水库供水流量监测自动化系统研究

摘 要：本文阐述了水库供水流量监测自动化系统的设计和开发过程，实现数据的自动化采集、传输与存储。

关键词：供水流量；监测自动化

中图分类号：TV697.2

随着经济和社会的持续发展以及城镇化的不断推进，水库所辖的分水点数目在不断提升，当前有不少水库的分水点管理依然是以人工的模式进行流量数据的收集，影响了数据的及时性，也容易发生错误。目前信息技术正在不断发展，借助网络来构建一个水库流量监测系统，从而代替人工来完成水库流量的自动监测，是一件十分必要的事情。本文阐述了水库供水流量监测自动化系统的构建过程，首先总结了系统建设的基本原则，然后从监测内容及工作范围、系统结构组成、系统功能、系统硬件开发等方面阐述了系统的设计与实现。

1 系统建设原则

系统的研制开发遵循以下原则

1.1 功能全面的原则

本系统是为水库管理机构所开发的，水库管理机构员工并不多，管理信息量也不太繁杂，因此，系统更应注重用户的实际需求，满足用户对于具体功能的要求。在具体功能的实现上应全面和人性化。

1.2 系统可靠性原则

系统开发完成之后，主要的使用环境是Windows 2000以及更高的操作系统，所以系统应具备较好的可移植性和兼容性。在安全可靠方面，系统应支持数据定期自动保存功能，从而保证在一旦有异常情况出现的时候可以尽量恢复完整的数据。

1.3 易用性原则

系统应能满足各类层次的用户使用，因此应有简洁的界面和易操作的功能，从而方便员工进行信息的管理和查询。在实际使用时，系统应以人性化的用户提示支持用户正确使用系统、方便快捷。

1.4 处理能力的原则

系统应具备一定的处理能力，通过优良的硬件设备配置和网络配置，使系统达到较高的响应度，提高使用效率，此外系统应尽可能减少对后台数据库的存取行为。

1.5 可移植性原则

随着信息技术的发展，水库系统的网络系统也面临着定期的更新或者升级。该系统首先应基于性价比高并且够较为优良和稳定的硬件设备和网络系统。此外，为了尽可能减少成本，应考虑系统以后升级换代的需要。

2 系统的设计与实现

2.1 系统结构的设计

水库实时监测管理信息系统以分布式的结构进行设计，下图所示为其基本架构。

由图可知，系统的组成主要包括两个重要模块，分别是监测中心与流量监测站，模块之间的通信方式选用了超短波方式，以原频点作为通信频率。系统的工作模式是自报―应答兼容，每一个流量监测站均周期性地将所获取的实时数据传输至中心站，中心站也可以通过查询或者轮询的方式随时调取各个流量监测站的信息。所有的数据汇聚至水库监控中心，再由自来水公司中心站进行转发。

2.2 系统功能的设计

采用B/S模式，在J2EE+SQLServer2000的系统开发平台下，系统引入了分层化的设计模式，遵循SOA体系架构的思想，实现了高开放性、低耦合度、可扩展性设计，从而使系统具有良好的扩展性和维护性。主要功能阐述如下：

2.2.1 数据采集功能的设计

所有的水库监测分站均结合设置来周期性地读取监测点的流量信息，将这些数据暂存入RTU模块，并通过数据无线电台把获取的监测信息传输至监测中心。智能调度机能够存储所获取的数据，中心站以无线的方式对所需的流量信息进行查询和统计。原始的流量数据在中心站被解码、纠错之后，作为正式的数据传输至水库管理机构数据库。

2.2.2 数据库管理功能的设计

流量监测数据库，存放中心站接收的监测数据。通过Bean接受来自分站的所有数据，并进行有针对性的处理，同时将处理结果传输至信息系统进行存储；系统采用B/S模式，在J2EE+SQLServer2000的系统开发平台下，结合MVC的设计模式，实现了业务逻辑、控制逻辑以及前端数据显示逻辑的分类，从而使系统具有良好的扩展性和维护性。为了实时响应用户的请求，系统设置专门的Java Beans类来进行具有针对性的管理，并且可以把所接收到的用户的请求传输至Enterprise Beans进行处理。Web组件对用户的多种操作提供支持，对发来的各类请求进行处理和响应。由一个Bean取出存储在信息系统层中的相关数据，将其传输至客户端程序，以便用户阅读。

2.2.3 数据查询功能的设计

系统可根据用户的查询需求，输出各类水库监测数据报表。对于用户的查询操作，可以归为以下三个类别：（1）对于符合某些条件的历史数据进行查询；（2）对于实时数据进行查询统计；（3）对于某几个特定项目进行查询。对于第一种情况，通过管理控制类sksjqingdanAction.java、业务逻辑控制类sksjqingdanManage.java以及实体类sksjqingdan.java实现；对于第2种情况通过管理控制类sksjztAction.java、业务逻辑控制类sksjztManage.java以及实体类sksjzt.java实现，对于第3种情况，通过管理控制类ztshenpiAction.java、逻辑控制类sksjztManage.java以及实体类sksjzt.java实现。

2.2.4 数据统计功能的设计。

系统对数据库中的数据，可以结合用户的需求以及用户输入的条件，对监测数据进行统计分析，为其决策提供数据方面的参考。在用户需要对所有数据进行统计的时候，用户在界面提示下录入统计的条件和时间区间，系统便会向Action.java传递统计相关请求，check Action.java收到请求之后，便调用业务逻辑控制类check Manage.java，以该类中的统计方法add check（）来进行统计，并对统计结果进行存储。