路灯监测系统软件技术方案
 
一、设计依据及参考资料
设计主要依据为:
北京市路灯管理处《关于路灯监控系统的几点说明》
深圳市路灯管理处《深圳市路灯集中监控系统招标需求》
哈尔滨市路灯管理处《路灯监控系统技术要求》
《电信传输手册》
信息产业部电信总局《邮电局房动力设备及环境集中监控系统》
同时,系统的设计还参照如下技术规范和标准:
GB8566           计算机软件开发规范
GB/T12504        计算机软件质量保证计划规范
GBJ93-86         工业电气自动化仪表工程施工及验收规范
GBJ232-82        电气装置安装工程施工及验收规范
GB11920-89       电站电器部分集中控制装置通用技术条件
GB4720-84        低压电器电控设备
JECC144          低压开关和控制设备的外壳防护等级
ANS1488          可编程仪器的数字接口
 
二、设计原则
本着以可靠性、实用性为前提,兼顾先进性的原则制订本系统设计方案。
先进性:整个系统在五年内保持先进,系统所采用的设备与技术能适应以后发展。
可扩展性:能够适应不断增加的业务需求,当增设新的分控点时,只需简单地增加少量部件。
 开放性:整个网络是一个开放系统,能容入不同厂商的产品,而不是由个别供应商提供的系统。
 灵活性:系统组网方式灵活,系统功能配置灵活,利用现有资源灵活,将各类型资源的利用,都溶入组网方案之中。能满足不同分控点的业务需要,软件功能全面,配置方便;
  可靠性:组网设备可靠,组网方案可靠,可根据路灯管理处需要采用备份路由。
 可操作性和可维护性:系统操作简单易学,操作人员可快速掌握使用方法。监控器本身和现场设备之间具有明晰的接口,出现问题时可迅速找出故障原因,便于使用维护。
  实用性:从用户角度出发,系统能使路灯控制箱少人值守或无人值守成为可能。充分利用现有资源,尽量降低选购设备成本,使系统具有较高的性能价格比。
  实时性:系统具有很快的响应性能。
 
三、软件架构
为了方便技术人员随时随地的掌握路灯的整天情况,本系统使用B/S框架结构。本系统使用微软的.net平台,sqlserver数据库开发,具有很好的可移植性、开放性 、可扩展性和分布性。
微软的.Net平台给应用程序开发提供了一个非常好的基础系统平台,但是,如何在这个系统平台上构建自己的应用系统,还需要我们针对应用系统的特点,构建自己的应用系统框架(Framework)。我们在应用.Net开发系统的过程中,结合多年的开发经验,也参考了J2EE的架构,设计了一套.Net下的应用系统框架,以及相应的中间件和开发工具,已经在多个项目中和软件产品中应用,取得了很好的效果。
  针对系统的特点,我们可以把系统分成以下三个层次:
 数据库层
 用户界面层
 应用服务层
在这三个层次中,系统的主要功能和业务逻辑在应用服务层进行处理,对于系统框架来说,主要处理的也是这个层次的架构。
  对于应用服务层来说,在一个面向对象的系统中,以下几个方面的问题是必须要处理的:
1.    据的表示方式,也就是实体类的表示方式,以及同数据库的对应关系,即所谓的O-R Map的问题。
2.    数据的存取方式,也就是实体类的持久化问题,本系统采用SQLServer数据库来永久存储数据实体,这就需要解决同数据库的交互问题。这个部分要完成的功能,就是将数据实体保存到数据库中,或者从数据库中读取数据实体。同这个部分相关的,就是对数据访问对象的使用。在框架中,我们对ADO.Net又做了一层封装,使其使用更加简便,同时也统一了对ADO.Net的使用方式。
3.    业务逻辑的组织方式。在面向对象的系统中,业务逻辑是通过对象间的消息传递来实现的。在这个部分,为了保证逻辑处理的正确性和可靠性,还必须支持事务处理的能力。
4.    业务服务的提供方式。为了保证系统的灵活性和封装性,系统必须有一个层来封装这些业务逻辑,向客户端提供服务,同时作为系统各个模块间功能调用的接口,保证系统的高内聚和低耦合性。这里的客户指的不是操作的用户,而是调用的界面、其他程序等。Web层(ASP.Net页面)通常只同这个部分交互,而不是直接调用业务逻辑层或者数据实体的功能。
整个系统的结构图如下:
 
在此结构下,系统中所有路灯的当前状态、历史信息、报警信息等数据存储于专业的SQL数据库中,供系统发布。可以通过局域网、Internet网络通过客户端计算机访问,也可以通过相关人员随身携带的手机、PDA等设备使用GPRS、CDMA等方式访问这些数据。可以极大的方便系统的使用。如下图所示:
 
 
              通过IE查看的分析结果界面                                 系统的网络结构
 
 
四、软件主要功能
       此软件包括如下主要功能:
权限管理功能
系统主要功能的使用都需要相应权限。由具有权限分配功能的用户(系统默认admin)进行用户的增添、删除、权限变更。被授权的用户登陆后可以进行被授权功能的操作。同时对不需要保护的功能可以授权成任何人可以使用,而不需要用户的登陆。
 
通讯功能
软件包含通讯程序可以和76套路灯监控设备通过Modbus协议进行通讯(根据使用需要可以自由增减设备数量)。将现场的路灯状态信号采集到计算机,进行数据处理,并能够对现场硬件设备进行参数设置。
 
状态实时显示功能
软件将采集到的路灯信息以图、表格等形式提供显示,可以在局域网上、或Internet网(需要网络的支持)上对当前路灯状况进行访问,方便相关人员对路灯的运行状况有整体的把握。
 
报警功能
软件根据路灯的设定状况能够产生报警、是工作人员可以在最短的时间内处理相关信息。报警分为如下等级:
A  紧急告警:已经或即将危及设备及通信安全,必须立即处理的告警。
B  普通告警:可能严重影响设备及通信安全,需要尽快处理的告警。
C  预告警:可能影响设备及通信安全,需要安排处理的告警。
告警功能要求:
a. 无论监控系统处于任何画面,均自动提示告警。所有告警一律采用可视、可闻声光告警信号;
b. 三级告警信号采用三种不同的显示颜色和告警声响(或语音);
c. 告警确认功能:告警发生后,操作人员可在任何画面按下确认键,关闭可闻告警声响,但不关闭灯光闪烁,故障排除后,恢复原状态。
d. 紧急告警发生时,通过短信设备自动发送短信的方式,向相关人员(可以设定)发出告警信息。短信内容告诉相关人员告警的名称、发生的地点、时间、级别等;故障排除后,自动解除声光告警,并通过短信方式,向相关人员发出告警解除信息。
e. 告警级别设定:根据现场情况由具有相关权限的人员设置。

 
存储功能
存储功能将路灯的状态信息,开关时间,使用时长、电流数值、告警信息等信息存储在sqlserver数据库中,可以为统计分析、以后的数据查询提供相应数据。
 
统计分析、报表打印功能
具有统计及自定义报表功能,能生成以下各种统计报表及曲线图:
 (1) 日、月、年告警统计报表;
 (2) 日、月、年操作统计报表;
 (3) 日、月、年监测数据统计报表;
 (4) 日、月、年设备负载曲线;
 (5) 日、月、年总用电量曲线;
 (6) 任何一天的设备运行参数或曲线;
 (7) 用户根据实际需要自定义的报表。
信息打印功能具有:
 (1) 出现告警立即打印;
 (2) 根据管理需要定时打印;
 (3) 屏幕拷贝打印;
 (4) 打印信息在屏幕上有提示。打印内容包括:
 a. 告警报告;
 b. 日、月、年告警和监测数据统计报表及自定义报表;
 c. 全部监测参量;
 d. 曲线图、直方图等。
 
 
报表倒出功能
对上面所有报表、统计分析结果可以直接导出成EXCEL文件,以便进行二次处理。
 
数据备份功能
需要时能对特定数据库提供备份,提供以后使用。
 
Wap发布功能
为了方便工作人员随时、随地的了解路灯信息、系统包括Wap发布功能,为手机等设备提供所需数据。使工作人员无论所处何地都可以通过手机查看路灯的相关信息(需要网络支持)。
 
五、特殊说明
软件运行在微软操作系统下;需要IIS6.0、asp.net2.0、SqlServer2000支持。
本软件功能及报价不自动包含以上部分。
系统需要运行的硬件设备(服务器)、操作系统、系统软件、数据库、杀毒软件等本软件不予提供。

 
附:主要硬件技术指标
 Z-210(GPRS/SMS通讯单元)技术指标
1、通讯
接口:RS-485/RS232接口可选。 
协议:PS-GPRS协议:Z-210A型与电脑主机连接时采用。
透明协议:Z-210B型与现场子设备连接时采用。
MODBUS协议:Z-210设参时使用。
UDP协议:DATA- Z-210使用GPRS网络传输数据时使用的传输协议。
GSM-SMS协议:Z-210使用GSM网络用短消息传输数据时使用的传输协议。
数据格式:1位起始位,8位数据位,1位停止位,校验位可设定。
速率:300600120024004800960019200BIT/S)。
2、通信延时
        GPRS方式:1~2秒
        SMS方式:2~3秒
3、电源
        电压:   +10~30V DC
        功耗:最大电力消耗10W。待机电力消耗1W。
4、环境
        工作温度:-20℃~70℃
        存储温度:-40℃~85℃  
        相对湿度:5%~95%不结露
        无腐蚀性气体,无液体喷溅,无金属粉尘,无强烈震动,无强烈电磁干扰。
        中国移动通信公司提供的GPRS网络能正常运行的场所(GPRS方式)。
        有手机信号(中国移动/中国联通)的场所(SMS方式)
5、安装
        方式: 导轨安装
        外型尺寸:121mm×71.5mm×25.5mm
 
Z-301(开关量采集单元)技术指标
1、开关量信号输入
输入类型:空接点
环路电流:≤12mA
各路输入关系:有公共端
输入与电源关系:共地
采样速率:1000次/秒。
2、通讯
接口:完全隔离的RS-485/RS232接口可选。 
协议:
标准MODBUS-RTU协议。
ZZBUS协议(本公司对标准MODBUS协议的扩展)
ZZSMS协议(与本公司GPRS/SMS数据传输器连接,提供手机短消息查询,报警功能)
数据格式:1位起始位,8位数据位,1位停止位,无校验位。
速率:300,600,1200,2400,4800,9600,19200(BIT/S)。
模块地址: 00~247。
3、电源
           电压:   +10~30V DC
           功耗:典型电力流消耗1.5W。
4、环境
           工作温度:-20℃~70℃
           存储温度:-40℃~85℃  
          相对湿度:5%~95%不结露
5、安装
          方式: 导轨安装
          外型尺寸:121mm×71.5mm×25.5mm
 
Z-353(路灯监控单元)技术指标
1、通讯
接口:完全隔离的RS-485/RS232接口可选。 
协议:标准MODBUS-RTU协议。
数据格式:1位起始位,8位数据位,1位停止位,无校验位。
速率:300,600,1200,2400,4800,9600,19200(BIT/S)。
模块地址: 00~247。
3、电源
           电压:   +10~30V DC
           功耗:典型电力流消耗1.5W。
4、环境
           工作温度:-20℃~70℃
           存储温度:-40℃~85℃  
          相对湿度:5%~95%不结露
5、安装
          方式: 导轨安装
          外型尺寸:121mm×71.5mm×25.5mm
 

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