工程機械綜合信息管理系統設計實現

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了工程機械綜合信息管理系統設計實現范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：在物聯網的大背景下，基于互聯網技術實現對工程機械的遠程管理系統是必然趨勢，相比于傳統管理方式，遠程管理更加高效、便捷。系統基于互聯網技術，運用Java語言開發(fā)，基于B／S系統設計結構，采用SpringBoot、MVC架構模式、GPS定位技術、CSS、JavaScript、ORACLE等Web開發(fā)技術，并將工程機械的數據信息準確、快速地從物聯網網絡中采集出來，保存到系統數據庫，再針對大型數據庫的設計進行優(yōu)化，完成系統的設計。主要介紹了系統的架構設計模式、系統的模塊設計以及關鍵技術的實現。該系統幫助企業(yè)了解如何管理工程機械設備，具有良好的社會和經濟效益，并很好地響應了“數字新經濟物聯新時代”的主題。

關鍵詞：物聯網；遠程管理系統；B／S架構；SpringBoot；數據庫設計

在企業(yè)的發(fā)展中，單純的實地測試、監(jiān)控、銷售已經不再適應時代的發(fā)展需求，隨著大量的買賣平臺、辦公系統、監(jiān)控系統的出現，人們更加傾向于使用互聯網完成日常的工作需求，工程機械與互聯網技術的結合正是順應新時代的發(fā)展而誕生出來的。本系統在企業(yè)的角度，順應大眾的工作方式的基礎上進行了相關的網站開發(fā)。最近幾年，目標公司擁有的車輛管理系統，一方面在操作性能、車輛的監(jiān)控等方面已經無法滿足用戶的需求，另一方面由于公司的不斷發(fā)展，擁有的裝備越來越多，原本的系統設計模式弊端日益明顯，對日常工作產生了極大的困擾。本系統基于MVC架構設計模式以及三層架構的軟件編程方式，并考慮到數據庫的可擴展性、高并發(fā)訪問、良好的人機交互，采用分庫分表的數據庫設計方式。使用Nginx負載均衡的調度管理以及HTML5、CSS、JavaScript等Web開發(fā)技術進行網頁設計，最終完成系統的開發(fā)。

1系統的設計與實現

工程機械綜合信息管理系統主要由車輛管理、設備管理、銷售管理、后市場管理以及系統管理組成。車輛管理負責管理所有庫存、樣機和銷售的裝備信息；設備管理負責管理設備的登記、測試、入庫、出庫等；銷售管理負責管理裝備的銷售、售后維保；后市場管理負責裝備的維保、數據統計、報警信息處理等；系統管理負責進行組織結構的建立、劃分權限角色、分配功能操作、進行用戶信息的注冊與維護。

1．1系統整體框架設計

系統的基礎框架采用Java的開源框架SpringBoot，架構則采用較為流行的三層架構模式。為了適應現階段系統的大數據、高并發(fā)、高可用等特點，Web服務器采用集群的搭建方式，通過Nginx反向服務器進行負載均衡的調度管理。由于數據量大，而本系統中數據多需要讀取、計算、統計，因此為了減輕數據庫壓力，提高系統的反應速度，通過使用應用服務器來分擔這部分的壓力，同時使用分庫分表的設計方式，對單庫進行垂直劃分、單表進行水平劃分，把大量的設備信息表平均的分配到對應的數據庫中，以減輕單個數據庫的運行壓力。

1．2系統功能模塊設計

針對目標的現狀以及業(yè)務的需求，對系統的功能做了如下劃分，如圖2所示。系統主要分為五個模塊：車輛管理模塊、設備管理模塊、銷售管理模塊、后市場管理模塊以及系統管理模塊。1）車輛管理模塊：該模塊主要是對工程車輛的使用密碼的維護、車輛的實時定位、軌跡的追蹤、車輛的狀態(tài)信息的管理。2）設備管理模塊：該模塊主要是對設備終端的測試，包括指令下發(fā)、參數的配置；設備及終端信息的維護；車輛的測試、質檢。3）銷售管理模塊：該模塊主要包含經銷商權限的管理，銷售信息的確認，客戶信息的登記，設備的維修，機器的注冊以及服務轉移。4）后市場管理模塊：該模塊主要針對已銷售車輛，包含車輛的保養(yǎng)信息、報警信息、通訊情況、工況信息、報表的統計以及維保售后。5）系統管理模塊：該模塊主要是負責組織結構的建立、人員的注冊、信息的維護、角色權限的劃分、權限對應資源的劃分。為了明確各個人員的管理職責，高效地完成對應的工作，上述第1、2、3、4模塊均需要對每一個用戶進行相應的授權，提高系統運行的安全性以及管理工作的高效性。

2關鍵技術的實現

2．1分庫分表技術的實現

隨著本系統的報警數據，實時監(jiān)控數據不斷增長，數據量日益龐大起來，顯然單個數據庫、單個表的容量已無法滿足需求。為了使本系統能夠運行持久，并具有強大的可擴展性，采用分庫分表的設計方式。將數據庫進行垂直切分，將原有的庫劃分為基礎信息庫、實時信息庫，緩解了單個數據庫的運行壓力。但是表的壓力依然存在，采用水平切分的方式分擔表的壓力。在表水平劃分的基礎上，為了使得數據庫的劃分一勞永逸或者易于水平擴展，同時也為了使壓力能夠平均地分配到各個數據庫中，我們采用mod2n這種一致性Hash的分庫方式。使用唯一的車輛編號進行劃分，以4個數據庫為例，使用車輛編后4位號mod4分到4個數據庫中，同時再將車輛編號后4位Div4mod4將每個庫分為4張表，分別將數據放置表中，如圖3所示。

2．2緩存技術的實現

緩存即為內存中存儲的數據備份，當數據沒有發(fā)生變化時，可以避免數據的查詢操作直接連接數據庫，而是去內容中讀取數據，這樣就大大降低了數據庫的讀寫次數，而且從內存中讀取數據的速度要比數據庫查找快得多。為了在使用本系統的過程中，能夠擁有良好的用戶體驗，針對統計量大的數據以及需要大量計算的數據使用Redis數據庫來保存緩存。相對于傳統的關系型數據庫來說，Redis不同的是會將緩存的數據加載至內存中而不是硬盤，同時作為非關系型數據庫的代表，Redis的數據擁有Key－Value的表現形式，所以Redis提供了高速的訪問數據的條件，同時Redis也提供了豐富的數據類型，以及對數據持久化的支持。核心代碼如下：

2．3基于ApachePOI的數據導入、導出技術的實現

基于業(yè)務的需求本系統需要將大量的數據導出成表格以周報、月報的方式呈現出來，同時在更改服務期限、更改供應商都需要提供數據的導入以實現批量的數據操作。在Java世界中，擁有兩套較為成熟的對Excel文件操作的開源工具：一個是JavaExcelAPI，另一個則是本文使用的ApachePOI。導入、導出流程如圖4所示。數據導入、導出的關鍵在于如何獲取表格中的數據以及如何創(chuàng)建對應的表格，核心代碼如下所示：數據導出核心代碼：

3結束語

本文介紹了工程機械綜合信息管理系統的設計與實現，此系統作為工程機械功能的一個延伸對于工程機械的維護、管理來說，影響是巨大的。在現階段互聯網蓬勃發(fā)展的時期本系統可以使得工程機械的管理更加高效、便捷，并且提供了一系列的數據統計展示、監(jiān)控等功能，為以后對工程機械市場的分析、裝備的數據的比較提供了保證。目前該系統已投入使用，并且運行良好。

參考文獻

［1］楊世德，余峰崗，黃琴，等．工程機械監(jiān)測數據管理研究［J］．機械管理開發(fā)，2019，34（8）：133－134

［2］龍超．工程機械遠程監(jiān)測與故障診斷系統研究［J］．內燃機與配件，2018（16）：174－175

［3］于博文．工程機械可靠性數據管理系統設計［D］．南京：南京理工大學，2017

［4］孫松海．基于物聯網的工程機械遠程信息管理系統設計與實現［D］．上海：東華大學，2016

［5］饒顯俊，房靈國．工程機械遠程監(jiān)控系統應用研究［J］．中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2013（4）：289－291

［6］何創(chuàng)新，李彥明，劉成良．工程機械遠程狀態(tài)信息采集方法研究與應用［J］．儀器儀表學報，2009，30（4）：728－732

［7］彭德剛．工程機械遠程監(jiān)控系統的設計與實現［D］．北京：北京郵電大學，2008

［8］劉衛(wèi)軍，李占民，文顯武．基于GPS的遠程監(jiān)控系統在工程機械上的應用［J］．筑路機械與施工機械化，2007（6）：62－64

［9］張斌．基于GPRS／GIS的工程機械遠程監(jiān)控系統［D］．長沙：湖南大學，2007

［10］王世明，孫鐵成，賈鴻社，等．工程機械遠程網絡監(jiān)測與診斷系統［J］．建筑機械化，2004（5）：56－59

作者：朱心宇 葉青 呂明 吳盤龍 單位：南京理工大學自動化學院