地基沉降遠程數據采集軟件的設計與實現

    學術研究

    作者：遊小榮

    摘要：介紹了地基沉降遠程數據采集係統服務器端軟件的設計與實現方法。該軟件能夠並發處理多個遠程客戶端傳送過來的數據，並將數據保存到數據庫中，同時采用B/S架構對采集的數據進行管理和分析，從而實現對地基沉降遠程采集數據的實時監控與存儲。經長時間測試，該軟件運行正常，具有很強的實用性。

    關鍵詞：地基沉降；遠程數據采集；軟件係統；線程

    中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）11-0014-02

    0 引言

    地基沉降監測係統主要用於路基、路塹、橋梁、建築、地鐵、水利大壩、房屋等容易出現差異沉降的場所以及橋路過渡段的監測測量。隨著現代通信、網絡、計算機技術的發展，數據監測係統也逐漸由單機的簡單數據采集監測係統向局域網或遠程網絡的分布式綜合遠程數據采集監測係統方向發展。因此，如何充分利用現代信息和通信技術，實現對路基、路塹、橋梁、建築、地鐵等領域安全監控和管理的信息化、網絡化是當前的發展趨勢。

    本文對地基沉降係統中服務器端軟件係統的設計與實現進行了係統的介紹，具體包括軟件係統的結構、功能模塊的設計與實現以及係統改進設想。

    1 數據采集軟件係統結構

    數據采集軟件係統結構圖。數據采集軟件係統包括數據接收存儲子係統和數據管理顯示子係統。數據接收存儲子係統負責數據接收、數據解碼、數據存儲、定時/實時發送指令；數據管理顯示子係統負責實時數據顯示、數據查詢、曆史數據曲線瀏覽、數據導出等。

    2 功能模塊設計與實現

    數據接收存儲子係統包含三個線程，分別是數據接收線程、解碼和存儲線程、定時/實時發送指令線程。

    2.1 數據接收線程

    本數據采集軟件部署在具有公網IP的服務器上，采集客戶端很容易通過GPRS網絡將數據傳輸至服務器器上。數據接收線程的作用就是用於接收異地各個客戶端發送過來的采集數據。具體實現方法：針對每個客戶端開辟一個接收線程，該接收線程是基於Socket技術，由於本軟件係統采用Java語言來實現，因此可使用MINA框架或JAVA RMI來實現數據的接收。

    2.2 數據解碼/存儲線程

    數據接收完成後，需要對數據進行解碼。本文每個客戶端傳送過來都是基於MODBUS協議的，可以同時傳送超過100個以上的傳感器節點數據。從解碼數據可以得到傳感器編號、頻率、標定偏移量、實際偏移量數據。使用實際偏移量減去標定偏移量即為實際的偏移量數據，根據傳感器編號可獲知是哪個傳感器的數據。數據解碼完成後，需要將解碼出來的數據存儲到數據庫中。

    2.3 定時/實時發送指令線程

    通過設置定時參數，服務器將會定時發送指令（包括獲取數據指令及標定指令），客戶端收到指令後立刻發送相應的數據至服務器端。同時，該軟件還支持實時發送指令，在服務器端點擊實時發送按鈕後，客戶端就會立刻返回相應的數據。其詳細流程如下：