基于BS模式产品数据采集系统的设计与开发

1、屈新怀周明非李学京（合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009）【摘要】根据企业对生产线上产品信息的应用需求，论述了一种基于B/S模式的实时数据采集系统的设计方案，并对此系统的体系结构、系统集成平台和网络安全技 术进行了研究和设计。【关键词】 数据采集B/S ASP.NET网络安全SQL中图分类号：TP39文献标识码：ADesigning and Developing of the product data collectionsystem based on B/SAbstract:Abstract:In response to the information requirement

2、from production line of a company. The article givesa design method of real-time data getting system based on B/S mode, and make research and design of this system s architecture, systemintegration platform and network security technology.Keyword: Data collection system B/S ASP.NET Network SecurityS

3、QL0.引言随着制造企业在设计、生产中采用先进的设计与制造手段特别是信息技术的应用，大大提高了企业产品研发能力和市场竞争能力，促进了生产力的发展，使企业取得了明显的效益。但是伴随着企业生产规模的不断扩大，如果企业仍然采用传统的数据传递方式即使用电话或文件进行逐级上报的方式，就会产生数据上报不够及时、准确等弊端，影响到了企业内部生产的深化管理。为了让企业的管理层和决策层与生产现场同步掌握各个装置的全部生产数据，制造业企业急需一种实时的数据采集系统，从根本上避免因地理位置、通讯、人为因素等不利影响， 在改变原来生产数据的管理模式和提高企业整体工作效率的同时，为公司管理和决策提供及时、可靠的基础数据

4、。1.数据采集系统的模型分析根据现场采集的情况该模型大致分为三个模块：1、数据采集模块。2、数据存储模块。3、数据分析与显示模块。如下图所示各模块的关系：基于/S模式产品数据采集系统的设计与开发在上图中我们可以看到首先是数据采集模块在生产现场采集到产品信息，然后把信息送入数据库由数据存储模块对数据进行分析和分类存储，最后在产品数据分析模块和显示模块对产品信息进行显示和分析，满足用户的需求。1.11.1 数据采集模块根据工厂生产线的实际情况，每一个采样点都进行采集，主要的采集方式有两种：1.通过扫码枪等专用设备进行采集；2.采用人工的方式进行数据输入.输入的数据直接存储到数据库中并且可以随时被数

5、据分析和显示模块所调用。存储的过程不需要人工进行干预，无论是公司的管理层还是决策层都可以通过WEB服务器，及时的看到数据并且可以通过数据分析所得的结果，进行决策。在大型的生产线上需要数据采集的地方少则几十多则上百，所以如果采用传统的人工 记单式的采集方式不但容易出错而且效率低下，根据生产线规模和企业财政的实际的情况可以采用在线采集和离线采集两种方式。在线采集方式：是指采用专门的采集工具对数据进行采集如扫码器等，这样可使数据 快速高效的进入系统，为产品进入下一道生产工序提供保障。该方法优点是数据采集高效，达到了实时采集分析的效果；缺点是硬件设备投入高，对于那些上百个采集点的生产线，如果每个点都进

6、行在线采集的话，前期的硬件投入可能会给企业带来负担。离线采集方式：是指可以使用专门的数据存储装备，将数据暂时存储到这些设备中， 在采用专门的存储借口将数据存储到系统中。该方法的优点是硬件投入较小，采集灵活；缺点是不能达到实时采集的目的，只有当采集器的数据存到系统时才能够对数据进行分析。无论是使用在线采集还是使用离线采集方式都是要求企业根据自身的情况选择，以达 到最大限度的利用企业资源的目的，对于重要的数据（如产品批次号、主要零件的序列号等）应该采用在线的方式，以免对下一生产工序产生影响。对于非主要的产品数据可以使用离线采集的方法。1.21.2 数据存储模块数据存储是数据采集系统中的重要模块，只

7、有将数据有效的存储在数据库中才能有效的分析数据，在存储模块中要首先对数据进行预处理让有效的数据进入数据库，例如有的零件的序列号达到30位或者更长，但是在后续的工具中可能只需要其中的几位有效数字就可以 辨别零件的型号和性能，这时候就要先对数据进行处理，提取出有效的数字存入数据库，这样做不但节省了系统资源，也会提高系统的运行速度。另外在预处理中也要防止一件产品重 复上线的情况，以免对后面的分析模块产生影响。1.31.3 数据分析与显示模块数据存储到数据库后就要对数据进行有效的分析，并且可以显示出进入系统的数据。这就是数据分析和显示模块的作用。数据分析应该根据企业的实际要求来实现，比如对于进入系统的

8、数据进行按时间段分析、按操作员分析、按次品比例分析等，必要的时候要给出直观的图形显示，如直方图、饼图等。这样可以让企业的管理层和决策层直观的认识到生产线的 实际情况，以便做出有效的决策。数据显示应该简单明了， 把主要的产品的上线时间、上线人、 下线时间、下线人以及检 验时间、检验人都要包括， 这样可以在出现问题时准确的定位在生产线上的具体位置，对于大型的生产线来说尤为关键。2.系统结构及开发工具的选择2.12.1 开发工具的选择操作系统和编程工具的系统可选用.NET技术进行开发，在开发过程中操作系统采用MicrosoftWindows2000/2003servers。在Windows环境下快速

9、开发管理控制软件中，采用基于.NET框架（Framework）的开发平台，其前端开发工具选用VisualStudio.NET（简称VS.NET）集成开发环境，结合ASP.NET和ADO.NET技术进行开发。2.22.2 后台数据库的选择系统的数据库可选用SQL Server2000数据库平台来进行开发。SQL Server2000是以高级结构化查询语言（SQL）为基础的大型关系数据库，它能够用方便逻辑管理的语言操纵大量 有规律数据的集合，在低档软硬件平台上用较少的资源就可以支持较多的用户，而在高档平台上可以支持更多的用户。其在数据库管理功能、完整性检查、安全性、一致性方面都有良好的表现。SQL

10、 Server2000支持大量多媒体数据，可以快速开发生成基于客户端PC平台的应用程序，并具有良好的移植性。3.数据采集系统的设计现今的软件体系系统有2种基本模式：C/S （Client/Server的简称，客户机/服务器模式） 和B/S（Browser/Server的简称，浏览器/服务器模式）。C/S发结构需要专门的客户端安装程序， 分布功能弱， 针对点多面广且不具备网络条件的 用户群体，不能够实现快速部署安装和配置；兼容性较差，对于不同的开发工具，具有较大的局 限性，采用不同工具，需要重新改写程序；开发成本较高，需要具有一定专业水准的技术人员才 能完成。B / S开发结构大大简化了客户端，

11、只要客户端机器能上网就可以。而且开发和维护几乎所有工作也都集中在服务器端，当企业对网络应用进行升级时，只需更新服务器端的软件就可 以，这减轻了异地用户系统维护与升级的成本。如果客户端的软件系统升级比较频繁，那么所有的升级操作只需要针对服务器进行。B / S是更加灵活的多级分布结构，完全符合制造企业实时数据采集的需求，并且在维护方面也更有优势，这也是选择B/S结构的原因。3.13.1 系统功能模块根据企业的实际需要我们把系统的功能模块设计成产品数据采集模块和用户管理模块， 在数据采集模块中包括：上线信息采集、下线信息采集、检验信息采集、产品信息分析、关 主件信息采集以及下线打单管理几个子模块。在

12、用户模块中包括：用户管理、角色管理、角色业务分配、用户角色分配几个子模块。系统功能模块如图：3.2相关技术3.2.1 ASP.NET数据库访问技术在数据访问技术中主要是采用ADO.NET作为.NET框架的数据访问组件。ADO.NET提供对SQL Server等数据源以及通过OLEDB和XML公开的数据源的一致访问，ADO.NET依靠两个核心组件DATASET和.NET数据提供程序来完成数据访问。数据共享使用者应用 程序可以使用ADO.NET来访问到这些数据源，并检索、操作和更新数据。ADO.NET对象模型提供了从不同数据源访问数据的结构。在ADO.NET中数据访问可 以分为3层：物理层数据存储

13、：可以是数据库或者XML文件。数据集：在应用程序中处理表和关系的内存表示形式。、数据提供程序：包括Connection对象和Command对象，它们创建了数据在内存中 的表示形式。.NET的数据提供程序提供数据源和DataSet之间的连接。数据提供程序层，提供了物理数据存储和代码中所使用的DataSet之间的抽象。创建DataSet之后，数据是从哪里来的或存储在什么地方都无关紧要了。由于DataSet不依赖于数据源，所以这种构架被认为是无连接的。下表列出了.NET数据提供程序提供的对象。.NET数据提供程序对象用途Connection提供到数据源的连接。Command提供访问数据库的命令。Da

14、taReader提供从数据源输出的数据流。DataAdapter使用Connection对象建立DataSet与数据提供程序之间的连接； 协调对DataSet中数据的更改。3.2.2系统的网络安全技术系统的网络安全技术主要有三个方面：传输安全、身份认证和访问控制技术。 传输安全技术网络传输安全主要采用SSL(Secure Socket Layer)技术来实现。SSL技术是目前被大多数 浏览器支持的加密传输协议，基于SSL的通讯机制可以通讯过程的私有性，该协议采用通用的密钥算法，在通信初始阶段确定传输数据所使用的加密、压缩和校验算法，以及算法的参数密钥等，从而保证通讯

15、的安全性和高效性。 访问控制技术系统的访问控制技术采用了和企业ERP系统类似的三级用户方式，分为开发级用户、 管理级用户和应用级用户。开发级用户可以对数据库的表、视图、存储过程以及新程序的定义进行控制，也可以 新建用户，包括新建管理级别用户，在三级用户中拥有最高权限。该层用户主要是面向系统开发人员。管理级用户可以将系统中的业务分配给相应的角色，然后在把这些角色分配给相应的 应用程序用户，该层用户主要面向系统管理员。应用级用户是最终的系统使用者，只能使用管理级用户分配的角色所对应的业务，并 且一般禁止访问数据库，从而保证了数据库的安全。 身

16、份认证技术身份认证技术是在基于SSL的安全通道上通过用户口令来实现的，由于企业信息系统 的复杂性和分步性，一般将用户的信息集中在内部数据库中，因而可以高效、可靠地管理大批量的用户信息。在进行身份认证的同时跟据访问控制技术，确定用户进入系统后所拥有的权限。如图：报错不存在- 进入用户表叶进入角色表根据角色进入角- 输入用户名和密码- 验证此用户卜存在* 确定此用户,# 色业务表确定该|-进入系统-.是否存在 的角色角色对应的业务-本文详细的介绍了基于B/S模式产品数据采集系统的体系结构、系统集成平台和网络安全技术进行了研究和设计，并就其中的相关技术做了细致的说明。随着Internet的普及和Web技术的广泛应用，采用Web的方法进行生产管理，将会给企业带来更大的方便，如何 把应用系统变的简单通用将是进一步探讨的问题。参考文献1.郭银章等.Web与Intranet数据库系统体系结构研究.计算机科学J 2000. 9专辑2.苏贵阳等ASP.NET网络编程从基础到实践M，电子工业出版社，2005.103.郑如滨、陈传锋网络数