矿灯充电智能管理系统上中位机软件设计与实现

摘要

矿灯是矿工下井作业时最重要的随身装备之一，因此在矿业系统中，矿灯的安全有效管理非常重要。传统的矿灯充电数据监测系统存在着数据传输率低、通信距离短、智能化管理程度低、系统可维护性差、可扩展性差等问题。在“互联网+”的新一波技术浪潮之下，对矿灯的管理也提升到了一个新的高度,传统的数据采集监测技术及设备已经不能适应目前的要求。如何自动监测上架矿灯，如何确保矿灯使用效率最大化，是我们迫切需要解决的问题。
　　针对以上问题，本文提出了无线局域网+局部有线架构的矿灯智能充电管理系统。本系统在每个机柜中部署一个中位机实现与上位机的无线通信，由中位机以串行总线方式负责与矿灯充电灯位的数据传输，从而实现系统整体无线的架构。本文首先建构了基于IOCP技术的服务器（上位机）+客户端（中位机）网络通讯模型，完成了无线局域网技术的上中位机数据远程收发功能。然后在WINCE平台下建构了基于多线程机制的中位机数据处理框架，完成了中位机对下位机矿灯监测数据的实时收集、处理及转发功能。
　　本文创新性地提出了三层数据通讯架构的矿灯管理系统，采用高并发高吞吐量的网络服务器、智能数据处理算法以及数据库管理技术，满足了数据可靠传输及保存、通讯链路稳定可靠、数据快速处理等一系列要求，既实现了关键数据记录及关键操作的可靠性，又实现了产品技术升级改造的目的，有效解决了上代产品数据传输效率低、硬件布线复杂、系统可维护性差、系统可扩展性较差等一系列问题。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 课题背景和研究意义

1.3 国内外的研究和发展状况

1.4 选题的设计目标

1.5 论文内容总体安排

2 系统概述

2.1 系统结构

2.2 上位机控制台软件系统需求分析

2.3 中位机数据转发节点软件系统需求分析

3 系统总体设计

3.1 上位机软件总体设计

3.2 中位机软件总体设计

4 上位机控制台软件详细设计

4.1 网络通信子系统详细设计

4.2 数据转换及处理子系统详细设计

4.3 数据库子系统详细设计

4.4 界面子系统详细设计

5 中位机数据转发节点软件详细设计

5.1 界面管理模块详细设计

5.2 中上通信模块详细设计

5.3 中下通信模块详细设计

5.4 数据管理模块详细设计

5.5 LED屏控制模块详细设计

5.6 密钥验证模块详细设计

6 系统测试及结果分析

6.1 上位机系统业务功能测试

6.2 上位机系统关键性能测试

6.3 中位机系统业务功能测试

6.4 中位机系统关键性能测试

总结

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文及研究成果