溫度采集系統(tǒng)數(shù)據庫

1、（犬氣溫度）溫度采集系統(tǒng)數(shù)據庫的（管理應用）摘要:關鍵詞、» 亠 -前呂實現(xiàn)原理系統(tǒng)的支持工具溫度傳感器，sql數(shù)據庫對采集到的溫度數(shù)據進行存儲、管理、轉發(fā)等操作，以 實現(xiàn)溫度的監(jiān)控與利用。數(shù)據庫系統(tǒng)的優(yōu)化目前溫度信息采集系統(tǒng)利用實時采集的溫度數(shù)據資料，對末來一定時段內的 溫度變化情況作出較為精確的預測和報警，在人們的生產生活屮有著重耍的 作用。（1）、基木原理：通過傳感器等溫度處理系統(tǒng)與一些終端設備連為一體，無線測控終端內置：cpu 模塊、數(shù)據存儲模塊、控制模塊、gprs/cdma數(shù)據通信模塊?？涩F(xiàn)場接入多路模 擬量、開關量、繼電器信號等數(shù)據，然后直接通過gprs無線模塊將現(xiàn)場數(shù)據

2、與 遠程控制屮心連接，將采集數(shù)據實時發(fā)送到遠程數(shù)據庫服務器，并存儲到數(shù)據庫 屮。通過該系統(tǒng)，即使在遠離觀測現(xiàn)場的異地，也能方便地對氣象如溫度氣候 數(shù)據的釆集讀収，真正實現(xiàn)了遠程監(jiān)測和數(shù)據共享的功能。除數(shù)據遠程采集、實 時監(jiān)控外，系統(tǒng)述可實現(xiàn)遠程手機報警，并通過用戶手機遠程控制現(xiàn)場設備。系統(tǒng)功能特點1、功能（1）24小時不間斷實時監(jiān)測、處理數(shù)據;（3） 口動報警-可通過短信、中心控制機軟件等方式報警;(4)監(jiān)測數(shù)據的管理、分析和統(tǒng)計；定期生成監(jiān)測報表；(6) 具備溫度的自動采集功能，能自動采集到某一區(qū)間的溫度，(7) 具備定時自報功能，按預先設置的定時時間間隔(可任意設置)，向中心站 發(fā)送當前的

3、溫度，(8) 數(shù)據庫查詢(分類、統(tǒng)計、表格生成)(9) 設備結構簡單、維護方便、情況下正常運行。2、特點(1) 、安全性嚴格權限管理。提供審計跟蹤功能，記錄所有用戶操作過程，具備事務日志功能。(2) 、實時性實時釆集現(xiàn)場中的溫度，信息，并將其存在業(yè)務數(shù)據庫中。具有較強的實時性和較高的處理效率，(3) 、實用性操作界面簡單，易于理解；系統(tǒng)維護方使快捷；二次開發(fā)接口必須標準化； 災難性故障的恢復要簡單、可靠。(4) 、容錯兀余采集接口在具備條件的場合，實現(xiàn)冗余；采集軟件要有容錯處理機制；實時數(shù)據庫系統(tǒng)具有容錯能力，根據具體的硬件條件實現(xiàn)冗余。(5) 、先進性建立一個開放的、標準的、可擴充、易管理、

4、升級的實時數(shù)據庫系統(tǒng)。不 僅僅要做到配置上的先進，更主要的是開發(fā)上和應用上的先進。(6) 、多種報警方式可以通過聲光報警、手機短信報警等報警方式對氣壓超高等信息進行報警。4系統(tǒng)預期功能(1) 使用短信息無線通訊模塊自動監(jiān)測儲藏糧食的溫、濕度傳感器的動態(tài) 值，并實時顯示在庫房內的數(shù)據屏幕上。(2) 庫房內數(shù)據屏幕配備遠程無線通訊模塊發(fā)信至業(yè)務管理部門的計算機 上。(3) 計算機配備數(shù)據庫管理程序按口記錄庫房溫度濕度，管理堆垛糧食溫 度。(4) 管理程序可以查詢按日變化糧溫曲線，環(huán)境溫度、濕度變化曲線。(5) 管理程序可以設置預警溫度，及時提示超過預警溫度的堆垛。(6) 管理程序具有報表功能：按糧

5、食保管要求輸出報表，打印溫濕度變化 的記錄數(shù)據和曲線。(7) 利用因特網實現(xiàn)庫房溫度、濕度數(shù)據共享，和關部門或業(yè)務負責人均 可通過網絡及時查閱資料。1數(shù)據庫應用系統(tǒng)設計1.1過程控制系統(tǒng)結構熱軋廠過程控制系統(tǒng)共配置4臺服務器，其中3臺是alpha小型機，運行openvms 操作系統(tǒng)，1臺是pc服務器，運行windows操作系統(tǒng)系統(tǒng)還采用一臺pc服務器作為數(shù)據屮心機，它帶有獨立的ra4000磁盤陣列，內 裝有8塊硬盤，構成一個5型的磁盤陣列，存儲大量的生產過程、產品質量等歷 史數(shù)據，運行相應的數(shù)據應用程序，進行各種數(shù)據統(tǒng)計分析12過程機的數(shù)據庫應用有1個磁盤鏡像系統(tǒng)盤。操作系統(tǒng)、應用系統(tǒng)程序及數(shù)

6、據庫系統(tǒng)均安裝在該 本機盤上，數(shù)據庫數(shù)據文件，其中包括系統(tǒng)表空間文件、應用系統(tǒng)數(shù)據表空間文 件及索引文件等均配置在外置的磁盤陣列ma8000 ±o數(shù)據庫系統(tǒng)的主要功能是：(1)存儲應用系統(tǒng)的靜態(tài)數(shù)據，包括 數(shù)據等；(2)用于數(shù)據庫間傳送數(shù)據的 通訊表。(3)存放現(xiàn)場采集數(shù)據。這類數(shù)據主要是供軋制模型進行計算用，以及 作為向數(shù)據中心機傳送數(shù)據的緩存。出于是來口于現(xiàn)場的采集數(shù)據，這類數(shù)據對 表寫入的頻率很高，數(shù)據量也很大，但是保存時間不長，一般處理完以后就可以 刪除。1.3數(shù)據中心機的數(shù)據庫應用數(shù)據中心機數(shù)據庫的數(shù)據文件，其中包括系統(tǒng)表空間文件、應用系統(tǒng)數(shù)據表 空間文件及索引文件等均配置

7、在外置的磁盤陣列上，人約能存儲3年的歷史數(shù) 據。1.3.2管理系統(tǒng)軋幌管理系統(tǒng)負責全廠所有軋餛的磨削、檢測、保養(yǎng)以及軋制產量的考核和 軋輕性能指標的評估。軋轆管理系統(tǒng)的數(shù)據庫建立在數(shù)據中心，在精軋數(shù)據庫上 建立換鶴操作數(shù)據庫，其基木功能包括：(1)數(shù)據輸入。包括軋餛計劃的編制， 新輕入庫的填寫，軋轆磨削、溫度、硬度、探傷檢測等數(shù)據的輸入；(2)查詢。 可以查看新輸入的數(shù)據，并驗證其正確性，查詢某根軋鶴的使用記錄，以及軋餛 的最新情況；(4)統(tǒng)計分析功能。提供軋車昆的使用報表，包括日報、周報、月報 等，以及軋轆使用過程中異常情況統(tǒng)計，為軋銀的性能考核提供信息。1.3.3質量統(tǒng)計分析和報表系統(tǒng)質量

8、統(tǒng)計分析和報表管理系統(tǒng)主要為質量管理部門、工藝部門和模型維護部 門提供研究分析的依據，通過使用報表管理系統(tǒng)，質量工作人員對生產過程采集 的數(shù)據進行分析，作出產品的質量判定，還可以對出現(xiàn)質量開議的鋼卷進行原因 調查和分析，同時模型維護人員可以根據報表信息檢查模型的使用情況和設定精 度，分析模型使用過程存在的問題，以便進一步優(yōu)化精軋數(shù)學模型。數(shù)據中心負責收集生產實績數(shù)據。可以實現(xiàn)樣本數(shù)據的描述和預處理，假設 檢驗；可以進行方差分析、冋歸分析、線性分析、聚類分析等多種統(tǒng)計分析，并 可以圖形顯示和生成報表。2數(shù)據庫應用系統(tǒng)的優(yōu)化系統(tǒng)投用z初，運行極不穩(wěn)定。主要是由于在數(shù)據庫的設計中存在一些問題， 同時

9、對數(shù)據庫也沒有進行一定的優(yōu)化維護，隨著數(shù)據量的增加，系統(tǒng)經常出現(xiàn)響 應緩慢；被鎖定的表無法自己釋放，導致應用系統(tǒng)的進程死鎖；數(shù)據庫間的通訊 時有屮斷，應用系統(tǒng)間丟失信息。針對出現(xiàn)的問題，通過研究sql的各種優(yōu)化方法，將其應用于溫度數(shù)據庫系 統(tǒng)。2. 1優(yōu)化內存在oracle中，內存參數(shù)的調整主要是指系統(tǒng)全局區(qū)(sga)的調整。oracle系統(tǒng) 保留3個基本的內存高速緩存，數(shù)據字典高速緩存數(shù)據塊高速緩存和重做口志高速緩存。2. 1. 1數(shù)據字典高速緩存的調整數(shù)據字典高速緩存包含了有關數(shù)據庫的結構、用戶、實體信息。可通過查詢 v$librarycache表來了解數(shù)據字典高速緩存活動情況，以決定如何

10、調整。2. 1.2數(shù)據塊高速緩存的調整db_block_size是指一個oracle數(shù)據塊的大小，它是在創(chuàng)建數(shù)據庫時設置的, 缺省值為8 kb,通常是越高越好。db_block_buffers是保存在內存中的oracle 數(shù)據塊的數(shù)量。該值應足夠大以便產正一個有效的高速緩存命屮率。db block size值在數(shù)據廉建立以后就不能改變，在實際應用中是通過調整 db_block_blffers來調整緩沖區(qū)高速緩存的大小。init. ora提供了 3個缺省值, 默認值是medium,考慮到該系統(tǒng)的并發(fā)用戶數(shù)不會很多，但在做批量輸入時共 享數(shù)則可能校大，因此將該值設為2048,比標號為medium的

11、值大一些。2. l 3重做日志緩沖區(qū)的調整重做日志緩沖區(qū)的大小是由log_buffer初始化參數(shù)決定，決定在內屮保留多少空間緩存重做日志項。如果這個值設置得過低，進程z間相互競 爭，日志寫入進程讀出和寫入緩存，有可能會導致性能問題。log_buffer的缺省值為32768個字節(jié)，等于數(shù)據塊尺寸的4倍，考慮到應 用系統(tǒng)石某些時段運行的事務比較集中，為避免用戶等待重做志緩沖區(qū)，將該 值由缺省值提高為65536o 2. 2優(yōu)化i/o磁盤的i/o速度對整個系統(tǒng)性能有重要影響。解決好磁盤i/o問題，可顯著 提高性能。影響磁盤i/o的性能的主耍原因有磁盤競爭和數(shù)據塊空間的分配管 理。2. 2.1表空間與數(shù)

12、據文件的磁盤存儲如果服務器上有多個磁盤，則可將文件分散存儲到各個可用磁盤上，減少對 數(shù)據庫的數(shù)據文件及事務口志文件的競爭，從而有效地改善服務器的性能。數(shù)據中心機承擔大數(shù)據量的存儲，同時述要對大量的查詢作出及時的反應。 在設計上單獨為數(shù)據中心機配置了 1臺磁盤陣列ra4000,用8個磁盤構建一個5 型磁盤陣列。5型陣列是最常用的磁盤陣列，數(shù)據可以平均分布到各個磁盤中去, 大大減少了數(shù)據讀寫時的磁盤i/o時間。有時候由于某些進程的影響或網絡的原因，很多通訊數(shù)據表中的數(shù)據無法及 時處理，導致這些表存儲了大量的數(shù)據。而當故障排除，這些表屮的數(shù)據被刪除 后，表占用的表空間卻不會自動釋放，由于通訊表的數(shù)量

13、比較多，這種情況占用 了大量的表空間，給系統(tǒng)性能帶來了很大的影響。一般利用工廠檢修時間，把相 關的通訊表全部刪除，再重建，目的是徹底釋放這些表占用的表空間。 2.2.2分區(qū)的使用分區(qū)可以把較人的數(shù)據庫對象分解成更易于管理的較小段，可以改善表的維 護、事務及查詢性能，表和索引都能夠被分區(qū)。數(shù)據中心機上有的數(shù)據表1年的 存儲量將近5g。系統(tǒng)剛投入運行時，并沒有意識到這個問題的嚴垂性，隨著數(shù) 據的不斷增加，對這樣的表的查詢響應時間人幅上升，嚴重影響的系統(tǒng)的運行。通過分析發(fā)現(xiàn)，對這些人表的查詢一般是以月為單位進行操作的，可以用月范圍 來進分區(qū)，把1年的數(shù)據分布到12個分區(qū)屮，也就是分布到12個表空間屮

14、，這 樣雖然增加了表空間文件的數(shù)量，但是每個文件的大小變小了，以月為單位的杏 詢只涉及到一個表空間，顯著提高了查詢的效率。2. 3優(yōu)化sql語句sql語言是一種靈活的語言，相同的功能可以使用不同的語句來實現(xiàn)，但是 語句的執(zhí)行效率卻很不相同。總得來講，寫sql語句需要滿足如下規(guī)則：（1）避 免對返回的行無任何限定條件，即不使用索引列進行查詢；（2）避免條件列在表 達式中使用；（3）避免條件中使用null或不相等；（4）在子查詢中慎重使用in 或者not in語句；（5）慎重使用視圖的聯(lián)合杏詢。系統(tǒng)投入運行一段時間后，專門組織人力對系統(tǒng)中所有的sql語句進行了排 查，依據上述原則進行了大量的修改，

15、尤其是對一些涉及到多表連接但數(shù)據量較 大的查詢語句進行了仔細分析，對存在執(zhí)行效率問題的sql語句進行了優(yōu)化重 寫。例如在軋制計劃的查詢中，由于查詢一個計劃涉及到多個子表，最初開發(fā)人 員只用了一條包含多表連接的sql語句，隨著數(shù)據量的增加，查詢的響應時間越 來越慢。通過修改，把多表的連接分解為幾個對單一表的杳詢，把查詢結果傳送 到客戶端的內存中，由客戶端程序處理數(shù)據。雖然客戶端程序耍稍微復雜一些， 但總的查詢響應時間只有修改前的30%,而且隨著數(shù)據量的增加，性能下降并不 明顯。2. 5優(yōu)化效果綜合運用上述各種措施，對系統(tǒng)進行了全面優(yōu)化，取得了良好的效果，主要 有（1）基木杜絕了數(shù)據庫鎖表的現(xiàn)象；

16、（2）過程機的進程不會因為過長時間等 待數(shù)據庫系統(tǒng)的響應而導致崩潰；（3）出于采用專用網段傳送數(shù)據庫間的數(shù)據， 網絡帶寬得到了充分的保證，避免了因網絡不穩(wěn)定帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象，甚至 是死機；（4）查詢響應時間明顯加快，尤其是對利用分區(qū)技術存儲的表，效果更 加明顯，響應時間不到原來的四分之一；（5）客戶端程序連接數(shù)據庫時的等待時 間明顯縮短?？傊ㄟ^優(yōu)化，系統(tǒng)在運行屮因數(shù)據庫系統(tǒng)的原因導致的事故時間大大減 少，有力地保證了生產的正常運行。3結語由于數(shù)據庫系統(tǒng)的復朵性較高，很難將參數(shù)調整到使整個系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)性能都 達到最優(yōu)，項目組所能做的只是對系統(tǒng)不同方血的性能做出權衡，將系統(tǒng)調整到 較為滿

17、意的狀態(tài)。通過實踐，認為數(shù)據庫應用系統(tǒng)的設計優(yōu)化工作，應當從以下 兒點來進行：（1）重視設計階段的工作。由于設計階段對系統(tǒng)分析不透徹，造成 整個數(shù)據庫邏輯或物理設計不合理，將會對系統(tǒng)的性能帶來極大的影響，同時也 會使運行后調整的代價大大增加；（2）設計或維護數(shù)據庫系統(tǒng)時，應當制定明確 的性能目標。突出垂點，優(yōu)先優(yōu)化對應用系統(tǒng)影響大的性能指標，必要時，要犧 牲一些次耍的性能環(huán)節(jié)；（3）構建優(yōu)化的實驗環(huán)境。熱軋過程控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運 行直接關系到生產能否順利進行，因此，有些結果不明確的優(yōu)化措施，不應在該 系統(tǒng)上直接實施的。應在實驗室構建了一套和在線系統(tǒng)基本一樣的實驗環(huán)境，利 用該環(huán)境來評估實際的優(yōu)化

18、效果，減小優(yōu)化失敗給在線系統(tǒng)造成不必要的停機時 間應用價值：通過得知當前溫度悄況，對一些條件卜的事悄采取措施，如路面澆水, 通過歷史溫度曲線的變化更加形象的估計與預測當年同一時間的溫度情況并作 出比較。溫度釆集工具的一些相關設備，這里主要討論對采集到的數(shù)據進行的一些操作, 如何實時顯示出來，系統(tǒng)的主耍功能模塊介紹（圖）應用數(shù)據庫的設備要求對于監(jiān)控計算機，要完成與下位機現(xiàn)場實時數(shù)據的實吋通信和數(shù)據庫的訪問 功能。監(jiān)控計算機和數(shù)據庫服務黠之間的信息交換采用odbc調用來實現(xiàn)。odbc 具有統(tǒng)一的用戶接口，能夠容易實現(xiàn)與各種數(shù)據庫服務器進行交互的程序，對數(shù) 據庫類型依賴性較弱。選用 windows nt server 和 internet information