智能電表管理系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、姓 名 專 業(yè) 班 級 論 文 名 稱 指 導(dǎo) 教 師 目錄摘要1一、選題背景21.1課題概述21.2技術(shù)背景2二、用戶需求分析72.1技術(shù)需求72.2功能需求7三、概要設(shè)計83.1系統(tǒng)的構(gòu)成83.2系統(tǒng)的主要功能及特點9四、詳細設(shè)計104.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計104.2系統(tǒng)界面設(shè)計144.3系統(tǒng)程序設(shè)計27五、關(guān)鍵技術(shù)515.1構(gòu)造合適的16進制通信數(shù)據(jù)515.2串口通信發(fā)送16進制數(shù)據(jù)實現(xiàn)545.3串口通信接收硬件返回的16進制數(shù)據(jù)的實現(xiàn)555.4分析硬件返回數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶可讀數(shù)據(jù)55六、安裝與使用說明596.1安裝說明596.2使用說明596.3注意事項59七、致謝61八、參考資料62摘要智能電

2、表管理系統(tǒng)是為了在物業(yè)管理中對用電狀況進行智能化管理的解決方案，使得電能的管理更加簡潔、人性化和自動化。目前企業(yè)宿舍、公寓用電管理是其中重要的一個環(huán)節(jié)，同時隨著電力系統(tǒng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及電能管理系統(tǒng)的不斷完善，且伴隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的交叉和綜合發(fā)展，人們進入了高度發(fā)達的信息時代。本系統(tǒng)就是結(jié)合這些發(fā)展中的優(yōu)勢資源而融合出來的產(chǎn)品，可以讓使用者更方便快捷的享受高科技所提供的服務(wù)。智能電表管理系統(tǒng)主要有計算機、智能電表、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器等各部分組成，對各個樓棟的電表實行用電管理，此管理系統(tǒng)可以高效快捷的完成任務(wù)，省去了傳統(tǒng)普通電表需要定期派專人上門抄表催收電費等耗時費力

3、的工作。系統(tǒng)采用c#語言在microsoft visual studio 2005集成開發(fā)平臺上進行編程開發(fā)，并使用微軟的sql server 2005數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)以提高數(shù)據(jù)的安全性，系統(tǒng)使用了serialport控件組織十六進制數(shù)據(jù)實現(xiàn)了串口通信功能。系統(tǒng)共包含四項主要功能，一、包括數(shù)據(jù)庫管理功能，系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫設(shè)計科學(xué)合理，字段命名規(guī)范，鍵值設(shè)置合理，易于后期的維護和管理；二、具有用戶信息管理功能，可以進行(1)操作員信息管理，編輯用戶使用權(quán)限.(2)電表信息管理，可以查看并修改住宅小區(qū)的用戶電表信息.(3)樓棟信息管理，可以查看并修改小區(qū)內(nèi)樓棟的名稱及樓層數(shù)量.(4)用戶用電記錄查詢

4、，可以多條件查詢用戶的用電信息；三、系統(tǒng)同時具有串口通信功能，可以完成(1)顯示當前正向有功總電能.(2)查詢電表地址.(3)通斷電控制；四、系統(tǒng)還具有權(quán)限管理功能，任何越權(quán)操作都將被拒絕，當用戶具有較高使用權(quán)限時才可以使用系統(tǒng)中的較多功能，例如”admin”用戶可以更改系統(tǒng)中其他操作員的使用權(quán)限，提高系統(tǒng)管理的質(zhì)量與效率。關(guān)鍵字：智能電表管理系統(tǒng)；c#；visual studio 2005；sql server 2005一、選題背景1.1課題概述物業(yè)系統(tǒng)是一個龐大的管理體系，企業(yè)宿舍、公寓用電管理是其中重要的一個環(huán)節(jié)，企業(yè)宿舍、公寓內(nèi)偷電、漏電、超負荷用電等現(xiàn)象一直是困擾物業(yè)管理的普遍問題；

5、近幾年隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，企業(yè)宿舍、公寓內(nèi)電腦以及各種電器逐漸的普及，導(dǎo)致用電量與日俱增，以往的單一照明用電已不能滿足日常需求，同時企業(yè)宿舍、公寓電費開支日益增多，各單位也不時出現(xiàn)用電安全問題。目前在社區(qū)、公寓使用的智能電表管理系統(tǒng)主要是能符合當今各大單位物業(yè)關(guān)于對公寓用電管理改革的所有需求，并徹底解決以往偷電、漏電、管理混亂等諸多問題?；緦崿F(xiàn)了自助購電、用電科學(xué)收費、安全管理等多項功能。由此可見，智能電表管理系統(tǒng)將是物業(yè)用電管理發(fā)展的必然趨勢。傳統(tǒng)普通電表需要定期派專人上門抄表催收電費，工作量大，給公寓供電集中管理帶來很多的不便。例如需要將眾多的電表集中安放到一個專門的房間要占很大的空間，

6、此外，其工程的復(fù)雜性及后續(xù)結(jié)構(gòu)、電器的配置等費用也比較昂貴，同時仍需派專人催收電費。鑒于以上有原因我們有必要開發(fā)出一種幫助物業(yè)管理人員管理智能電表的軟件系統(tǒng)，可以完成的功能包括：(1)發(fā)送串口通信數(shù)據(jù)操作硬件。(2)讀取硬件接口返回的數(shù)據(jù)。(3)讀取數(shù)據(jù)庫，將信息顯示至操作界面。(4)對用戶的用電額度進行多條件選擇查詢。(5)對操作員編輯完成的數(shù)據(jù)，準確的寫入數(shù)據(jù)庫。(6)對使用電表系統(tǒng)的用戶進行權(quán)限管理。本系統(tǒng)主要使用c#語言在microsoft visual studio 2005集成開發(fā)平臺上編程實現(xiàn)，智能電表系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要由sql server 2005數(shù)據(jù)庫存儲以保證其安全性，系

7、統(tǒng)的總體界面盡量具有美觀性、人性化、簡潔性，由系統(tǒng)維護的數(shù)據(jù)庫在操作過程中也盡量做到安全可靠。1.2技術(shù)背景伴隨著電力系統(tǒng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及電能管理系統(tǒng)的不斷完善，電能表的結(jié)構(gòu)和性能也經(jīng)歷了不斷更新、優(yōu)化的發(fā)展過程：由最初的感應(yīng)電能表，發(fā)展到后來的感應(yīng)系脈沖電能表，直到現(xiàn)在的純電子式電能表。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的交叉和綜合發(fā)展，人們進入了高度發(fā)達的信息時代?，F(xiàn)代化的電能管理模式，需要訪問電能表的很多信息，同時決策還要與電能表進行雙向通訊。由于數(shù)字型電能表是以微處理器為核心，所以功能容易擴展，容易和配電自動化系統(tǒng)集成，所以數(shù)字型電能表有取代傳統(tǒng)感應(yīng)式電表的趨勢。(1)

8、 電能表的歷史及發(fā)展趨勢作為測量電能的專用儀表電能表，自誕生至今已經(jīng)有一百多年的歷史。隨著電力系統(tǒng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及電能管理系統(tǒng)的不斷完善，電能表的結(jié)構(gòu)和性能也經(jīng)歷了不斷更新、優(yōu)化的發(fā)展過程：最初的感應(yīng)電能表，發(fā)展到后來的感應(yīng)脈沖電能表，直至現(xiàn)在的純電子式電能表。感應(yīng)式電能表是利用處于交變磁場的金屬圓盤中的感應(yīng)電流與有關(guān)磁場形成力的原理制成的。感應(yīng)脈沖電能表仍然采用感應(yīng)式電能表的測量機構(gòu)作為工作元件，有光電傳感器完成電能脈沖轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)電子電路對脈沖進行處理，從而實現(xiàn)對電能的測量。純電子式電能表的原理是采用電子電路對脈沖進行處理，從而實現(xiàn)對電能的測量。純電子式電能表的原理是采用電子電路來實

9、現(xiàn)電能計量，所以電子式電能表的共同特點是采用乘法器，更具所依托的乘法器為模擬的還是數(shù)字的可分為模擬乘法器型電子電能表和數(shù)字乘法器型電子電能表。感應(yīng)式電能表已經(jīng)完成它的歷史使命。因為感應(yīng)式電能表有著無法克服的缺陷。首先，機械磨損是感應(yīng)式電能表無法克服的缺陷，磨損的后果是表越走越慢。其次，偷竊電現(xiàn)象嚴重：感應(yīng)式電能表由于電流、電壓接線端子外露，很容易采用改接線或倒表手段進行偷竊電，這是包括我國在內(nèi)的發(fā)展中國家普遍存在的嚴重問題。再次，抄表方式單一落后：感應(yīng)式電能表采用的是人工登門手工抄表，抄表人員要走家串戶上樓、下樓，這種原始的查表方法不僅造成了人力、物力的浪費，而且在查表時會打擾居民的正常生活，

10、甚至給居民帶來安全隱患，這與現(xiàn)代化用電管理極不適應(yīng)。未來電能表有以下幾個發(fā)展趨勢：1.電子式電能表全面替代感應(yīng)表電子式電能表之所以能取代感應(yīng)表而成為市場的寵兒，有諸多的優(yōu)勢：(1)可靠性：精度長時間不變、無須輪校、無安裝、運輸影響等;(2)準確度：寬量程、寬功率因數(shù)、啟動靈敏、防潛可靠等；(3)功能：可實行集中抄表、多費率、預(yù)付費、防竊電、多功能等；(4)性價比：性價比高、可預(yù)留擴展功能、受原材料漲價影響小等。2. 液晶顯示器加速替代字輪計度器液晶顯示器之所以能獲得越來越多的客戶的認可，主要是因為：(1)液晶顯示器的可靠性和壽命得到行業(yè)的普遍認可；(2)液晶顯示器能顯示更多信息(漢子提示、多排

11、顯示等)；(3)集中抄表數(shù)據(jù)和人工讀表數(shù)據(jù)的一致性要求；(4)液晶顯示器功耗低，可以停電時顯示；(5)液晶顯示器在黑暗中還可以采用背光顯示。3.防竊電要求進一步加強隨著竊電方式的更加多樣化和隱蔽化，對電能表防竊電的要求也越來越高，機械表對此已越來越力不從心，電子式電能表則表現(xiàn)出強大的優(yōu)勢。目前竊電的主要方式有：干擾計量元件，更改接線方式，打開表蓋更改為內(nèi)部線路或數(shù)據(jù)等。4.具有通信接口尤其是rs485接口成為趨勢隨著抄表到戶的逐步實施以及電力部門的體制改革，自動抄表成為用戶強烈的需求，因此越來越多地要求電表配備通信接口。電表配備rs485接口具有成熟和性價比的優(yōu)勢，適合未來采用更新、更好的通信

12、技術(shù)，因此成為用戶目前較為理想的選擇而逐步成為標準配置。(2)抄表方式的現(xiàn)狀及其特點目前，國內(nèi)抄表方式有人工抄表、有線遠程抄表、無線遠程抄表。人工抄表模式有產(chǎn)品生產(chǎn)和運行成本低的優(yōu)點，但是也有很難以克服的缺點：由于人為因素的存在，抄表質(zhì)量難以保證。不利于大批量數(shù)據(jù)處理，需要人工輸入和校驗，增加電力部門人員編制。入戶抄表難度大，而且需要抄表人員爬樓，增加抄表人員的工作量。無線抄表模式是指采用無線通信方式來實現(xiàn)遠程抄表的方式。主要有以下兩種實現(xiàn)方式：一種方式是大功率無線傳輸，利用固有的無線服務(wù)運營商的網(wǎng)絡(luò)：如gsm、gprs、cdma網(wǎng)等實現(xiàn)遠程抄表，該方式使用范圍廣，通信成功率高，無需額外申請頻

13、段。另一種方式是手持無線超標裝置或車載無線抄表裝置，屬于小功率無線傳輸，這種方式必須首先向有關(guān)部門申請頻段，且信號只能在一定的范圍內(nèi)有效，抄表范圍較小如一個生活小區(qū)。用無線自動抄表技術(shù)，不僅能節(jié)約人力資源，更重要的是可提高抄表的準確性、實時性，使管理部門能即時準確獲得數(shù)據(jù)信息。但是，無線抄表技術(shù)投入巨大，在短時間難以取得明顯的經(jīng)濟效益。有線抄表模式可以分為以下幾類：1.基于有線電視寬帶的自動抄表它是將用戶的用電數(shù)據(jù)通過特殊的電視信號，將之轉(zhuǎn)換為能在有線網(wǎng)上傳輸?shù)男盘?，然后進行解調(diào)，達到信息通信的目的。但在硬件實現(xiàn)上存在較大難度、可行性差，有待理論和技術(shù)上進一步的突破。2.基于電力載波的遠程抄表

14、基于電力線載波的遠程抄表技術(shù)以低壓電力線為通信媒介，用戶終端的用電數(shù)據(jù)與集中器之間的通信通過電力線載波技術(shù)來完成。3.基于總線技術(shù)的遠程抄表基于rs485總線技術(shù)的遠程抄表用戶的電能表通過總線與集中器連接，一個小區(qū)安裝一個或多個集中器進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集一次性抄讀成功率及可靠性較高?；趌onworks技術(shù)的遠程抄表lonworks網(wǎng)絡(luò)是通過一種或多種通信媒體相互連接的智能化設(shè)備或節(jié)點構(gòu)成的，具有開放的技術(shù)標準、較好的互換性及可構(gòu)造性和優(yōu)良的可靠性。這種抄表方式的核心是芯片neuron，通過該芯片來完成數(shù)據(jù)的采集、處理以及與上位機的通信等等。(3)軟件系統(tǒng)架構(gòu)c#語言c#是一種精確、簡單、類

15、型安全、面向?qū)ο蟮恼Z言。說到c#，就不得不先得簡單介紹一下.net。到底什么是.net呢：按照微軟的定義為：.net代表一個集合，一個環(huán)境，它可以作為平臺支持下一代internet的可編程結(jié)構(gòu)。c#是.net的代表語言。1.首先，它完全支持面向?qū)ο蟆?.支持分布式，之所以有c#是因為微軟相信分布式應(yīng)用程序是未來的趨勢，即處理過程分布在客戶機和服務(wù)器上。所以c#一出生就注定了能很好解決分布式問題。3.跟java類似，c#代碼經(jīng)過編譯后，成為了一種il(中間語言)。在運行時，再把il編譯為平臺專用的代碼。4.健壯，c#在檢查程序錯誤和編譯與運行時錯誤一點也不遜于java，c#也用了自動管理內(nèi)存機制

16、。5.c#不像java那樣完全摒棄了指針和手動內(nèi)存管理。c#默認情況下是不能使用指針的，程序員在有必要時可以打開指針來使用。這樣可以保證編程的靈活性。6.安全性：c#的安全性是由.net平臺來提供的。c#代碼編譯后成為il語言。是一種受控代碼，.net提供類型安全檢查等機制保證代碼是安全的。7.可移植性：由于c#使用類似java的中間語言機制。使得c#也跟java類似，可以很方便的移植到其他系統(tǒng)。在運行時，再把中間代碼編譯為合適特定機器的代碼。8.解釋性：c#也是一種特殊的解釋性語言。9.高性能：c#八代碼編譯成中間語言后，可以高效的執(zhí)行程序。10.多線程：與java類似，可以由一個主進程分出

17、多個執(zhí)行小任務(wù)的多線程。11.在本系統(tǒng)中，由于c#語言有專門處理串口通信的serialport控件，以及連接數(shù)據(jù)庫的sqlconnection控件，因此使得程序員的編程效率得到了很大的提升，這是.net平臺為處理底層硬件平臺所做的努力。c#的強大時依賴于.net的發(fā)展，而.net的發(fā)展是看微軟在.net上的決心和投入的多少。c#目前主要是應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)編程上，其他領(lǐng)域比如數(shù)據(jù)庫、窗體編程，都在逐漸增大。(4)系統(tǒng)存儲使用的數(shù)據(jù)庫sql server 2005microsoft sql server2005是用于大規(guī)模聯(lián)機事務(wù)處理、數(shù)據(jù)倉庫和電子商務(wù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)分析平臺。sql server

18、2005旨在幫助企業(yè)迎接這些挑戰(zhàn)。這個下一代數(shù)據(jù)管理和分析解決方案將給企業(yè)數(shù)據(jù)和分析應(yīng)用程序帶來增強的安全性、可伸縮性和可用性，使得它們更易于創(chuàng)建、部署和管理。sql server 2005基于sql server 2000的強大功能之上，提供了一個完整的數(shù)據(jù)管理和分析解決方案，它將會給不同規(guī)模的組織帶來幫助：構(gòu)建、部署和管理企業(yè)應(yīng)用程序，使其更加安全、伸縮性更強和更可靠。降低開發(fā)和支持數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的復(fù)雜性，實現(xiàn)了it生產(chǎn)力的最大化。能夠在多個平臺、應(yīng)用程序和設(shè)備之間共享數(shù)據(jù)，更易于連接內(nèi)部和外部系統(tǒng)。在不犧牲性能、可用性、可伸縮性或安全性的前提下有效控制成本。sql server 2005

19、在以下三個重要方面改善了我們的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)：企業(yè)數(shù)據(jù)管理、開發(fā)人員效率和商業(yè)智能。它在可接受的價格和許可費用以及升級到最新的sql server和windows server system的途徑方面也有新的突破。在智能電表管理系統(tǒng)軟件的制作過程中也是用到了sql server 2005數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供的多個功能，并獲益于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)多項安全性支持，使得架構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)的安全性更高，更有保障。(5)專業(yè)知識字節(jié)格式：每個字節(jié)含8位二進制碼，傳輸時加上一個起始位(0)、一個偶校驗位和一個停止位(1)，共11位。d0是字節(jié)的最低有效位，d7是字節(jié)的最高有效位。先傳低位。后傳高位。幀格式：幀是傳送信息的

20、基本單元。幀格式如圖1-1。l 幀起始符68h：標識一幀信息的開始，其值為68h=01101000b.l 地址域a0a5：地址域由6個字節(jié)構(gòu)成，每字節(jié)2位bcd碼。地址長度可達12位十進制數(shù)，可以為表號、資產(chǎn)號、用戶號、設(shè)備號等。具體使用可由用戶自行決定。當使用的地址碼長度不足6字節(jié)時，用十六進制aah補足6字節(jié)。低地址位在先，高地址位在后。當?shù)刂窞?99999999999h時，為廣播地址。l 控制碼c：其中01表示讀數(shù)據(jù)，04表示寫數(shù)據(jù)，而控制碼前面為0或是8表示方向。l 數(shù)據(jù)長度l：l為數(shù)據(jù)域的字節(jié)數(shù)。讀數(shù)據(jù)時l200,寫數(shù)據(jù)時l50，l=0表示無數(shù)據(jù)域。l 數(shù)據(jù)域data：數(shù)據(jù)域包括數(shù)據(jù)

21、標識和數(shù)據(jù)、密碼等，其結(jié)構(gòu)隨控制碼的功能而改變。傳輸時發(fā)送方按字節(jié)進行加33h處理，接收方按字節(jié)進行減33h處理。l 校驗碼cs：從幀起始符開始到校驗碼之前的所有各字節(jié)的模256的和，即各字節(jié)二進制算術(shù)和，不計超過256的溢出值。l 結(jié)束符16h：標識一幀信息的結(jié)束，其值為16h=00010110b.二、用戶需求分析2.1技術(shù)需求本系統(tǒng)采用c#語言在microsoft visual studio 2005集成開發(fā)平臺上進行編程開發(fā)，并使用微軟的sql server 2005數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)以提高數(shù)據(jù)的安全性，在系統(tǒng)編寫上具有可行性。從經(jīng)濟經(jīng)濟方面看，本系統(tǒng)可以服務(wù)電廠，電費管理單位、小區(qū)物業(yè)部等

22、，可以為企業(yè)節(jié)省人力開支。從社會方面看，服務(wù)于大眾，方便電表抄表人員工作，且可靠便捷。2.2功能需求系統(tǒng)外觀：管理系統(tǒng)界面簡潔美觀、易于使用，具有較強的人機交互性。數(shù)據(jù)庫管理：所使用的數(shù)據(jù)庫設(shè)計科學(xué)合理，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的范式要求對其進行關(guān)系規(guī)范化。并且數(shù)據(jù)庫設(shè)計的字段命名清晰，各個鍵值設(shè)置合理，易于后期的維護和管理。用戶信息管理：能根據(jù)各具體要求將數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息讀取至系統(tǒng)界面，并對其進行精確的管理與維護，主要包括：(1) 操作員信息管理，超級用戶可以對使用該智能電表管理系統(tǒng)的用戶信息進行準確編輯。(2) 電表信息管理，授權(quán)用戶可以對住宅小區(qū)內(nèi)安裝智能電表的用戶進行信息的查詢與編輯。(3)

23、樓棟信息管理，授權(quán)用戶可以對本小區(qū)內(nèi)的樓房信息進行管理，對樓房的名稱與樓層數(shù)量進行查詢與編輯(4) 用戶用電信息記錄查詢，授權(quán)用戶可以進入查詢窗口查找各家電表各時段的電力計量信息，同時用戶的查詢支持多條件選擇查詢的靈活方式。串口通信：本系統(tǒng)主要是針對dds1317-a型單相電子式電能表所進行的485集抄實現(xiàn)，其中通訊功能要求(1)可通過pc機rs485通訊，完成編程設(shè)置和抄表。(2)rs485接口與電表內(nèi)部實行電氣隔離。(3)通訊規(guī)約參照dl/t645-1997規(guī)約實現(xiàn)。使得管理系統(tǒng)具有基本的：(a).顯示當前正向有功總電能。(b).查詢電表地址。(c).通斷電控制。權(quán)限管理：為了保證智能電表

24、管理系統(tǒng)的安全性，需要對系統(tǒng)使用的用戶賦予相應(yīng)的使用權(quán)限。數(shù)據(jù)庫的超級用戶賬號和密碼由服務(wù)器的系統(tǒng)管理員設(shè)定，數(shù)據(jù)庫的一般用戶賬戶號和權(quán)限由數(shù)據(jù)庫管理員用戶設(shè)定。并且所有的操作人員進入系統(tǒng)前均應(yīng)登陸自己的賬號和密碼，并通過權(quán)限管理的認證，所有操作人員均應(yīng)規(guī)定相應(yīng)的權(quán)限，任何越權(quán)的操作必須被拒絕。所有的登陸成功與失敗的記錄均應(yīng)有日志記錄，除了用戶管理的基本資料外，工作人員也應(yīng)該根據(jù)自己的權(quán)限進行其他的數(shù)據(jù)查詢與編輯。三、概要設(shè)計3.1系統(tǒng)的構(gòu)成選擇基于c#語言開發(fā)的智能電表管理系統(tǒng)以及管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的sql server 2005數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是立足于供電部門當前和未來發(fā)展的需要及電能消費者的需求，

25、同時也順應(yīng)了當前軟件開發(fā)中的大體趨勢。本系統(tǒng)界面使用流程如圖3-1所示，系統(tǒng)共含有十個交互界面，分別負責(zé)各自特定的任務(wù)和功能，系統(tǒng)包含登陸界面、主控制界面、設(shè)置參數(shù)界面以及查詢編輯信息界面。3.2系統(tǒng)的主要功能及特點1. 本系統(tǒng)在程序編寫上盡量做到了模塊化編程使得各程序模塊分工明確、運行獨立，系統(tǒng)功能模塊如圖3-2所示，其主要功能有：(1)操作員信息管理，管理員可以增刪改使用系統(tǒng)的用戶信息，保證信息的時效性。(2)用戶權(quán)限管理，較高權(quán)限的用戶可以改變其他用戶使用系統(tǒng)功能的范圍，例如當一個新用戶被增加進來，而且該用戶只擁有收銀員的權(quán)限，那么該用戶就沒有增刪改數(shù)據(jù)庫中信息的權(quán)限。(3)電表信息管理

26、，操作員可以對數(shù)據(jù)庫內(nèi)的電表信息進行查詢操作、增刪改電表相關(guān)信息操作。(4)樓棟信息管理，系統(tǒng)管理員可以對小區(qū)樓棟的名稱和樓層信息進行相應(yīng)的編輯處理，為了保證數(shù)據(jù)庫信息不受破壞，系統(tǒng)會對不具備刪除或修改條件的樓棟給予提示。(5)用戶用電查詢，具備查詢權(quán)限的用戶可以使用多種條件來查詢用戶用電信息，包括按表號、按用戶姓名、按凍結(jié)日期、按樓棟號等多個條件查詢。(6)串口通信，系統(tǒng)可以發(fā)送串口通信數(shù)據(jù)操作硬件，使電表跳閘或合閘，同時系統(tǒng)可以讀取硬件接口返回的數(shù)據(jù)，查詢電表當前電量。2. 本系統(tǒng)有以下幾大特點：(1)較強的系統(tǒng)登陸驗證功能，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計時規(guī)定了用戶名是唯一標識符，保證了登陸系統(tǒng)的人員能夠

27、一人一個賬號登陸，同時在用戶名輸入中規(guī)定了一些非數(shù)字與字母的符號字符為非法字符；為了節(jié)約服務(wù)器的內(nèi)存資源，當用戶名密碼均為空時并不執(zhí)行數(shù)據(jù)庫查詢操作，而一直待用戶的信息填寫完整；為了保障系統(tǒng)不受黑客等的干擾，采用了隨機驗證碼功能，增強系統(tǒng)健壯性。(2)簡潔的系統(tǒng)操作性，主界面采用了多種界面優(yōu)化措施，不僅將繁雜的數(shù)據(jù)顯示功能保留了下來，同時還并不影響其系統(tǒng)的整體觀賞性。(3)靈活的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置能力，操作用戶可以根據(jù)自己的意愿對通信的串口進行設(shè)置，對自己登陸系統(tǒng)的密碼進行修改。(4)完善的小區(qū)住宅之樓棟管理與電表管理的功能，用戶可以通過系統(tǒng)界面方便的修改存儲于數(shù)據(jù)庫中的信息，而不會破壞數(shù)據(jù)的準確性

28、(5)便捷的硬件電表操作能力，通過管理系統(tǒng)可以輕松快速的抄寫電表電量并控制電表的通斷電能力，改變了以往抄表人員辛苦爬樓抄表的經(jīng)歷。四、詳細設(shè)計4.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫名為smartmetersystemdb.mdf，其中數(shù)據(jù)庫共包括4張表，分別是電表信息表(如表4-1所示)、樓棟管理表(如表4-2所示)、操作員信息表(如表4-3所示)和用電查詢表(如表4-4所示)。表結(jié)構(gòu)如下所示。表4-1 電表信息表ammeter_management表各字段定義字段名類型長度描述是否空值ammeter_idint系統(tǒng)id值，自動編號not nullammeter_meter_query_numbernvarc

29、har20主鍵，電表號not nullammeter_meter_user_namenvarchar20表計名稱nullammeter_addressnvarchar30安裝地址nullammeter_passwordnvarchar30電表密碼nullammeter_statenvarchar10表計狀態(tài)nullmeter_building_namenvarchar20外鍵，所屬樓nullmeter_layer_numnvarchar20所屬層nullcreate_meter_datenvarchar20創(chuàng)建日期nullcreate_meter_usernamenvarchar20創(chuàng)建人員n

30、ullmodify_meter_datenvarchar20修改日期nullmodify_meter_usernamenvarchar20修改人員nullammeter_meter_user_photoidnvarchar10用戶照片null表4-2樓棟管理表building_management表各字段定義字段名類型長度描述是否空值building_idint系統(tǒng)id值，自動編號not nullmeter_building_namenvarchar20主鍵，樓名稱not nullbuilding_layer_numnvarchar10樓層數(shù)nullcreate_building_datenv

31、archar20創(chuàng)建日期nullcreate_building_usernamenvarchar20創(chuàng)建人員nullmodify_building_datenvarchar20修改日期nullmodify_building_usernamenvarchar20修改人員null表4-3操作員信息表operator_information表各字段定義字段名類型長度描述是否空值operator_idint系統(tǒng)id值，自動編號not nulloperator_namenvarchar20主鍵，操作員姓名not nulloperator_sexnvarchar10操作員性別nulloperator_us

32、eridnvarchar20身份證號碼nulloperator_addressnvarchar50家庭住址nulloperator_telphonenvarchar20聯(lián)系電話nulloperator_statenvarchar10操作狀態(tài)nullcreate_user_datenvarchar20創(chuàng)建日期nullcreate_user_namenvarchar20創(chuàng)建人員nullmodify_user_datenvarchar20修改日期nullmodify_user_namenvarchar20修改人員nulllimits_of_addnvarchar10添加權(quán)限nulllimits_of

33、_changenvarchar10修改權(quán)限nulllimits_of_deletenvarchar10刪除權(quán)限nulladmin_statusnvarchar10管理員狀態(tài)nullcashier_statusnvarchar10收銀員狀態(tài)nullmeterstate_operator_statusnvarchar10表計狀態(tài)操作nullquery_operator_statusnvarchar10查詢權(quán)限nulllogin_system_timenvarchar20最后登錄時間nulllogin_system_numint系統(tǒng)登錄次數(shù)nulloperator_passwordnvarchar3

34、0登錄密碼nulloperator_photoidnvarchar10操作員照片null表4-4 用電查詢表query_power表各字段定義字段名類型長度描述是否空值query_user_idint系統(tǒng)主鍵，自動編號not nullammeter_meter_query_numbernvarchar20外鍵，電量查詢表號nullquery_meter_namenvarchar20表計名稱nullpower_freeze_datenvarchar20凍結(jié)日期nullpower_return_timenvarchar20返回時間nulluser_freezenow_powernvarchar20

35、凍結(jié)電量nulluser_dayuse_powernvarchar20當日用電量nulluser_backupbefore_powernvarchar20前一天用電量nullsql server 2005數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建語句：create database smartmetersystemdbon(name=smartmetersystemdb,filename=c: smartmetersystemdb.mdf)log on(name=smartmetersystemdb_log,filename=c: smartmetersystemdb_log.ldf)gouse smartmetersyst

36、emdbgocreate table ammeter_management(ammeter_id int not null,ammeter_meter_query_number nvarchar(20) null,ammeter_meter_user_name nvarchar(20) null,ammeter_address nvarchar(30) null,ammeter_password nvarchar(30) null,ammeter_state nvarchar(10) null,meter_building_name nvarchar(20) null,meter_layer_

37、num nvarchar(20) null,create_meter_date nvarchar(20) null,create_meter_username nvarchar(20) null,modify_meter_date nvarchar(20) null,modify_meter_username nvarchar(20) null,ammeter_meter_user_photoid nvarchar(10) null)goalter table ammeter_managementadd constraint pk_ammeter_meter_query_number prim

38、ary key(ammeter_meter_query_number)gocreate table building_management(building_id int not null,meter_building_name nvarchar(20) null,building_layer_num nvarchar(10) null,create_building_date nvarchar(20) null,create_building_username nvarchar(20) null,modify_building_date nvarchar(20) null,modify_bu

39、ilding_username nvarchar(20) null)goalter table building_managementadd constraint pk_meter_building_name primary(meter_building_name)gocreate table operator_information(operator_id int not null,operator_name nvarchar(20) not null,operator_sex nvarchar(10) null,operator_userid nvarchar(20) null,opera

40、tor_address nvarchar(50) null,operator_telphone nvarchar(20) null,operator_state nvarchar(10) null,create_user_date nvarchar(20) null,create_user_name nvarchar(20) null,modify_user_date nvarchar(20) null,modify_user_name nvarchar(20) null,limits_of_add nvarchar(10) null,limits_of_change nvarchar(10)

41、 null,limits_of_delete nvarchar(10) null,admin_status nvarchar(10) null,cashier_status nvarchar(10) null,meterstate_operator_status nvarchar(10) null,query_operator_status nvarchar(10) null,login_system_time nvarchar(20) null,login_system_num int null,operator_password nvarchar(30) null,operator_pho

42、toid nvarchar(10) null)goalter table operator_informationadd constraint pk_operator_name primary key(operator_name)gocreate table query_power(query_user_id int not null,ammeter_meter_query_number nvarchar(20) null,query_meter_name nvarchar(20) null,power_freeze_date nvarchar(20) null,power_return_ti

43、me nvarchar(20) null,user_freezenow_power nvarchar(20) null,user_dayuse_power nvarchar(20) null,user_backupbefore_power nvarchar(20) null)goalter table query_poweradd constraint pk_query_user_id primary key(query_user_id)go4.2系統(tǒng)界面設(shè)計系統(tǒng)包含一個登陸窗口，一個主程序窗口和主界面下關(guān)聯(lián)的八個功能窗口。所有窗體的設(shè)計視圖如下所示：(1)登陸界面登陸界面主要由3個標識lab

44、el，3個文本輸入框，一個隨機碼生成label以及兩個按鈕元素構(gòu)成。其中密碼輸入的文本框的passwordchar的替代字符設(shè)置為“*”，隨機碼生成的label由函數(shù)getrandomizer()實現(xiàn)。控件類型控件命名控件解釋備注labellblaccount賬號標簽labellblpassword密碼標簽labellblverification驗證碼標簽labellblverificationcode驗證碼生成textboxtxtaccount賬號輸入框textboxtxtpassword密碼輸入框passwordchar屬性“*”textboxtxtverificationcode驗證碼輸

45、入框buttonbtnlogin系統(tǒng)登陸buttonbtnlogout退出系統(tǒng)(2)智能電表管理系統(tǒng)主界面系統(tǒng)管理主界面，此界面是登陸系統(tǒng)的操作員管理系統(tǒng)的主要交互窗口，窗體中包含的控件有菜單欄、快捷菜單欄、系統(tǒng)導(dǎo)航條、數(shù)據(jù)顯示控件以及狀態(tài)欄等，包含內(nèi)容較為豐富。系統(tǒng)的主要控件構(gòu)成如下所示。控件類型控件命名控件解釋備注menustripmenustripmainsystem菜單欄toolstriptoolstripmainsystem快捷菜單欄statusstripstatusstripmainsystem狀態(tài)欄panelpanelsystem整體背景框面板panelpanfuntwo小背景面

46、板panelpanfunmain折疊菜單欄面板panelpansystemmainwork全局工作界面的面板panelpansystemmainwork2局部工作界面的面板panelpanpowermeter電力計量面板panelpanmeterlistview電表點抄列表面板panelpanmeterlistviewright電表點抄列表面板panelpandailybusiness日常業(yè)務(wù)面板panelpanqueryall查詢統(tǒng)計面板panelpanusersmanagement檔案管理面板panelpanemergencyresponse應(yīng)急處理面板panelpanmeterinfor

47、m整體電表信息面板panelpanmeterinform2局部電表信息面板panelpanpicture企業(yè)標志圖片面板panelpanpicture2企業(yè)標志圖片面板panelpansystemallinterval系統(tǒng)間隔面板panelpansysteminterval系統(tǒng)間隔面板(左側(cè))panelpansystemmainworkother系統(tǒng)全局工作面板panelpansystemmainworkother2系統(tǒng)局部工作面板panelpantabchkworktab全局控件選擇面板panelpantabchkwork2tab控件選擇面板pictureboxpicturemain公司圖片

48、框pictureboxpicturemain2公司圖片框buttonbtnpowermeter電力計量按鈕buttonbtnmeterlistview電表點抄列表buttonbtndailybusiness日常業(yè)務(wù)buttonbtnqueryall查詢統(tǒng)計buttonbtnusersmanagement檔案管理buttonbtnemergencyresponse應(yīng)急處理tabcontroltabpowermeter數(shù)控件列表選項tabcontroltabsystemwork大窗口系統(tǒng)事件記錄tabcontroltabsystemwork2小窗口系統(tǒng)事件記錄tabcontrolpagetabpa

49、gedata原始數(shù)據(jù)選項tabcontrolpagetabpageevents事件列表選項tabcontrolpagetabpageoperator操作記錄選項tabcontrolpagetabpagepowermeter電力計量選項listviewlsvoperator操作記錄listviewlsvdata原始數(shù)據(jù)listviewlsvevents事件列表listviewlsvmeter表計信息listviewlsvoperatorlistview執(zhí)行任務(wù)列表listviewlsvoperatorlistviewright執(zhí)行任務(wù)列表radiobuttonradio1day上一天凍結(jié)radi

50、obuttonradioupmeter跳閘radiobuttonradiodownmeter合閘radiobuttonradioallpower當前電能radiobuttonradio1dayright上一天凍結(jié)radiobuttonradioupmeterright跳閘radiobuttonradiodownmeterright合閘radiobuttonradioallpowerright當前電能groupboxgroupmeterlistview電表點抄列表groupboxgroupmeterlistviewright電表點抄列表groupboxgroupoperatorlistview執(zhí)

51、行任務(wù)列表groupboxgroupoperatorlistviewright執(zhí)行任務(wù)列表groupboxgroupmeterinform表計信息groupboxgroupmeterinform2表計信息labellblfixed固定/松開labellblfixedright固定/松開labellabelblueline界面藍線標記labellbldailybusiness1日常業(yè)務(wù)labellblemergencyresponse1應(yīng)急處理labellblqueryall1查詢統(tǒng)計labellblusersmanagement1檔案管理progressbarprogressbarlsvope

52、rator進度條splittersplitterfunmainandtwo分隔線toolstripbuttontoolstripbtnmainsystem主界面圖標按鈕toolstripbuttontoolstripbuttonimplementmission執(zhí)行任務(wù)圖標按鈕toolstripbuttontoolstripbtnauto自動抄表圖標按鈕toolstripbuttontoolstripbtnautoimplementall一鍵集抄圖標按鈕toolstripbuttontoolstripbuttonlogoutsystem系統(tǒng)退出圖標按鈕toolstripbuttontoolstripbuttontemplogout臨時注銷圖標按鈕toolstripbuttontoolstripbuttonrelogin重新登錄圖標按鈕toolstripbuttontoolstripbuttonuseradd開戶圖標按鈕toolstripbuttontoolstripbuttonmetermanagement電表管理圖標按鈕toolstripbuttontoolstripbuttonuserquery用戶查詢圖標按鈕checkboxchksystemwork自動滾屏checkboxchks