基于智能手機的水電信息上報系統的制作方法
【專利摘要】本發明屬于水電信息管理【技術領域】。其特征是結合Android平臺開發了一種基于智能手機的云南水電信息上報軟件。通過無線局域網絡和無線移動通信網絡兩種通信方式實現水電信息上報數據的傳輸，采用了可視化的圖形界面獲取用戶上報數據信息，設計了一種可擴展的短信生成器并結合統一編碼方式實現了消息的自動生成。本發明的效果和益處是作為連接水電與電網公司的一種新紐帶，補充了現有水電管理方式的不足，使用了覆蓋廣泛的無線移動通信方式及時有效地上報了水電規范管理所需要采集的信息，成功地解決了多數地處偏僻地區的水電站數據上報困難問題，提高了電網公司數據采集的實時性、完整性和一致性水平。
【專利說明】基于智能手機的水電信息上報系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于水電信息管理【技術領域】，涉及到水電信息及Android平臺【技術領域】，特別涉及到一種基于智能手機的水電信息采集和上報方法。
【背景技術】
[0002]隨著部分地區的電網調度不斷向一體化發展，水電比重的逐漸增加，能夠全面掌握水電信息對于電網合理的調度至關重要。而大多數水電地處偏遠，通信薄弱，信息的全面采集和及時上報受到諸多限制，傳統的管理方式已力不從心。因此，如何第一時間采集到水電的運行數據以及計劃數據等信息，從而更加有效地管理水電，是一個亟待解決的問題。
[0003]現階段，第三代移動通訊技術發展迅速，智能化移動終端的發展為水電信息的管理提供了良好的技術支持。我國的移動通信網絡覆蓋面廣、信號較強、傳輸速度快，可以覆蓋到一些地處偏遠的地區，為系統的實現提供了便捷的通信條件。同時，隨著電子產品對市場的沖擊，智能手機的功能不斷增加，而成本卻逐漸降低，通信方式多樣便捷，為系統的應用提供了堅實的硬件基礎。而作為市場占有率最高的智能手機操作系統，Android是一個完整、開放和免費的開發平臺，具有編程簡單，可移植性強，擴展性好及易于維護等特點，為應用系統的開發提供了有利的編程環境。在這些有利的背景下，針對水電地處偏遠、管理困難，且現有管理方式不夠完整，操作不夠靈活，不能全面及時地采集到電網調度所需要的水電信息等現狀，設計并開發水電信息上報系統具有重要的現實意義。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對現有水電信息管理方式的不足，應電廠用戶的急切需求，提供一種基于智能手機的水電信息上報系統。
[0005]本發明的技術方案是:
[0006]一種基于智能手機的水電信息上報系統，包括客戶端、通信端和服務器端。所說客戶端采用的是基于Android平臺開發的智能手機，在客戶端設置了實時數據模塊、每日計劃模塊、數據上報模塊、今日任務模塊和系統設置模塊，通過可視化的圖形界面獲取用戶上報數據信息，設計了一種可擴展的短信生成器并結合統一編碼方式實現了消息的自動生成，然后將消息發送至所說通信端，通信端作為一種信息傳輸媒介用于將獲取的水電信息傳輸至所說服務器端，并由服務器端對數據進行解析和存儲。該系統實現了信息采集和信息上報的功能。
[0007]所說的基于智能手機的水電信息上報系統，所說的實時數據模塊用于上報電站實時的小時出力數據，由于使用頻率高而從數據上報模塊中獨立出來成為一個單獨的模塊。
[0008]所說的基于智能手機的水電信息上報系統，所說的每日計劃模塊包括計劃簡制、計劃精制、計劃對比三個子模塊，用于制作或者查詢96點出力計劃。
[0009]所說的基于智能手機的水電信息上報系統，所說的數據上報模塊包括日實時數據、日運行情況、月運行情況、日計劃上報、月計劃上報五個子模塊，用于上報不同類型的數據信息。
[0010]所說的基于智能手機的水電信息上報系統，所說的今日任務模塊以動態文字形式和任務欄LED閃光燈形式用于查看用戶已上報的任務和提醒用戶未上報的任務。
[0011]所說的基于智能手機的水電信息上報系統，所說的系統設置模塊包括初始化設置、關于本系統和幫助三個子模塊，用于設置或修改電站的初始信息。
[0012]所說的基于智能手機的水電信息上報系統，所說的通信端包括無線局域網絡和無線移動通信網絡兩種通信方式，其中無線移動網絡通信是指目前覆蓋范圍廣泛的GSM通信系統，其數據傳輸穩定，信號強，主要用于數據信息的傳輸。
[0013]所說的基于智能手機的水電信息上報系統，所說的可擴展消息生成器方法是基于接口的代理設計模式實現，將數據接口類作為生成器方法的輸入參數，輸出為接口方法返回值也就是消息內容。
[0014]所說的基于智能手機的水電信息上報系統，所說的統一的信息編碼方式是根據系統上報的數據性質設計的三段式可擴展數據編碼格式。第I段為信息描述部分，第2段為數據內容，采用鍵值對的形式表示，第3段是備注信息。
[0015]所說的基于智能手機的水電信息上報系統，所說的信息采集及上報功能其步驟為:啟動系統；首次進入系統需先設置初始化信息，包括用戶所在電站代碼和信息接收號碼；選擇實時數據進行上報則轉入步驟Al ;選擇當日出力計劃制作則轉入步驟A2 ;選擇當日出力計劃與選定日期出力計劃進行對比則轉入步驟A3 ;選擇日運行情況數據進行上報則轉入步驟A4 ;選擇月運行情況進行上報則轉入步驟A5 ;選擇日計劃數據進行上報則轉入步驟A6 ;選擇月計劃數據進行上報則轉入步驟A7 ;選擇查看今日已上報任務則轉入步驟AS ;選擇修改電站初始信息則轉入步驟A9。Al:實時數據；A2:每日計劃/計劃簡制或計劃精制；A3:每日計劃/計劃對比；A4:數據上報/日運行情況；A5:數據上報/月運行情況；A6:數據上報/日計劃情況；A7:數據上報/月運行情況；A8:今日任務；A9:系統設置/初始化設置。
[0016]以上步驟不分先后順序，但必須確認初始信息中的電站代碼和接收號碼填寫無誤才能保證準確將信息上報至上級部門；用戶可根據所需要上報任務的頻率不同而進行選擇性上報，比如實時數據上報頻率最高，而月運行及計劃情況則一個月上報一次即可。
[0017]本發明重點圍繞偏遠地區水電亟需有序管理的需求，設計開發了一種基于智能手機的水電信息采集和上報應用系統，其目的是通過及時有效的水電信息數據上報，為電網公司全面調度水電提供了數據保障。在傳統的管理模式下，短信上報方式存在手工編輯復雜，出錯率高，解析困難等問題，基于智能手機的水電信息上報系統采用可視化的圖形界面，具有操作靈活、準確率高、簡單直觀等獨特優勢。
[0018]此外,該上報系統中采用了 Android智能手機操作系統,Android作為市場占有率最高的智能手機操作系統，是一個完整、開放和免費的開發平臺，具有編程簡單，可移植性強，擴展性好及易于維護等特點，與其他操作系統(如windows Mobile、Symbian、iOS等)相比開放性和靈活性更強。
[0019]Android平臺是一種以Linux為基礎的開源操作平臺，從底層到頂層共分四層:最底層為Linux核心層，該層封裝了硬件、網絡等操作細節，為上層提供了簡潔統一的接口，可移植性極強；第二層為系統運行庫層，提供核心擴展類庫；第三層為應用框架層，包含所有開發所用的SDK類庫，它們是整個Android平臺核心機制的體現；頂層為應用程序層，包括系統應用和第三方開發的所有應用，所述水電信息上報系統就是在該層進行設計開發。
[0020]本發明的效果和益處是作為連接水電與電網公司的一種新紐帶，補充了現有水電管理方式的不足，使用了覆蓋廣泛的無線移動通信方式及時有效地上報了水電規范管理所需要采集的信息，成功地解決了多數地處偏僻地區的水電站數據上報困難問題，提高了電網公司數據采集的實時性、完整性和一致性水平，為電網第一時間掌握水電信息并對其進行合理調度提供了有力的數據支持。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為該應用系統的總體架構圖。
[0022]圖2為該應用系統的件功能框架圖。
[0023]圖3為該應用系統的客戶端結構圖。
[0024]圖4為該應用系統的操作流程圖。
[0025]圖5本地緩存數據庫設計圖。
[0026]圖696點計劃數據的智能化制作圖。
[0027]圖7基于JSON配置方式的可擴展客戶端控件設計圖。
[0028]圖8基于擴展規則的短信生成器設計圖。
【具體實施方式】
[0029]以下結合技術方案(和附圖)詳細敘述本發明的【具體實施方式】。
[0030]實施例1
[0031]應用系統總體設計:
[0032]參考圖1，該應用系統總體上設計為客戶端/通信端/服務器端的架構。客戶端即智能手機負責前臺界面顯示和信息采集；通信端負責信息的傳輸；服務器端主要負責數據的接收、解析和存儲。
[0033]通信端采用了無線局域網絡和無線移動通信網絡兩種通信方式。智能手機均有連接無線網絡的功能，部分水電廠具備無線上網環境，因此設計了無線局域網通信方式。手機先通過無線局域網連入Internet，再通過VPN驗證進入電力系統VPN網絡，完成手機與服務器端Web服務器的直接數據交換，實現水電數據上報。針對一些地處偏僻、光纖網絡無法覆蓋到的水電，還設計了無線移動通信方式，手機用戶將編碼消息以短信形式發送至其所在地的移動交換中心(MSC);再轉至短信服務中心(SMSC);接著SMSC將短信傳給接收者所在的MSC ;最后由接收者所在的MSC發送給系統服務器端的短信貓，短信貓將接收到的數據信息傳輸給web服務器進行數據的解析，最終存入數據庫服務器。
[0034]服務器端主要負責信息的接收、解析和存儲。根據通信方式的不同，服務器通過接受客戶端的POST請求實現無線局域網絡數據接收，通過短信貓的二次開發實現無線移動通信數據接收。數據接收后統一進行解碼并存入相應的數據庫表中。
[0035]為完成系統各功能模塊的開發，建立了 Android SDK+Java JDK6+Eclipse3.5的開發環境，基于Android2.2版本開發。
[0036]系統的測試環境為:測試服務器為聯想QiTianM710E臺式機，處理器Core2雙核CPUE75002.93GHz，操作系統為Win7(32位)，數據庫系統MySql5.0，客戶端智能手機采用中興 N880E (Android2.3 系統)。
[0037]實施例2
[0038]應用系統功能框架:
[0039]參考圖2，該系統的功能框架主要分為實時數據、每日計劃、數據上報、今日任務和系統設置五大功能模塊。其中，實時數據模塊由于其使用頻率較高而從數據上報模塊中獨立出來，用于上報所選日期內所選小時的出力數據。每日計劃模塊包括計劃制作和計劃對t匕，其中計劃制作又分為簡制和精制兩種模式，用于制作當日計劃出力過程，并可以圖形的形式呈現，更直觀；計劃對比中選擇相應日期即可查詢當日出力過程，同樣具有圖形顯示功能，為用戶計劃制作提供參考。數據上報模塊主要分為計劃數據上報和運行數據上報，其中計劃數據所需要上報的數據包括年月日發電計劃，機組檢修計劃，來水預測信息及96點日前計劃過程等；運行數據所需要上報的數據包括電站裝機容量、平均入庫流量、發電量、檢修容量、泄洪量等信息。每日任務模塊中，動態顯示已上報任務，并根據運行情況和計劃方式數據上報的頻率不同，采用不同方式提醒用戶未完成的上報任務。基礎信息設置模塊中，為用戶提供了設置電站代碼、短信接收號碼、訪問IP地址以及選擇通信方式等初始基礎信息的設置，并可在下次登錄時自動讀取已設置信息。
[0040]實施例3
[0041]客戶端框架結構:
[0042]參考圖3，客戶端基于Android平臺實現，由視圖層、業務服務層和數據存儲層組成。視圖層主要提供用戶操作的人機交互界面，采用平臺提供的圖形化組件，實現水電信息上報的各項功能。服務層主要實現網絡連接、消息生成及消息發送等服務。針對各類上報數據類型，結合統一信息編碼方式，生成統一的消息編碼，采用Android通信機制實現數據的發送。數據存儲層實現水電數據上報后的數據客戶端本地緩存，通過調用SQLite數據庫實現數據的持久化存儲。
[0043]實施例4
[0044]水電上報信息的采集:
[0045]水電需要采集的信息類型較多，系統主要設置了日實時數據，日運行情況，月運行情況，日計劃情況和月計劃情況的上報，如有需要還可擴展添加。其中日實時數據是指對所選定小時的出力數據進行上報，可以實時動態地掌握水電當日當時的運行狀態。日運行情況包括最大最小出力、電量、入庫流量、檢修容量、泄洪量、棄水電量七項上報數據，月運行情況包括最大最小出力、電量和入庫流量四項上報數據，實現了電網對水電來水、發電能力和出力過程的清晰了解。日計劃上報和月計劃上報均包括最大最小可調出力、電量、檢修容量、受阻出力、發電計劃描述和檢修內容七項上報數據，實現了全網對水電的實時監控和全方位統計功能。
[0046]實施例5
[0047]數據提交的方法:
[0048]首先用戶進入初始化設置中設置基礎信息，根據其電站所在地區的網絡環境選擇相應的通信方式。然后擇所要上報的信息類型，如需對日計劃情況進行上報，則進入數據上報/日計劃情況頁面，并填報所需采集上報的各項數據，點擊“上報”按鈕后確認，即可對數據進行提交。系統以手機客戶端進行信息填報，規范了上報信息的格式。
[0049]實施例6
[0050]數據的本地緩存:
[0051]參考圖5，系統采用SQLite數據庫對所采集的數據進行存儲和管理。SQLite數據庫是一種專門為嵌入式設備而設計的輕量級的數據庫，具有輕量級、獨立性、隔離性和跨平臺等特點。該數據庫支持標準的SQL語句，可以很好地實現對數據庫的增刪改查。用戶可以方便的查詢已經上報過的數據，進行核對和參考。
[0052]該上報系統采集的數據信息種類較多，數據庫表的設計依照結構簡單和擴展性強的原則，將各個電站每種類型的數據的每個屬性分別作為一個字段，采用多個字段控制其中一個水電信息值。實現不同電站的多種上報數據類型嵌入在一張表中，減小了存儲空間，也具有很強的擴展性。
[0053]實施例7
[0054]96點計劃數據的智能化制作
[0055]參考圖6，96點計劃數據上報是水電數據采集的一個重要內容。然而96點數據數值點較多，用戶在系統中依次輸入96點過程工作量較大，同時也會引起編碼信息過長。事實上，水電調節性能較差，發電過程相對穩定，據此設計了基于出力變化設置方式的計劃簡制模式實現計劃快捷準確制作和上報。
[0056]基于出力變化設置方式的計劃簡制模式是指計劃制作過程中僅設置計劃變化處的時間和出力值，信息編碼也僅考慮該變化過程，計算出各計劃段的時段數目和對應的計劃值并進行組合。如全天出力分為3段，O?7時出力為2.8MW，8-21時出力為4.2MW, 21-24時出力為3.1MW，則只需在計劃簡制中選擇O時出力為2.8MW，選擇7時出力4.2MW，選擇21時的出力為3.1MW即可，編碼方式為“28/2.8,56/4.2，12/3.1”。這種方式在考慮水電發電特點的情況下，簡化了計劃制作過程，縮短了信息編碼長度，提高了計劃制作的準確性。
[0057]實施例8
[0058]基于JSON配置方式的可擴展客戶端控件設計:
[0059]參考圖7，針對可能添加新模塊或者對原模塊進行擴展的需求，設計了一種可擴展的通用控件，根據不同數據的性質進行抽象，定義通用數據類的數據結構保存數據共性。如在數據上報模塊中，若電網要求掌握更多信息，需要添加新的子模塊季運行情況和季計劃情況，則只要在JSON配置中添加該子模塊的數據，即可自動生成新的模塊，而無需對原有的機制進行修改。
[0060]實施例9
[0061]基于擴展規則的短信生成器設計:
[0062]參考圖8，由于該應用系統需要采集多種類型的數據，故設計實現生成統一編碼信息內容的生成器十分必要。將數據接口類作為生成器方法的輸入參數，輸出為接口方法返回值即消息內容。不同數據子類分別實現這個接口的方法就可以快速的接入系統，代理實現消息生成的方法。短信生成器的設計實現了數據獲取和信息生成的分離，使得在添加新的數據類型時不需要修改原有的數據流程，極大地增強了系統的維護性和擴展性。
[0063]結論
[0064]智能手機的廣泛普及和通信網絡的大面積覆蓋給各行各業的發展都帶來了巨大的沖擊，新的操作和管理模式不斷涌現，而開源的操作系統和友好的操作環境為這一發展奠定了堅實的基礎。
[0065]一種基于智能手機的水電信息上報系統不僅給用戶的工作帶來方便快捷的體驗，更為水電信息能夠及時有效地上報，電網能夠根據上報信息對其進行合理調度提供了新的途徑，完善了水電的管理方式。
【權利要求】
1.一種基于智能手機的水電信息上報系統，其特征是:包括客戶端、通信端和服務器端；所述客戶端采用的是基于Android平臺開發的智能手機，在客戶端設置了實時數據模塊、每日計劃模塊、數據上報模塊、今日任務模塊和系統設置模塊，通過可視化的圖形界面獲取用戶上報數據信息，用一種可擴展的短信生成器并結合統一編碼方式實現了消息的自動生成，然后將消息發送至所述通信端，通信端作為一種信息傳輸媒介用于將獲取的水電信息傳輸至所述服務器端，并由服務器端對數據進行解析和存儲； 所述的實時數據模塊，用于上報實時的小時出力數據； 所述的每日計劃模塊包括計劃簡制、計劃精制和計劃對比三個模塊，用于制作或查詢96點出力計劃； 所述的數據上報模塊包括實時數據上報、日運行情況上報、月運行情況、日計劃情況、月計劃情況上報五個模塊，用于不同類型數據信息的上報； 所述的今日任務模塊中以文字形式動態顯示已上報任務，還可在任務欄以LED閃光燈形式提醒未上報任務； 所述的系統設置模塊包括初始信息設置、關于和幫助三個模塊，用于設置或修改電站代碼、接收號碼。
2.根據權利要求1所述的基于智能手機的水電信息上報系統，其特征是，智能手機是基于Android平臺開發的智能手機。
3.根據權利要求1所述的基于智能手機的水電信息上報系統，其特征是，所述的通信端包括無線局域網絡和無線移動通信網絡兩種通信方式，其中無線移動網絡通信是指目前覆蓋范圍廣泛的GSM通信系統。
4.根據權利要求2或3所述的基于智能手機的水電信息上報系統，其特征是，所述的可擴展消息生成器方法是基于接口的代理設計模式實現，將數據接口類作為生成器方法的輸入參數，輸出為接口方法返回值即消息內容；所述的統一的信息編碼方式為三段式可擴展數據編碼格式:第I段為信息描述部分，第2段為數據內容，采用鍵值對的形式表示，第3段是備注信息。
【文檔編號】G06Q50/06GK103700035SQ201310728733
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】廖勝利, 李剛, 程春田, 過團挺, 高孟平, 蔡華祥, 李秀峰 申請人:大連理工大學, 云南電力調度控制中心