【正文】 。常用的反規(guī)范技術(shù)有增加 冗余 列、增加派生列、重新組表等。規(guī)范化理論為數(shù)據(jù)煤礦瓦斯模擬監(jiān)測報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 14 庫 邏輯設(shè)計 提供了理論指導(dǎo)和工具，在減少了 數(shù)據(jù)冗余 的同時節(jié)約了 存儲空間 ，同時加快了增、刪、改的速度。如果 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計 不好，則所有調(diào)優(yōu)方法對于提高數(shù)據(jù)庫性能的效果都是有限的。 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計 是整個設(shè)計的前半段，包括所需的實體和關(guān)系，實體規(guī)范化等工作。 （ 1）礦井信息 (礦井 ID、礦井名稱、備注 )實體屬性圖如圖 44： 礦 井礦 井 名 稱礦 井 I D備 注 圖 44 礦井信息實體屬性圖 （ 2）瓦斯信息 (瓦斯 ID、采 集時間、瓦斯?jié)舛戎?、備?)實體屬性圖如圖 45： 瓦 斯采 集 時 間瓦 斯 I D備 注瓦 斯 濃 度 值 圖 45 瓦斯信息實體屬性圖 （ 3）礦井日志 (礦井 ID、礦井名稱、日期時間、瓦斯 ID、瓦斯?jié)舛戎怠? 咸陽師范學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)（論文）設(shè)計 13 注 )實體屬性圖如圖 46： 礦 井 日 志礦 井 I D礦 井 名 稱瓦 斯 I D日 期 時 間瓦 斯 濃 度 值備 注 圖 46 礦井日志實體屬性圖 （ 4）瓦斯安全范圍 (瓦斯 ID、礦井信息、安全范圍、備注 )實體屬性圖如圖47： 瓦 斯 安 全 范 圍瓦 斯 I D礦 井 信 息備 注安 全 范 圍 圖 47 瓦斯安全范圍實體屬性圖 （ 5 用 ER 圖來描述的概念模型如圖 48 所示： 礦 井瓦 斯 礦 井 日 志瓦 斯 安 全 范 圍包 含 生 成對 應(yīng)1n 1nn1 圖 48 瓦斯安全范圍實體屬性圖 邏輯設(shè)計 設(shè)計數(shù)據(jù)庫的 邏輯結(jié)構(gòu) ，主要反映 業(yè)務(wù)邏輯 。 概念模型設(shè)計是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵，它表達(dá)自然、直觀、容易理解，獨立于數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。概念設(shè)計即是利用設(shè)計概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計過程的設(shè)計方法。系統(tǒng)管理先進(jìn)，支持本地和遠(yuǎn)程的系統(tǒng)管理和配置，支持 Windows 圖形化管理工具。有好的擴(kuò)展性，在必要時能根據(jù)需求擴(kuò)展數(shù)據(jù)結(jié)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性，通過主外鍵、非空、限制、唯一索引等保證數(shù)據(jù)的健壯。 數(shù)據(jù)庫 設(shè)計 (Database Design)是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫 模式 ，建立 數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用 系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用 需求 （信息要求和處理要求）。 咸陽師范學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)（論文）設(shè)計 11 開 始數(shù) 據(jù) 采 集數(shù) 據(jù) 運 算 得 瓦 斯 濃 度瓦 斯 濃 度 5 %聲 光 報 警結(jié) 束NY瓦 斯 濃 度 8 %瓦 斯 濃 度 1 0 %瓦 斯 濃 度 1 6 %絕 對 安 全 一 般 安 全 有 點 危 險十 分 危 險YYNNYN 圖 43 報警模塊流程圖 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 數(shù)據(jù)庫在一個系統(tǒng)中占有非常重要的地位，數(shù)據(jù)設(shè)計的優(yōu)劣直接對應(yīng)用系統(tǒng)的效率以及實現(xiàn)的效果產(chǎn)生影響。所以本系統(tǒng)的邊界數(shù)據(jù)設(shè)為 5%， 8%， 10%， 16%。 5%為瓦斯爆炸下限低于 5%只燃燒，16%為瓦斯爆炸上限，高于 16%不完全燃燒，不爆炸。 如果混入的惰性氣體很大就可能使瓦斯與空氣的混合氣體失去爆炸性。如有別的可燃?xì)怏w或煤塵混入或溫度、壓力增加后瓦斯爆炸界限就會擴(kuò)大瓦斯?jié)舛炔坏?5%就可能爆炸，超過 16%還會爆炸。系統(tǒng)總體流程圖如圖 42 所示： 開 始系 統(tǒng) 初 始 化選 擇 操 作 方 式加 熱 抽 氣數(shù) 據(jù) 采 集數(shù) 據(jù) 運 算 得 瓦 斯 濃 度濃 度 是 否 超 限聲 光 報 警結(jié) 束YN 圖 42 系統(tǒng)總體流程圖 瓦斯與空氣混合，按體積計算瓦斯?jié)舛仍?5%至 16%時具有爆炸性。 語言 工具有偽碼和 PDL（ Program Design Language）等。詳細(xì) 設(shè)計 的表示工具有 圖形 工具和 語言 工具。詳細(xì) 設(shè)計 的目標(biāo)有兩個：實現(xiàn)模塊功能的算法要邏輯上正確和算法描述要簡明易懂。 系統(tǒng)功能模塊劃分如圖 41： 煤 礦 瓦 斯 監(jiān) 測 報 警 系 統(tǒng)采 集 數(shù) 據(jù) 濃 度 監(jiān) 測 聲 光 報 警 系 統(tǒng) 設(shè) 置 模 塊圖41 系統(tǒng)功能模塊圖 詳細(xì)設(shè)計 詳細(xì) 設(shè)計 是 軟件工程 中 軟件開發(fā) 的一個步驟，就是對 概要設(shè)計 的一個細(xì)化，就是詳細(xì)設(shè)計每個模塊實現(xiàn)算法，所需的局部結(jié)構(gòu)。 （ 4）系統(tǒng)設(shè)置模塊。 （ 3）聲光報警模塊。 （ 2）數(shù)據(jù)監(jiān)測曲線顯示模塊。主要有：瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、溫度、負(fù)壓等參數(shù)實時監(jiān)測表和歷史記錄表；圖形圖像處理類數(shù)據(jù)主要有：瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、溫度、負(fù)壓等參數(shù)實時和歷史曲線圖。上面說到 Developer Studio 沒有編譯程序的功能，那么這項工作是由誰來完成的呢？是 CL，是 NMAKE，和其他許許多多命令行程序，這些我們看不到的程序才是構(gòu)成 Visual Studio 的基石。這才是 Visual C++和整個 Visual Studio 的精華和靈魂，雖然我們很少能直接接觸到它。但是， Visual C++也不等于 MFC。同時，用 Visual C++編寫代碼也并不意味著一定要用 MFC，只要愿意，用 Visual C++來編寫 SDK 程序，或者使用 STL， ATL，一樣沒有限制。 （ 2） MFC。我們也知道， Developer Studio并不是專門用于 VC 的，它也同樣用于 VB， VJ， VID 等 Visual Studio 家族的其他同胞兄弟。 再加上它的標(biāo)題赫然寫 著 “ Microsoft Visual C++” ，所以很多人理所當(dāng)然的認(rèn)為，那就是 Visual C++了。 這些組件通過一個名為 Developer Studio 的組件集成為和諧的開發(fā)環(huán)境。 Visual C++ 不僅是一個 C++編譯器，而且是一個基于 Wi ndows 操作系統(tǒng)的可視化集成開發(fā)環(huán)境（ integrated development environment,IDE）。使用 VC++提供的高度可視化的應(yīng)用程序開發(fā)工具和 MFC 類庫，可使應(yīng)用程序開發(fā)變得更簡單。 MFC 中封裝了大部分 Windows API 函數(shù)和 Windows 控件，它包含的功能涉及到整個 Windows 操作系統(tǒng)。 這些組件通過一個名為 Developer Studio 的組件集成為和諧的開發(fā)環(huán)境。 VisualC++ 不僅是一個 C++ 編譯器 ，而且是一個 基于 Windows 操作系統(tǒng) 的可視化 集成開發(fā)環(huán)境 （ integrated development environment， IDE）。雖然 微軟公司 推出了 Visual C++.NET(Visual C++)，但它的應(yīng)用的很大的局限性，只適用于 Windows 202 Windows XP 和 Windows 。 Visual C++是一個功能強(qiáng)大的可視化 軟件開發(fā)工具 。 因此，數(shù)據(jù)流圖成為系統(tǒng)分析 師和客戶溝通 的有效 方法 ，同時也成為系統(tǒng)設(shè)計的 重要 依據(jù)之一。它 是 在調(diào)查的 基本框架 上， 通過 系統(tǒng)的科學(xué)性、管理的合理性、實際運行的可行性角度出發(fā)，將信息 的 處理功能和彼此之間的 關(guān)聯(lián)從頂 到 下、逐層 分解處理 ，從邏輯上 詳盡的敘述 系統(tǒng)應(yīng)有的數(shù)據(jù)加工、輸入、輸出、存儲及來源和去向（外部實體）等項目。 按瓦 斯排放級別劃分四級如表 21： 表 21 瓦斯多極報警級別 級別 瓦斯?jié)舛? 警告模式 零級 2%以下 絕對安全 一級 5%以下、 16%以上 一般安全 二級 5%8%、 10%16% 有點危險 三級 8%10% 十分危險 數(shù)據(jù)流分析 組織中信息 活動 的抽象 說的就是 數(shù)據(jù)流圖， 它 是信息管理系統(tǒng)邏輯模型的主要 表現(xiàn) 形式。 （ 3）多級報警：按照 AQ 標(biāo)準(zhǔn)對礦井氣體中的瓦斯的濃度進(jìn)行實時的不停歇監(jiān)測；當(dāng)其濃度越過系統(tǒng)事先設(shè)置的上限值時，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警。 煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng) 應(yīng)具有多時相和迅速獲得的特征，這是濃度數(shù)據(jù)信息進(jìn)行專題分析更新的主要來源與基礎(chǔ)。 咸陽師范學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)（論文）設(shè)計 5 （ 2）數(shù)據(jù)庫更新：數(shù)據(jù)更新（ data revision）就是用新的數(shù)據(jù)信息記錄或替換舊的文件數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫中與之相關(guān)聯(lián)的舊的數(shù)據(jù)項或記錄的過程。 功能描述 本系統(tǒng)有自動跟蹤、監(jiān)測礦井瓦斯?jié)舛仁欠癯?限，實時監(jiān)測當(dāng)前環(huán)境的瓦斯?jié)舛群蛨缶崾咎幚淼裙δ堋? （ 2）監(jiān)測管理子系統(tǒng)包括：超限判定和危機(jī)情況處理。 （ 1）數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括三個功能模塊：瓦斯?jié)舛忍幚碇行模粫r鐘采樣處理；安全范圍設(shè)定。盡量使得系統(tǒng)操作 方便簡潔，數(shù)據(jù)錄入快速、準(zhǔn)確、可靠、規(guī)范等，這些功能的實現(xiàn)基本上沒有障礙，系統(tǒng)可以實現(xiàn)。 整體上來講， 該系統(tǒng) 具備 經(jīng)濟(jì)上的可行性 。 每一個 項目的 開發(fā) ，其 成本 、運行費用和收益這些經(jīng)濟(jì)因素 確定 了 此 系統(tǒng)是否 有意義去完成 ，該系統(tǒng)的 研發(fā) 使用的是已經(jīng) 非常 成熟的 工具和技術(shù) ， 簡單方便的維護(hù)和系統(tǒng)操作都表明了此系統(tǒng)的成本相對來說是比較低的，且運行費用也不高， 在運營中的成本波動不大。 當(dāng)前技術(shù)相對比較 成熟， 可以使用當(dāng)前的 技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng) 的研發(fā) 目標(biāo) 。 它包含 硬件和軟件 在系統(tǒng) 功能和性能上是否滿足要求， 能否 有 能力 滿足系統(tǒng)性能要求 與 算法， 研發(fā) 人員的技術(shù) 能力可否 完成 系統(tǒng)的開發(fā)等等。為了使礦井人員更好地了解井下的情況，給人員提供安全的保證，而針對這方面的迫切需求開發(fā)本系統(tǒng)。 （ 2）國家制定的標(biāo)準(zhǔn) 可行性研究報告 的內(nèi)容和深度務(wù)必要達(dá)到，基本內(nèi)容要具備，還要盡量多地具有數(shù)據(jù)資料，防止粗制濫造，搞形式主義。為了確保可行性研究工作的客觀公正，客觀以及科學(xué)性，和預(yù)防錯誤跟紕漏，在可行性研究中： （ 1）首先一定得在客觀公正的角度進(jìn)行研究與調(diào)查，收集基礎(chǔ)資料的工作要做好。還 有作出歸納，對整體 可行性研究 給出綜合分析評估，指出優(yōu)缺點并給出建議。主要對煤礦瓦斯監(jiān)測報警系統(tǒng)設(shè)計過程中的優(yōu)點與不足進(jìn)行了總結(jié)。主要介紹了軟件測試的概念，黑盒測試和白盒測試；列舉出了具體的測試結(jié)果。主要介紹了煤礦瓦斯監(jiān)測報警系統(tǒng)各個功能模塊的實現(xiàn)，包括數(shù)據(jù)采集、濃度監(jiān)測、聲光報警等。包括系統(tǒng)總體設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計，數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計、邏輯設(shè)計。 第四章：系統(tǒng)設(shè)計。 第三章：開發(fā)工具介紹。 第二章：煤礦瓦斯監(jiān)測報警系統(tǒng)的可行性研究與需求分析。 本文共七章，內(nèi)容安排如下： 第一章：緒論。 本課題主要研究內(nèi)容 本文研究的主要內(nèi)容包括：首先通過對國內(nèi)外煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的分析與研究，找出存在的問題，提出改進(jìn)建議，對于系統(tǒng)中用到的工具及語言進(jìn)行闡述，根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，完成系統(tǒng)的需求分析 ， 然后 通過 需求 分析 ， 研究出系統(tǒng)設(shè)計 方案 ， 最后 進(jìn)行 瓦斯?jié)舛葴y試和系統(tǒng)功能測試 。而且此系統(tǒng)還可以對之前采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 、 統(tǒng)計 、處理。 國內(nèi)外研究狀況 煤礦瓦斯監(jiān)測報警系統(tǒng)可以對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集，并且對采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算的報警系統(tǒng)。 所以，對于瓦斯管理的安全性就很不可靠，從而導(dǎo)致瓦斯事件仍時有發(fā)生。 為了減少災(zāi)難事故的產(chǎn)生，加固煤礦生產(chǎn)安全，提防瓦斯爆炸災(zāi)難，這些年來，眾多科研工作人員投入到如何控制瓦斯的研究當(dāng)中來，已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗，同時取到了非常不錯的成績。 第四章 系統(tǒng)設(shè)計 ........................................................................................................................... 9 功能設(shè)計 ........................................................................................................................... 9 總體設(shè)計 ................................................................................................................. 9 詳細(xì)設(shè)計 ................................................................................................................. 9 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 ..................................................................................................................... 11 概念設(shè)計 ............................................................................................................... 12 邏輯設(shè)計 .........................