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船舶设备工况远程监控系统服务器网页的设计毕业论文

 2020-02-17 10:02  

摘 要

随着21世纪经济全球化和信息智能化时代的到来,海上运输作为全球各国进行贸易运输的重要方式,对于海上在航船舶远程监控的研究具有重要意义。而船舶设备工况远程监控系统服务器网页能实时而又准确可靠地监测在航船舶设备的运行状态和参数,可以极大程度地提高在航船舶的航行管理效率和安全性,同时具有提高经济效益的现实意义。

通过使用基于Web的监控技术来进行船舶设备工况的远程监控和信息管理是当前实现船舶自动化的重要途径。船舶设备工况远程监控系统实现了远程实时监测营运船舶的运行状态、主机运行参数和燃油消耗、燃油存量等信息,系统服务器接收了船端采集器发送的数据并存入服务器数据库。船舶设备工况远程监控系统服务器网页设计的研究在安全性、高效性、实时性等方面都有着很大提高,可以第一时间将在航船舶设备信息反馈给用户并得到有效处理,在提高监控效率的同时,带来了巨大的经济效益,具有长远的研究意义。本文通过编写服务器网页,以便管理人员在客户端通过浏览器和了解在航船舶的状态,能按船查询运行数据、显示船舶的地理位置、显示相关参数与时间的变化规律。

关键词:远程监控;船舶设备;服务器;网页

Abstract

With the arrival of the era of economic globalization and information intelligence in the 21st century, maritime transport, as an important way of trade transportation for all countries in the world, is of great significance to the research of remote monitoring of ships at sea. The server web page of remote monitoring system for ship equipment working condition can monitor the operation status and parameters of ship equipment in real time and accurately, which can greatly improve the efficiency and safety of navigation management of ships in navigation, and has practical significance to improve economic benefits.

It is an important way to realize ship automation to use Web-based monitoring technology for remote monitoring and information management of ship equipment working conditions. The remote monitoring system of ship equipment condition realizes the remote real-time monitoring of the operation status, main engine operating parameters, fuel consumption, fuel stock and other information of the operating ship. The system server receives the data sent by the ship terminal collector and stores it in the server database. The research on Web page design of remote monitoring system server for ship equipment working condition has been greatly improved in security, efficiency and real-time. It can feed back the information of ship equipment to users at the first time and be effectively processed. While improving the monitoring efficiency, it brings huge economic benefits, and has long-term research significance.By compiling server web pages, managers can find out the status of ships in the client through browser, query operation data according to ships, display the geographical location of ships, and display the changing rules of relevant parameters and time.

Key words: remote monitoring; ship equipment; server; web page

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究的背景、目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 研究内容及架构 2

第2章 方案与原理 5

2.1 方案比较及选择 5

2.2 语言选择 6

2.2.1 HTML标记语言 6

2.2.2 C#编程语言 7

2.2.3 SQL和数据库基础 7

2.3 开发工具与环境 8

2.4 总体思路与规划 8

2.5 本章小结 10

第3章 实现步骤与结果分析 11

3.1 系统需求与功能分析 11

3.2 设置服务器网页 11

3.3 网页的设计与解析 12

3.3.1 创建和发布WebService 12

3.3.2 网页的主体文件.asp 15

3.3.3 网页页面展示 17

3.4 数据库的实现 18

3.4.1 使用ADO.NET访问数据库 18

3.4.2 数据库的连接与配置 19

3.4.3 主要代码解析 20

3.5本章小结 22

第4章 总结与展望 23

4.1 总结 23

4.2 展望 24

致谢 25

参考文献 26

第1章 绪论

1.1 研究的背景、目的及意义

海上运输是全球各国进行贸易运输的重要工具,随着各国经济联系的日益密切,海上船舶运输发挥着越来越重要的作用,科学技术的快速发展使得船舶设备和监测系统在结构的复杂性与功能的完善性上也得到了迅速的发展和完善。由于系统内外关系的明显结合,相应的可靠性和安全性问题显得尤为突出,这就要求船舶配备先进的远程监控设备,实时监测在航船舶的运行状态以确保整个船舶系统的安全稳定运行。在船舶设备自动化系统中,机舱设备监控系统是实现“无人机”机舱技术的关键和最重要的系统[1]。目前,船舶机舱自动化系统的研究越来越重要,它是衡量船舶产业发展程度的重要标志之一。而船舶设备工况远程监控系统服务器网页能实时而又准确可靠地监测在航船舶设备的运行状态和参数,可以极大程度地提高在航船舶的航行管理效率和安全性,同时具有提高经济效益的现实意义。

通过使用基于Web的监控技术来进行船舶设备工况的远程监控和信息管理是当前实现船舶自动化的重要途径。船舶设备工况远程监控系统实现了远程实时监测营运船舶的运行状态、主机运行参数和燃油消耗、燃油存量等信息,系统服务器接收了船端采集器发送的数据并存入服务器数据库[2]。船舶设备工况远程监控系统服务器网页设计的研究在安全性、高效性、实时性等方面都有着很大提高,可以第一时间将在航船舶设备信息反馈给用户并得到有效处理,在提高监控效率的同时,带来了巨大的经济效益,具有长远的研究意义。

但目前我国船舶机舱自动化水平较低,这不仅给用户的使用和维护带来了很大的困难,而且造成了资源的巨大浪费,同时也限制了自身的发展[3]。因此,研究船舶设备工况远程监控系统,不仅能有效提高船舶系统的可操纵性和安全性,从实际意义上讲,也实现了船舶监测与管理的一体化,具有巨大的经济效益与社会效益。此外,拥有自主知识产权的标准化船舶远程监控系统的生产也对我国国防安全产生了非常重要和深远的影响[4]

随着现代船舶制造产业的迅速发展,船舶设备工况远程监控系统性能和结构的日益复杂化,为了深化其结构调整以加快转型升级,实时和准确而快捷的了解在航船舶的状态,以实现船舶安全可靠的运行和最大经济效益,也就是IPMS船舶集成平台管理系统关于船舶设备监控系统的一项重要研究[5]。基于Web的远程监控系统可以有效解决船舶突发复杂故障未能及时得到专业维修处理而带来更大损失的问题,远程实时监测营运船舶运行状态、主机运行参数及燃油消耗、燃油存量等信息。系统服务器接收船端采集器发送的数据并存入服务器数据库,服务器网页以便管理人员在客户端通过浏览器和了解在航船舶的状态。

因此,船舶设备工况远程监控系统服务器网页设计的研究不仅可以使得海上船舶航行的管理更实时高效,在社会经济方面也有着不可忽视的重要意义,可以第一时间将在航船舶设备信息反馈给用户并得到有效处理[6],在提高监控效率的同时,带来了巨大的经济效益,具有长远的研究价值。

1.2 国内外研究现状

随着计算机网络技术在船舶工业上的应用越来越广泛,船舶设备远程监控系统也得到了进一步的提升和完善,例如能将各设备的运行状态、实时参数及故障报警状态显示在控制屏上从而使得机舱工作人员能够对各设备和各系统进行实时的监控。

人们为了提高在航船舶运行的安全可靠性、高效性和追求现实的经济效益,柴油机制造商们也逐渐加大了对船舶自动化研究的重视,1961年在日本诞生的“金华山丸”号是世界上第一艘自动化控制船舶,迈出了人们远程监控在航船舶航行状况的第一步[7]。在过去的几十年时间里,世界各国也纷纷研究出了一系列船舶设备工况远程监控系统,功能也越来越强大。

随着我国经济的飞速发展以及我国天然形成的优越地理优势,我国海上船舶运输占到了外贸出口货物量的84%,而船舶数量占到了世界船舶总数的5.3%,海上船舶运输产业的实力排名世界第五[8],近几年我国研发的一些海上在航船舶设备工况远程监系统极大地方便了船上工作人员对船舶设备的控制并有利于对报警的及时响应。但是这些造价十分昂贵的船舶监控设备极不符合经济效益[9]

计算机技术的发展日新月异,功能日益强大,网络技术在工程上的应用不仅可以有效降低成本,而且实时性、高效性也大大提高,这也使得计算机和网络通信的结合应用成为必然的发展趋势。因特网技术的越来越成熟、新新技术的涌现与发展为提升远程监控系统及人机界面广度和深度提供了良好时机[10]。如果将因特网远程监控系统和船舶设备相结合,位于远处的管理人员就可以通过陆地上的计算机对船舶设备进行远程监控,这样一来,船舶航行的实时性、安全性和经济性必将往前跨出一大步。

1.3 研究内容及架构

本次设计主要研究如何通过浏览器网页在线监测在航船舶设备数据信息,学习HTML编写网页的方法,进行网页页面的设计及连接数据库实时更新数据的功能实现,完成C#、Visual Studio环境下的编程,并对远程监控服务器网页的设计进行了结果实现与分析,根据上述的发展背景、国内外现状及参考文献完成了服务器网页远程监控船舶设备工况的目的。

船舶设备工况远程监控系统实现远程实时监测营运船舶运行状态、主机运行参数及燃油消耗、燃油存量等信息。系统服务器接收船端采集器发送的数据并存入服务器数据库。本此设计主要研究如何编写服务器网页,以便管理人员在客户端通过浏览器和了解在航船舶的状态,能按船查询运行数据、显示船舶的地理位置、显示相关参数与时间的变化规律。

在研究过程中,主要通过HTML语言进行网页页面布局的设计,从头部、标题到主体内容,其中选择采用表格布局来显示数据以达到合理利用整个页面的目的,包括每行跨越几列、每个单元格数据如何分布、每个区域背景底色怎样使数据更醒目以便于查阅监测等,然后连接在航船舶数据库以实现远程监控的目的,至此整个过程结束。

综上,本章主要对船舶设备工况远程监控系统服务器网页设计的研究背景、目的意义以及国内外研究现状进行了整体叙述,并对本次设计的设计思路和论文架构进行了简单的概括。此次设计的大体设计思路和框架如下图1.1所示:

图1.1 全文设计思路和框架

本次船舶设备工况远程监控系统服务器网页设计的研究过程主要是通过如下几个章节来研究和分析问题,现将本文结构总结如下:

第一章绪论主要对设计该船舶远程监控网页的发展背景进行了简单介绍,总结分析了船舶远程监控技术在国内外发展情况,接着说明了此次通过网页远程监控在航船舶航行状况研究的目的及意义,最后对设计思路和框架进行了总结概括和说明。

第二章进行了方案与原理的论述。首先进行了实现环境和语言的选择,对几种编程语言进行学习与比较,选出了适合本次设计的语言。然后学习并介绍了SQL及数据库基础,接着重点对服务器网页设计的一般过程进行了介绍说明,包括每行跨越几列、每个单元格数据如何分布、每个区域背景底色怎样使数据更醒目以便于查阅监测,

第三章主要对本次设计的过程和结构进行了描述分析,包括系统的需求与功能分析、服务器网页设置、对网页页面的设计和数据库的连接等,接着得出了相应结论,并对部分主要代码进行了解析,最后展示了得出的实验结果,网页界面分为上下两部分,上半部分是船舶编号、名称、航次起点终点港口名称、时间和航次序号等信息,下半部分是航行里程、耗油量、经度纬度、航速和驳油量等信息。通过背景底色的不同设置使界面看起来清晰醒目,便于查询监测数据信息。当机舱设备出现故障时会通过数据库以数据信息的形式显示出来,这样一来轮机员可以及时了解在航船舶的运行状况,大大提高了运行监测的实时性、高效性和经济性。

第四章对本文进行了总结与展望,首先分析了设计过程中出现过的问题,并针对本文已经实现的功能和目前存在的问题分别进行了总结和概括,对未来的工作也有一定的展望和规划。

第2章 方案与原理

2.1 方案比较及选择

本文的设计目的是要通过编写服务器网页,以便管理人员在客户端通过浏览器和了解在航船舶的状态,能按船查询运行数据、显示船舶的地理位置、显示相关参数与时间的变化规律,而目前对于网页的设计分为静态网页与动态网页两种方法,下面对这两种方法分别进行简单说明并作出适合本次设计的方案选择。

超文件格式(HTML)是构成网页最基础的要素,它描述了如何表示文本图像和在文件之间建立链接。HTML是一种语言,但不是一种编程语言,所以由HTML组成的文件不能执行应用程序,所以被称为静态网页(静态网页)[11]。静态网页完全由HTML代码构成,网页内容无法动态改变,由于没有连接数据库所以也不能在网页页面动态地显示数据,这就导致功能单一且维护困难,因此当网页需要数据库支持时不适合选择静态网页的制作方式。

使用Java Script、VB Script、HTML网页等技术可以制作动态页面,具有动态变化、交互性强的特点,通过链接数据库可以在网页上显示所连接数据库的数据信息,便于维护管理。

综上所述,通过两种方法的特点比较,本设计选择采用动态网页技术在网页上发布监控界面以达到网页十秒更新一次、动态更新实时数据的目的。布局设计丰富而有实用性,方便用户浏览相关数据,能自主更新、自主维护,适应船舶设备工况远程监控系统服务器网页的设计需求。本文的监控系统具有通过网页监控的功能,采用动态网页的方式,使远程用户能够与网页服务器进行交互,并进行传输和响应动作,实现对船舶设备的监控。

图2.1 客户端执行程序结构图

一般来说,动态网页的结构设计依据客户端不同的使用方式分为两种方法,第一种方案是通过在客户端执行程序代码来实现的,如图2.1所示。客户端执行程序代码,客户端浏览器通过执行应用程序来访问服务器资源,最终执行结果显示在浏览窗口中。采用这种方法,由于客户端需要下载和安装客户端软件导致不仅程序代码的传输需要花费很长的时间,而且程序设计也比较困难,维护成本高而且一般也会有对于客户端的操作系统的限制,因此这种设计的可用性不高。

第二种方案是通过在服务器端执行程序代码来实现的[12],客户端将信息传送到服务器端,程序在服务器上执行,服务器上的执行结果将传输到客户端,执行的最终结果将显示在客户机浏览器窗口中。这种方法用户不需要下载或安装组件所以设计程序要比在浏览器上执行程序容易得多,而且比在浏览器上执行程序效率更高,如图2.2所示。

图2.2 服务器端执行程序结构图

综上所述,本设计采用第二种结构,即当远程计算机在监控界面上下达监控命令时,服务器执行监控应用程序,然后将结果发送给远程计算机的浏览器,通过监控系统服务器网页连接数据库来达到远程监控在航船舶航行状况的目的。

2.2 语言选择

2.2.1 HTML标记语言

HTML是用来制作主页和网页的标记语言,由于本次设计是要通过设计网页来动态实时显示在航船舶的航行状况数据信息以达到远程监控的目的,所以我选择HTML来进行网页的创建。

由一对尖括号括起来并且总是成对出现的元素标记是HTML语言的基本组成部分。元素可以有自己的相关属性,属性又可以通过在网页设计编写的时候被赋予一定的值。元素的属性出现在括着元素的一对尖括号lt;gt;内,和元素名之间有一个空格以分开来;而属性值是用一对引号“”引起来的。对于颜色的设置HTML也有自己独特的语法,即使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f这16进制的RGB颜色值来对颜色进行控制,本设计的字体颜色通过“text”这一属性来设定正文文字颜色,又使用了bgcolor这一属性来设置网页表格背景的颜色。

2.2.2 C#编程语言

C#通过了Ecma和ISO核准认可,具有强大的编程功能,是一种运行于.NET Framework和.NET Core之上的一种面向对象的编程语言,是由C和C 编程语言衍生出来的具有稳定、安全、简单等特点的现代化通用编程语言。它吸收了VB可视化的优点以及C 运行效率高的优点并摒弃了它们没有宏以及不允许多重继承的复杂特性,NET是C#语言软件运行框架,C#由微软维护,版本更新速度快且支持更多新特性,可以使程序员更专注逻辑而不是如何实现所以深受程序员青睐并成为程序员们进行.NET开发时的首选。作为一门面向对象的编程语言的C#具有的显著特点如图2.3所示:

简单的现代通用的编程语言

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