據信息的存儲和統一管理，消除數據冗余，維護數據一致性完整性，實現數據共享，保障數據安全，方便用戶查詢及后續分析統計，實時在線監測并判斷裝備的狀態，為裝備的任務使用提供判斷依據。

參考文獻

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