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远程数据采集系统体系结构研究

作　者: 刘茵
导　师: 蒋新华
学　校: 中南大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 数据采集 概念模型 用例模型 角色 UML
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 12次
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内容摘要


数据采集,是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。随着工业自动化水平的提高,数据采集系统被广泛的应用到各行各业。数据采集系统的对象是各种各样型号不同的设备,这些设备的参数不同、接口也不同,这给数据采集系统的设计带来了很大的困难。本论文提出一个数据采集系统的通用模型来指导特定领域内的数据采集系统的设计。主要意义在于提高系统设计的可复用性,实现数据采集系统中设备的互操作性,减少设计开发的成本。 本论文从全新的角度来分析和归纳了现有数据采集系统的特点,提出数据采集系统的一般化模型及其描述。在模型中,将系统的逻辑结构分为三层,分别为用户接口层、业务对象层和数据库层。将真实的设备虚拟成设备项。根据实际的功能和任务将设备项分为不同的设备组。设备项和设备组位于业务对象层。还定义了监控标准和数据集来控制采集数据的存取,他们位于数据库层。定义角色来划分系统边界,角色位于用户接口层。 为了得到数据采集系统通用模型,本论文主要从以下几个方面进行研究:①分析现有数据采集系统的结构、功能,归纳数据采集系统的共同特点;②深入研究数据采集标准,以国际上通用的数据采集标准作为建模的依据;③在分析和研究数据采集系统和标准的基础上,采用面向对象的方法作为建模方法,从对象模型、功能模型和动态模型三个方面分析数据采集系统;④采用UML作为建模语言,在分析系统的基础上,用UML描述数据采集系统模型。基于UML的模型描述主要包含概念模型和基于角色的用例模型两个部分。本论文将传统的基于参与者的用例模型改进为基于角色的用例模型,提高了系统的复用性以及系统和用户的交互能力;⑤将得到的模型应用于面向铝业生产远程监管数据采集系统的设计中,说明利用数据采集模型来辅助数据采集系统的设计的过程。 通过对上述内容的研究,最终得到数据采集系统的通用模型。它为特定领域的数据采集系统提供了良好的问题域模型和系统界面的接

全文目录


第一章 概述  10-15
  1．1 研究背景  10-11
  1．2 研究课题国内外发展现状和存在的问题  11-12
  1．3 本文的主要研究内容  12-15
    1．3．1 具体研究内容  12-13
    1．3．2 研究意义  13-14
    1．3．3 论文的组织结构  14-15
第二章 数据采集系统分析  15-24
  2．1 数据采集系统概述  15-17
  2．2 数据采集系统设计方案现状  17-18
  2．3 数据采集标准  18-24
    2．3．1 OPC标准  18-19
    2．3．2 IVI标准  19-22
    2．3．3 ODAS标准  22-24
第三章 数据采集系统建模过程分析  24-38
  3．1 数据采集模型建模语言UML  24-29
    3．1．1 UML主要思想  24-26
    3．1．2 UML和系统建模  26-28
    3．1．3 概念模型  28-29
    3．1．4 基于角色的用例模型  29
  3．2 建模思想来源  29-33
    3．2．1 基于UML的数据采集标准  29-32
    3．2．2 ISO RM-ODP  32-33
  3．3 数据采集系统建模方法  33-38
    3．3．1 数据采集系统的对象模型分析  34-36
    3．3．2 数据采集系统的功能分析  36
    3．3．3 数据采集系统的动态模型分析  36-38
第四章 基于UML的数据采集系统模型描述  38-58
  4．1 数据采集系统概念模型  38-43
    4．1．1 设备组  39-40
    4．1．2 设备项  40
    4．1．3 设备组监控标准  40-41
    4．1．4 设备项监控标准  41-43
    4．1．5 监控报告  43
  4．2 有关概念模型的几个重要问题  43-47
    4．2．1 设备项和设备组的ID  43-44
    4．2．2 构建设备组的方法  44-45
    4．2．3 Model Composition模式  45-47
  4．3 基于角色的用例模型  47-54
    4．3．1 “发现”用例  48-51
    4．3．2 “定义数据存取”用例  51-52
    4．3．3 “数据存取”用例  52-53
    4．3．4 “通报数据可访问性”用例  53-54
    4．3．5 “上载数据”用例  54
  4．4 有关基于角色用例模型的几个重要问题  54-57
    4．4．1 “发现”使用的协议  54-56
    4．4．2 角色接口的确定  56-57
  4．5 数据采集系统逻辑层次结构  57-58
第五章 应用实例  58-68
  5．1 铝业系统背景  58
  5．2 开发过程  58-59
  5．3 面向铝业生产远程监管的数据采集系统  59-67
    5．3．1 基于Intranet的远程视频监控系统  59-64
    5．3．2 基于Intranet的远程设备数据采集系统  64-67
  5．4 评价  67-68
第六章 总结  68-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
攻读学位期间主要的研究成果  73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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