【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 左右，使用 CAN 總線實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制模塊的通信 [4]。 軟件將面臨的運(yùn)行環(huán)境如下。 硬件環(huán)境： PC 機(jī)或工控機(jī)， 2G 內(nèi)存， 500G 以上硬盤(pán)； CAN 總線數(shù)據(jù)采集卡 PCI8110 采集板； 軟件環(huán)境： Windows XP 操作系統(tǒng)； SQL Server20xx 數(shù)據(jù)庫(kù)； Net 框架平臺(tái)； API； CAN 接口幫助文檔等。 系統(tǒng)功能及角色需求分析 上位機(jī)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要完成以下六大功能： CAN 設(shè)備的初始化 主要完成對(duì) CAN 數(shù)據(jù)采集板驅(qū)動(dòng)的加載，對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊 [5]、設(shè)備控制模塊狀態(tài)的讀取，以判斷遠(yuǎn)程模塊是否工作正常。 用戶(hù)與權(quán)限管理 管理創(chuàng)建新用戶(hù)，創(chuàng)建角色，分配用戶(hù)的權(quán)限。同時(shí)完成用戶(hù)登錄與用戶(hù)系統(tǒng)退出等工作。 數(shù)據(jù)采集與實(shí)施顯示 本單元的功能主要負(fù)責(zé)完成讀取前端的數(shù)據(jù)采集模塊所采集的各種數(shù)據(jù)（溫度、 濕度、水溫、溶解氧、 PH 值、風(fēng)向、大氣壓力、光照等）。并把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的顯示在軟件系統(tǒng)的用戶(hù)界面上。 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)情況，可以通過(guò)軟件自動(dòng)或操作員手動(dòng)的開(kāi)啟或關(guān)閉相關(guān)設(shè)備（增氧機(jī)、注水水泵和排水水泵），從而調(diào)節(jié)龍蝦養(yǎng)殖環(huán)境的狀態(tài)。 數(shù)據(jù)備份與還原 對(duì)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)備份，可使用指定的數(shù)據(jù)庫(kù)備份文件還原數(shù)據(jù)。 歷史記錄查看 可根據(jù)操作者的選擇，指定時(shí)間和養(yǎng)殖池塘進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查看。 第三章 數(shù)據(jù)采集模塊的概要設(shè)計(jì) 9 圖 系統(tǒng)總體功能框圖 本系統(tǒng)的角色分為兩 種，一種是系統(tǒng)管理員。系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，一般項(xiàng)目運(yùn)行之初有技術(shù)人員負(fù)責(zé)完成，交付用戶(hù)使用后，系統(tǒng)在正常運(yùn)行過(guò)程中不需要使用系統(tǒng)管理員角色登錄。另一種角色為普通用戶(hù)，普通用戶(hù)能夠使用除 了 用戶(hù)管理、角色創(chuàng)建以為的所有功能。 系 統(tǒng) 管 理 員用 戶(hù) 管 理角 色 管 理數(shù) 據(jù) 庫(kù) 維 護(hù) 圖 系統(tǒng)管理員角色及對(duì)應(yīng)操作 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，有利于對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析與查詢(xún)。本系統(tǒng)采用了 SQL Server20xx 為數(shù)據(jù)平臺(tái)。 數(shù) 據(jù)庫(kù)相關(guān)技術(shù) SQL 全稱(chēng)是結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言 (Structured Query Language)，最早的是 IBM 的圣約瑟研究實(shí)驗(yàn)室為其關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一種查詢(xún)語(yǔ)言，它的前身是SQUARE 語(yǔ)言。 SQL 語(yǔ)言結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，功能強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易學(xué)，所以自從 IBM 公司1981 年推出以來(lái)， SQL 語(yǔ)言得到了廣泛的應(yīng)用。如今無(wú)論是像 Oracle 、 Sybase、Informix、 SQL server 這些大型的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，還是像 Visual FoxPro、PowerBuilder這些微機(jī)上常用的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，都支持 SQL語(yǔ)言作為查詢(xún)語(yǔ)言。數(shù)據(jù)采集與控制模塊功能 CAN 端口初始化 用戶(hù)與權(quán)限管理 數(shù)據(jù)采集與顯示 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制 數(shù)據(jù)備份 歷史記錄查詢(xún) 初始化接口板 巡檢采集模塊 巡檢控制模塊 用戶(hù)登錄 用戶(hù)管理 權(quán)限設(shè)定 數(shù)據(jù)讀取 數(shù)據(jù)實(shí)施顯示 采集周期設(shè)定 權(quán)限分配 注水水泵控制 排水水泵控制 增氧機(jī)控制 數(shù)據(jù)庫(kù)備份 數(shù)據(jù)庫(kù)還原 池塘信息維護(hù) 歷史記錄查看 數(shù)據(jù)導(dǎo)出 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 SQL 是高級(jí)的非過(guò)程化編程語(yǔ)言，允許用戶(hù)在高層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上工作。他不要求用戶(hù)指定對(duì)數(shù)據(jù)的存放方法，也不需要用戶(hù)了解具體的數(shù)據(jù)存放方式，所以具有完全不同底層結(jié)構(gòu)的不同數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以使用相同的 SQL 語(yǔ)言作為數(shù)據(jù)輸入與管理的接口。它以記錄集合作為操縱對(duì)象，所有 SQL 語(yǔ)句接受集合作為輸入，返回集合作為輸出，這種集合特性允許一條 SQL 語(yǔ)句的輸出作為另一條 SQL 語(yǔ)句的輸入，所以 SQL 語(yǔ)言可以嵌套，這使他具有極大的靈活性和強(qiáng)大的功能，在多數(shù)情況下，在其他語(yǔ)言中需要一大段程序?qū)崿F(xiàn)的一個(gè)單獨(dú)事件只需要一個(gè) SQL 語(yǔ)句就可以達(dá)到目的，這也意味著用 SQL 語(yǔ)言可以寫(xiě)出非常復(fù)雜的語(yǔ)句。 SQL 同時(shí)也是數(shù)據(jù)庫(kù)文件格式的擴(kuò)展名 。 SQL 語(yǔ)言包含 4 個(gè)部分 ， 數(shù)據(jù)查詢(xún)語(yǔ)言（ SELECT語(yǔ)句） 、 數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言（ INSERT, UPDATE, DELETE 語(yǔ)句） 、 數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（如CREATE, DROP 等語(yǔ)句） 、 數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言（如 COMMIT, ROLLBACK 等語(yǔ)句） 。 數(shù)據(jù)庫(kù)顧名思義是 存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)。只不過(guò)這個(gè)倉(cāng)庫(kù)是在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上的，而且數(shù)據(jù)是按一定格式存放的。當(dāng)人們收集了大量的數(shù)據(jù)后，應(yīng)該把它們保存起來(lái)進(jìn)入近一步的處理，進(jìn)一步的抽取 有用的信息。當(dāng)年人們把數(shù)據(jù)存放在文件柜中，可現(xiàn)在隨著社會(huì)的發(fā)展，數(shù)據(jù)量急劇增長(zhǎng)，現(xiàn)在人們就借助計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)科學(xué)的保存大量的數(shù)據(jù)，以便能更好的利用這些數(shù)據(jù)資源。要是下定義的話，就應(yīng)該是指長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫(kù)包含關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)及新興的 XML 數(shù)據(jù)庫(kù)等多種，目前應(yīng)用最廣泛的是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，若在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上提供部分面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)功能的對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的早期還曾經(jīng)流行過(guò)層次數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)，但這兩類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)目前已經(jīng)極少使用。數(shù)據(jù)庫(kù)管理 (Database Administration)是有關(guān)建立、存儲(chǔ)、修改和存取數(shù)據(jù)庫(kù)中信息的技術(shù)，是指為保證數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行和服務(wù)質(zhì)量，有關(guān)人員須進(jìn)行的技術(shù)管理工作。負(fù)責(zé)這些技術(shù)管理工作的個(gè)人或集體稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)管理員 (DBA)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理的主要內(nèi)容有：數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)整、數(shù)據(jù)庫(kù)的重組、數(shù)據(jù)庫(kù)的重構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)的安全控制、數(shù)據(jù)的完整性控制和對(duì)用戶(hù)提供技術(shù)支持。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)只是提供了數(shù)據(jù)的類(lèi)型、邏輯結(jié)構(gòu)、聯(lián)系、約束和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等有關(guān)數(shù)據(jù)的描述 ， 這些描述稱(chēng)為數(shù)據(jù)模式。 要建立可運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)，還需進(jìn)行下列工作： (1)選定數(shù)據(jù) 庫(kù)的各種參數(shù)，例如最大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、緩沖決的數(shù)量、并發(fā)度等。這些參數(shù)可以由用戶(hù)設(shè)置，也可以由系統(tǒng)按默認(rèn)值設(shè)置。 (2)定義數(shù)據(jù)庫(kù)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) (DBMS)所提供的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言和命令，第三章 數(shù)據(jù)采集模塊的概要設(shè)計(jì) 11 定義數(shù)據(jù)庫(kù)名、數(shù)據(jù)模式、索引等。 (3)準(zhǔn)備和裝入數(shù)據(jù)，定義數(shù)據(jù)庫(kù)僅僅建立了數(shù)據(jù)庫(kù)的框架，要建成數(shù)據(jù)庫(kù)還必須裝入大量的數(shù)據(jù)，這是一項(xiàng)浩繁的工作。在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備和錄入過(guò)程中，必須在技術(shù)和制度上采取措施，保證裝入數(shù)據(jù)的正確性。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中原已積累的數(shù)據(jù)，要充分利用，盡可能轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì) 用戶(hù) 信息表 表 31 UserInfo 表 序號(hào) 字段名 字段描述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 1. UserId Int Y N 2. UserName VARCHAR 20 N 3. Password VARCHAR 50 N 采集時(shí)間間隔表 表 32 TimeSpace 表 序號(hào) 字段名 字段描述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 1. ID int Y N 2. TimeSpace float N 3. SetTime Datetime N 池塘 信息表 表 33 PoolInfo 表 序號(hào) 字段名 字段描述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 1. PoolID int Y N 2. PoolNum VARCHAR 20 N 3. PoolName VARCHAR 20 N 4. Memo VARCHAR 255 5. Available Bit N 池塘數(shù)據(jù)采集信息表 表 34 PoolData 表 序號(hào) 字段名 字段描述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 1. ID Int Y N 2. WaterTemperature float N 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 序號(hào) 字段名 字段描述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 3. PH float N 4. Oxygen float N 5. TestDate Datetime N 6. PoolID Int Y N 節(jié)點(diǎn)信息表 表 35 NodeList 表 序號(hào) 字段名 字段描述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 1. NodeID Int Y N 2. NodeNum VARCHAR 50 N 3. NodeType VARCHAR 20 N 4. ModelID Int Y N 采集控制模塊信息表 表 36 ModelList 表 序號(hào) 字段名 字段描述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 1. ModelID Int Y N 2. ModelName VARCHAR 20 N 3. ModelType VARCHAR 20 N 4. PoolID Int Y N 歷史信息表 表 37 Memory 表 序號(hào) 字段名 字段描述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 1. ID int Y N 2. ContentT VARCHAR 255 N 3. TestDate Datetime N 設(shè)備狀態(tài)信息檢查表 表 38 DeviceCheck 表 序號(hào) 字段名 字段描述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 1. ID Int Y N 2. NodeID Int Y N 第三章 數(shù)據(jù)采集模塊的概要設(shè)計(jì) 13 序號(hào) 字段名 字段描述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 3. TestDate Datetime N 公共數(shù)據(jù)采集信息表 表 39 CommonData 表 序號(hào) 字段名 字段描 述 類(lèi)型 長(zhǎng)度 主鍵 外鍵 空 備注 1. ID Int Y N 2. Temperature float N 3. Humidity float N 4. Atmospheric float N 5. Lum float N 6. WindDirect VARCHAR 20 N 7. TestDate Datetime N 主要研究方法 在開(kāi)發(fā)過(guò)程中嚴(yán)格遵循軟件工程設(shè)計(jì)模式，具體設(shè)計(jì)過(guò)程如下： 圖 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程控制方法 需求分析 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)模型創(chuàng)建 項(xiàng)目平臺(tái) DEMO 開(kāi)發(fā) 項(xiàng)目編碼實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)測(cè)試與應(yīng)用 基于C/S框架的數(shù)據(jù)采集模塊 調(diào)查 數(shù)據(jù)采集功能的需求 設(shè)計(jì)整體系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目任務(wù)分解 詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)接口，開(kāi)發(fā)規(guī)范 根據(jù)需求與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，建立數(shù)據(jù)模型 項(xiàng)目原型開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步調(diào)整需求 設(shè)計(jì)可視化操作界面，整合 各個(gè)模塊功能 測(cè)試， 發(fā)布項(xiàng)目 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 第 四 章 數(shù)據(jù)采集與控制模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)范 在系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)之初，按照 IT 行業(yè)編碼規(guī)范要求，統(tǒng)一制定項(xiàng)目詳細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)范 ， 在開(kāi)發(fā)過(guò)程中嚴(yán)格按照此規(guī)范要求進(jìn)行開(kāi)發(fā)。 程序編碼規(guī)范 ? 變量 /方法名 必須采用有意義的英文單詞或英文單詞組合作為變量名稱(chēng)，首字母小寫(xiě)，第二個(gè)單詞首字母大寫(xiě)。 例如 healthInfo 是一個(gè)符合規(guī)范的名稱(chēng)， a, arr 等則不符合規(guī)范。 ? 靜態(tài)全局變量 靜態(tài)全局變量采用全部大寫(xiě)字母進(jìn)行名。 ? 常量 采用首字母大寫(xiě)的英文單詞或英文單詞組合表示常量。例如 PI,Connection 等。 ? 類(lèi) /接口 采用首字母大寫(xiě)的英文單詞或英文單詞組合表示類(lèi)。例如 DBOperator 等 ? if 語(yǔ)句等的寫(xiě)法： if ()) { //… . } 縮進(jìn) 4 個(gè)空格（用 Tab 鍵縮進(jìn)） ? “ =”號(hào)左右各留一個(gè)空格 如 string personalName = “張三 ”。 ? 邏輯表達(dá)式在邏輯運(yùn)算符兩側(cè)各留一個(gè)空格 如 if (password == “12345” amp。amp。 name == “admin”) ? 文件注釋 每