基于BS模式產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與開發(fā)

1、屈新懷周明非李學京（合肥工業(yè)大學機械與汽車工程學院安徽合肥230009）【摘要】根據(jù)企業(yè)對生產(chǎn)線上產(chǎn)品信息的應用需求，論述了一種基于B/S模式的實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計方案，并對此系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)集成平臺和網(wǎng)絡安全技 術(shù)進行了研究和設計?！娟P鍵詞】 數(shù)據(jù)采集B/S ASP.NET網(wǎng)絡安全SQL中圖分類號：TP39文獻標識碼：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.引言隨著制造企業(yè)在設計、生產(chǎn)中采用先進的設計與制造手段特別是信息技術(shù)的應用，大大提高了企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)能力和市場競爭能力，促進了生產(chǎn)力的發(fā)展，使企業(yè)取得了明顯的效益。但是伴隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，如果企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞方式即使用電話或文件進行逐級上報的方式，就會產(chǎn)生數(shù)據(jù)上報不夠及時、準確等弊端，影響到了企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)的深化管理。為了讓企業(yè)的管理層和決策層與生產(chǎn)現(xiàn)場同步掌握各個裝置的全部生產(chǎn)數(shù)據(jù)，制造業(yè)企業(yè)急需一種實時的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從根本上避免因地理位置、通訊、人為因素等不利影響， 在改變原來生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理模式和提高企業(yè)整體工作效率的同時，為公司管理和決策提供及時、可靠的基礎數(shù)據(jù)

4、。1.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的模型分析根據(jù)現(xiàn)場采集的情況該模型大致分為三個模塊：1、數(shù)據(jù)采集模塊。2、數(shù)據(jù)存儲模塊。3、數(shù)據(jù)分析與顯示模塊。如下圖所示各模塊的關系：基于/S模式產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與開發(fā)在上圖中我們可以看到首先是數(shù)據(jù)采集模塊在生產(chǎn)現(xiàn)場采集到產(chǎn)品信息，然后把信息送入數(shù)據(jù)庫由數(shù)據(jù)存儲模塊對數(shù)據(jù)進行分析和分類存儲，最后在產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析模塊和顯示模塊對產(chǎn)品信息進行顯示和分析，滿足用戶的需求。1.11.1 數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)工廠生產(chǎn)線的實際情況，每一個采樣點都進行采集，主要的采集方式有兩種：1.通過掃碼槍等專用設備進行采集；2.采用人工的方式進行數(shù)據(jù)輸入.輸入的數(shù)據(jù)直接存儲到數(shù)據(jù)庫中并且可以隨時被數(shù)

5、據(jù)分析和顯示模塊所調(diào)用。存儲的過程不需要人工進行干預，無論是公司的管理層還是決策層都可以通過WEB服務器，及時的看到數(shù)據(jù)并且可以通過數(shù)據(jù)分析所得的結(jié)果，進行決策。在大型的生產(chǎn)線上需要數(shù)據(jù)采集的地方少則幾十多則上百，所以如果采用傳統(tǒng)的人工 記單式的采集方式不但容易出錯而且效率低下，根據(jù)生產(chǎn)線規(guī)模和企業(yè)財政的實際的情況可以采用在線采集和離線采集兩種方式。在線采集方式：是指采用專門的采集工具對數(shù)據(jù)進行采集如掃碼器等，這樣可使數(shù)據(jù) 快速高效的進入系統(tǒng)，為產(chǎn)品進入下一道生產(chǎn)工序提供保障。該方法優(yōu)點是數(shù)據(jù)采集高效，達到了實時采集分析的效果；缺點是硬件設備投入高，對于那些上百個采集點的生產(chǎn)線，如果每個點都進

6、行在線采集的話，前期的硬件投入可能會給企業(yè)帶來負擔。離線采集方式：是指可以使用專門的數(shù)據(jù)存儲裝備，將數(shù)據(jù)暫時存儲到這些設備中， 在采用專門的存儲借口將數(shù)據(jù)存儲到系統(tǒng)中。該方法的優(yōu)點是硬件投入較小，采集靈活；缺點是不能達到實時采集的目的，只有當采集器的數(shù)據(jù)存到系統(tǒng)時才能夠?qū)?shù)據(jù)進行分析。無論是使用在線采集還是使用離線采集方式都是要求企業(yè)根據(jù)自身的情況選擇，以達 到最大限度的利用企業(yè)資源的目的，對于重要的數(shù)據(jù)（如產(chǎn)品批次號、主要零件的序列號等）應該采用在線的方式，以免對下一生產(chǎn)工序產(chǎn)生影響。對于非主要的產(chǎn)品數(shù)據(jù)可以使用離線采集的方法。1.21.2 數(shù)據(jù)存儲模塊數(shù)據(jù)存儲是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的重要模塊，只

7、有將數(shù)據(jù)有效的存儲在數(shù)據(jù)庫中才能有效的分析數(shù)據(jù)，在存儲模塊中要首先對數(shù)據(jù)進行預處理讓有效的數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)庫，例如有的零件的序列號達到30位或者更長，但是在后續(xù)的工具中可能只需要其中的幾位有效數(shù)字就可以 辨別零件的型號和性能，這時候就要先對數(shù)據(jù)進行處理，提取出有效的數(shù)字存入數(shù)據(jù)庫，這樣做不但節(jié)省了系統(tǒng)資源，也會提高系統(tǒng)的運行速度。另外在預處理中也要防止一件產(chǎn)品重 復上線的情況，以免對后面的分析模塊產(chǎn)生影響。1.31.3 數(shù)據(jù)分析與顯示模塊數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫后就要對數(shù)據(jù)進行有效的分析，并且可以顯示出進入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。這就是數(shù)據(jù)分析和顯示模塊的作用。數(shù)據(jù)分析應該根據(jù)企業(yè)的實際要求來實現(xiàn)，比如對于進入系統(tǒng)的

8、數(shù)據(jù)進行按時間段分析、按操作員分析、按次品比例分析等，必要的時候要給出直觀的圖形顯示，如直方圖、餅圖等。這樣可以讓企業(yè)的管理層和決策層直觀的認識到生產(chǎn)線的 實際情況，以便做出有效的決策。數(shù)據(jù)顯示應該簡單明了， 把主要的產(chǎn)品的上線時間、上線人、 下線時間、下線人以及檢 驗時間、檢驗人都要包括， 這樣可以在出現(xiàn)問題時準確的定位在生產(chǎn)線上的具體位置，對于大型的生產(chǎn)線來說尤為關鍵。2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及開發(fā)工具的選擇2.12.1 開發(fā)工具的選擇操作系統(tǒng)和編程工具的系統(tǒng)可選用.NET技術(shù)進行開發(fā)，在開發(fā)過程中操作系統(tǒng)采用MicrosoftWindows2000/2003servers。在Windows環(huán)境下快速

9、開發(fā)管理控制軟件中，采用基于.NET框架（Framework）的開發(fā)平臺，其前端開發(fā)工具選用VisualStudio.NET（簡稱VS.NET）集成開發(fā)環(huán)境，結(jié)合ASP.NET和ADO.NET技術(shù)進行開發(fā)。2.22.2 后臺數(shù)據(jù)庫的選擇系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫可選用SQL Server2000數(shù)據(jù)庫平臺來進行開發(fā)。SQL Server2000是以高級結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）為基礎的大型關系數(shù)據(jù)庫，它能夠用方便邏輯管理的語言操縱大量 有規(guī)律數(shù)據(jù)的集合，在低檔軟硬件平臺上用較少的資源就可以支持較多的用戶，而在高檔平臺上可以支持更多的用戶。其在數(shù)據(jù)庫管理功能、完整性檢查、安全性、一致性方面都有良好的表現(xiàn)。SQL

10、 Server2000支持大量多媒體數(shù)據(jù)，可以快速開發(fā)生成基于客戶端PC平臺的應用程序，并具有良好的移植性。3.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計現(xiàn)今的軟件體系系統(tǒng)有2種基本模式：C/S （Client/Server的簡稱，客戶機/服務器模式） 和B/S（Browser/Server的簡稱，瀏覽器/服務器模式）。C/S發(fā)結(jié)構(gòu)需要專門的客戶端安裝程序， 分布功能弱， 針對點多面廣且不具備網(wǎng)絡條件的 用戶群體，不能夠?qū)崿F(xiàn)快速部署安裝和配置；兼容性較差，對于不同的開發(fā)工具，具有較大的局 限性，采用不同工具，需要重新改寫程序；開發(fā)成本較高，需要具有一定專業(yè)水準的技術(shù)人員才 能完成。B / S開發(fā)結(jié)構(gòu)大大簡化了客戶端，

11、只要客戶端機器能上網(wǎng)就可以。而且開發(fā)和維護幾乎所有工作也都集中在服務器端，當企業(yè)對網(wǎng)絡應用進行升級時，只需更新服務器端的軟件就可 以，這減輕了異地用戶系統(tǒng)維護與升級的成本。如果客戶端的軟件系統(tǒng)升級比較頻繁，那么所有的升級操作只需要針對服務器進行。B / S是更加靈活的多級分布結(jié)構(gòu)，完全符合制造企業(yè)實時數(shù)據(jù)采集的需求，并且在維護方面也更有優(yōu)勢，這也是選擇B/S結(jié)構(gòu)的原因。3.13.1 系統(tǒng)功能模塊根據(jù)企業(yè)的實際需要我們把系統(tǒng)的功能模塊設計成產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集模塊和用戶管理模塊， 在數(shù)據(jù)采集模塊中包括：上線信息采集、下線信息采集、檢驗信息采集、產(chǎn)品信息分析、關 主件信息采集以及下線打單管理幾個子模塊。在

12、用戶模塊中包括：用戶管理、角色管理、角色業(yè)務分配、用戶角色分配幾個子模塊。系統(tǒng)功能模塊如圖：3.2相關技術(shù)3.2.1 ASP.NET數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)在數(shù)據(jù)訪問技術(shù)中主要是采用ADO.NET作為.NET框架的數(shù)據(jù)訪問組件。ADO.NET提供對SQL Server等數(shù)據(jù)源以及通過OLEDB和XML公開的數(shù)據(jù)源的一致訪問，ADO.NET依靠兩個核心組件DATASET和.NET數(shù)據(jù)提供程序來完成數(shù)據(jù)訪問。數(shù)據(jù)共享使用者應用 程序可以使用ADO.NET來訪問到這些數(shù)據(jù)源，并檢索、操作和更新數(shù)據(jù)。ADO.NET對象模型提供了從不同數(shù)據(jù)源訪問數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。在ADO.NET中數(shù)據(jù)訪問可 以分為3層：物理層數(shù)據(jù)存儲

13、：可以是數(shù)據(jù)庫或者XML文件。數(shù)據(jù)集：在應用程序中處理表和關系的內(nèi)存表示形式。、數(shù)據(jù)提供程序：包括Connection對象和Command對象，它們創(chuàng)建了數(shù)據(jù)在內(nèi)存中 的表示形式。.NET的數(shù)據(jù)提供程序提供數(shù)據(jù)源和DataSet之間的連接。數(shù)據(jù)提供程序?qū)?，提供了物理?shù)據(jù)存儲和代碼中所使用的DataSet之間的抽象。創(chuàng)建DataSet之后，數(shù)據(jù)是從哪里來的或存儲在什么地方都無關緊要了。由于DataSet不依賴于數(shù)據(jù)源，所以這種構(gòu)架被認為是無連接的。下表列出了.NET數(shù)據(jù)提供程序提供的對象。.NET數(shù)據(jù)提供程序?qū)ο笥猛綜onnection提供到數(shù)據(jù)源的連接。Command提供訪問數(shù)據(jù)庫的命令。Da

14、taReader提供從數(shù)據(jù)源輸出的數(shù)據(jù)流。DataAdapter使用Connection對象建立DataSet與數(shù)據(jù)提供程序之間的連接； 協(xié)調(diào)對DataSet中數(shù)據(jù)的更改。3.2.2系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全技術(shù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全技術(shù)主要有三個方面：傳輸安全、身份認證和訪問控制技術(shù)。 傳輸安全技術(shù)網(wǎng)絡傳輸安全主要采用SSL(Secure Socket Layer)技術(shù)來實現(xiàn)。SSL技術(shù)是目前被大多數(shù) 瀏覽器支持的加密傳輸協(xié)議，基于SSL的通訊機制可以通訊過程的私有性，該協(xié)議采用通用的密鑰算法，在通信初始階段確定傳輸數(shù)據(jù)所使用的加密、壓縮和校驗算法，以及算法的參數(shù)密鑰等，從而保證通訊

15、的安全性和高效性。 訪問控制技術(shù)系統(tǒng)的訪問控制技術(shù)采用了和企業(yè)ERP系統(tǒng)類似的三級用戶方式，分為開發(fā)級用戶、 管理級用戶和應用級用戶。開發(fā)級用戶可以對數(shù)據(jù)庫的表、視圖、存儲過程以及新程序的定義進行控制，也可以 新建用戶，包括新建管理級別用戶，在三級用戶中擁有最高權(quán)限。該層用戶主要是面向系統(tǒng)開發(fā)人員。管理級用戶可以將系統(tǒng)中的業(yè)務分配給相應的角色，然后在把這些角色分配給相應的 應用程序用戶，該層用戶主要面向系統(tǒng)管理員。應用級用戶是最終的系統(tǒng)使用者，只能使用管理級用戶分配的角色所對應的業(yè)務，并 且一般禁止訪問數(shù)據(jù)庫，從而保證了數(shù)據(jù)庫的安全。 身

16、份認證技術(shù)身份認證技術(shù)是在基于SSL的安全通道上通過用戶口令來實現(xiàn)的，由于企業(yè)信息系統(tǒng) 的復雜性和分步性，一般將用戶的信息集中在內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中，因而可以高效、可靠地管理大批量的用戶信息。在進行身份認證的同時跟據(jù)訪問控制技術(shù)，確定用戶進入系統(tǒng)后所擁有的權(quán)限。如圖：報錯不存在- 進入用戶表葉進入角色表根據(jù)角色進入角- 輸入用戶名和密碼- 驗證此用戶卜存在* 確定此用戶,# 色業(yè)務表確定該|-進入系統(tǒng)-.是否存在 的角色角色對應的業(yè)務-本文詳細的介紹了基于B/S模式產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)集成平臺和網(wǎng)絡安全技術(shù)進行了研究和設計，并就其中的相關技術(shù)做了細致的說明。隨著Internet的普及和Web技術(shù)的廣泛應用，采用Web的方法進行生產(chǎn)管理，將會給企業(yè)帶來更大的方便，如何 把應用系統(tǒng)變的簡單通用將是進一步探討的問題。參考文獻1.郭銀章等.Web與Intranet數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究.計算機科學J 2000. 9專輯2.蘇貴陽等ASP.NET網(wǎng)絡編程從基礎到實踐M，電子工業(yè)出版社，2005.103.鄭如濱、陳傳鋒網(wǎng)絡數(shù)