第一章绪论
1.1课题研究背景和意义
水利枢纽的联网率不高，信息化程度低。然而，由于工程投入使用年限不同，建设时设计和施工水平不同，管理水平不同，参建单位众多，而自动化和信息技术发展迅速，导致信息化过程中存在如下问题：（1)已建的粟站、涵闹、变电所等自动化系统在系统结构、功能等方面呈现多样性，自动监控范围、程度深浅不一，系统操作界面多种多样，系统接口方式、数据种类和数据格式多种多样，釆用的测控装置和监控软件有国内外多种品牌。（2)参建单位众多，由于不同集成商能力、经验、技术水平等的差异，系统实施的深度不一，可扩展性、幵放性、可靠性以及安全性差异很大。（3)部分自动化系统或者信息化项目由于诸多原因至今还未验收，有些系统由于后期维护资金不能落实，出现功能残缺甚至不能正常运行的现象。（4)不同时期、不同项目建设的系统涉及5个枢纽、多个工程，分布范围广，缺乏更高层次的协调和规划。这些问题中的最突出的问题是系统互联困难，信息共享不方便，灌溉总渠管理处至今尚没有一个实用的能够及时全面反映所属工程运行状态和工情、水情情况的集中数据库，没有统一的综合应用信息化平台。基于水利工程信息化存在的以上问题，课题研究目标是利用目前成熟的互联网、3G移动通信技术、以及丰富的网络软件集成技术，实现一种低成本的水利工程信息网络接入技术、远程监视技术和综合管理技术。
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1.2研究现状和发展趋势
国内栗站监控系统自70年代至目前为止，已发展到一定水平，发展过程总的可以分为起步、完善、应用三个阶段江苏省泰州引江河高港枢纽是国家南水北调工程东线的一个重要取水口。工程总长二十四公里，河底高程负五至五点五米，平均挖深八米，河底宽八十米，每秒六百立方米过水能力。高港枢纽的建成，增加了南水北调的供水能力，提高了里下河地区和通南地区的灌排标准，促进了江苏省长江以北地区的航运发展，为苏中、苏北地区改善水质、沿海冲游保港、实施滩涂开发提供了充足水源。是一项以引水为主，灌溉、排漠、航运、生态、旅游综合利用的大型水利设施。其主要控制性建筑物高港枢纽包括栗站、节制闹、调度闹、送水闹、船闸、110KV变电所等。泰州引江河管理处先后建有高港枢纽信息管理系统、船阐信息管理系统、拉马河闹信息管理系统、抢险三队信息管理系统、里下河湖泊信息管理系统、工程安全监测等。现有的高港枢纽采用浙大中控的JX-300集散控制系统，该系统集测量、控制、管理等于一体。各釆集控制站和操作站组成以太网结构，通过TCP/IP协议实现网络通信。此外，在已有的DCS监控系统上，利用了监控系统提供的OPC接口获取JX-300 DCS中数据，还采用Silverlight等技术实现了基于Internet菜站远程监控系统。还使用Ajax技术开发手机浏览程序，集成了传统的Web服务应用程序，实现Web数据的动态请求与刷新。
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第二章水利工程信息化系统架构
2.1硬件架构
为从DCS (分布式控制系统）中获取数据，采用OPC方式获取组态监控软件中的数据。为从PLC (可编程逻辑控制器）中获取数据，采用DDE方式获取组态监控软件的数据。为获取现场传感器数据，采用数据采集单元通过485方式获取现场个传感器数据。为实现小型闹、站的系统与管理处系统互联，采用3G网络传输数据。为实现信息管理系统的远程浏览，开发基于Web方式的人机交互系统。所研究的系统硬件架构如图2-2所示，将系统总体硬件架构分为四层：信息采集层、网络通信层、数据资源层和用户终端层。信息采集层主要实现对各种异构系统的数据采集，如有的闹采用PLC控制系统，需要通过DDE通信方式获取数据，有的栗站釆用DCS分布式控制系统，需要通过OPC通信方式获取数据，有的需要通过485方式获取数据，有的直接读取数据库中的数据等。网络通信层主要实现对信息釆集层的数据进行网络转发，如DDE或OPC方式获取的数据通过内网转发至数据资源层，直接读取数据库中的数据通过3G网络转发至数据资源层，获取的水文水情数据通过公网转发至数据资源层。数据资源层由一系列的数据库服务器构成，该层主要接收、存储网络通信层转发至的栗站运行的各种实时数据和历史统计数据、闹运行的实时数据和历史统计数据、水文水情数据等。以Web方式向上级管理部门提供菜站、闹实时运行数据以及历史统计数据的浏览和查询服务。此外，该级还提供手机、PDA等终端的访问接入服务。
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2. 2软件架构
以上述系统硬件架构为基础，釆用如图2-3所示的软件架构。为获取异构系统数据，通过DDE或OPC方式获取组态监控软件中的数据。为获取现场传感器数据，采用数据采集单元通过485方式采集现场渗压计和裂缝计数据。为实现信息管理的远程浏览，采用Silverlight技术开发基于Web方式的人机交互系统，使用Ajax技术开发手机浏览程序，实现Web数据的动态请求与刷新。其中内网数据获取端软件实现采集数据的集中处理与数据转发。基于AT命令的3G节点服务端和基于Socket的UDP客户端实现对未接入网络的闹站的数据通过3G网络上传至上一级管理部门，方便管理和调度。短信服务平台实现円常通知等即时短信发送和扬压力、伸缩缝、水位数据定时发送功能，进一步给管理带来简单、方便。在功能强大的数据库支持下，应用软件系统采用基于Silverlight的富互联网应用（RichInternet Applications, RIA)架构，该架构采用分层的思想组织程序逻辑，由Silverlight富客户端、Web服务端和数据库三部分组成。在图2-3中，数据存取、业务逻辑处理、WCF服务构成了 Web服务端。Silverlight富客户端具有高度五动性，同桌面应用软件系统，可以实现企业级的数据交互、表现和处理，且具有跨平台与跨浏览器的优点。Silverlight富客户端可内嵌于浏览器中，通过Web浏览的方式来加载客户端程序，从而实现客户端的快速安装与部署。当再次运行客户端软件时，直接从磁盘加载程序而无需重新下载。
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第三章信息采集系统接入方法研究....... 11
3.1数据网关软件体系结构....... 11
3.2闸门监控组态实现....... 12
3. 3基于DDE方式的数据接入技术....... 13
3.3.1 DDE 概述....... 13
3. 3. 2 DDE客户端开发方法及实现结果....... 13
3. 4基于OPC方式的数据接入技术....... 16
3.5 RS-485设备的数据接入技术....... 19
3. 6基于3G网络的数据接入技术....... 27
3.7本章小结....... 33
第四章用户系统开发技术....... 35
4.1面向组件的开发方法....... 35
4.2服务端软件的开发....... 36
4. 3富客户端应用RIA....... 40
4. 4客户端人机交互软件开发....... 41
4.5手机浏览程序开发....... 49
4.6本章小结....... 52
第五章总结和展望....... 53
5.1本文所做的工作....... 53
5.2后续工作....... 53
第四章用户系统开发技术
4.1面向组件的开发方法
所有的软件技术和思想的出现都是为了解决软件开发的复杂性，无可否认面向对象技术和面向组件技术是现今最主流的编程技术。面向对象技术已较为成熟，为了解决更大的系统的复杂度，组件技术应运而生。在windows平台上，组件从刚开始的dU库到COM，再到现在的中间件、.NET,就是组件思想走过的轨迹。面向对象技术旳基础是封装（接口与实现分离)，核心是多态（这是接口和实现分离的更高级升华)，使得应用程序在运行时可以根据条件动态地来调用隐藏在接口后面的方法，面向对象的表现形式是类和继承。面向对象的主要目标是使系统对象化，良好的对象化使系统的各部分更加清晰化，親合度大大降低。面向组件技术建立在对象技术之上，它是对象技术的进一步发展，类这个概念仍然是组件技术中的一个基础概念，但是接口成为组件技术中更为核心的概念。组件技术的主要目标是复用（粗粒度的复用），这不是类的复用，而是组件的复用，如一个dll、一个中间件，甚至一个框架。一个组件可以有一个类或多个类及其它元素组成，但是组件有个很明显的特征，组件是一个独立的物理单元，经常以非源码的形式存在。一个完整的组件中一般有一个主类，而其它的类和元素都是为了支持该主类的功能实现而存在的。为了支持这种物理独立性和粗粒度的复用，组件需要更高级的概念支撑，其中最基本的就是属性和事件。
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结论
本文根据水利信息化系统架构，泰州引江河监控系统和信息化系统的现状，结合互联网技术、3G网络技术和通信技术，进行水利工程信息化系统集成技术研究，主要包括通过DDE或OPC方式从组态监控软件中获取并存储数据；通过485方式直接从现场设备中获取并存储数据；直接从拉马河闸数据库中读出数据并通过3G网络将数据转发引江河管理处、幵发用户人机交互系统等。实现结果表明，实现了基于DDE或OPC方式实时获取组态软件（组态王）中的数据，实现了基于485方式通过数据采集单元（BGK-Micro-40)获取现场传感器（BGK-4500、BGK-4420)的数据，基于MU203模块实现了通过3G网络传输数据，釆用Ajax技术实现了基于手机浏览器的普通Web页面访问，采用Silverlight技术实现了基于Web方式的富客户端人机交互系统。本文在关键技术或创新之处有以下几个方面：
(1)多种设备的数据接入技术，DDE、OPC、RS485、3G网络等。
(2)为集成富客户端应用（RIA)，釆用Silverlight技术实现了基于Web方式的人机交互系统。
(3)为集成传统的Web服务应用程序，采用Ajax技术实现了基于手机浏览器的普通Web页面访问。
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参考文献（略）