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1、基于Web Service的远程无线粮库监控系统设计及开发The Design and Development of Wireless Remote Monitor and Control System Based on Web Service,姓名：XXX专业：软件工程导师：XXX、XXX,内容提纲,1.课题来源,2.课题研究背景及意义,3.关键技术简介,4.系统需求分析,5.系统设计,6.系统实现与测试,7.总结与展望,1、课题来源,本课题来源于导师的研究项目：XXXXXXXXXXXX。,2、课题研究背景及意义,粮食作为人民生存的基本物资，是我国安定民心的必需品。粮食关系着国家的稳定与繁荣
2、。随着新粮食的收获和陈粮的积压，为避免粮食因环境温度、湿度等因素导致腐败变质造成巨大的浪费，储存环节尤为重要，而对粮库储存环境的监控更是关键。,基于Web Service的远程无线粮库监控系统是以适应近期国内的粮食贮藏迅速发展现状，设计了监控粮库的环境信息和安全问题。满足了粮库管理工作人员各项监控需求，可以做到无人值守、远程访问、数据分析、及时报警等。,选题背景,研究意义,Web Service：是一种信息交流的方式，可以用来保护应用程序和平台的发展。Web Service技术相当于一个通用的软件接口，一系列的操作通过使用标准化的系统描述语言来定义。,3、关键技术简介,Web Service,
3、3、关键技术简介,Microsoft.NET Framework 3.5,Microsoft.NET Framework3.5主要成员有：公共语言运行库（CLR）、类库（FCL）和 ASP.NET。公共语言运行库和类库(包括 Windows From窗体、ADO.NET 和 ASP.NET)结合在一起，可以提供在各种系统内部和各种系统之间方便地集成的服务和解决方案。,Microsoft SQL Server是一个全面的关系型数据库系统，不仅具有现代数据库管理系统所具备的各种强大的功能外，而且还在Internet技术层面，提供了HTTP的技术支持，同时还为互联网用户提供了强大的数据管理与数据分析
4、功能，另外还为用户方便地开发应用数据仓储和电子商务提供了便利的开发环境。,Microsoft SQL Server 2005,Socket,3、关键技术简介,Socket作为一组接口，也可以说是软件抽象层，它是位于应用层与TCP/I P协议通信的中间。在粮库监控系统设计中，繁琐的TCP/IP协议被简化应用具体化对外成为一个简单的接口，只需要开发一套简单的Socket接口设计，让 Socket去组织数据从而达到满足要求的协议内容。Socket主要包含网络IP地址和端口号。在服务启动监听后，一方面服务器会立即新建一个Socket，另一方面客户端通过服务器建立的Socket监听发送连接请求，服务器在
5、接受到客户端的连接请求后会立即做出响应。服务器就新建的通信建立一个新的线程从而进行双方的数据通信。而在没有接收到请求的情况下，服务器将一直保持Socket的监听状态。,现有粮库管理模式的弊端：,4、系统需求分析,（1）个人的责任决定了粮库的安全粮库的监控的责任全部在的某个工作人员身上，如果工作人员玩忽职守，未能按照相关规定进行监控或着监控只是走个形式，这样因为某个工作人员的工作失责将给国家带来非常重大的损失。（2）人工监控的数据准确性难以保证一方面，人工监控往往只会对粮食表层进行数据监控，而粮食最容易腐烂、变质的则是存放在底层的粮食，现有的监控设备还不能对真正需要监控的粮食进行监测。另一方面，
6、有些地区早晚温差很大，人工监测一般只会在白天工作时间对粮库进行监控，晚上的粮库监控则是空白。（3）粮食的存储环境完全由个人经验掌控。人工检测对粮库管理工作人员的技术水平、经验也有着一定的依赖性，也就难免出现错误。（4）难以与现代科技文明接轨。现代科技文明因为互联网的快速发展出现了云技术、物联网、移动办公等新的概念，这些新的概念也正在改变人们的生活，使人们的生活更加丰富、便捷。,粮库信息管理：需要对粮库分类、粮库基本信息（粮食存储量、粮库面积等）、粮库编号进行管理，包括添加、删除、修改。,4、系统需求分析,实时监控管理：需要对客户端或网页发出的实时监控指令进行管理，包括查询温湿度指令、拍照指令、
7、控制风机指令等。,历史数据分析管理：需要对系统采集的历史数据查询并同时进行统计分析绘制曲线图。,预警信息管理：需要对每个粮库预警范围进行管理，包括温度预警、湿度预警、预警提醒人员信息、预警方式。,定时监控信息管理：需要对每个粮库的定时监控时间进行管理，包括采集温湿度时间、拍照时间。,用户信息管理：需要对本系统的所有用户、密码、权限进行管理，包括添加、修改、删除。,系统总体结构,5、系统设计,5、系统设计,粮库信息管理,粮库信息管理的主要功能是为了实现对系统中的粮库基本信息进行管理，主要有粮库基本信息的查询、增加、修改、删除功能。通过粮库信息管理这些功能可以对系统中的粮库进行分类、按一定的规则命
8、名，方便管理员同时对批量的粮库进行管理。,5、系统设计,实时监控管理,实时监控管理的主要功能是为了实现系统中的实时监控功能，主要有实时查询温湿度、实时拍照、实时遥控风机等功能。首先前台展示界面通过调用Web Service接口发送实时监控指令至系统，系统接收指令并保存至数据库，然后一旦后台服务器监听到数据库有新的指令到达，便立即读取并解析指令发送至采集器，采集器采集到相关数据后返回后台服务器，后台服务器把数据进行处理保存，并立即把数据传输给Web Service接口。,5、系统设计,历史数据分析管理,历史数据分析管理的主要功能是为了实现对系统中的历史数据进行查询、统计分析。有了此功能用户可以全
9、面的了解各粮库的近期的综合情况，一方面可以随时了解粮库在过去某个时间的具体情况数据，另一方面可以把历史监控数据进行统计分析，结合统计分析结果可以更合理的安排下一步的工作计划。,5、系统设计,预警信息管理,预警信息管理的主要功能是为了在系统监控过程中的温度过高、湿度过高等预警情况下实现报警的功能。有了此功能可以实现无人值守，即不需要工作人员值班即可获知预警信息。,5、系统设计,定时监控信息管理,定时监控信息管理的主要功能是为了实现系统的自动监控过功能。它包括定时查询温湿度数据及定时拍照功能。采集数据、拍照是一个单向的指令，不可能让工作人员一直手动发送指令，设置自动监控还是很有必要的。通过此功能可
10、以使得系统无间断对粮库进行监控，避免了监控盲区，完整不间断的数据也能够较好的体现本系统可靠性。,5、系统设计,用户信息管理,定用户信息管理的主要功能是为了实现系统的用户管理功能。主要的内容包括用户查询、添加、修改、删除，以及用户的密码修改、权限配置等功能。完善的用户信息管理功能能够使得系统管理更有条理。,5、系统设计,通信协议,注：1、协议起始为固定的（为#TCP的ASCII码）2、发送：0 x01；接受（回复）：0 x02（以客户端为参照物）3、操作命令：0 x01登录命令0 x02实时温湿度数据查询0 x03历史温湿度数据查询0 x04绘制历史温湿度数据曲线0 x05实时拍照0 x06历史
11、照片查询,5、系统设计,通信协议登陆账号,注：1、账号登录有2种状态（0 x01为登录成功，0 x00为登录失败）2、账号权限有2种状态（0 x01为管理员，0 x02为普通用户）,5、系统设计,数据库设计,1、指令表（Command）2、温湿度数据表（DTUData）3、图片信息表（Photo）4、日志表（Log）5、粮库进本信息表（Storageinformation）6、定时监控信息表（UserCustomCommand）7、用户信息表（Userinformation）8、预警信息表（Usernews）,5、系统设计,系统运行模式设计,5、系统设计,（1）网页调用Web Service接
12、口并同时把登录信息传给它；（2）Web Service接口把调用端口传入的用户名、密码与数据库进行判定是否一致；（3）Web Service服务把核对结果反馈给网页。,6、系统实现与测试,系统登录,（1）网页调用Web Service接口并同时把查询指令传给它；（2）Web Service服务把网页传入的查询指令存入数据库并同时循环检索数据库温湿度数据表（DTUData）是否有新增有效的温湿度数据；（3）后台服务器监听到数据库有新增查询温湿度指令后立即读取、解析指令发送给采集器，采集器采集完后把数据返回给后台服务器，后台服务器收到数据后将数据进行解码并立即存入系统数据库；（4）Web Serv
13、ice服务把检索到数据库温湿度数据表（DTUData）有新增有效的温湿度数据后立即读取并反馈给前端网页。,6、系统实现与测试,实时监控实时温湿度查询,（1）网页调用Web Service接口并同时把拍照指令传给它；（2）Web Service服务把网页传入的拍照指令存入数据库并同时循环检索数据库图片信息表（Photo）是否有新增有效的温湿度数据；（3）后台服务器监听到数据库有新增拍照指令后立即读取、解析指令发送给摄像头，拍照完成后把照片返回给后台服务器，后台服务收到照片数据后将照片数据进行解析存入数据库；（4）Web Service服务把检索到数据库图片信息表（Photo）有新增有效的照片数据
14、后立即读取并反馈给前端网页。,6、系统实现与测试,实时监控实时拍照,（1）网页调用Web Service接口并同时把查询参数（主要是粮库站点、粮库名称、查询时间区间）传给它；（2）Web Service服务把根据网页传入的查询参数查询数据库温湿度数据表（DTUData）把符合查询条件的数据（这里的数据不是温湿度数据，是满足这个时间区间的温湿度查询记录，因为很可能在一小时内有多条查询记录）返回给网页；（3）网页把查询的结果显示，用户在显示的查询结果选择一条查询记录进行查看，即再次调用Web Service接口并同时把查询参数（主要是粮库站点、粮库名称、查询时间）传给它；（4）Web Servic
15、e服务把根据网页传入的查询参数查询数据库温湿度数据表（DTUData）把符合查询条件的数据（这里为温湿度查数据）返回给网页。,6、系统实现与测试,历史数据分析管理历史温湿度查询,（1）网页调用Web Service接口并同时把查询参数（主要是粮库站点、粮库名称、查询时间区间）传给它；（2）Web Service服务把根据网页传入的查询参数查询数据库图片数据表（Photo）把符合查询条件的数据（这里的数据不是照片数据，是满足这个时间区间的拍照记录，因为很可能在一小时内有多条拍照记录）返回给网页；（3）网页把查询的结果显示，用户在显示的查询结果选择一条查询记录进行查看，即再次调用Web Servi
16、ce接口并同时把查询参数（主要是粮库站点、粮库名称、拍照时间）传给它；（4）Web Service服务把根据网页传入的查询参数查询数据库图片数据表（Photo）把符合查询条件的数据（这里为照片数据）返回给网页。,6、系统实现与测试,历史数据分析管理历史照片查询,（1）网页调用Web Service接口并同时把查询参数（主要是粮库站点、粮库名称、查询时间区间（包含起始、终止时间）传给它；（2）Web Service服务把根据网页传入的查询参数查询数据库温湿度数据表（DTUData）把符合查询条件的温湿度数据返回给网页；,6、系统实现与测试,历史数据分析管理历史温湿度曲线分析,后台服务器作为本系统
17、正常运行的基础，他起着至关重要的作用。它一方面需要一直与采集器通过Socket保持通讯以便随时下达采集指令。另一方面它需要一直监听数据库以获取是否有新的指令下达。,6、系统实现与测试,后台服务器,（1）建立TCP/IP服务端；（2）采集器通过提前设置好了TCP/IP及端口自动连接后台服务器；（3）后台服务器收到新的Socket连接后根据连接的采集器信息确认是哪一个粮库的采集器；（4）前端网页提交了一个查询温湿度的指令，通过调用Web Service接口存入综合数据库并且通过异步委托调用等待数据返回；（5）后台服务器监听到综合数据库有一条新的指令，立即读取并解析。解析出来是查询某粮库的温湿度信息
18、，根据已经连接好的Socket套接字把查询温湿度指令转发给采集器；（6）采集器通过Socket套接字收到查询温湿度指令，立即采集数据并通过Socket套接字返回给后台服务器；（7）后台服务器收到采集的温湿度数据后进行解析、分析，若果数据无误，则立即存入综合数据库；（8）Web Service查询到采集的温湿度已经存入数据库，立即读取返回给网页展示界面。返回采集数据给前端展示界面。,6、系统实现与测试,后台服务器实现实时查询温湿度功能原理：,（1）功能测试在具体的测试过程中，我们主要以单元测试为准，来对远程无线粮库监控系统中的各个单元模块功能分别进行了测试，之后再采用白盒测试和黑盒测试相结合的方
19、法来对整个系统的边界条件、接口和逻辑结构进行了测试。具体测试项目有实时查询温湿度功能的数据是否准确无误，实时拍照功能的照片是否清晰，历史数据查询是否准确无误，绘制曲线是否根据实际数据进行绘制等。（2）性能测试性能测试主要是用于整个系统的压力测试，以确定远程无线粮库监控系统的是在一个真实的网络环境中高效、稳定、安全运行，同时对本系统的程序健壮性进行测试。目前常见的压力测试工具有很多，诸如LoadRunner，Meter，WAS等，本次开发的远程无线粮库监控系统选用了Visual StudioNET中的压力测试工具ACT完成本系统的性能测试工作。,6、系统实现与测试,系统测试,总结：远程无线粮库监控系统通过现代高科技技术的合理利用，可以满足粮库管理人员对粮库监控实时、智能、预警的要求。工作人员只需要通过互联网，就可以对分布在各个区域的粮库进行统一管理，迅速获取异地系统的数据和参数，以及快速获得即时的报警提醒。展望：本系统目前的设计应用只是针对网页及手机移动终端进行开发，如果真正是做到完全的跨平台应用，还需要尝试更多的平台软件调用本系统接口进行开发，这也是这个系统下一步研究的主要内容。,7、总结与展望,望各位老师批评指正！,谢谢大家！,
