【畢業(yè)學位論文】（Word原稿）電力系統(tǒng)機房集中監(jiān)控系統(tǒng)設計及實現(xiàn)-軟件工程

摘 要 I 中圖分類號： 學校代碼： 10055 密級： 公開 碩 士 專 業(yè) 學 位 論 文 電力系統(tǒng)機房集中監(jiān)控系統(tǒng)設計及實現(xiàn) of in 要 隨著電力系統(tǒng)機房服務器、工作站及網(wǎng)絡設備的增多，各應用系統(tǒng)軟、硬件結構和功能更加復雜，各種異常報警顯著增加，甚至出現(xiàn)嚴重性故障。這要求運行維護人員對整個機房 環(huán)境及各設備運行工況進行分析判斷處理。 傳統(tǒng)的機房維護僅靠運行維護人員根據(jù)設備運行指示燈判斷設備運行情況，已不能滿足現(xiàn)代化機房監(jiān)控需求。電力系統(tǒng)機房監(jiān)控要實現(xiàn)“數(shù)據(jù)級監(jiān)視報警”，能夠全面分析系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種異常情況，通過設置嚴密邏輯的報警，確保能夠對機房內各設備的各種異常情況進行監(jiān)視，進而保證 機房的穩(wěn)定運行 。 本文對電力系統(tǒng)機房監(jiān)控現(xiàn)狀及國內外研究情況進行了研究，根據(jù)現(xiàn)有軟硬件技術，提出了一套針對電力機房實際現(xiàn)場需求的監(jiān)控系統(tǒng)方案。本文介紹了該系統(tǒng)的結構組成、模塊設計及軟硬件設計，并對該系統(tǒng)的人機界面設計及實現(xiàn)進 行了闡述 。系統(tǒng)的 子 功能 模塊包括： 機房環(huán)境模 塊 、圖像監(jiān)測模 塊； 機摘 要 動力設備監(jiān)控模塊 ； 系統(tǒng)設備以及系統(tǒng)軟件監(jiān)控模塊 ； 應用軟件系統(tǒng)監(jiān)控模塊 ； 多媒體報警信息發(fā)布模塊 ； 電話語音報警信息查詢模塊 ； 集中監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺模塊 ； 合查詢模塊 。 電力機房集中監(jiān)控系統(tǒng)可以保證電力系統(tǒng)機房設備的實時監(jiān)控，提高了系統(tǒng)設備的可靠性，也便于設備的集中管理，進一步降低了管理成本，提高了電網(wǎng)調度的運行效率。 關鍵詞： 機房，監(jiān)控，電力系統(tǒng) of of in to To of of in of on of by is of of To of to be By in of is In of on a is to of of is of of V of in of so as to of 錄 V 目 錄 第一章 緒論 . 1 第一節(jié) 系統(tǒng)研究背景 . 1 第二節(jié) 系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展 . 2 電力系統(tǒng)機房現(xiàn)狀 . 2 國內外研究現(xiàn)狀 . 2 電力系統(tǒng)機房集中監(jiān)控系統(tǒng)的新特點 . 3 第三節(jié) 系統(tǒng)研究的內容 和意義 . 4 研究內容 . 4 研究意義 . 4 第四節(jié) 論文組織結構 . 5 第二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 . 6 第一節(jié) 系統(tǒng)軟件技術支持 . 6 系統(tǒng)軟件環(huán)境 . 6 系統(tǒng)硬件環(huán)境 . 7 系統(tǒng)軟件技術支持 . 7 第二節(jié) 硬件技術支持 . 10 系統(tǒng)網(wǎng)絡構成 . 10 硬件構成及實現(xiàn) . 10 第三章 需求分析 . 17 第一節(jié) 需求獲取 . 17 第二節(jié) 功能需求 . 18 整體需求 . 18 子需求討論 . 19 第四章 系統(tǒng)設計 . 28 第一節(jié) 總體設計 . 28 系統(tǒng)體系架構 . 28 系統(tǒng)功能架構 . 29 第二節(jié) 系統(tǒng)模塊設計 . 30 機房環(huán)境、圖像監(jiān)控模塊 . 30 機房動力設備監(jiān)控模 塊 . 34 系統(tǒng)設備以及系統(tǒng)軟件監(jiān)控模塊 . 35 目 錄 應用軟件系統(tǒng)監(jiān)控模塊 . 37 多媒體報警信息發(fā)布模塊 . 38 電話語音報警信息查詢模塊 . 40 集中監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺 . 41 合查詢系統(tǒng) . 42 第三節(jié) 數(shù)據(jù)庫設計 . 43 數(shù)據(jù)庫結構設計 . 43 數(shù)據(jù)庫表結構 . 44 第五章 系統(tǒng)界面設計及實現(xiàn) . 47 第一節(jié) 界面設計的原則與標準 . 47 界面設計原則 . 47 界面設計標準 . 49 第二節(jié) 機房環(huán)境、圖像監(jiān)測界面實現(xiàn) . 49 密空調監(jiān)測界面 . 49 濕度監(jiān)測界面 . 50 水監(jiān)測界面 . 51 頻監(jiān)控界面 . 52 第三節(jié) 機房動力設備監(jiān)控界 面實現(xiàn) . 54 源監(jiān)控界面 . 54 量儀監(jiān)控界面 . 55 第四節(jié) 應用軟件系統(tǒng)監(jiān)控界面實現(xiàn) . 55 第五節(jié) 多媒體報警信息發(fā)布界面實現(xiàn) . 56 第六節(jié) 系統(tǒng)管理平臺 界面實現(xiàn) . 59 第六章 總結與展望 . 61 參考文獻 . 62 致 謝 . 64 個人簡歷 在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果 . 65 第一章 緒論 1 第一章 緒論 第一節(jié) 系統(tǒng)研究背景 隨著電力系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)模的增大及計算機通訊技術的迅速發(fā)展和應用，網(wǎng)絡設備的數(shù)量與日俱增，設備運行環(huán)境要求愈加嚴格，計算機機房已成為電力系統(tǒng)的重要組成部分。電力系統(tǒng)中，特別是電力調度控制中心所屬機房是整個電網(wǎng)監(jiān)視指揮的基礎保障，機房承載調度主站服務器、工作站、通信設備、 器復雜精密，功能重要。為了保障電力系統(tǒng)機房設備安全穩(wěn)定運行，需加強環(huán)境設備嚴密監(jiān)控，及時處理各種異常。機房的各種環(huán)境設備（如發(fā)電機、安保、環(huán)境溫濕度、供配電、精密空調、 水監(jiān)測、消防監(jiān)測與聯(lián)動等）出現(xiàn)異常或故障而又不能及時 妥善的處理，不僅影響到計算機系統(tǒng)的運行，同時會威脅到數(shù)據(jù)的傳輸與保存，特別是會影響調度信息中的實時交換數(shù)據(jù)。一旦系統(tǒng)發(fā)生的故障對電網(wǎng)事故處理帶來困難，造成的影響和經(jīng)濟損失將是巨大的。 電力系統(tǒng)機房設備數(shù)量大，精密儀器較多，全天 24 小時值班定時巡查機房設備會使設備管理人員的工作任務加重，而且不能全面發(fā)現(xiàn)故障隱患點，同時對隱患、異常、事故缺乏科學有效的管理分析評價手段。傳統(tǒng)的電力機房管理手段已經(jīng)不適應現(xiàn)代化電力系統(tǒng)機房安全管理的需要，一套針對電力系統(tǒng)機房的現(xiàn)代化集中監(jiān)控系統(tǒng)顯得尤為重要。機房的智能化監(jiān)控與管理系 統(tǒng)可以保證自動化主站系統(tǒng)的可靠性與可用性，便于主站設備的集中管理，進一步降低了管理成本，提高了電網(wǎng)調度的運行效率 1 電力系統(tǒng)機房集中監(jiān)控系統(tǒng)需要在繼承傳統(tǒng)機房監(jiān)控系統(tǒng)手段的基礎上，加強對機房環(huán)境設備的監(jiān)控，特別需要對調度自動化系統(tǒng)服務器工作站狀態(tài)、重要進程的管理，以確保電網(wǎng)調度監(jiān)控基礎設備的穩(wěn)定可靠運行。同時，為了保證電力機房設備管理的需要，需要對設備異常事件進行報表統(tǒng)計查詢、過程管理、遠程控制等。上述要求均需要設計一套適合電力系統(tǒng)自身需求的機房集中監(jiān)控系統(tǒng)，以保證整個電力機房的安全穩(wěn)定運行、可靠 管理，這也是本文研究設計的一個出發(fā)點 4 第一章 緒論 2 第二節(jié) 系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展 電力系統(tǒng)機房現(xiàn)狀 電力機房系統(tǒng)根據(jù)設備位置不同主要分為電力自動化機房、電力通信機房、電源控制室、 源室、機房操作間等；根據(jù)機房系統(tǒng)功能可以分為 公網(wǎng)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、 源系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等，根據(jù)監(jiān)視對象不同可以分為服務器（工作站）狀態(tài)、開關狀態(tài)、溫控監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)視，也可以稱之為動力系統(tǒng)監(jiān)視及環(huán)境系統(tǒng)監(jiān)視。 傳統(tǒng)電力系統(tǒng)機房監(jiān)控的實現(xiàn)主要是通過專業(yè)技術人員每天定時對上述設備進行 巡視檢查，通過設備自身的自檢信號、報警指示燈、測量表計等來辨識記錄設備運行狀態(tài)。這要求專業(yè)技術人員具備一定水平的異常分析處理能力。由于機房設備多而復雜，一定程度上加重了技術人員的工作量，同時也加大了維護難度。 另一方面，由于電力系統(tǒng)及計算機系統(tǒng)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)電力機房不能夠滿足新的冗余設備及多套智能化系統(tǒng)安裝的需要，使得電力調度主站機房空間分散不足，環(huán)境較差。由于各個系統(tǒng)功能相關性較差，形成的信息孤島導致值班人員需要掌握不同系統(tǒng)的功能結構和異常的判斷，而要對各個功能模塊有效辨識、及時準確發(fā)現(xiàn)問題，進一步加大 了巡視人員的負擔，增加了設備異常的風險性。 國內外研究現(xiàn)狀 目前國內外計算機機房監(jiān)控技術大多應用在通訊領域，而且形成了較為成熟的機房及網(wǎng)絡監(jiān)視和控制系統(tǒng)，即通信動力及環(huán)境集中監(jiān)視系統(tǒng)。電力機房監(jiān)控技術在近幾年也得到了較快發(fā)展，基本上實現(xiàn)了對電力機房的遠程監(jiān)控，實現(xiàn)了機房環(huán)境集中的遙信、遙測、遙控、遙調、遙視，在監(jiān)控計算機上實現(xiàn)了靈活的設備配置管理、運行維護、安全管理、告警管理等功能，及時發(fā)現(xiàn)、診斷和排除故障，觀測設備的運行參數(shù)和狀態(tài)，檢查和統(tǒng)計設備的運行數(shù)據(jù)，保障機房輔助設備的完整性和設備運行 環(huán)境的安全性，從而為電力機房環(huán)境的運行維護工作的制度化和科學性奠定基礎 7, 8。 第一章 緒論 3 電力系統(tǒng)機房集中監(jiān)控系統(tǒng) 主要呈現(xiàn)出以下特點： 1通訊方式多樣化，通信質量進一步提高。不斷出現(xiàn)的新的通信媒介，使得大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸保持較高質量，進而使得對實時數(shù)據(jù)要求較高的電力系統(tǒng)相關軟件能夠采用統(tǒng)一處理的分布式綜合監(jiān)控平臺。通過系統(tǒng)內部和系統(tǒng)之間采用的各種數(shù)據(jù)通信方式，進一步提高設備的使用率。 2新技術的發(fā)展應用提升了監(jiān)控水平。新一代傳感器技術的使用使得監(jiān)控手段不斷升級，新的集成傳感設備具備了小型化、集成化、智能化的特點 。嵌入式技術的發(fā)展，保證了隨著新設備、新系統(tǒng)的發(fā)展引入集成化、模塊化特點能夠使得系統(tǒng)可擴展性能力進一步提升。 3人工智能發(fā)展迅速。人工智能技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)挖掘技術、成像技術等高水平技術在集中環(huán)境監(jiān)控方面的應用，使得監(jiān)控系統(tǒng)的智能化水平有了質的飛躍，為新型集控平臺的發(fā)展提供高水平技術支持。 電力系統(tǒng)機房集中監(jiān)控系統(tǒng)的新特點 由于電力系統(tǒng)機房受電力專業(yè)限制的特殊性，其機房監(jiān)控系統(tǒng)的設計區(qū)別于一般監(jiān)控系統(tǒng)的設計，除了具備監(jiān)控電力調度機房環(huán)境、動力電源、空調、輔助設備運行工況外，還需監(jiān)控機房 主設備（能量管理系統(tǒng)）、網(wǎng)絡設備，并且需要對電力電網(wǎng)運行監(jiān)視和電力電網(wǎng)狀態(tài)分析計算結果的監(jiān)視提供更高要求。只有將調度自動化能量管理系統(tǒng)監(jiān)視與調度機房監(jiān)控系統(tǒng)有效結合起來才能真正滿足電網(wǎng)調度運行維護部門的需求。 綜上所述，電力系統(tǒng)機房監(jiān)控系統(tǒng)呈現(xiàn)出新的特點： 1綜合集成性能要求高。系統(tǒng)中 集成 了對 機房環(huán)境設備、 動 力 電 源 設 備、空 調、 像 視 頻及 電力電網(wǎng)運行監(jiān)視和電力電網(wǎng)狀態(tài)分析計算結果的 監(jiān)控 。 2實時監(jiān)控能力要求強。系統(tǒng) 通過采集端實時采集監(jiān)控數(shù)據(jù) ，并顯 示在系統(tǒng)管理平臺上。對 出 現(xiàn)的異常 及 時發(fā)出報警 ， 以便工 作人員及時處理。 3數(shù)據(jù)規(guī)?；?。由于系統(tǒng)要 監(jiān)視機房 系統(tǒng) 中 大 量的實時數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)量很大，要求對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行規(guī)?；O計 ，并 從中提取有用數(shù)據(jù)信息反饋給用戶。 第一章 緒論 4 第三節(jié) 系統(tǒng)研究的內容和意義 研究內容 本文主要對電力系統(tǒng)機房集中監(jiān)控系統(tǒng)從監(jiān)控體系、網(wǎng)絡訪問、軟硬件配置、報警分級等多個方面進行了研究，并依據(jù)此進行了系統(tǒng)設計。本設計項目根據(jù)電力系統(tǒng)對機房各軟硬件設備監(jiān)控的需求 ,實現(xiàn)了機房監(jiān)控系統(tǒng)遠程訪問、實時報警、系統(tǒng)聚合的各項功能。 本系統(tǒng)主要有以下幾個研究方面： 1系統(tǒng)運行人員需要通過 戶端訪問所有站點 ,通過設置各站點的報警機制實現(xiàn)即時報警信息的定向發(fā)送。 2實現(xiàn)數(shù)據(jù)互訪和資源共享，通過統(tǒng)一平臺實現(xiàn)對各個分模塊的有效管理。各分模塊的升級或維護獨立，不影響系統(tǒng)的總體運行水平。 3獨立的設備管理 ,各設備模塊的維護或更新不影響系統(tǒng)運行水平，能夠通過設備列表查看各設備參數(shù)信息及運行狀態(tài)，并反饋給運行人員。 4可視化視圖的有效應用。系統(tǒng)能夠利用立方圖、線圖、視頻等手段描述統(tǒng)計信息，能夠通過圖像、警示信號、報警聲音等手段將報警信息傳達給系統(tǒng)運行人員，從而提高系統(tǒng)運行效率和減小故障恢復時間。 5 完善的查詢功能。系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)檢索功能 ,包括數(shù)據(jù)綜合查詢、歷史數(shù)據(jù)檢索、日志記錄檢索等，運行人員可以將結果以 方式進行顯示或輸出。 6單點登錄的安全用戶賬戶管理機制 9。 研究意義 本文根據(jù)電力系統(tǒng)調度主站自動化機房的設備監(jiān)控需求 ,從實際項目開發(fā)的角度對基于 集中環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進行了研究和探索 10,11。從機房監(jiān)控系統(tǒng)實際現(xiàn)狀入手 ,結合 功能和特點 ,以電力系統(tǒng)機房項目為案例 ,進行軟件系統(tǒng)的開發(fā)設計。開發(fā)過程中 ,本文對 機房安保、環(huán)境溫濕度、供配電、精密空調、 水監(jiān)測等環(huán)境量為目標項進行設計，同時著重對電力調度能量管理系統(tǒng)（ 監(jiān)視進行了著重設計分析，具備了調第一章 緒論 5 度自動化系統(tǒng)的運行狀態(tài)監(jiān)視和電網(wǎng)運行狀態(tài)監(jiān)視的特點，普遍適用電力系統(tǒng)分布式實時網(wǎng)絡監(jiān)控體系。 本系統(tǒng)的開發(fā)設計能夠加強電力系統(tǒng)機房的安全控制，不僅減輕了專業(yè)技術人員的工作壓力，增加了機房管控手段，而且進一步提高了電力系統(tǒng)機房設備的運行水平，為未來電力系統(tǒng)機房安全設施的規(guī)劃建設提供了新的方案。 第四節(jié) 論文組織結構 本文將通過 5 個章節(jié)闡述了電力系統(tǒng)機房集 中監(jiān)控管理系統(tǒng)設計應用的過程。本文重點在于實現(xiàn)對機房環(huán)境、網(wǎng)絡設備及電力 統(tǒng)的實時監(jiān)控，用以消除隱患、迅速發(fā)現(xiàn)故障、及時維護減小損失，從而使得設備能夠安全可靠運行。本文的研究內容主要包含電力系統(tǒng)機房現(xiàn)狀、電力機房監(jiān)控軟件的硬件設計和軟件設計及實現(xiàn)。本人主要完成了以下工作： 1結合電力系統(tǒng)機房現(xiàn)狀，綜合分析機房存在的安全隱患及問題，提出解決問題的有效方法。 2分析研究電力系統(tǒng)機房集中監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能，規(guī)劃系統(tǒng)的總體框架及各功能模塊。 3確定系統(tǒng)軟件的設計原則與方案，根據(jù)開放性的原則，對軟硬件 進行選擇及系統(tǒng)框架結構設計。 4根據(jù)系統(tǒng)軟硬件的具體運行要求，設計實現(xiàn)系統(tǒng)的軟硬件。 5通過系統(tǒng)投入運行的實際狀況，對軟件的研究設計提出總結建議。 第二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 6 第二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 第 一節(jié) 系統(tǒng)軟件技術支持 系統(tǒng)軟件 環(huán)境 操作系統(tǒng)平臺 為提高系統(tǒng)運行效率數(shù)據(jù)庫服務器小型機操作系統(tǒng)采用 提高系統(tǒng)的可靠性；為便于系統(tǒng)維護，降低運行成本，數(shù)據(jù)庫服務器、 戶機操作系統(tǒng)采用 數(shù)據(jù)庫平臺 采用大型的關系型數(shù)據(jù)庫 005。 005 是一款優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫平臺，提供了企業(yè)級的數(shù)據(jù)管理。 005 數(shù)據(jù)庫引擎為關系型數(shù)據(jù)和結構化數(shù)據(jù)提供的存儲功能更為安全可靠，方便快捷的構建和管理數(shù)據(jù)應用程序。 005 支持超大型企業(yè)進行聯(lián)機事務處理 (高度復雜的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù) 倉庫系統(tǒng)和網(wǎng)站。005 的全面商業(yè)智能和分析能力及其高可用性功能（如故障轉移群集），保證了大多數(shù)關鍵業(yè)務的企業(yè)工作負荷的有效處理 12。 開 發(fā)工具 1. + 用 + 高 級語言 進 行 系統(tǒng) 核心 通 信 類 代碼設 計 。+是 司推出一款面向對象的可視化集成編程的境程序。它具備程序框架自動生成、代碼編寫、界面設計集成交互 操作、靈活方便的類管理、可開發(fā)多種程序等優(yōu)點。 2. 采用 級 語 言進行用戶 界 面的設計。 一個以面向對象程序設計為中心的應用程序開發(fā)工具，它的開發(fā)環(huán)境為圖形用戶界面，具備 二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 7 具與編譯器，完美連結數(shù)據(jù)庫的各項功能。 系統(tǒng) 硬件環(huán)境 1客戶機：內存 128M 以上，硬盤 10G 以上； 2服務器：內存 512M 以上，硬盤 20G 以上； 為保證系統(tǒng)的高度可靠性，系統(tǒng)采用雙機冗余備份，并使用磁盤陣列來存儲數(shù)據(jù)，采用 或 日常的 數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)和異地備份措施進行數(shù)據(jù)備份措施。 系統(tǒng) 軟件技術支持 系統(tǒng) 采 用客戶機 /服務器 (C/S)與瀏覽器 /服務器（ B/S）混 合 模式。其 中 機 房集中 監(jiān) 控管理平臺 采 用 C/S 結 構 ， 用于機 房監(jiān)控 數(shù)據(jù) 實時 采集 與 控 制。 系統(tǒng) 采用 +語言 開發(fā)， 全 32 位 處理 ， 按 照 面向 對象的 方法設計、綜 合運用分布式處理 、 C/S、 數(shù)據(jù) 管理 及多媒體等技術， 采 用標準 的 格界面。 機房集 中 監(jiān)控平臺 布 采用 B/S 結 構 ， 用于 系統(tǒng)實時信息、 報警信息及歷 史 報 警信息的查詢與統(tǒng)計 13。 C/S 模式 C/S （ 戶機 /服務器）模式又稱 C/S 結構， 是一種 軟件 系統(tǒng)體系結構。 C/S 將應用程序進行分類 ： 第一類是能提供信息被其他用戶共享，這一類稱為服務器；另一類則是不同用戶獨立擁有的，稱為客戶端。 C/S 如圖 圖 C/S 模式 第二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 8 C/S 模式是一種分布式計算模式， 功能的分布 更具優(yōu)越性。如管理用戶接口、數(shù)據(jù)處理等功能 放在前端機上執(zhí)行 ；如果是管理共享設備、控制用戶對共享數(shù)據(jù)庫的操作等功能就放在后端機上執(zhí)行。前臺功能由客戶端執(zhí)行，后臺服務由服務器執(zhí)行。實現(xiàn) 分布 式功能主要用來 減少 系統(tǒng) 瓶頸問題 14,15。 客戶端存放的是 C/S 模式中的表示層和功能層，服務器端則存放數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理邏輯如圖 示。客戶端任務較多又被戲稱為胖客戶機而服務器端任務較少被稱為瘦服務器。 圖 C/S 結構圖 B/S 模式 B/S 模式是指 瀏覽器 /服務器模式 ， 又 將其 稱 之為 B/S 結構。 它是基于 B/S 模式的本質是 C/S，只不過它是由兩層的 C/S 結構發(fā)展成三層 C/S 結構并在 的一種特殊應用，是對 C/S 的 擴展。 B/S 模式是 用戶通過瀏覽器實現(xiàn)的。 B/S 最大的 優(yōu)點 是運行維護 更 簡便， 在該系統(tǒng)中，用戶所發(fā)出的請求不再單一，還可以使用瀏覽器給聯(lián)網(wǎng)的眾多服務器發(fā)送請求。在 B/S 結構下，客戶機上的工作被大大削減。更重的工作交由服務器擔負，因此一些訪問 數(shù)據(jù)庫和執(zhí)行應用程序的工作都在服務器上完成。從而使得 B/S 實現(xiàn) 了多 人 在異 地 用 不同的接入方式 操作和訪問相同 的數(shù)據(jù) 。其 最大的缺點是對外網(wǎng) 的過度依賴 ， 外網(wǎng)的任何故障都將使系統(tǒng)癱瘓。 B/S 結構將應用系統(tǒng)分為表示層、功能層、數(shù)據(jù)層，并且這三個層是相對獨立的三個單元。 1. 表示層。 表示層就是瀏覽器。系統(tǒng)中的各種應用就是用戶通過表示層來調用的同時用戶也可通過它訪問系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。其功能如下： 認證和授權：用戶必須先通過認證方能使用信息域中數(shù)據(jù)。在核對身份后表示層 功能層 請求 響應 數(shù)據(jù)處理邏輯 數(shù)據(jù)庫 客戶機 服務器 第二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 9 根據(jù)權限的不同確定該用戶可以訪問的數(shù)據(jù)并通過個性化頁面為其服務。 要保證信息安全，認證是前提條件。 信息集成：為了方便用戶的使用，其權限內的所有信息集成到該用戶的頁面中。應用集成信息集成包括數(shù)據(jù)集成。 用戶在眾多信息域中要快速找到有效信息，搜索是其最便捷的方法之一。 表示層提供了簡潔的界面給用戶并在應用層使用統(tǒng)一的調用和訪問機制從而實現(xiàn)應用和數(shù)據(jù)的集成。 系統(tǒng)的顯示邏輯被含在客戶端表示層中。其主要任務是通過瀏覽器向服務器發(fā)出請求，在驗證了用戶身份后將其所需的主頁傳給客戶端，在傳送的過程中需要使用 P 協(xié)議?？蛻魴C在瀏覽器上顯示接受來的主頁。 2. 應用層。 位于 務器端，用來實現(xiàn)各種業(yè)務邏輯的是應用層的主要功能也是整個系統(tǒng)架構的關鍵。接受用戶的請求是它的主要任務。它首先連接數(shù)據(jù)庫并提出數(shù)據(jù)處理申請 16。結果由后臺數(shù)據(jù)庫提交給 3. 數(shù)據(jù)層。 位于數(shù)據(jù)庫服務器端的是數(shù)據(jù)層，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理邏輯被包含其中。接受服務器對數(shù)據(jù)的請求是它的主要任務，同時它還能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的曾刪改查功能并把結果提交服務器。因為具備了海量的存儲功能、數(shù)據(jù)服務功能以及數(shù)據(jù)管理能力，所以它是整個信息系統(tǒng)的核心。 在 B/S 結構中，客戶機不再處理一些 關鍵事務僅起到顯示部分的工作，而事務處理邏輯部分由 務器承擔起。這使客戶機的負擔減輕了很多。維護人員的精力也從奔波于各個客戶機之間轉向了更新功能服務器上。這種結構，每層之間相互獨立，不相互影響，從而彌補了 C/S 體系結構的缺陷。 B/S 結構如圖 示。 圖 B/S 結構圖 響應 顯示邏輯 請求 事務處理邏輯 請求 響應 數(shù)據(jù)處理邏輯 數(shù)據(jù)庫 瀏覽器 數(shù)據(jù)庫服務器 覽器 二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 10 第二節(jié) 硬件技術支持 系統(tǒng)網(wǎng)絡構成 系統(tǒng)采用單機系統(tǒng)，分級互連調度機房集中監(jiān)控網(wǎng)絡。以 接口等形式將機房環(huán)境、動力等監(jiān)控數(shù)據(jù)接入本 地單機系統(tǒng)，通過電力光纖通信網(wǎng)以網(wǎng)絡形式將各種設備數(shù)據(jù)傳入機房集中監(jiān)控系統(tǒng) 18系統(tǒng)可通過網(wǎng)關 務器實現(xiàn)在電力企業(yè) 絡中的瀏覽查詢功能。機房監(jiān)控系統(tǒng)主機同時配備電話撥入 /撥出裝置，能夠實現(xiàn)遠程語音報警 /遠程語音查詢功能。如 圖 示 。 圖 系統(tǒng)結構圖 硬件構成及實現(xiàn) 硬件結構 電力機房集中監(jiān)控系統(tǒng)要求對各機房的環(huán)境、動力和重要應用軟件系統(tǒng)等進行 24 小時實時監(jiān)控，并對各機房環(huán)境數(shù)據(jù)進行記錄。還要求監(jiān)控現(xiàn)場有非法闖入，可立即報警，并對現(xiàn)場進行 錄像。操作人員可進行監(jiān)控數(shù)據(jù)的查詢、備份。因此，需要配置機房監(jiān)控主機、機房環(huán)境采集硬件、報警系統(tǒng)硬件、視頻系統(tǒng)硬件等。同時，對監(jiān)控主機的可靠性和穩(wěn)定性提出來很高的要求。 機支持 24 小時開機，運行穩(wěn)定可靠，故障率低 17。根據(jù)系統(tǒng)硬件要求，硬件結構圖如圖 第二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 11 圖 硬件結構圖 環(huán)境采集硬件裝置構成 環(huán)境量采集硬件由 機，交直流采集模塊、狀態(tài)量輸入模塊及煙感探測器、溫度傳感器、濕度 傳感器 、水浸探測器等組成，主要實現(xiàn)機房火警、溫濕度以及電流、電壓等環(huán)境參數(shù)的測量、傳輸 ，用來對機房環(huán)境進行監(jiān)視和控制。 1 機 集模塊分布在關鍵位置，主要采集煙感探測器、溫濕度變送器、紅外感應器的輸出信息。各采集模塊通過終端服務器接入 ，以網(wǎng)絡通訊方式將采集 數(shù)據(jù) 送，前置機對采集到的數(shù)據(jù)進行處理分析。在系統(tǒng)中的 采用 司的 列產(chǎn)品，其主機上運行嵌入式操作平臺的 機程序，它充分合理地利用主機性能資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、規(guī)約傳輸、端口管理等功能，它的功能及行為完全取決于組態(tài)數(shù)據(jù)庫的配置信息 機可接 8 個交流模塊、 8 個直流模塊、 8 個遙信模塊、四個脈沖模塊、4 個遙控模塊、一個報警裝置、 4 個顯示終端。 系統(tǒng)最大接入遙測量： 2048 點；系統(tǒng)最大接入遙信量： 10240 點； 系統(tǒng)最大接入遙脈量： 256 點（ 64 路）；系統(tǒng)最大接入遙控量： 512 路。 2交直流采集模塊 每塊模板可采集 8 條線路的全電量。通過高精度二次測量傳感器高速采樣現(xiàn)場的 出，進一步運用二表法獲得精確的各種電量數(shù)據(jù)。為了對數(shù)據(jù)進行校準確認，該模塊還具備了自動校準和自動補償功能。 第二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 12 3. 模擬量輸入 /輸出模塊 （ 1）模擬量輸入模塊 擬量輸入模塊是一款可以采集模擬 量，如電壓，電流，熱電偶，熱電阻， 溫度等數(shù)值的智能模塊，可以通過 485 總線進行傳輸。參數(shù) 表如表 示 。 表 模擬量輸入模塊參數(shù)表 項 目 規(guī) 格 通 道 8 路 差動 或 6 路 差動 +2 路 單端 （跳 線 選 擇 ） 輸 入類型 V， 125 外 電 阻） 輸 入范圍 150 500 11V, 5V, 10V 和 20 樣 速 率 10 次 /秒（ 帶 寬 度 零 點漂 移 20 V/ 滿 程量漂移 25 輸 入阻 抗 20過 電壓保護 35V 隔 離 3000V 2）模擬量輸出模塊 擬量輸出模塊與模擬 量輸入模塊相對應 的 智能模塊， 可提 供模擬量輸出信號。 參 數(shù)表如表 示 。 表 模擬量輸出模塊參數(shù)表 項 目 規(guī) 格 光 電隔離 3750 道 4 輸 出范圍 02042005V， +/010V， +/ 出類型 V 精 度 量程 第二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 13 續(xù)表 模擬量輸出模塊參數(shù)表 項 目 規(guī) 格 溫 度系 數(shù) 20 零 點漂移 電 壓輸出： 30 V/ 電 流輸出： 可 編程輸出轉換斜率 048 024 V/秒 4. 數(shù)字量輸入 /輸出模塊 （ 1）數(shù) 字量輸入模塊 字 量 輸入模塊是用來采集 開關量或者脈沖信號 的，如機房電源開關的分合信號、報警信號等 。其參 數(shù)表如表 示 。 表 數(shù)字量輸入模塊參數(shù)表 項 目 規(guī) 格 通 道 6 路完全隔離通道 輸 入類型 V， 125 外 電 阻） 輸 入范圍 150 500 11V, 5V, 10V 和 20 樣 速 率 10 次 /秒（ 帶 寬 度 零 點漂 移 20 V/ 滿 程量漂移 25 50/60 6dB 50/60 00 入阻 抗 20過 電壓保護 35V 隔 離 3000V 二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 14 （ 2）數(shù) 字 量輸出模塊 數(shù)字 量 輸出模塊輸出為 開關量或者脈沖信號 。參 數(shù)表如表 示 。 表 數(shù)字量輸出模塊參數(shù)表 項 目 規(guī) 格 通 道 5 “ A” 型繼電器單刀單撐（常開） 浪涌保護 4000電器吸合時間 6電器釋放時間 3小絕緣阻抗 100000命機械 20106氣壽命 100103源功耗 最大 溫濕度一體化傳感器 采用 帶液晶的網(wǎng)絡型智能溫濕度傳感器。內 置 處理芯片 、 口，適用于對環(huán)境要求較高的計 算 機機房等場所。采 用 標準 議，可以設 定 通訊地 址和波特率，具備程序校準 功能 ，低功 耗 ，高精度 、 高穩(wěn)定性。 參 示 。 表 溫 濕 度一 體化傳感 器參數(shù)表 項 目 規(guī) 格 電源 訊接口 2 線制，半雙工 顯示 液晶數(shù)碼顯示 測濕范圍 0100%度 3%溫范圍 0 精度 第二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 15 6智能電量檢測儀 智 能電量檢測儀可進行多 電 量測量，包括：頻率 、電流、電壓、功率、功率因數(shù)；同 時具有電量計能功能，即 計量四象限電能，而且具備自保持功能，掉電不丟失； 設 備 采用 字通訊接口采集所有數(shù)據(jù)，支持 約；同 時設 備 有 4 個 示燈對工作狀態(tài)運行 /電能脈沖 /通訊發(fā)送 /通訊接受進行監(jiān)視。 7定位漏水系統(tǒng) 本 系統(tǒng) 包 括： 漏水 控制器、漏水感 應 繩、引出線和終止端等。 其 工作原理為： 通過 采用 耐 腐蝕、強度高的感應繩與 控制 器 等設備 ，用 漏 水繩 布置到可能漏水的地方，一有液體泄漏接觸到漏水繩， 漏水繩上的 控制器就會將 報警信 號及相關信息 輸?shù)奖O(jiān)控站上 ，進而減小運維人員巡視的工作壓力 。 8智能門禁控制器 智 能門 禁控 制器 是 門禁控制系統(tǒng)的 關鍵 ， 通過利 用計 算 機 相關技術 及各 種識別技術 ， 對 出入口及其他通道進行管制 ， 參數(shù)表如表 示。 表 智能門禁控制器參數(shù)表 項 目 規(guī) 格 通信方式 跳線自適應 9600 波特率 讀卡器 輸入格式 6 最大聯(lián)網(wǎng)數(shù) 256 臺 用戶注冊卡數(shù)量 20000 張 記錄脫機存儲數(shù)量 10 萬條記錄 停電保護措施 高速閃存設計，永不丟失 配套電源 12A 報警系統(tǒng)硬件構成 1電話語音卡 電 話語音卡 是 電腦與電話語音處理卡 ，也稱之為 語音板 ，實現(xiàn)語音處理等功能。通過與電信網(wǎng)相連，提供相應需求功能。例如錄音、放音、自動撥號、振鈴檢測、收碼（ 、 ）、與控制摘掛機、轉接內線、監(jiān)控錄音、第二章 系統(tǒng)軟件及硬件技術支持 16 信令檢測、主叫號偵測、數(shù)據(jù)傳輸、傳真等服務功能。 在報警系統(tǒng) 中，能實現(xiàn)語音報警的主動發(fā)送和用戶查詢功能 。 2短信報警模塊 短 信報警模塊 能夠來收發(fā)短信，該設備需要手機 的支持，通過第三方同喜服務供應商來收發(fā)短信。通過（ 者串口、網(wǎng)口）數(shù)據(jù)線，短信收發(fā)的功能。在報警統(tǒng)中 ， 能 實現(xiàn)短信報警的主動發(fā)送和用戶查詢功能。 視頻系統(tǒng)硬件構成 視頻系統(tǒng)主要硬件由網(wǎng)絡視頻模塊、攝像頭、云臺等構成。如圖 示。 圖 視頻系統(tǒng)硬 件 結構圖 為使運行人員能方便而直觀的監(jiān)視自動化機房及主要設備的運行工況，在機房關鍵位置可以分別安裝若干臺攝 像機。通過安裝在運行值班處的視頻監(jiān)控工作站的采集視頻卡，定向采集機房內的視頻信號，從而對機房內狀況進行遠程觀察。同時，運行人員還可以通過監(jiān)控平臺遠程控制監(jiān)控設備，如變焦、旋轉、錄像、抓拍等功能，進而實現(xiàn)視頻監(jiān)控、影響保存、遠程確認等功能 18 第三章 需求分析 17 第三章 需求 分析 第一節(jié) 需求獲取 需求分析是軟件開發(fā)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，是軟件系統(tǒng)開發(fā)的基礎。一個好的需求分析要通過與用戶的反復溝通從而勾勒出系統(tǒng)的框架，決定一個軟件設計的成與敗，其中一個很大方面是由需求分析的好壞決定的。一個好的需求分析同時還 能降低在軟件開發(fā)過程中資金的浪費。面對調度機房監(jiān)控系統(tǒng)這樣兼具綜合性、復雜管理的系統(tǒng)，通常選擇用瀑布模型進行開發(fā)，圖 述的就是軟件開發(fā)過程的模型。 機 房 監(jiān) 控 系 統(tǒng)需 求 分 析機 房 監(jiān) 控系 統(tǒng) 設 計系 統(tǒng) 程 序設 計編 碼單 元 測 試集 成 測 試系 統(tǒng) 測 試驗 收 測 試確 認驗 證運 行 維 護圖 軟件開發(fā)過程模型圖 開發(fā)者和電力系統(tǒng)機房集中監(jiān)控系統(tǒng)的需求者應共同對該系統(tǒng)的應用需求作充分的調研，提交完整的需求分析報告。在需求分析報告中應描述以下基本問題：系統(tǒng)功能、系統(tǒng)性能、系統(tǒng)屬性及外部接口等。 機房監(jiān)控系統(tǒng)獲取需求的思路是：需求起始階段，在日 常的工作中發(fā)現(xiàn)機房管理工作不足的工作，將發(fā)現(xiàn)的問題羅列整理。向運行人員了解出現(xiàn)的一系列問題想解決的愿望及