路燈監測系統軟件技術方案
 
一、設計依據及參考資料
設計主要依據為:
北京市路燈管理處《關于路燈監控系統的幾點說明》
深圳市路燈管理處《深圳市路燈集中監控系統招標需求》
哈爾濱市路燈管理處《路燈監控系統技術要求》
《電信傳輸手冊》
信息產業部電信總局《郵電局房動力設備及環境集中監控系統》
同時,系統的設計還參照如下技術規范和標準:
GB8566           計算機軟件開發規范
GB/T12504        計算機軟件質量保證計劃規范
GBJ93-86         工業電氣自動化儀表工程施工及驗收規范
GBJ232-82        電氣裝置安裝工程施工及驗收規范
GB11920-89       電站電器部分集中控制裝置通用技術條件
GB4720-84        低壓電器電控設備
JECC144          低壓開關和控制設備的外殼防護等級
ANS1488          可編程儀器的數字接口
 
二、設計原則
本著以可靠性、實用性為前提,兼顧先進性的原則制訂本系統設計方案。
先進性:整個系統在五年內保持先進,系統所采用的設備與技術能適應以后發展。
可擴展性:能夠適應不斷增加的業務需求,當增設新的分控點時,只需簡單地增加少量部件。
 開放性:整個網絡是一個開放系統,能容入不同廠商的產品,而不是由個別供應商提供的系統。
 靈活性:系統組網方式靈活,系統功能配置靈活,利用現有資源靈活,將各類型資源的利用,都溶入組網方案之中。能滿足不同分控點的業務需要,軟件功能全面,配置方便;
  可靠性:組網設備可靠,組網方案可靠,可根據路燈管理處需要采用備份路由。
 可操作性和可維護性:系統操作簡單易學,操作人員可快速掌握使用方法。監控器本身和現場設備之間具有明晰的接口,出現問題時可迅速找出故障原因,便于使用維護。
  實用性:從用戶角度出發,系統能使路燈控制箱少人值守或無人值守成為可能。充分利用現有資源,盡量降低選購設備成本,使系統具有較高的性能價格比。
  實時性:系統具有很快的響應性能。
 
三、軟件架構
為了方便技術人員隨時隨地的掌握路燈的整天情況,本系統使用B/S框架結構。本系統使用微軟的.net平臺,sqlserver數據庫開發,具有很好的可移植性、開放性 、可擴展性和分布性。
微軟的.Net平臺給應用程序開發提供了一個非常好的基礎系統平臺,但是,如何在這個系統平臺上構建自己的應用系統,還需要我們針對應用系統的特點,構建自己的應用系統框架(Framework)。我們在應用.Net開發系統的過程中,結合多年的開發經驗,也參考了J2EE的架構,設計了一套.Net下的應用系統框架,以及相應的中間件和開發工具,已經在多個項目中和軟件產品中應用,取得了很好的效果。
  針對系統的特點,我們可以把系統分成以下三個層次:
 數據庫層
 用戶界面層
 應用服務層
在這三個層次中,系統的主要功能和業務邏輯在應用服務層進行處理,對于系統框架來說,主要處理的也是這個層次的架構。
  對于應用服務層來說,在一個面向對象的系統中,以下幾個方面的問題是必須要處理的:
1.    據的表示方式,也就是實體類的表示方式,以及同數據庫的對應關系,即所謂的O-R Map的問題。
2.    數據的存取方式,也就是實體類的持久化問題,本系統采用SQLServer數據庫來永久存儲數據實體,這就需要解決同數據庫的交互問題。這個部分要完成的功能,就是將數據實體保存到數據庫中,或者從數據庫中讀取數據實體。同這個部分相關的,就是對數據訪問對象的使用。在框架中,我們對ADO.Net又做了一層封裝,使其使用更加簡便,同時也統一了對ADO.Net的使用方式。
3.    業務邏輯的組織方式。在面向對象的系統中,業務邏輯是通過對象間的消息傳遞來實現的。在這個部分,為了保證邏輯處理的正確性和可靠性,還必須支持事務處理的能力。
4.    業務服務的提供方式。為了保證系統的靈活性和封裝性,系統必須有一個層來封裝這些業務邏輯,向客戶端提供服務,同時作為系統各個模塊間功能調用的接口,保證系統的高內聚和低耦合性。這里的客戶指的不是操作的用戶,而是調用的界面、其他程序等。Web層(ASP.Net頁面)通常只同這個部分交互,而不是直接調用業務邏輯層或者數據實體的功能。
整個系統的結構圖如下:
 
在此結構下,系統中所有路燈的當前狀態、歷史信息、報警信息等數據存儲于專業的SQL數據庫中,供系統發布??梢酝ㄟ^局域網、Internet網絡通過客戶端計算機訪問,也可以通過相關人員隨身攜帶的手機、PDA等設備使用GPRS、CDMA等方式訪問這些數據??梢詷O大的方便系統的使用。如下圖所示:
 
 
              通過IE查看的分析結果界面                                 系統的網絡結構
 
 
四、軟件主要功能
       此軟件包括如下主要功能:
權限管理功能
系統主要功能的使用都需要相應權限。由具有權限分配功能的用戶(系統默認admin)進行用戶的增添、刪除、權限變更。被授權的用戶登陸后可以進行被授權功能的操作。同時對不需要保護的功能可以授權成任何人可以使用,而不需要用戶的登陸。
 
通訊功能
軟件包含通訊程序可以和76套路燈監控設備通過Modbus協議進行通訊(根據使用需要可以自由增減設備數量)。將現場的路燈狀態信號采集到計算機,進行數據處理,并能夠對現場硬件設備進行參數設置。
 
狀態實時顯示功能
軟件將采集到的路燈信息以圖、表格等形式提供顯示,可以在局域網上、或Internet網(需要網絡的支持)上對當前路燈狀況進行訪問,方便相關人員對路燈的運行狀況有整體的把握。
 
報警功能
軟件根據路燈的設定狀況能夠產生報警、是工作人員可以在最短的時間內處理相關信息。報警分為如下等級:
A  緊急告警:已經或即將危及設備及通信安全,必須立即處理的告警。
B  普通告警:可能嚴重影響設備及通信安全,需要盡快處理的告警。
C  預告警:可能影響設備及通信安全,需要安排處理的告警。
告警功能要求:
a. 無論監控系統處于任何畫面,均自動提示告警。所有告警一律采用可視、可聞聲光告警信號;
b. 三級告警信號采用三種不同的顯示顏色和告警聲響(或語音);
c. 告警確認功能:告警發生后,操作人員可在任何畫面按下確認鍵,關閉可聞告警聲響,但不關閉燈光閃爍,故障排除后,恢復原狀態。
d. 緊急告警發生時,通過短信設備自動發送短信的方式,向相關人員(可以設定)發出告警信息。短信內容告訴相關人員告警的名稱、發生的地點、時間、級別等;故障排除后,自動解除聲光告警,并通過短信方式,向相關人員發出告警解除信息。
e. 告警級別設定:根據現場情況由具有相關權限的人員設置。

 
存儲功能
存儲功能將路燈的狀態信息,開關時間,使用時長、電流數值、告警信息等信息存儲在sqlserver數據庫中,可以為統計分析、以后的數據查詢提供相應數據。
 
統計分析、報表打印功能
具有統計及自定義報表功能,能生成以下各種統計報表及曲線圖:
 (1) 日、月、年告警統計報表;
 (2) 日、月、年操作統計報表;
 (3) 日、月、年監測數據統計報表;
 (4) 日、月、年設備負載曲線;
 (5) 日、月、年總用電量曲線;
 (6) 任何一天的設備運行參數或曲線;
 (7) 用戶根據實際需要自定義的報表。
信息打印功能具有:
 (1) 出現告警立即打??;
 (2) 根據管理需要定時打??;
 (3) 屏幕拷貝打??;
 (4) 打印信息在屏幕上有提示。打印內容包括:
 a. 告警報告;
 b. 日、月、年告警和監測數據統計報表及自定義報表;
 c. 全部監測參量;
 d. 曲線圖、直方圖等。
 
 
報表倒出功能
對上面所有報表、統計分析結果可以直接導出成EXCEL文件,以便進行二次處理。
 
數據備份功能
需要時能對特定數據庫提供備份,提供以后使用。
 
Wap發布功能
為了方便工作人員隨時、隨地的了解路燈信息、系統包括Wap發布功能,為手機等設備提供所需數據。使工作人員無論所處何地都可以通過手機查看路燈的相關信息(需要網絡支持)。
 
五、特殊說明
軟件運行在微軟操作系統下;需要IIS6.0、asp.net2.0、SqlServer2000支持。
本軟件功能及報價不自動包含以上部分。
系統需要運行的硬件設備(服務器)、操作系統、系統軟件、數據庫、殺毒軟件等本軟件不予提供。

 
附:主要硬件技術指標
 Z-210(GPRS/SMS通訊單元)技術指標
1、通訊
接口:RS-485/RS232接口可選。 
協議:PS-GPRS協議:Z-210A型與電腦主機連接時采用。
透明協議:Z-210B型與現場子設備連接時采用。
MODBUS協議:Z-210設參時使用。
UDP協議:DATA- Z-210使用GPRS網絡傳輸數據時使用的傳輸協議。
GSM-SMS協議:Z-210使用GSM網絡用短消息傳輸數據時使用的傳輸協議。
數據格式:1位起始位,8位數據位,1位停止位,校驗位可設定。
速率:300,600,1200,2400,4800,9600,19200BIT/S)。
2、通信延時
        GPRS方式:1~2秒
        SMS方式:2~3秒
3、電源
        電壓:   +10~30V DC
        功耗:最大電力消耗10W。待機電力消耗1W。
4、環境
        工作溫度:-20℃~70℃
        存儲溫度:-40℃~85℃  
        相對濕度:5%~95%不結露
        無腐蝕性氣體,無液體噴濺,無金屬粉塵,無強烈震動,無強烈電磁干擾。
        中國移動通信公司提供的GPRS網絡能正常運行的場所(GPRS方式)。
        有手機信號(中國移動/中國聯通)的場所(SMS方式)
5、安裝
        方式: 導軌安裝
        外型尺寸:121mm×71.5mm×25.5mm
 
Z-301(開關量采集單元)技術指標
1、開關量信號輸入
輸入類型:空接點
環路電流:≤12mA
各路輸入關系:有公共端
輸入與電源關系:共地
采樣速率:1000次/秒。
2、通訊
接口:完全隔離的RS-485/RS232接口可選。 
協議:
標準MODBUS-RTU協議。
ZZBUS協議(本公司對標準MODBUS協議的擴展)
ZZSMS協議(與本公司GPRS/SMS數據傳輸器連接,提供手機短消息查詢,報警功能)
數據格式:1位起始位,8位數據位,1位停止位,無校驗位。
速率:300,600,1200,2400,4800,9600,19200(BIT/S)。
模塊地址: 00~247。
3、電源
           電壓:   +10~30V DC
           功耗:典型電力流消耗1.5W。
4、環境
           工作溫度:-20℃~70℃
           存儲溫度:-40℃~85℃  
          相對濕度:5%~95%不結露
5、安裝
          方式: 導軌安裝
          外型尺寸:121mm×71.5mm×25.5mm
 
Z-353(路燈監控單元)技術指標
1、通訊
接口:完全隔離的RS-485/RS232接口可選。 
協議:標準MODBUS-RTU協議。
數據格式:1位起始位,8位數據位,1位停止位,無校驗位。
速率:300,600,1200,2400,4800,9600,19200(BIT/S)。
模塊地址: 00~247。
3、電源
           電壓:   +10~30V DC
           功耗:典型電力流消耗1.5W。
4、環境
           工作溫度:-20℃~70℃
           存儲溫度:-40℃~85℃  
          相對濕度:5%~95%不結露
5、安裝
          方式: 導軌安裝
          外型尺寸:121mm×71.5mm×25.5mm
 

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