王亚楠
【摘 要】设计了一种基于无线通讯和ASP技术的服务于电厂化学技术监督的生产大数据管理系统，实现化验数据、缺陷管理、生产任务、技术分析及耗材管理等生产管控流程的高效运作，符合大数据管理的思路。论文设计了以核心三层交换机连接堆叠式网络主机构成服务器，路由器形成环路主干，以接入器和ADhoc模式构建wLAN无线网络基站系统的电厂物理网络拓扑结构。基于ASP脚本环境、ACCESS数据库引擎、SQL读写技术、WAP标准及其定义的WML标记协议开发了满足生产需求的服务器系统。利用基于OCX控件的ASP二次开发方法完成了系统与GSMMordem的兼容开发，并进行了系统在智能移动终端上的运行调试。 【期刊名称】《电力大数据》 【年(卷),期】2017(020)009 【总页数】6页(P27-32)
【关键词】无线通讯;ASP;大数据管理系统;设计与实现 【作 者】王亚楠
【作者单位】大唐国际下花园发电厂,河北张家口075300 【正文语种】中 文 【中图分类】TN92
化学技术监督及生产管理工作是现代化电厂保障安全经济运行的重要手段，随着机组容量、参数越来越高以及电力体制改革的深入推进，现代化电厂对管理精准性、
及时性、透明度、成本以及数据信息大量整合的要求不断增加。
目前无线通信技术已经十分成熟，特别是在实际应用领域已经非常广泛。现代化电厂化学技术监督与生产管理系统完全可以采用有线-无线通讯网络进行数据的传输。另外，移动运行商提供的通信网络几乎已经覆盖了全国所有地区，因此一般不需要考虑传输距离和范围的问题。无线通讯由于其具有独特的连接方式性，系统能够在实现信息录入和采集的同时，满足监督设备灵活移动的需求，真正实现了在线实时监测、监督、管理、控制。使管理具备了真正意义上的透明化，整个生产管理过程不再受地理位置和时间的限制，提高了整个系统工作的效率，降低了管理成本。 1.1 系统结构
整个系统是将先进的计算机网络技术、编程技术、无线通信技术融为一体的技术密集系统。其基本架构是以云端服务器为核心，通过无线通讯技术作为信息传播的纽带，实现了远在现场的移动终端同有线生产管理网络的信息共享和处理。 1.1.1 系统的物理网络拓扑结构
通过核心三层交换机连接堆叠式网络主机构成服务器，通过路由器形成网络环路主干，环路上有连接传统有线网络的上位机监督中心，也有连接无线接入点的基站系统BSS，如图1所示。BSS通过合理地布置使之覆盖所有的需要动态上传数据的生产区域。
1.1.2 服务器系统的功能结构及优点
系统由登陆认证模块，权限分级模块，数据填报上传模块，数据库读写模块，命令下达模块， 后台维
护系统，注册用户模块等几个功能模块组成。具体逻辑结构如图2所示，用户通过连接服务器后，提交登陆或注册动作要求服务器给予响应，将功能区激活后用户可选择功能模块进行使用，用户使用过程中产生的信息变动将反馈给服务器，通过数据库读写功能刷新数据库。
相比较于传统的数据采集终端，这种服务器对客户S2C(Server to Client)的形式极大的降低了对于数据采集终端专业化的要求，借由目前数据采集终端的开放性实现了整个系统的使用门槛。另外，由于所有的数据信息保存以及功能实现模块都存在于服务器端，大大增加了数据的安全性，降低了客户端数据采集设备的冗余，将系统的性能、维护要求集中到了高性能的服务器侧，不但便于维护，且使得整个系统更加安全可靠。
1.2 基于WLAN技术的无线BSS系统
IEEE 802.11标准定义了两种无线网络拓扑结构，如图3所示，一种是基础设施网络(Infrastructure Networking)，另一种是特殊网络(Ad hoc Networking)。 在基础设施网络中，无线终端通过接入点AP(Access Point)访问骨干设备，接入点控制的所有终端组成基本业务集BSS(Basic Service Set)。Ad hoc网络是点对点连接的网络，完全无需有线网络的支持和接入点的衔接，终端设备之间可以通过无线网卡的互联实现直接通信，这种拓扑结构适合在移动情况下快速部署网络。本系统中通过两种接入模式的配合实现全厂区无缝覆盖。
无线BSS系统的搭建应解决物理层和MAC层的技术问题。其中，物理层担负着实现与有线系统数据链路层的对接和无线通讯中断通信的工作。MAC子层负责访问控制和分组拆装。另外，WLAN是开放系统，各站点共享传输介质，而且通信站具有移动性，必须解决信息的同步、漫游、保密和节能问题。MAC管理子层的主要功能内容包括：登记信息、实现ESS漫游、进行系统安全管理以及电源的节能管理。
1.3 GSM短消息业务的数据接口及控制协议
在GSM系统中，短消息的收发是通过数据终端设备(DTE)数据通信设备(DCE)之间的终端接口来实现的，该接口是一个符合ITUT V.24异步串行接口。 1.3.1 GSM通信设备的整体总成
GSM通信设备包括核心GSM通信模块(如：MC35)、嵌入式控制器(单片机，如：LPC221)、SIM卡接入卡槽、电源、收发器模块(如RS-232，是一种9针脚的串行接口)等部分组成。
1.3.2 GSM通信设备的数据通信行为
由于MC35这类通信设备都集成了符合实际应用的TCP/IP协议栈以及用于GSM消息推送的AT指令集，所以实际的下位机编程复杂程度大大降低，整体的通讯设备外观也较为简单，对于现在的商业GSM通讯设备，更是只需要二次开发既能够灵活使用。 2.1 数据库
本系统使用access数据库引擎，数据库保存在服务器端，动态更新。考虑到保持数据库的调取速度，一般每10万条数据对数据库进行清理一次，而10万条的数据存储量也满足一般大型火力发电企业的日常生产管理需要。为了保证数据库的安全性，数据库每月应进行定期备份工作，数据库文件扩展名为“*.asa”，通过conn.asp文件中的命令进行数据库地址和驱动的解析,所有需要调用数据库的其他程序页都需首先激活使用conn.asp文件。conn.asp文件是整个服务系统调用数据库的公用功能模块。
数据库中定义若干工作表，每个工作表记录系统需要的功能信息，如：admin(管理员及用户工作表)、bigclass(项目功能大类)、smallclass(项目功能小类)、uploadfiles(上传附件信息)、dep(工作岗位流程)、news(工单工作表)、review(工作任务工作表)、rwzt(任务状态工作表)、worker(任务分配人员工作表)、system(系统信息)等等。通过form的post方法，将本页面信息通过上传页面写入数据库。
2.2 人员合法性及人员权限的判定
合法性指判断人员是否为合法的用户，而人员权限则分为三个层次：一是用户和游
客的区别，二是用户和管理员的区别，三是不同岗位流程的用户间的区别。 2.2.1 判断人员合法性及初步权限判定
系统针对用户分为super(系统管理员)、selfreg(注册用户)及游客浏览三种级别。判定代码存放在chkuser.asp文件内，方面随时调用。 2.2.2 用户及管理员的权限区分
进入后台管理，区分用户给管理员权限的一个直接例子即两种权限下的系统功能菜单的区别，判断代码如下：
<%if request.cookies(\"key\")=\"super\" then%>
//管理员调用supermenu菜单。 <%else%>
//注册用户调用othermenu菜单。 <%end if%>
后台管理界面如图4所示。
其中，系统管理员的操作权限包括人员管理、岗位流程管理、工单类别管理、工单管理，对系统进行后台定制；用户能够对自身信息进行修改、根据自身岗位编辑相应工作工单、对自身编辑的工单进行修改和删除。在图4中，化验室人员权限下的后台系统操作界面部分功能是灰色或隐藏不能使用的。 2.2.3 人员浏览权限的划分
reglevel属性用于区分人员浏览权限。用户浏览权限对应的用户岗位类别及用户操作权限。
2.2.4 注册人员岗位流程的区分
根据实际工作需求定义的工作岗位流程见表1，岗位工作权限的区分在系统前台对工作任务的操作中体现。 2.3 实例说明技术难点的解决方案
以化验人员发现汽轮机透平油质含水量超标需滤油处理为例介绍系统的运行及技术难点。本实例工作流程如下：
化验室人员登陆系统—>将化验所得数据填入对应工作表单—>发现油中含水指标不合格—>选择维护人员下达任务—>系统将任务短信提示给维护人员—>维护人员进行滤油工作，发现任务不能按期完成，提出延期申请—>总工程师批准延期—>待完成任务后，维护人员登陆系统反馈任务—>系统将任务短信提醒化验人员—>化验人员再次进行油质化验工作，确认油质合格后将任务状态改为合格关闭任务。 2.3.1 选择工单所属类别并对应现实工单模板
进入添加工单流程后，要选择工单所属类别，此过程也是服务器接收工单位置信息的过程，确定位置信息后系统对应显示工单模板，如图5所示为报表模板和工作日志模板。
(1)选择工单所属类别(以功能大类为例)。将功能大类项目动态装载至select控件中，用户选择相应大类后将大类的bigclassid记录下来，代码如下： <% dim bigclassid do while not rs2.eof
bigclassid=rs2(\"bigclassid\") %>
(2)选择工单模板的选择(以水务报表和油务报表两个特殊工单为例)。通过之前选择的工单大类id和小类id确定工单模板需求类型，然后通过if逻辑判断确定模板的
显示类型，其中chooseform*为显示模板的变量，display为模板的style属性。此显示方法仅为了突出如何分辨和显示需调用的工单模板，实际上还可以采取很多其他的方式，如单独建立动态页用于主页面调用，利用write方法将需要调用的页面进行写表达等等。另一个比较一劳永逸的方法是单独在数据库中建立一个工作表或者在子类工作表中加入调用属性列，对应的在大类编辑时加入属性元素，在用户选择工单发布过程中完成表单模板的选择。
模板显示如下例中所示，form2包含的模板内容将依据chooseform2的值而被服务器调用或者忽略。
(3)工单数据的上传。数据工单在进行数据填报之后要进行数据的上传工作，而数据上传页需要完成以下工作：①判断用户合法性即用户权限级别。②封装数据并上传对应的数据库工作表。③找到上传工单的用户，更新用户工作数据，返回工单添加成功提示。 2.3.2 发布任务
新添加的油务监督日报表单及其任务发布过程如图6所示。
通过select控件和for函数将dep工作表的信息提取并逐一装载，任务接收人员是动态生成的，其根据发布任务分配的工作岗位对应列出该岗位下的可接收任务的人员名单，以input控件和for函数将admin工作表中的depname满足条件的人员提取并逐一装载。
2.3.3 任务接收、确认及延期功能
维护人员接到通知消息后，登录到工单界面系统会提示被指派人员与其相关的工单，进入任务详细内容，系统会识别任务状态及登录人员信息，显示相应的工单程序，
如图7所示。
图7中能够看出任务状态随着工作程序对应更新，且程序指标和状态选择不一致时，系统会提示，流程将不会继续进行。最终完成任务后，任务详细信息将会填全，各节点操作人和操作时间都会相应的得到记录。
工单状态、程序指标实现工作流程的控制是通过定义flag标记关联工单状态review_stat实现的，对应映射关系如表2所示。 2.3.4 GSM短消息无线通信的实现
基于WEB的服务器平台所发送GSM短信的主要硬件为GSM MODEM，业内俗称“短信猫”，是目前无线通讯系统的主流选择。
使用前，用户需要调用二次开发包或者控件中的API(操作短信猫的一系列函数)灵活的完成编程开发。OCX控件方式使用方便，提供At Command接口，支持同步及异步发送两种方式，支持GSM中英文短信收发，状态回复，小灵通号码和国际手机号码收发。通过OCX控件对短信猫进行二次开发，可以建立ASP、.NET、php等主流编程语言的对接控制。 定义设备收发信息功能，部分代码如下： response.buffer=true dim objSMS
dim lngRes,strNO,strCON,strMsgCenter
strNO=request.Form(\"txtNo\") //此处的txtNo即任务指派人的手机号,省略了用for函数的封装过程。
strCON=request.Form(\"txtContent\") //此处的txtContent即任务内容，省略了加入标题等信息的过程。
设置设备专用接口，部分代码如下：
set objSMS=Server.CreateObject(\"alasun.alasunsms\") //设置串口号。
设置短信中心，只需在SIM卡第一次使用时设置，以后不用再设，此处仅作示例。部分代码如下：
strMsgCenter=\"+86138****0500\"//即当地的短信中心号码。 lngRes=objSMS.SetMsgCenterNo(strMsgCenter) 在移动通信设备上的效果如图8所示。
本文设计构建了一个基于无线通信和ASP技术的化学技术监督与生产大数据管理系统，是在传统的服务器-PC机有线管理系统基础上的改进，兼具管理密集性和移动灵活性。该系统既保留了PC端管理网络的功能和服务器最高级管理的特点，又融入了移动终端直接联入系统参与管控和短信通知的方便功能。系统以核心三层交换机连接堆叠式网络主机构成服务器，路由器形成环路主干，以接入器和Ad hoc模式构建WLAN无线网络基站系统的电厂物理网络拓扑结构。基于ASP脚本环境、ACCESS数据库引擎、SQL读写技术、WAP标准及其定义的WML标记协议开发了满足生产需求的服务器系统。利用基于OCX控件的ASP二次开发方法完成了系统与GSM Mordem的兼容开发，并进行了系统在智能移动终端上的运行调试。实现了化验数据、缺陷管理、生产任务、技术分析及耗材管理等生产管控流程的高效运作，符合大数据管理的思路。为现代化电厂化学技术监督管理工作提供了一个经济适用、安全可靠、操作简单、方便灵活的管理工具，有很强的推广实用价值。
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