基于ASP.NET技術(shù)的遠(yuǎn)程機艙自動化系統(tǒng)的研究

3.2 三層結(jié)構(gòu)模型

本系統(tǒng)將整個系統(tǒng)按邏輯層次分為：表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)服務(wù)層。在本系統(tǒng)中表現(xiàn)為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，Web服務(wù)器和客戶端瀏覽器，如圖2所示。表示層為用戶提供可視化的顯示和操作的界面，在圖中主要對應(yīng)客戶端瀏覽器，包括aspx頁面、用戶界面、數(shù)據(jù)顯示以及某些與安全相關(guān)的類和對象。

業(yè)務(wù)邏輯層即Web服務(wù)器，用于訪問數(shù)據(jù)層，并將結(jié)果返回給表現(xiàn)層，主要用動態(tài)網(wǎng)頁對數(shù)據(jù)和一些相關(guān)事務(wù)進(jìn)行處理。

數(shù)據(jù)服務(wù)層由數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)訪問組件組成。在圖2中對應(yīng)的是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，包括實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。

3.3 系統(tǒng)的主要功能

系統(tǒng)的主要功能如下：

管理功能 管理授權(quán)用戶的登錄。用戶經(jīng)過注冊信息登錄后，可修改個人信息、密碼等；管理員可以擁有一般用戶所沒有的權(quán)限，除了對用戶進(jìn)行管理外，還可以進(jìn)行報警參數(shù)的設(shè)定操作等，保證了系統(tǒng)的保密性和安全性。

數(shù)據(jù)查詢功能 主要根據(jù)查詢項目和查詢時間，動態(tài)提供各重要參數(shù)的實時查詢和歷史值查詢?？梢赃x擇需要查詢的日期，再選擇你要查看的參數(shù)選項，就可以獲知當(dāng)天的運行情況。比如選擇2008.3.5，#1主機轉(zhuǎn)速，#2主機轉(zhuǎn)速，#1主機滑油壓力，#2主機滑油壓力，查詢情況入即在頁面中顯示；另外還可以選擇當(dāng)日的時間進(jìn)行查詢，如圖3所示。

監(jiān)控功能不停地從實時數(shù)據(jù)庫中取得實時數(shù)據(jù)，動態(tài)顯示各設(shè)備的運行參數(shù)，通過監(jiān)控界面，實時了解各設(shè)備的運行狀況。如圖4所示動態(tài)顯示#2主機各項參數(shù)的監(jiān)控界面，數(shù)據(jù)將顯示在框內(nèi)。如有數(shù)據(jù)越界，數(shù)據(jù)顯示紅色，綠燈變紅，同時報警信息顯示在下面的文本框內(nèi)。

趨勢圖功能 根據(jù)所選日期和時間段，動態(tài)顯示任意時間內(nèi)的趨勢曲線，從而給人直觀的印象，使得操作人員對于機艙參數(shù)的變化情況可以一目了然。

3.4 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計及工作流程

實時數(shù)據(jù)庫表 存儲當(dāng)日數(shù)據(jù)采集模塊采集來的船舶機艙的各項參數(shù)信息，當(dāng)系統(tǒng)啟動時，每隔一定時間將采集到的數(shù)據(jù)寫入表中。該參數(shù)表可以通過系統(tǒng)查詢進(jìn)行修改等維護(hù)操作。

報警數(shù)據(jù)表 存放機艙各項參數(shù)報警信息，該信息可供維修人員查看報警信息、查找出錯部位，當(dāng)報警發(fā)生時，報警信息由軟件自動寫入，通過故障系統(tǒng)查詢界面進(jìn)行修改等操作。

歷史數(shù)據(jù)庫表 存放正常航行時機艙各項數(shù)據(jù)，通過該表可對機艙各項參數(shù)的歷史狀態(tài)進(jìn)行各種分析，及時發(fā)現(xiàn)可能的故障點。

主機信息表 記錄航行過程中主機狀態(tài)、主機轉(zhuǎn)速等參數(shù)，通過對主機歷史信息數(shù)據(jù)的分析，可監(jiān)視主機運行狀態(tài)和主機其他信息，該表由數(shù)據(jù)軟件定期存放，并可通過指定界面對其維護(hù)。

報警系統(tǒng)表 對每個報警進(jìn)行統(tǒng)計，并同時截取與此故障相關(guān)的參數(shù)。

另外還有用戶注冊以及登錄信息表等。

系統(tǒng)的工作流程分為兩部分，客戶端和服務(wù)器端。

客戶端：操作人員登錄局域網(wǎng)，通過驗證后連接到服務(wù)器進(jìn)入該系統(tǒng)讀取或查詢需要的服務(wù)，對機艙的各項參數(shù)的運行情況進(jìn)行查看，一旦發(fā)現(xiàn)報警情況及時處理。

服務(wù)器端：服務(wù)器收到操作人員發(fā)出的請求信息后，進(jìn)行判斷回發(fā)給客戶端，對由GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密處理后存儲到數(shù)據(jù)庫，在.NET平臺上編寫相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)對船舶的運行情況進(jìn)行監(jiān)控，必要時通過對船舶發(fā)出調(diào)整船舶運行參數(shù)的指示。

3.5 基于TCP／IP的Socket數(shù)據(jù)通信

本系統(tǒng)用GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，采用的是基于TCP／IP的Socket協(xié)議。Socket數(shù)據(jù)通信是建立在TCP／IP協(xié)議基礎(chǔ)之上，專門為滿足測試與自動化的需求而設(shè)計。相比以前傳輸系統(tǒng)中使用的UDP、TCP協(xié)議，其可靠性明顯加強。用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP提供的是無連接的不可靠的數(shù)據(jù)傳送方式，是一種盡力而為的數(shù)據(jù)交付服務(wù)。TCP雖然提供可靠的傳輸方式，但是協(xié)議頭以及傳輸控制比較復(fù)雜，傳輸效率低。基于TCP的Socket協(xié)議則可以避免以上不足，可靠性大大增強，丟包率減小。