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数据库技术

减小字体 增大字体 作者:佚名  来源:本站整理  发布时间:2010-06-06 01:15:00

数据库技术
数据库技术的不断成熟、数据库管理软件不断的完善,都使得数据库技术得到了更加广泛的应用〔,4]。特别是关系数据库技术的不断成熟,发挥出其简单、灵活易用的优点;其关系数据语言具有较好的非过程化特性,可以面向非专业用户,同时应用系统的开发效率也大大提高;较高数据独立性使得应用程序不必关心其物理存贮细节,不受存贮结构变化的影响;易于实现对数据库的重组和控制,简化了数据库管理员的工作;易于实现各种不可预计的随机查询,从而对管理决‘策活动中数据库应用提供较好的支持;理论基础好,数据库的研究更加科学化,尤其在关系操作的完整性,规范化及查询优化等方法,为数据库技术的成熟奠定了很好的基础。典型的数据库管理软件例如SQLs~,C厅acle,Access的功能越来越完备。这都极大的方便了数据的管理、分析、统计和应用,使得数据库技术无处不在,应用到了生产生活的每一个领域。如果可以综合网络技术、数据库技术、数据安全技术、嵌入式技术等等,将其应用到高校的用电管理系统种,充分发挥这些先进技术的优点,将对高校公寓用电管理的现代化起到积极的推动作用,取得十分显著的管理效果。第一章绪论.4用电管理系统的基本构成用电控制与管理系统一般由以下几个部分构成:底层采集子网,电能表,远程传送网络,管理中心。对于采用不同技术实现的系统,各部分具体构成会有所不同。4.1底层采集子网在用电控制与管理系统中,底层采集子网是以抄表集中器为控制端,以采集,表计(电能表)为节点的网络。网络中的通信由集中器定时发起,由该网络与电能表连接,因此该网络的拓扑结构,通信介质直接影响到通信的质量和速度;同时考虑到系统方案可行性,还需要结合网络布线的工程可行性和经济性。对于采用全自动化抄表技术的用电管理系统而言,底层采集子网与电能表直接通信,完成指令和数据的传送。当前,应用于自动抄表底层采集子网的技术主要有以下几种:l、现场总线〔l,〕现场总线自20世纪80年代产生,目前应用比较广泛的有:FF现场总线,CAN总线,HAF总线,PROFIBUS,Lon叭/Orks等几种技术,而能应用于自动抄表领域的只有Lon认/ork。总线。Lon认/orks被誉为通用控制网络。目前它以广泛的应用于楼宇自动化、家居自动化、工业控制等行业,具有独特的优势。其采用将LonTalk协议封装在称之为N~n的神经元芯片中而得以实现。集成芯片中有3个8位CPU,采用这种芯片开发系统显得很复杂,难度大。而且成本高。从网络布线来讲较之RS一485、以太网络要专业、复杂的多,对普通工人来说较难完成,而且现场总线网络所使用的设备都比较昂贵,设备维护费用高,并且需要专业人员。2、电力线载波通信就是在电力线路上利用调频或调相等方法来传输信息,它具备了充分利用现有资源,易施工、满足相对分散装表,综合成本低、’不受环境条件限制等优点
,主要有以下几种方式:(l)窄带电力线载波通信,传统应用中抗干扰能力比较弱,传输距离比较短(一般在200米以内)。(2)扩频载波通信经过扩频的数据编码,可以抑制阻塞和干扰,降低选择性衰减,且抗干扰能力强,但这是以牺牲带宽为代价的。而且依然存在信号衰减快、不能穿越变压器的弱点。(3)电力线超低频载波通信,它有以下几方面的优点:窄带和低功耗(Zw),北京化工大学硕士学位论文且各个发送器同时工作:每个发送器只须发送数据,接收器接收站内所有信号;发送设备简单、安装方便:信号传输距离长,安全可靠。但速度极低(lbi灯24005),不适用于实时性要求高的地方。3、RS一485总线RS一485标准是一种多发送器的标准,允许在电路中可有多个发送器和多个负载设备,负载设备可以是被动发送器、接收器或收发器组合单元。它具有很强的抗共模干扰能力,传输速率高,传送距离远。目前已在许多方面得到应用,尤其是在多点通信系统中,例如以半双工通信的多站互联通信网以及工业集散分布系统等。RS一485总线只使用一对双绞线,其数据信号采用差分传输方式,也称作平衡传输,有正电平、负电平高阻三态。收、发端通过平衡双绞线对应相连,当接收端之间有大于+200mV的电平时,输出正逻辑电平,小于一200mV时,输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在20伽tnV至6V之间。此外,双绞线价格低廉,工程成本很低,尤其是开发电能表时一般要求造价低,用RS一485接口是个实际的选择。1.4.2电能表电能表自从诞生以来已经走过了一百多年的历史,现在还普遍使用的机械式电度表,其制造技术已经相当成熟,但由于精度较低且功能单一,只能采取人工抄表然后上报汇总的管理模式。这种模式已经不能适应现代自动化电能管理的要求。在机械式电度表基础上发展起来的机械电子式电度表给用电计量带来了很多方便,但仍然不能满足高精度和自动化用电管理的要求。随着电子技术和计算机技术的发展,在二十世纪七十年代末期出现了电子式电度表,它除了具有精度高、体积小、重量轻等优点外,还可以实现诸如有功功率、无功功率、功率因数等参数的测量:并且使用电管理的自动化成为现实〔,7,。1.4.3远程传输网络远程传输网络是以抄表系统集中器为节点,供电管理中心为主控端的网络。
这层网络的选择是用电控制与管理系统的重要环节,必须考虑到数据传输安全性,可靠性,工程施工可行性和经济性等等因素。随着通信技术的发展,用于远程传输数据的手段日益增多,在用电控制与管理系统中应用较多的技术有:无线短消息方式、电力线载波、因特网技术等。1、无线短消息技术第一章绪论无线短消息可采用GSM网络或GPRS网络,在很多无法用拨号或专线联网的地方来完成数据传输的场合且自建无线发射接受系统又不合算的情况下,无线短消息数据传输装置便显示出其强大的优势。对于用户来说,无线短消息数据传输装置的使用也极为简单,用户只需购买电信或移动的标准SIM卡插入数据传输装置就可以启用数传功能。无线短消息技术还具有存储转发的特性,避免了接受端由于通信受阻或设备故障而造成的信息丢失,保持通信的可靠连接。但无线短消息通信仅限于一个消息,而且一次通信(传送)的数据量小于140字节。2、超低频电力线载波在电力线载波技术中,能用于远程传输的只有超低频载波通信技术。它采用移频键控(FSK)方式,传输频带远小于IHz、传输频点却多达几千个的信号。载频在一百赫兹左右,信号在这一频段上传输效果非常好,线路的长度和功率因数补偿电容几乎对信号传输没有影响。而且各相之间的交叉干扰极小,一个频率可以在多相复用。在甚低频段,噪声以各种方式出现。通常高频噪声由开关、电刷等引起,低频噪声则主要由感应电机或非平衡负荷电机产生。这些噪声可以通过藕合和调制等方法使之最小。但由于带宽极窄,一般的滤波器无法从中选择信号,因此在接收端需要安装特别设计的滤波器。另外由于其传输速率极低,对于用电控制这种有一定实时性要求的系统不很实用。
3、因特网技术在用电控制与管理系统中,利用以太网技术的远传网络是先由集中器组成局域网,再接入远程网(ini。刀et)的方式。局域网拓扑结构的选择一般采用众多星型拓扑构成树型网络结构,中心节点是网络交换机,负责局域网中节点的通信控制,向用户提供网络服务,以及与intemet互连。具体实施时需要为每个抄表集中器分配局域网内IP,若干个抄表集中器连接到一个集线器,组成星型网络,若干个集线器连接到一台交换机,构成树型网络。随着int。卫et的普及,接入intemet的方法有很多,采用以太网方式接入是很主要的一种。.4.4管理中心管理中心一般由管理计算机,打印机等硬件构成,有专人负责维护。主要功能一般是本地管理如:对用电用户信息入库备份、信誉等级控制以及备份用户用电记录;提供查询、统计报表、打印报表;管理员信息管理。有的系统带有分析功能:能根据抄表数据进行线损分析,对用电系统终端参数进行在线调配等。在设计上一般采用VB或VC语言,和SQL数据库等软件。设计时主要考虑数据安全性和操作简便性。北京化工大学硕士学位论文1.5本论文主要研究内容1、构建以RS一485总线作为底层网络,综合应用以太网和因特网技术和嵌入式系统的电子式电能表管理系统的整体框架,系统分为两层网络,三层设备配备三层软件的分布式结构;2、设计用电管理系统的数据库;3、设计和开发基于嵌入式的现场控制柜;4、设计和开发用户用电管理系统管理中心软件,管理计算机作为客户端,通过网络查询,读取预存其中的电表数据或者发送控制指令(如售电、检查等)。同时实现历史数据存储、查询、数据汇总、异常分析、费用计算及票据打印等功能,提高了工作效率和抄表的准确度。5、用电管理系统软硬件整体集成和测试,并将其应用在北京化工大学校园管理中。通过应用该系统具备如下优点:(l)远程自动抄表,节省大量人力资源;(2)远程控制、监测电能表运行,提高用电安全性;(3)远程售电,方便使用,便于推广;(4)预付费,解决了相关部门收费繁琐的问题;(5)自动报警、断电等控制功能;(6)丰富的管理功能,管理软件具有对用户信息、用电信息进行备份、统计、产生并打印报表、费用计算及票据打印、在线查询等功能。第二章用电管理系统硬件设计第二章用电管理系统硬件设计本文综合应用Rs一485总线技术,以太网和因特网技术,嵌入式技术,构建了用电管理系统的整体硬件设备结构图,系统采用分布式设计,由二层网络、三层设备组成。整个系统由学生公寓现场控制子系统、控制中心管理子系统、售电子系统。整个系统的组成框图如图2一1所示。系统的三层设备分别为:数字电能表、嵌入式用电管理控制柜、主控计算机。


 

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