大型现场数据采集无线应用系统实现方案的研究

olily 2007-07-21 12:19:44
传统的现场数据采集采用手工纸张记录或笔记本电脑程序记录的方式,都无法满足现场的应用。前者采用手工纸张记录,项目、内容、数据记录不方便,记录后数据整理、分析计算异常麻烦;后者采用笔记本电脑记录也不是特别适用,现场环境恶劣,没有电源等原因导致这方法适用范围变的很窄。
随着无线网络技术的不断发展和智能手持设备的不断普及,采用Windows Mobile 智能手机作为现场数据采集设备的技术方案将极具吸引力和可用性。
采用智能手机作为现场数据采集设备的现场数据采集无线应用系统,辅以智能化程序,将实现巡视项目的标准化,采集数据录入的规范化,分析处理的智能化,从而杜绝传统的现场项目漏检漏查、记录不规范、费时繁琐、后期处理分析难等问题发生。
研究实现的方案可广泛应用于电力输电线路、城市通讯有线管网线路、自来水管网、工厂矿山的现场环境设备工况巡视检查,现场实际运行数据采集,现场工作数据的记录等。

一、总体技术方案
Windows Mobile 智能手机,作为现场数据采集设备,安装相应采集软件
后台PC机,作为任务分配、数据分析处理机
Windows Mobile 智能手机和后台PC之间,通过有线和无线方案实现数据传输和同步。

1、网络拓扑结构:

2、数据传输示意:


二、数据传输网络方案
无线数据传输同步方式:3G、802.11/a/b/g/n、蓝牙
有线:USB数据线通过Microsoft ActiveSync同步
方案将采用多种传输方式,有线,3G,802.11/a/b/g/n等。

三、Windows Mobile 智能手机数据存储方案
Txt 文件
dbf、mdb数据库文件
SQL CE数据库
ORACLE LITE
SQL Anywhere
Xml数据文件
这些方式,在国内外Windows Mobile 智能手机应用程序开发中都比较常见。
从易用性的角度,研究后选用Xml数据文件实现智能手机数据存储。

四、软件实现
1、传统实现办法
编制后台功能界面程序,实现任务分配、项目标准化管理,数据分析处理功能,并生成相应的报表;
编制Windows Mobile 智能手机界面程序,实现现场数据采集和初步分析功能;
后台机和智能手机间,通过数据库同步的方式来实现数据的同步
该办法功能清晰,设计、编程均可采用传统的办法实现,应用实现比较简单。缺点是功能拓展需要编程实现,应用移植麻烦。

2、可配置式实现办法
在传统办法的基础上,引进构件化、组件化的理论,采用可配置的方法,实现智能手机端应用界面自动生成的办法,实现多种应用无需重构的办法,进行通用的智能手机端应用编程。
在PC机端,配置系统的应用名称,使用范围, 配置巡视检查的任务, 配置巡视检查的项目、内容,对应的所有属性,每个属性对应的参数值范围。
配置完成后,通过同步或其他方式,将配置文件传送到智能手机端。
智能手机端的瘦客服端,根据配置文件,产生应用程序界面。现场工作的用户,在应用程序界面通过简单的选择和数字录入,完成现场数据采集工作,程序并能进行简单的分析预处理,完成数据采集。
该数据文件,通过同步或其他方式,传送到PC机端。
在PC机端,完成现场任务情况的分析、现场数据的处理,并生产工作完成情况报表。

五、一些技术细节研究
1、后台机和智能手机间数据库数据同步的研究
智能手机采用数据库作为存储的媒介
dbf、mdb数据库文件方式、SQL CE数据库、ORACLE LITE、SQL Anywhere方式,在智能手机上编程,均可以直接采用数据库SQL语句,对熟悉数据库编程的程序编程,比较方便。
和后台机之间,可采用RDO编程方式,实现和后台机数据库的数据同步或调用。
也可采用SQL CE数据库、ORACLE LITE、SQL Anywhere数据库自身的数据库复制功能实现和后台机数据库的数据同步。这种数据库同步方式配置复杂,对于智能手机多的应用,很不方便。

智能手机采用文件作为数据存储的媒介
采用文件作为数据存储的媒介,主要有txt文件和xml文件。
txt文件由于内容格式化差和读取分析麻烦,基本不用。而xml文件,是近年来公认的一个标准,不仅可以存储配置信息,还可存放格式化的数据,得到了广泛的应用。

2、各种有线、无线数据传输方式的研究和比较
有线传输方式,USB数据线通过Microsoft ActiveSync同步数据或文件。在Microsoft ActiveSync中,可配置xml文件同步的项目,每次连接时,自动或手动,完成xml文件的定性复制或同步。该方式是基本的,必选的。
在无线数据传输方式,目前用到的是GPRS方式。随著网络技术的发展,3G、以及基于wifi的传输方案将逐步取代现有的GPRS方式慢速传输。这些方式,都支持TCP/IP协议,可采用常规的网络编程实现数据的同步或文件的传送,更可在PC机端建立流行的SOA服务,Windows Mobile 智能手机实现与这些服务进行数据的同步或文件的传送。

<本文为作者原创,由于时间关系,没有详细描述。错误之处在所难免,敬请读者批评指正>
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