信息化條件下生產(chǎn)型企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、信息化條件下生產(chǎn)型企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：介紹了一個(gè)基于WinCE開發(fā)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了無線數(shù)據(jù)傳輸、條形碼打印與讀取、照片拍攝等功能，滿足了企業(yè)的迫切需求，是兩化（工業(yè)化、信息化）融合在企業(yè)實(shí)踐中的最新體現(xiàn)。關(guān)鍵詞：兩化融合；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；WinCE；WCF；MVC0、引言隨著兩化融合在生產(chǎn)型企業(yè)中的不斷推進(jìn)，以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化已不再是一句口號。尤其是在生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度較高，需要實(shí)時(shí)獲取大量生產(chǎn)信息的高科技企業(yè)，迫切需要一套適合企業(yè)實(shí)際需求的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來記錄并且統(tǒng)計(jì)分析龐大的數(shù)據(jù)信息，以便技術(shù)人員對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與反饋。該系統(tǒng)

2、需要一個(gè)能在復(fù)雜環(huán)境下正常工作的硬件載體。數(shù)據(jù)記錄點(diǎn)可能會(huì)處于高溫、高空、電磁干擾比較強(qiáng)的環(huán)境中，這就要求使用的手持終端耐熱、耐摔且自帶的無線網(wǎng)卡抗干擾能力較強(qiáng)。為保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，需要在記錄點(diǎn)附近做到無線網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。由于使用該系統(tǒng)的用戶為一線員工，系統(tǒng)的操作步驟需要盡可能地簡化，并且要具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力。1、開發(fā)環(huán)境根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需求，分別采用MotorolaMC55A作為手持終端來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集程序需要在Win-dowsMobile6.5操作系統(tǒng)中運(yùn)行，調(diào)試時(shí)使用Active-Sync軟件實(shí)現(xiàn)PC與手持終端的連接。而WEB客戶端使用ASP.NET平臺開發(fā)，降低了代碼編寫的難度，

3、縮短了開發(fā)周期。使用SQLServer2008作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。2、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)由兩個(gè)相對獨(dú)立的子系統(tǒng)組成，分別是手持終端客戶端程序和WEB客戶端程序。手持終端數(shù)據(jù)采集程序主要用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄與上傳，包括讀取條形碼、拍攝照片、上傳采集數(shù)據(jù)、查詢可點(diǎn)檢項(xiàng)。而WEB客戶端程序則進(jìn)行條形碼的設(shè)置與打印，以及對采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析等操作。圖1為系統(tǒng)總體模塊設(shè)計(jì)圖。條形碼設(shè)置每臺需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的設(shè)備按照一定的規(guī)則編號，將此編號用條形碼的形式打印出來，并將其粘貼在需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的設(shè)備相應(yīng)部位。讀取條形碼手持終端可以讀取粘貼到設(shè)備相應(yīng)部位上的條形碼中包含的信息，并通過WCF服務(wù)與服務(wù)器

4、端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，返回需要記錄的數(shù)據(jù)字段。2.1 拍攝照片如遇數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，為方便工程師日后進(jìn)行異常分析，可以將異常記錄點(diǎn)狀態(tài)通過照片保存至FTP服務(wù)器上，如圖2所示。上傳采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以定時(shí)檢測當(dāng)前無線信號覆蓋情況，當(dāng)無線網(wǎng)速良好時(shí)，將緩存在手持終端中的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)庫中2.2 查詢可采集項(xiàng)可以查詢哪些設(shè)備已經(jīng)超出了數(shù)據(jù)采集的最大間隔時(shí)間，提示用戶及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，保證記錄的完整性。2.3 數(shù)據(jù)報(bào)表將采集到的數(shù)據(jù)加以整理并使其可以按照不同的查詢條件進(jìn)行查詢，最后以報(bào)表的形式展現(xiàn)在WEB端。2.4 圖片處理可以對數(shù)據(jù)庫中保存的異常記錄點(diǎn)狀態(tài)照片進(jìn)行查詢、下載等操作。3、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)3.1 系統(tǒng)建

5、模通過PowerDesigner工具來建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模型，使用officevisio軟件來建立系統(tǒng)時(shí)序圖和流程圖來方便程序員更好地理解業(yè)務(wù)流程。為了減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的風(fēng)險(xiǎn)和錯(cuò)誤，使用戶能夠感受到實(shí)際的系統(tǒng)，也使開發(fā)者能夠快速地構(gòu)造出系統(tǒng)的框架，于是采用原型模型進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)。這提高了項(xiàng)目的開發(fā)效率并且縮短了開發(fā)周期，使開發(fā)出的軟件能夠最大化地滿足用戶的實(shí)際需求。手持終端程序手持終端查詢涉及到讀取條形碼和斷點(diǎn)續(xù)傳等技術(shù)。由于MotorolaMC55A是摩托羅拉專為企業(yè)應(yīng)用而開發(fā)的移動(dòng)操作終端，其自帶的barcode第三方組件，功能強(qiáng)大，可以對多種格式的條形碼甚至二維碼進(jìn)行掃描與識別。數(shù)據(jù)采集程序的

6、關(guān)鍵功能就是掃描每臺設(shè)備上的條形碼，通過不同的條形碼來定位設(shè)備的不同區(qū)域與該設(shè)備所處的狀態(tài)，返回需要點(diǎn)檢的字段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集操作。在系統(tǒng)的實(shí)際推廣過程中，由于無線信號可能受到某些強(qiáng)功率設(shè)備的干擾，因此在上傳照片中必須使用斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)。斷點(diǎn)續(xù)傳，顧名思義就是在文件傳輸過程中由于網(wǎng)絡(luò)中斷或者其它原因造成傳輸中斷，這時(shí)文件只傳輸了一部分，在下次傳輸時(shí)能夠接著前面的傳輸進(jìn)度繼續(xù)進(jìn)行上傳操作，而沒有必要重頭開始上傳下載。斷點(diǎn)續(xù)傳的使用可以節(jié)省文件的傳輸時(shí)間，提高文件上傳的成功率。系統(tǒng)使用了定制的全屏數(shù)字鍵盤。系統(tǒng)正式發(fā)布前輸入數(shù)據(jù)時(shí)調(diào)用的是WindowsMobile自帶的拼音鍵盤，試運(yùn)行時(shí)根據(jù)用戶

7、的反饋，發(fā)現(xiàn)此輸入法鍵盤按鍵小且除了數(shù)字鍵和小數(shù)點(diǎn)鍵外其它按鍵在數(shù)據(jù)錄入時(shí)不被使用。由于按鍵小極易導(dǎo)致輸入數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，且輸入不方便，于是開發(fā)了全屏數(shù)字鍵盤。數(shù)字鍵盤的使用極大地方便了用戶操作該系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的易用性，并且避免了不必要的輸入錯(cuò)誤。由于采集操作可能是多臺手持終端同時(shí)進(jìn)行，這就需要使用WCF服務(wù)來提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。為方便日后的數(shù)據(jù)追溯，可以在保存數(shù)據(jù)時(shí)連同手持終端的MAC地址和服務(wù)器時(shí)間等一起保存。為保證數(shù)據(jù)的唯一性，使用GUID（全球唯一標(biāo)識符）作為數(shù)據(jù)的主鍵。3.2 Web端程序Web客戶端程序使用了目前流行的MVC框架。MVC模式是種軟件架構(gòu)模式，它把軟件系統(tǒng)分為

8、3個(gè)部分：模型(Model)、視圖(View)和控制器(Controller)。MVC模式最早由TrygveReenskaug在1974年提出，是施樂帕羅奧多研究中心(XeroxPARC)在20世紀(jì)80年代為程序語言Smalltalk發(fā)明的一種軟件設(shè)計(jì)模式。MVC模式的目的是實(shí)現(xiàn)一種動(dòng)態(tài)的程序設(shè)計(jì)，使后續(xù)對程序的修改和擴(kuò)展簡化，并且使程序某一部分的重復(fù)利用成為可能。除此之外，此模式通過對復(fù)雜度的簡化，使程序結(jié)構(gòu)更加直觀。軟件系統(tǒng)通過對自身基本部分進(jìn)行分離的同時(shí)也賦予了各個(gè)基本部分應(yīng)有的功能。由于MVC中視圖層和業(yè)務(wù)層是分離的，這樣就允許更改視圖層代碼而不用重新編譯模型和控制器代碼，提高了系統(tǒng)的

9、擴(kuò)展性與可維護(hù)性。為了提高程序兼容性，WEB客戶端程序引入了jQuery庫ojQuery是美國JohnResig于2006年創(chuàng)建的一個(gè)開源項(xiàng)目它的主旨是：以更少的代碼，實(shí)現(xiàn)更多的功能(Writeless,domore)。使用jQuery庫，可以很方便地獲取和修改頁面中的某些元素，方便快捷；可以使頁面的表現(xiàn)層與功能層開發(fā)分離,這樣開發(fā)者就能更多地專注于程序的邏輯與功效的開發(fā)；其操作頁面的樣式可以很好地兼容各種瀏覽器；使用大量的插件來完善頁面的功能和效果,如表單插件、UI插件、圖片顯示插件等,這些插件的使用極大地豐富了頁面的展示效果；其與Ajax技術(shù)的完美結(jié)合,使得程序可以異步讀取服務(wù)器數(shù)據(jù)。4、結(jié)語本系統(tǒng)是一套適合企業(yè)實(shí)際需求的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集軟件。該系統(tǒng)的應(yīng)用為