基于B/S架構(gòu)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

奚冬芹

摘要：針對(duì)已有基于C/S架構(gòu)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的不足，該文設(shè)計(jì)了基于B/S架構(gòu)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)功能，并對(duì)系統(tǒng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：B/S架構(gòu)；煤礦；安全監(jiān)控；系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）14-0038-02

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)用來(lái)監(jiān)測(cè)甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風(fēng)門(mén)狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開(kāi)停、主要通風(fēng)機(jī)開(kāi)停等參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報(bào)警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等[1]。

目前礦井使用的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)大多基于C/S架構(gòu)?；贑/S架構(gòu)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以充分發(fā)揮客戶(hù)端電腦的處理能力，系統(tǒng)內(nèi)部的很多業(yè)務(wù)邏輯都在客戶(hù)端上進(jìn)行處理，完成后再提交給服務(wù)器，因而基于C/S架構(gòu)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)客戶(hù)端的響應(yīng)速度非常迅速，服務(wù)器的負(fù)擔(dān)相對(duì)較?。坏荂/S架構(gòu)僅適用于局域網(wǎng)，而且系統(tǒng)需要安裝才可使用，升級(jí)時(shí)所有客戶(hù)端都需要重新安裝，維護(hù)成本較高。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)辦公和分布式辦公已經(jīng)越來(lái)越普及，而基于C/S架構(gòu)開(kāi)發(fā)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足這些要求，在此基礎(chǔ)上本文設(shè)計(jì)了基于B/S架構(gòu)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，彌補(bǔ)了原有基于C/S架構(gòu)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的不足。

B/S架構(gòu)是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，對(duì)C/S架構(gòu)的一種改進(jìn)架構(gòu)。B/S架構(gòu)下，用戶(hù)通過(guò)Web瀏覽器來(lái)瀏覽網(wǎng)頁(yè)，客戶(hù)端瀏覽器只完成極少部分的業(yè)務(wù)邏輯，主要業(yè)務(wù)邏輯在服務(wù)器端上進(jìn)行處理。B/S架構(gòu)下，客戶(hù)端無(wú)需安裝系統(tǒng)，有Web瀏覽器即可，系統(tǒng)升級(jí)時(shí)只需升級(jí)服務(wù)器，大大減輕了系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)的成本和工作量，也降低了用戶(hù)的總體成本。

1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示：用戶(hù)在客戶(hù)端電腦上通過(guò)打開(kāi)瀏覽器即可訪(fǎng)問(wèn)本系統(tǒng)；Web 服務(wù)器提供信息瀏覽服務(wù)；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用來(lái)保存系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)如圖 2 所示，由表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)層和數(shù)據(jù)庫(kù)組成。

表示層實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用戶(hù)之間的交互，提供可供用戶(hù)在客戶(hù)端瀏覽器上瀏覽的網(wǎng)頁(yè)。業(yè)務(wù)邏輯層根據(jù)各種業(yè)務(wù)邏輯處理各式數(shù)據(jù)，即為表示層提供展現(xiàn)所需的數(shù)據(jù)，也收集表示層用戶(hù)錄入的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互中起承上啟下的作用。數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)層負(fù)責(zé)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，即可以獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中的已有數(shù)據(jù)，也可以將收集處理的數(shù)據(jù)提交給數(shù)據(jù)庫(kù)供其存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)則負(fù)責(zé)存儲(chǔ)系統(tǒng)所需以及運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能如圖 3 所示，包括參數(shù)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史統(tǒng)計(jì)和輔助操作幾大模塊。

1） 用戶(hù)信息管理

實(shí)現(xiàn)用戶(hù)賬戶(hù)信息維護(hù)：添加、修改、刪除用戶(hù)信息；實(shí)現(xiàn)用戶(hù)權(quán)限的管理：分配用戶(hù)可以瀏覽、操作的頁(yè)面等。

2） 測(cè)點(diǎn)信息管理

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控測(cè)點(diǎn)的維護(hù)：添加、修改、刪除測(cè)點(diǎn)。

3） 實(shí)時(shí)列表顯示

實(shí)時(shí)顯示測(cè)點(diǎn)的當(dāng)前數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)點(diǎn)所處的不同狀態(tài)（如：故障、預(yù)警、報(bào)警、斷電、饋電狀態(tài)不一致等）采用相關(guān)顏色進(jìn)行區(qū)分著重顯示，方便用戶(hù)查看重點(diǎn)信息及時(shí)了解煤礦井下的環(huán)境參數(shù)情況。實(shí)時(shí)列表顯示網(wǎng)頁(yè)需要顯示分站端口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，班次統(tǒng)計(jì)信息，當(dāng)前預(yù)警、報(bào)警信息，當(dāng)前斷電、饋電信息和當(dāng)前故障信息等。實(shí)時(shí)列表顯示不整體刷新網(wǎng)頁(yè)實(shí)時(shí)更新顯示數(shù)據(jù)。

4） 實(shí)時(shí)圖表顯示

根據(jù)用戶(hù)選擇的測(cè)點(diǎn)，以圖表方式展示所選測(cè)點(diǎn)至當(dāng)前時(shí)間2小時(shí)內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。用戶(hù)可以設(shè)置圖表的顯示顏色，也可以切換圖表的顯示樣式（如折線(xiàn)圖、柱狀圖等），當(dāng)鼠標(biāo)停留在圖表上某點(diǎn)時(shí)相應(yīng)有測(cè)點(diǎn)名稱(chēng)、鼠標(biāo)位置對(duì)于時(shí)間點(diǎn)、時(shí)間點(diǎn)對(duì)于測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的提示信息。實(shí)時(shí)圖表顯示同樣不整體刷新網(wǎng)頁(yè)實(shí)時(shí)更新用于繪制圖表的數(shù)據(jù)。

5） 歷史信息統(tǒng)計(jì)

根據(jù)用戶(hù)選擇的測(cè)點(diǎn)、統(tǒng)計(jì)時(shí)間區(qū)段，將統(tǒng)計(jì)信息以列表的形式進(jìn)行展示。展示統(tǒng)計(jì)信息的列表可以導(dǎo)出為Excel文件供用戶(hù)打印。歷史信息統(tǒng)計(jì)網(wǎng)頁(yè)需要顯示預(yù)警、報(bào)警統(tǒng)計(jì)信息，斷電、饋電統(tǒng)計(jì)信息，故障統(tǒng)計(jì)信息，標(biāo)校統(tǒng)計(jì)信息、開(kāi)關(guān)量狀態(tài)變化統(tǒng)計(jì)信息等。

6） 歷史圖表顯示

根據(jù)用戶(hù)選擇的測(cè)點(diǎn)、統(tǒng)計(jì)時(shí)間區(qū)段，將統(tǒng)計(jì)信息以圖表的形式進(jìn)行展示。用戶(hù)可以設(shè)置圖表的顯示顏色、切換圖表顯示樣式、顯示提示信息；當(dāng)查詢(xún)時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)非常密集導(dǎo)致圖表繪制的曲線(xiàn)堆積在一起不方便查看時(shí)，用戶(hù)可以對(duì)圖表進(jìn)行局部放大顯示，并可以對(duì)已經(jīng)放大的圖表進(jìn)行還原。圖表也可以導(dǎo)出到Excel文件中供用戶(hù)打印。歷史圖表網(wǎng)頁(yè)需要顯示模擬量歷史數(shù)據(jù)圖表，開(kāi)關(guān)量歷史狀態(tài)圖表，模擬量開(kāi)關(guān)量組合顯示圖表等。

7） 系統(tǒng)操作日志

以列表形式展示各用戶(hù)在系統(tǒng)中所做的重要操作信息，如維護(hù)測(cè)點(diǎn)配置信息等。列表可以導(dǎo)出Excel文件供用戶(hù)打印。

8） 系統(tǒng)異常信息

以列表形式展示系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的異常信息，方便管理員查看并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。列表可以導(dǎo)出Excel文件供用戶(hù)打印。

9） 常用控件下載

提供系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的常用控件下載（如不同版本的瀏覽器安裝包等），方便用戶(hù)使用系統(tǒng)。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1實(shí)時(shí)信息展示

本系統(tǒng)采用JQuery框架使用Ajax操作json數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)頁(yè)面的實(shí)時(shí)信息展示，網(wǎng)頁(yè)不需要整體刷新就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)，從而不影響用戶(hù)的使用體驗(yàn)。

Ajax 技術(shù)是一門(mén)采用了DOM模型來(lái)交互和動(dòng)態(tài)顯示并且結(jié)合了Java、XML以及JavaScript的編程技術(shù)，該技術(shù)與服務(wù)器之間通過(guò)XMLHttpRequest 對(duì)象進(jìn)行異步通信，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)不被頻繁打斷并重新加載，就可以動(dòng)態(tài)交互更新數(shù)據(jù)[2]。

常用的Ajax框架有ASP.NET AJAX、Prototype、Extjs、JQuery、Mootools、Dojo等。jQuery框架是目前使用較為廣泛的Ajax框架，它是個(gè)輕量級(jí)的JavaScript函數(shù)庫(kù)，以Prototype為本，簡(jiǎn)化并提升JavaScript語(yǔ)法的功能[3]，兼容CSS3以及各種瀏覽器，可以更方便地創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)效果、處理事件以及開(kāi)發(fā)Ajax程序。

4.2圖表展示

本系統(tǒng)需要圖表展示具備以下功能：不整體刷新網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)圖表數(shù)據(jù)更新，可以展示較為密集的數(shù)據(jù)且不影響性能，可以多屏展示，具備一定的交互能力可以對(duì)圖表進(jìn)行局部縮放操作。常用的圖表控件如.Net Chart、ZedGraph、XtraCharts（Devexpres）、EXT.NET Chart等都不能完全滿(mǎn)足以上要求。以上圖表控件大多是將繪制的圖表生成圖片文件保存在服務(wù)器端供客戶(hù)端瀏覽器加載瀏覽，因而無(wú)法根據(jù)用戶(hù)要求實(shí)現(xiàn)局部縮放顯示。筆者經(jīng)過(guò)大量地調(diào)研與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，HighCharts圖表控件可以滿(mǎn)足以上要求。

HighCharts是一個(gè)使用JavaScrip編寫(xiě)的圖表庫(kù)，不需要插件可以直接運(yùn)行，運(yùn)行速度快。HighCharts圖表類(lèi)型豐富；具備較好的兼容性，支持目前的大多數(shù)瀏覽器；與用戶(hù)動(dòng)態(tài)交互能力強(qiáng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)基于B/S架構(gòu)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討與研究，利用本系統(tǒng)用戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)獲取煤礦安全生產(chǎn)信息，彌補(bǔ)了已有C/S架構(gòu)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的不足。系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并以各種直觀(guān)的形式（列表、圖表）進(jìn)行展示，為管理者進(jìn)行決策提供了幫助，也為煤礦的安全生產(chǎn)提供了保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫繼平.煤礦監(jiān)控系統(tǒng)手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

[2] 熊文，熊淑華，孫旭，等.Ajax 技術(shù)在Web2.0網(wǎng)站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2012（3）.

[3] 王保平.對(duì)JavaScript框架的再思考[J].程序員，2008（11）.