天然氣加氣站云端數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)開發(fā)

吳光元　周衛(wèi)紅　桑賢伯　李寬　王一同

摘要：論文從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集終端、分服務器、總服務器及相關的數(shù)據(jù)傳輸技術、簡述了以加氣站為單位的云端數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)開發(fā)。以加氣站為單位進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分類整理、云端統(tǒng)計、跨平臺瀏覽、彈性加氣站連接和管理。

關鍵詞：加氣站；數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)；互聯(lián)網(wǎng)+；大數(shù)據(jù)；跨平臺

隨著時代的快速發(fā)展，能源需求量在逐漸增大，在化石能源中，大量使用煤和石油帶來的環(huán)境污染問題極為嚴重，例如冬天因用煤作為能源供暖而出現(xiàn)的霧霾現(xiàn)象，而天然氣是較為清潔的能源。21世紀人們面臨著環(huán)境問題，因此對天然氣的開采和應用越受人們關注，近年來也取得了較好的成果，例如山西的煤改氣工程、南海的可燃冰開采等大工程的出現(xiàn)，天然氣更為家喻戶曉，在早先年天然氣就已經(jīng)走進了千家萬戶的生活中。在21世紀新能源汽車的開發(fā)中，燃氣汽車領域的相關技術已經(jīng)成熟。天然氣的應用更為廣泛，在此過程中產(chǎn)生的例如交易信息等系列問題需要人們解決。天然氣加氣站作為天然氣汽車的能源供給站，在運營中產(chǎn)生的大量交易數(shù)據(jù)需要人們處理。在“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”時代中，實現(xiàn)交易數(shù)據(jù)統(tǒng)計的云端化是很有必要的。

1 系統(tǒng)的組成

該系統(tǒng)由4大組件組成，即：數(shù)據(jù)采集終端、分服務器、總服務器及相關的數(shù)據(jù)傳輸技術。

1.1 數(shù)據(jù)采集終端

數(shù)據(jù)采集終端選用的通信接口為RS232[1]，由于RS232接口標準出現(xiàn)較早，技術成熟，通信穩(wěn)定等優(yōu)點。由于加氣站是特殊的環(huán)境，安全要求極高，電子設備、通信設施產(chǎn)生的電火花要達到安全要求，屏蔽式通信電纜不僅降低了外界信號的干擾，同時對抑制電火花的產(chǎn)生也起到了作用，采用屏蔽式電纜通信可達到通信和安全要求。

數(shù)據(jù)采集終端主要負責加氣站交易數(shù)據(jù)的采集，是系統(tǒng)數(shù)據(jù)源輸入的硬件接口。數(shù)據(jù)采集終端通過獲取加氣機上產(chǎn)生的交易數(shù)據(jù)，進行匯總，后送往分服務器進行保存和統(tǒng)計等相關的處理。

1.2 系統(tǒng)分服務器

分服務器在本系統(tǒng)中指放在加氣站內(nèi)的服務器，處理來自數(shù)據(jù)采集終端傳輸過來的數(shù)據(jù)，同時與總服務器通過以太網(wǎng)作為通信手段保持連接。此服務器的軟件采用C#語言開發(fā)，結合SQL Server數(shù)據(jù)庫管理軟件、office辦公軟件完成分服務器的各項任務，其中組要包括數(shù)據(jù)的保存、查詢、報表、通信等功能。

分服務器主要提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計服務，可遠程調(diào)取數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計結果（需要賬號密碼認證），同時可以接收執(zhí)行來自總服務器傳輸過來的部分控制指令以達到管理員遠程操作，客戶遠程瀏覽的目的。

1.3 系統(tǒng)的總服務器

總服務器是系統(tǒng)的最高級服務器，該服務器可以是服務器組[2]。服務器在運行過程中，隨著客戶訪問量的增加，服務器的效率會降低，單服務器資源可能無法滿足系統(tǒng)的運行要求而出現(xiàn)的程序崩潰現(xiàn)象，采用服務器組可實現(xiàn)多地區(qū)的分區(qū)管理，降低運營風險，同時可以實現(xiàn)系統(tǒng)的部分維護，從而達到服務24小時不間斷的服務。

總服務器負責網(wǎng)站的發(fā)布、接收分服務器的連接。提供用戶操作、指令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等服務。

1.4 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸分為兩大部分，即加氣站內(nèi)的局域網(wǎng)傳輸和公共的以太網(wǎng)傳輸。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)架構

該系統(tǒng)屬采用B/S架構和C/S架構[3]，B/S架構主要用客戶瀏覽、管理員操作。C/S架構主要用于服務器之間的通信。兩種架構把不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)區(qū)分開來，這樣有效地保證了數(shù)據(jù)的安全傳輸。同時也提高了系統(tǒng)的工作效率和系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，例如用戶訪問量多時對B/S架構影響較大，C/S架構幾乎不B/S架構的影響。采用兩種架構很有必要的。

2.2 系統(tǒng)的計算機語言

本系統(tǒng)在客戶端和服務器采用C#語言開發(fā)，C#語言同時擁有java語言和C語言的特性，運行效率高。Web網(wǎng)站開發(fā)采用 HTML5[4]為核心語言+CSS +JavaScript共同完成。HTML5是Web核心語言HTML的規(guī)范，有利于系統(tǒng)的維護。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能

3.1 交易數(shù)據(jù)的本地保存

本地保存數(shù)據(jù)在本系統(tǒng)中指數(shù)據(jù)保存在本地磁盤中，未經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)即可訪問的數(shù)據(jù)。本地保存有利益節(jié)省服務器磁盤空間，同時提高數(shù)據(jù)的統(tǒng)計速度。

3.2 交易數(shù)據(jù)的本地統(tǒng)計

本地統(tǒng)計是系統(tǒng)的初級統(tǒng)計，也是最基本的統(tǒng)計，數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)傳輸即可完成的統(tǒng)計，也可以通過互聯(lián)網(wǎng)指令進行操作，得到的結果傳輸?shù)娇偡掌髦羞M行最終統(tǒng)計。

3.3 交易數(shù)據(jù)的遠程傳輸

由于交易數(shù)據(jù)采用本地儲存，用戶又需要再云端查詢，用戶信息數(shù)據(jù)庫位于總服務器中，在客戶需要訪問時，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入總服務器的緩存中，提供用戶的瀏覽。

3.4 云端統(tǒng)計

每個加氣站的服務器都有本地統(tǒng)計能力，能和總服務器保持連接，提供總服務器調(diào)用服務，服務器向分服務器發(fā)送統(tǒng)計指令后，獲取統(tǒng)計結果進行最終統(tǒng)計，統(tǒng)計過程中通過用戶賬號作為身份識別，區(qū)分數(shù)據(jù)來自不同的用戶。

4 結語

以加氣站為單位的數(shù)據(jù)云端統(tǒng)計系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速統(tǒng)計，跨平臺瀏覽及操作，相對于人工統(tǒng)計來說，此平臺更為具有準確性和實時性。在開發(fā)技術上選用了成熟的開發(fā)語言，合理的系統(tǒng)架構，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]傅仁軒，杜延.一種有雙RS232通信口的數(shù)據(jù)采集終端[J].科技通報，2004，20（2）：164166.

[2]朱利，張興軍.Web服務器組的負載均衡方法研究[J].小型微型計算機系統(tǒng)，2003，24（12）：20962099.

[3]吳大剛，肖榮榮.C/S結構與B/S結構的信息系統(tǒng)比較分析[J].情報科學，2003，21（3）：313315.

[4]劉斌.HTML5未來網(wǎng)絡應用的核心技術研究[J].自動化與儀器儀表，2010，（4）：3033.

項目資助：國家級，遼寧省，遼寧科技大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目“天然氣加氣站智能信息化系統(tǒng)開發(fā)”（201610146017）

作者簡介：吳光元（1994），男，從事燃氣技術開發(fā)。

通訊作者：周衛(wèi)紅，（1979），男，副教授，從事燃氣場站信息化項目研究。