数据分析软件设计范文
时间：2023-03-27 15:37:10
导语：如何才能写好一篇数据分析软件设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词： PCAP； 网络数据包； 以太网； VC
中图分类号： TN311.1?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）10?0049?03
目前，大量应用行试验的Kam500机载测试系统，采集记录的飞行试验数据格式为标准PCM数据[1]。PCM格式数据由重复出现的长帧组成，每个长帧的长度是固定的，每个长帧包含若干个短帧。在网络化测试系统中网络数据包以EthernetⅡ协议广播。采集记录的飞行试验数据为网络数据包格式。每个网络数据包的大小都可以不同，并且每个网络数据包中的参数个数也可以不同。根据记录器的不同，记录的网络数据包结构可以是PCAP格式或者IRIG106?10格式[2]。
以太网作为一种原理简单，便于实现同时又价格低廉的局域网技术已经成为业界的主流。而更高性能的快速以太网和千兆以太网的出现更使其成为最有前途的网络技术。以太网的帧是数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾成为可以被数据链路层识别的数据帧（成帧）。虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的，但依被封装的数据包大小的不同，以太网的长度也在变化，其范围是64～1 518 B。用户数据报协议（User Data Protocol，UDP）是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去。UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。它的通信效率高，但它的可靠性不如TCP协议高。TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通信完成时要拆除链接，只能用于点对点的通信。它是一种可靠的数据流服务，采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。该协议将包排序并进行错误检查，数据包中包括序号确认，对未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。以上的机制有效地保证数据传输的正确性[3]。本文是在以Kam500作为前端数据采集系统，经由网络交换机对Kam500采集的飞行数据进行打包发送到数据记录器，记录器以PCAP格式对采集的网络数据包进行记录。
2 软件的设计思路及结构框图
2.1 软件设计关键技术
因网络数据包在网络链路中传输可能出现时间滞后，数据顺序打乱甚至丢包等问题。为了解决在数据解析当中，解析数据在时间上是顺序，经过多次软件调试试验，选择定长时间5 s为时间窗，对采集到的数据进行分析排序输出，保证了因网络延迟导致的采集数据点回跳的问题。对于第N个时间窗出现N-1个时间窗的时间点参数，本程序进行了剔除。在网络数据包解析过程中，采用了内存映射技术，通过内存映射建立了原始网络数据包到内存的映射，然后读取原始数据进行提取分析处理。该方法因减少I/O操作时间，有效的提高了处理速度，能提高处理速度20%～30%。
2.2 软件设计结构框图
3.1 软件主程序设计
4 软件的测试
5 结 语
本文在VC软件开发环境下实现了基于标准以太网传输的PCAP格式的网络数据包分析处理软件的设计。并对该软件进行了软件测试工作，经过设计和测试，该软件能够有效地处理分析基于以太网传输的采集的PCM数据，实现了网络包形式的PCM数据解析，为飞行试验中基于网络采集的试飞数据处理提供了方便。
参考文献
[1] 中国飞行试验研究院.航空武器装备飞行试验指南[M].西安：中国飞行试验研究院，2010.
[2] 彭国金.非机构化海量网络数据处理技术研究[J].现代电子技术，2011，34（14）：121?123.
[3] 付建民.计算机网络技术[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
[4] 白乔，左飞.把脉VC++[M].北京：电子工业出版社，2009.
[5] LIPPMAN S B， LAJOIE J， MOO B E. C++ Primer中文版[M].
篇2
关键词：扭矩；实时检测；数据分析；系统
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.246
0 引言
扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了在一定范围内的负载能力。外部的扭矩叫转矩或者叫外力偶矩，内部的叫内力偶矩或者叫扭矩。可以说扭矩是机械设备运行过程中的一项重要参数，对其进行有效测量可以提升设备使用效率和安全性，因此，有必要对扭矩检测技术进行深入研究。
1 扭矩实时监测和数据分析系统的设计
在工业生产当中，扭矩检测技术具有重要作用，它能有效检测出转动轴的扭矩值，从而推断出主轴以及设备的运行状态，如果发现扭矩值过大，便于及时的采取保护措施，对于设备的使用寿命和维护保养有着非常重要的意义。近年来，随着电子技术以及无线通信技术的快速发展，扭矩检测技术的发展向精细化和智能化的方向不断迈进。鉴于此以单片机技术为核心，对扭矩实时检测和数据分析系统进行如下设计。
1.1 整体设计
扭矩实时检测和数据分析系统以集成电路芯片单片机（Microcontrollers）为核心的智能检测系统，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统以及定时器/计数器等功能，集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，这种高度智能化的集成电路芯片在工业控制领域广泛应用。本次研究的扭矩实时检测和数据分析系统同样应用了这项技术，其整体上可以分为两大模块，即扭矩检测发射模块和数据接收监控模块。其中扭矩检测发射模块主要包括扭矩数据检测、数据信息转换、数据信息的传输等；数据接收监控模块包括扭矩检测数据的显示、数据信息接收电路、串行数据通信电路以及报警电路设计。扭矩实时检测和数据分析系统整体结构如下图1所示。
1.2 扭矩检测发射模块设计
扭矩检测发射模块主要针对的是工业设备的转动轴的扭矩，结构组成保留单片机及控制电路、ADC电路、无线通信电路。检测过程主要由单片机进行控制，为了加强检测模块的紧凑性，检测电路元件，由贴片应变片组成全桥电路，从而确保扭矩检测发射模块更加小巧，安装在传动轴上不会影响主轴自身的运动特性。
1.3 数据接收监控模块设计
数据接收监控模块主要是将检测模块收集到的扭矩数据信息传输给上位机，可以说该模块有信息中转以及实时监测功能。因此，在数据接收监控模块设计过程中，同样以集成电路芯片单片机为核心控制器，并配有液晶显示屏、无线电通信系统、输入键盘、报警电路以及RS-232标准串口通信电路，整个数据接收监控模块由电源适配器进行供电。
2 软件系统设计
根据扭矩实时检测和数据分析系统的整体结构，软件设计同样分为扭矩检测发射和数据接收监控两部分。其中扭矩检测发射模块的软件设计主要包括AD7705驱动程序、通信芯片驱动程序、STC12C5A60S2单片机内部逻辑以及实时监控发射程序。AD7705驱动程序主要是将贴片应变片采集到的转动轴扭矩信号经过应变桥输出电压信号的模拟放大然后进行模数转换后串行输出；通信芯片驱动程序完成数据信息的发送；STC12C5A60S2单片机进行核心控制，通过I/O串口控制芯片功能进行数据输入输出、信号中断以及实时监控等操作。
数据接收监控模块的软件设计主要包括液晶驱动程序、通信芯片驱动程序、矩阵键盘扫描驱动程序、串行数据通信程序。整个系统实现了人机交互操作、转动轴扭矩信息管理、刷新以及和上位机进行的实时通讯。数据接收监控模块还具有转动轴扭矩报警功能，一旦检测到的扭矩信息超过了预先设定的标准值，该模块就会发出报警信号，提醒现场工作人员及时进行维护操作。此外，在扭矩实时检测和数据分析系统的显示模块上不仅可以接收转动轴的数据信息和电池电压值，还可以随时刷新显示键盘键码值。芯片内部的显示数据RAM提供642个位元组的空间，最多可以实现4行16字的中文字形显示。
3 结束语
综上所述，本文研究的扭矩实时检测和数据分析系统可以很好的完成各项子系统的功能，可以准确有效的将扭矩信号进行放大，然后通过A/D转换系统进行数据信息的转换并利用无线电系统进行信号传输。通过实际运行可以得出以下结论：该系统能够准确有效的检测出超大量程的扭矩值，并且具有很好的抗干扰性，能够适应各种工业生产环境，具有非常可观的推广和发展前景。
参考文献：
[1]孔祥涛.基于ZigBee无线传感网络的扭矩监测系统研究[D].山东大学，2014.
[2]王登泉，杨明.非接触式旋转轴扭矩测量现状[J].电子测量技术. 2010（06）
[3]王小龙，李代生.基于LabVIEW的高精度扭矩测试系统[J].仪表技术与传感器，2007（11）.
篇3
关键词：软件开发；数据库；设计理念
一、数据库设计原则
使用数据库需要遵循原则，制定数据库使用原则是数据库使用与运行的基础，所以为提升软件的使用质量，有必要制定适合的原则，分别如下：
（一）调整内部结构
设计人员在数据库设计过程中，需要根据使用情况调整数据库的内部结构，保证数据存取路径最优，提升访问速度，使数据的调整路径增多；分析数据库调取逻辑数据，使连接运算模式减少，保证数量关系合理，提高存储效率；需要注意使用游标，如果游标不科学会导致使用数据库时出现死机的现象，或者调取数据出现延缓现象[3]。可以采用建立临时表的方法，处理表内数据后可以使用数据，这样可以使使用游标时的问题减少；需要保证数据库的一致与完整，在调取数据过程中有统一路径支持，保证使用数据库的质量。
（二）规范命名，简化设计
大量数据是数据库的基础，在数据库中会存在一些重复数据，导致会在数据库中逐渐出现重复数据，影响对数据库的正常使用，一定要防止这样的现象出现，设计人员在设计过程中需要考虑到数据库重复问题，可以采用设计代码覆盖重复数据方式，可以使用大小写字母标识，设计后台程序代码，命名不能太长，控制在30个字节，维持数据库设计管理质量，使数据库处于良好的运行状态。
二、设计数据库编程
结构化查询语言在数据库编程的标准的方式，结构化查询语言可以统一化管理与设计数据库，具有功能优势，简单易操作是其特点，已经被广泛应用，具体体现在以下：
（一）使用SQL嵌入式
在日常程序语言中嵌入SQL，基础是C语言与Java，分析各种语言可以采用更加灵活的方式，使整体语言设计更加规范，使数据库语言设计流程更为简单，提升数据库语言在管理中的质量。
（二）ODBC编程
ODBC编程是分析用户的应用、驱动、数据源的程序。配置数据时通过运行中的数据源或使用DriverManager提供函数增加，删除与修改，使数据的使用效率提升，从而保证数据的质量。还可以建立数据源分析与整理数据，使提取数据的速度提升。控制与使用环境是应用DriverManager，以维持数据库基本驱动为基础，直接分析与处理数据，搭建真正数据结构；数据库实践的前提是建设初始化环境，保证数据库的使用质量需要建立连接，连接数据库与运行程序可以应用SQL语言形式，在连接过程中需要有效控制数据源的名称与用户ID等一些基本信息，还需要设置连接函数；使用数据库的基础是执行程序，分直接执行与预处理，发出执行指令主要使用SQL，然后分析数据库结果，输出较适宜信息[4]。
（三）设计存储
数据库设计的基础是存储设计，对语言方式要求比较高，在程序设计语言中嵌入这类语言，实现过程化设计。程序化扩展PL/SQL语言就是存储设计，是基本的结构分析，完整操作逻辑关系可以通过结构分块来建立相互嵌套。编译与优化存储过程后可以加入到数据库服务器中，保证数据库高效运行，控制与维护数据库。
三、数据库程序开发实践
在理论基础上进行数据库软件设计实践，以建立图书馆数据库系统为实践，实践编程根据不同学校图书馆的文件检索进行。
（一）设计图书馆基本构架
在设计图书馆构架时，需要汇总图书馆中涉及的类型以及书籍名称，建立视图与储存需要依据书目表、借阅时间以及借阅信息等，借阅信息也需要编号，学生所在的学院、姓名以及学号等；对书目表进行编号，编辑书籍的类别、书籍的出版社、作者等，需要结合不同数据分析与归纳数据库数据，使数据分析的整体管理质量逐渐提升。
（二）建立有效索引
在用户归纳整理基本数据后，需要根据实际应用环境建立有效索引，可以建立一个也可以建立对个，为客户提供储存路径，这样有利于客户隔年快速查找到信息，在确定索引时，需要设置多种索引方式，例如标题、期刊、作者、文章等，设计具体数据库索引可以采用Hash方式，或者采用B+树的方式。
（三）新项语言和可视化窗口的建立
使用alter语言来进行设计，需要将新项加入语句中的向表，全面填写时应用in-sert语言，在选择需要使用的信息时应用select语言，从而提升信息的整体的质量。结束基本设计需要窗口化设计，保证窗口化设计简洁，这样客户找数据筛选方式会更加便捷，客户可以掌握数据分析的方法，客户在选择数据筛选方法后，在页面上会显示完整信息，满足对数据检索的需要，可以查找到需要的一些信息，有效使用数据库。
篇4
关键词： 交通量； 安卓手机； 软件开发； 数据处理
中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）20?0062?03
Traffic survey and data management analysis system based on mobile phone
ZHAO Qi， TIAN Xiao?ting， LIU Xiao?ming
（Automation Department， North China University of Technology， Beijing 100144， China）
Abstract： Traffic design is an important part of transportation planning and traffic management & control. Couningt and analyzing the traffic data plays an important role in the design of transportation. In this paper， for the problems existing in the current stage of traffic investigation and data management analysis， Java language， and MySQL database are adopted to develop the traffic survey and data management analysis software based on the mobile phone； support the functions of data acquisition， data entry， data management， data analysis， etc.； and further improve the efficiency of traffic survey and save time of statistics and analysis. It adapts to the development of investigation technology under the new situation， and has a higher value.
Keywords： traffic； Android mobile phone； software development； data processing
0 引 言
交通量是交通三大基本参数之一，是描述交通流特性的最重要的参数。在交通规划中，必须获取相应的交通量数据，才能明确交通量在建立或检验预测模型中的功用[1]。我国的交通调查工作虽然起步比较早，但交通调查的组织方法和调查设备落后，特别是在针对于具体项目的交通调查中，目前还多采用人工计数或机械计数的落后方式，需耗费大量的人力、物力，且在交通量较大情况下调查的准确度难以保证，同时，上述交通调查方式的数据记录后期处理任务繁重，严重影响了交通调查数据的有效、充分利用[2]。因此，在当前计算机应用以及通信技术快速发展的背景下，研发新一代的交通调查设备对于促进交通调查技术发展和提高交通调查效率有着重要意义[3?7]。
1 设计原理
1.1 系统总体设计
基于手机端的交通调查及数据管理分析系统分为两大模块：手机端数据采集模块和电脑端数据分析模块。手机端数据采集模块具有交通数据调查功能，并且可以将手机端采集的数据上传至电脑端，在电脑端完成交通数据的处理分析系统，进一步得到交通分析图表。项目流程图如图1所示。
1.2 手机端数据采集系统原理
手机端的设计是基于Android智能手机，主要包括4个子模块：调查资料填写模块；调查内容选择模块；交通量计数模块；Android调查数据上传模块。手机端软件设计整体框架如图2所示。
1.3 电脑端数据分析系统原理
电脑端的开发是基于语言和MySQL数据库进行软件开发的，主要功能包括：接收手机端发送过来的交通调查数据，利用MySQL数据库语言对数据进行分类存储，采用中Chart插件完成对数据图表化的直观显示。
图1 项目流程图
图2 手机端整体框架图
2 系统功能设计与实现
篇5
【关键词】国产化；计算机芯片；测量数据；处理
0 前言
在设计长期加电工程项目的测试系统时，要求长期加电测试期间由操作人员进行远程控制，完成数据的实时监测、数据处理、故障预警及事后数据处理分析与判读，为此数据处理系统需处于持续工作状态。
长期加电过程中会产生大量数据，其中重要的测试数据需存储在数据库中。以往数据处理系统的设计多基于Intel芯片、Windows系统及Oracle数据库。本项目采用基于龙芯CPU的计算机，使用Linux操作系统以及达梦数据库。使用双机热备方式进行数据接收、处理、存储、监测、分析和预警。除常规测试的数据处理、分析与判读功能外，还具备长期连续加电的智能监测与预警能力。对应处理与监控不同信息来源的状态和数据，可实现软件模块间的无缝切换。
1 系统架构设计
数据处理系统主要用于对整个测试系统中的重要参数、指令等进行接收处理、保存，从而全面掌握系统状态，并进行故障预警及记录。
基于国产计算机芯片的数据处理系统根据功能要求，主要由四个软件模块实现，分别为：数据实时处理软件、数据存储及管理软件、数据分析及判读软件、智能监测及诊断软件。
1.1 系统内部接口
数据处理系统中的数据处理、监测、存储等功能由各软件功能模块组合完成，各软件模块间的主要数据交互有：
1）数据存储及管理软件接收数据实时处理软件发送的数据处理结果并保存；
2）智能监测及诊断软件接收数据实时处理软件组播的数据处理结果并进行监测；
3）数据分析及判读软件读取数据存储及管理软件数据库中的数据处理结果与指令信息，进行判读分析。
各软件模块间的接口关系如图1所示。
1.2 系统外部接口
1）数据存储及管理软件对外接口
数据存储及管理软件可同时接收外部多个设备采集发送的参数信息并进行存储，接收数据实时处理软件数据处理结果。
2）数据实时处理软件的外部接口
测量数据实时处理软件与外系统的数据交互主要包括：接收外部测控软件控制指令、接收外部设备组播发送的数据帧。另外还具有数据挑路转发功能，将特殊数据挑路并发送给特定的设备进行处理。
数据存储及管理软件与外系统的接口如图2所示。
测量数据实时处理软件的对外接口关系图见图3。
2 关键软件模块设计
2.1 数据存储及管理
测试系统长期加电状态下，会持续产生大量数据，其中重要的测试数据，包括测量数据、控制信息等均会集中存储在数据库中。由于测试系统产生的数据频率高、容量大，造成实时处理软件无法将数据直接实时存入数据库中，通过运行在数据库服务器上的存储软件，先将数据处理软件组播的参数处理结果进行缓冲，然后定时批量导入数据库，达到减少数据库接口的调用次数，提高存储效率的效果。
数据存储及管理软件运行在麒麟Linux操作系统的服务器上，为提高系统可靠性，操作系统不启动图形界面，软件采用后台服务方式运行，数据接收、存储等信息通过配置文件进行配置。
软件分为数据存储与数据库管理两部分，数据存储部分运行在数据服务器上，为测试系统实时数据处理提供达梦数据库存储接口，数据库管理部分为客户端/服务器模式，可以运行在任意Linux图形客户端，通过网络连接到数据库服务器并进行管理。
数据存储及管理软件通过FTP获取测试参数配置XML文件，保存了数据传输的协议及参数配置信息，可接收各测试设备发送的数据信息并进行存储。
2.2 智能监测及诊断
为解决长期加电测试状态下系统监测问题，需要通过智能监测及诊断软件实时接收各测试设备产生的数据信息，通过数据解析、参数监测、故障报警等功能对采集的数据进行处理分析，并将异常状态信息进行记录，统一监测系统的安全状况和工作状态。
智能监测及诊断模块还提供对故障模式的分析功能，可针对多个参数状态的不同组合预先定义多种故障模式，软件在运行过程中，根据不同的故障模式对当前参数的状态进行分析，如满足故障模式条件，则进行预警及记录，也可以通过预先设定方式直接向测控系统设备发送控制指令，达到智能监测的目的。
智能监测及诊断软件需要监测的参数众多，无法在界面上展现全部的参数，可以通过配置文件定义的方式根据需要加载显示不同的参数，达到界面元素参数组态可配置的效果。
2.3 数据实时处理
数据实时处理软件需完成多类数据的处理及数据发送功能，根据功能要求软件可划分为多个小模块，功能模块结构如图4所示。
数据实时处理软件是数据处理系统的关键，主要功能是对系统接收到的各类参数进行实时处理，并将数据处理结果以组播方式发送到网络，供智能监测及诊断软件和数据存储及管理软件使用。
数据实时处理软件模块运行状态中对人机交互功能要求不高，为提高软件可靠性，操作系统可在非图形化的基本模式运行，软件所需要的参数配置文件可通过FTP从服务器获取，软件提供远程控制功能，可通过测控软件进行控制。
2.4 数据分析及判读软件
数据处理系统中多个软件将测试数据存储在数据库中，数据分析及判读软件为存储在数据库中的数据提供统一的浏览界面，通过客户端/服务器模式提供对数据库中测量参数结果的浏览、查询、分析功能。数据库中需要通过数据分析及判读软件查看的数据包括：各设备发送的参数信息与控制指令数据。
数据分析及判读软件使用数据存储及管理软件的数据库结构，读取数据存储及管理软件在数据库中存储的数据处理结果。
3 总结
数据处理系统方案采用基于龙芯CPU架构的计算机为硬件环境，系统软件采用Linux操作系统和达梦数据库，首次开展基于国产计算机芯片及操作系统、数据库的应用研究，并应用国产化的软硬件运行环境进行测量系统数据处理软件设计，实现高可靠的数据处理。
篇6
关键词：大数据系统；软件工程；项目管理；高效管理方法；系统架构 文献标识码：A
中图分类号：TP393 文章编号：1009-2374（2016）34-0093-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.046
1 概述
随着互联网技术的快速发展，网络上产生海量大规模的数据，这些海量数据在金融、农业、医疗、商业等领域都有极其重要的应用。因此，通过对大数据研究从互联网的海量数据中挖掘出有价值的信息资源。虽然大数据有极其重要的研究价值，但是海量数据处理给软件设计带来了巨大挑战。大数据时代的到来，使传统的软件工程面临新的机遇与挑战。众所周知，传统的软件生产模式一般以正向工程开始，然后进行软件维护、逆向工程与再工程等，而大数据时代的软件生产模式则以逆向工程开始。由于软件资源的大量积累以及大规模软件重用技术的发展与应用，软件数据挖掘与软件集约化生产会变得越来越重要，传统意义下一切从头开始的软件项目会变得越来越少。
互联网的数据正以指数级速度增长，2010年，全球产生的数据超过1ZB；截至2015年，平均每年产生9ZB的数据；数据的产生主要来源于传感器、移动终端和电脑终端；所有这些数据在涉及人类基因组学、医疗保健、石油和天然气、搜索、监控、金融等诸多领域提供了大量潜在的研究价值。IDC认为能够使用大数据解决方案将蓬勃发展实时业务决策，而那些无法接受和利用这种转变的，在市场竞争中处于劣势，且将越来越多地发现自己面对潜在的故障组织。大数据技术描述新一代的技术和架构，通过对大数据进行科学组织、分析其中的数据价值。
大数据是涉及数据存储、可变复杂的大型数据及数据的进一步可视化处理过程；大数据架构需要具备同时处理数据存储要求和分析海量数据的大型服务器的处理能力。其中挖掘潜在模式和隐秘关系的过程称之为大数据分析。挖掘的潜在信息对公司来说能够帮助获得更丰富、更深刻的见解，并能够帮助公司在竞争中占有绝对的优势。这也是大数据的价值所在，更加精确地执行和分析数据中的潜在价值。本文将讨论大数据时代软件生产模式的变化、特征及其发展趋势。除新的概念外，还将重点介绍一些软件管理方法以及工业实践经验。我们正处于一个软件工业大变革的前夜。随着软件资源的大量积累与有效利用，软件生产的集约化与自动化程度都将迅速提高，软件生产质量与效率的大幅度改进将成为可能。
2 软件服务产生的大数据
互联网应用在各行业的广泛推广和使用，使得互联网应用服务产生海量的数据，主要包括流式密集数据和历史密集数据。比如，国内最大的电子商务阿里巴巴数据中心目前已经积累超过100PB的数据；中国移动通信公司目前建立包含办公自动化、企业标准化等超过1万业务流程。传统的软件工程中程序设计思想是“程序=数据结构+算法”，主要考虑程序的效率和正确性，忽视了程序中产生的数据，这将大大缩短程序的生命周期。在软件理论漫长的发展过程中，众多学者一致认为软件就是健壮的程序和详细的文档，其中核心部分就是完备的文档，包括需求文档、工程数据、通用规范等，整个软件设计过程更加关注文档质量和标准化开发模式。因此，在这一共同协议下，促使软件设计更加规范和标志，进而从整体上提升软件质量。
随着系统业务的扩容和用户的使用，要求软件能够处理大规模数据的能力。许多大型互联网企业越来越重视软件服务中流式数据和密集型数据，数据主要来源于用户体验。如图1所示，行业对数据的处理要求越来精细，技术很具有挑战性，其中如何将大数据基础设施作为服务、大数据平台作为服务、数据价值作为服务以及大数据分析作为服务，已经是大数据环境软件工程的研究主要难题。
从软件发展创新模式来分析，服务消费者、服务提供方及PaaS平台三方产生海量线上流式数据和离线密集型数据。比如，TB级的用户交流数据和PB级的用户行为操作数据、TB级的系统日志数据等，这些海量数据对软件开发、维护、管理有着至关重要的作用，同时这些数据对软件服务周期也有决定性的作用。本实质上来说，这些数据只是在规模和量上来衡量，对其的研究缺乏标识，尤其缺少语义化的处理。因此，对如此海量数据的处理，需要从不同的研究方式和创新思维对数据进行组织和处理，形成面向领域内的智能知识主体。以知识为中心，数据为驱动，提供一系列数据服务平台，从而体现出现代软件工程是以大数据为中心开展的。
3 大数据时代软件工程管理模式
根据大数据时代背景下，软件工程的发展从经典的CS模式发展到BS模式以及现在的以面向服务的软件工程，简称为软件服务工程。该设计模式中以服务为基础的单位，能够快速构建应用和共享服务，能够按需分配，同时也能很好地适应分布式程序开发。这种模式特点是将资源虚拟化、应用服务化，向外提供统一服务接口，能够很好地解决大数据环境下动态、分布变化的情况和异构系统数据以及系统整合问题。这种面向服务的软件设计模式在大数据、移动互联网等新兴领域得到广泛的使用。
项目管理是在一定的费用、品质及进度约束下，为达到客户和其他利益相关者的需求、目的和目标所要进行的大量活动的规划、监督和指导。项目管理有两个重要的研究领域：系统工程与项目控制。从图1中看出，两个领域有重叠部分，系统工程为重叠部分提供技术层面的输入，项目控制主要提供规划、费用及进度方面的输入。工程的管理主要是通过文档来体现的，其中主要包括系统文档树和系统工程管理计划（SEMP）。
系统文档树就是以一种树形结构化形式描述项目所需的，面向系统工程的一系列文档以及在自定向下的结构化形式中各个系统工程文件之间的相互关系。系统文档树是由系统工程师在提案阶段基于工作说明书（SOW）和合同数据需求清单（CDRL）准备，以便后续的成本和进度确定所需的文本化的任务。系统文档树由项目经理批准并在项目生命周期内维护更新。系统工程管理计划（SEMP）是描述项目在系统工程方面的任务与进度需求以及这些系统工程任务如何被管理与实现的文档。项目管理计划（SEMP）是由系统工程师基于工作说明书（SOW）和合同数据需求清单（CDRL）在提案过程中描述系统工程过程以及系统工程需求如何被计划、组织、集成、监测、控制和测量。SEMP应该由项目经理批准并在项目生命周期内维护更新。系统工程管理计划基于SOW及合同数据编制，包括三类关键要素：开发项目规划与控制、系统工程过程以及工程专业集成。
第一，开发项目规划与控制。开发项目规划与控制描述在管理开发项目中必须实现的系统工程任务，包括：SOW（工作说明书）；组织；进度计划；程序、设计和测试准备评审；技术性能测量；风险管理。
第二，软件系统工程过程。系统工程过程描述用于系统开发的系统工程过程，包括：运行需求；功能分析；系统分析与权衡策略；系统测试与评估策略。
第三，软件工程专业集成：工程专业集成描述多个专业工程领域如何被继承到主系统设计与开发中，包括：可靠性工程、可维护性工程、可用性（RMA）工程；可生产性工程；安全性工程；人因工程。
4 结语
互联网的快速发展使得软件的更新迭代更加频繁，大数据时代的到来更是对软件的性能和安全的重要考验。如何在大数据环境下，构建一个高效、安全、健壮的软件，除了需要技术的支持，更多地需要一套科学工程理论、技术标准、软件管理方法的融合。由于软件资源的大量积累以及大规模软件重用技术的发展与应用，软件数据挖掘与软件集约化生产会变得越来越重要，传统软件无法满足当前的需求，大数据环境下提出一般软件工程的管理模式对时下的软件工程开发是非常有帮
助的。
参考文献
[1] 王符伟.大数据时代下软件工程关键技术分析[J].电子技术与软件工程，2015，（23）.
[2] 朱怀英，展之桂.大数据应用的现状与展望[J].工业c，2016，（17）.
[3] 孟雪井，李宏飞，杨亚飞.大数据背景下统计软件在数据分析中的应用[J].现代经济信息，2016，（8）.
[4] 于兴文.基于大数据的创新型“归一”软件设计思路[J].科教导刊（旬刊），2015，（11）.
[5] 汪子阳.软件工程技术发展思索[J].电脑迷，2016，（1）.
篇7
关键词：基于PLC和MCGS；高压往复泵；测试系统
高压往复泵是高压水射流设备的主机，对系统的可靠性有很大影响[1]。而高压往复泵的性能测试是检验产品质量的重要手段。由于高压往复泵性能测试具有控制变量多、参数多的特性，传统测试系统由于测量仪器简单连接、无抗干扰措施导致测试精度低，系统响应慢，难以实现数据分析，需要运用现代的测试技术进行改造和完善[2]。
随着生产检测自动化水平的提高，高压泵测试技术发展方向朝着测量仪器的自动控制、测量范围宽、智能方便的网络控制和数据共享的方向改进[3]。基于 PLC 控制技术、计算机网络技术、通讯技术和数据库技术开发了一套功能完善、性能稳定和操作方便的可对高压往复泵性能参数进行测试计算机采集与分析系统，来实现信号采集、传输与分析处理一体化和系统网络化。
1 总体方案设计
依据国家标准GB7784-875《机动往复泵试验方法》，通过上位测试软件对测试系统采集的高压往复泵的出厂性能进行检测，采集高压泵进出水流量、进出口压力、电动机转速、功率、扭矩等参数进行数据分析处理得到反映高压泵使用性能实验曲线。整个测试系统能够完成实验过程中参数的采集、存储、试验报表生成和试验曲线绘制等功能[4-6]。
按照机动往复泵试验方法的要求，高压往复泵试验台的搭建主要包括硬件与软件两个方面。试验台硬件方面主要包括试验台的总体布局设计，压力变送器、流量计、声级仪、测振仪、功率仪、转矩转速传感器、测温仪的选型。测试系统需要编制的软件主要实现测试系统控制程序、实时监控、数据分析与处理、实验结果输出与打印等功能。
2 硬件系统的设计
高压往复泵综合性能测试系统由多传感器集成的自动测试系统。硬件设备主要包括：压力变送器、流量计、声级仪、测振仪、功率仪、转矩转速传感器、测温仪、数据采集模块、工控机及显示器。单台超高压往复泵试验台硬件系统如图1所示。
高压往复泵负载运转试验过程中，按照额定排出压力分四个压力等级进行试验来确定流量、功率、泵效率、泵速与压差的关系。通过上位机控制压力的输入。采用计算机控制软件通过PID调节试验压力，实现对试验过程中实时压力和流量的平稳控制。通过传感器、功率仪、工业噪声检测仪、转速表等工业仪表测量泵的压力、流量、转速、功率、温度、噪声等性能参数。
变频控制及数据采集系统主要由变频器、工控机、PLC、电机等组成。在测试系统中，电动机通过西门子MM440变频器驱动，并采集电流、电压、功率等参数传送到S7-300 PLC中。MM440 由 PROFIBUS模块实现CB通讯，并通过RS485串口与西门子 S7-300PLC建立通讯。综合考虑实际生产需求，根据所需测试高压泵的额定功率分布范围，在控制成本的同时，提高测试效率，高压往复泵试验台设定为四套相对独立的测试管路，且共用一个循环水箱，水箱设定容量为50m3。四套相对独立的测试系统通过独立的SIMATIC 300PLC采集数据，通过以太网与上位机建立通讯。以太网通讯组态如图2所示。
3 软件设计
系统采用STEP7 BasisV5.3编程，以MCGS6.2 组态软件为平台开发试验台测试软件系统。如图3所示。主要包括：测试准入界面设计、监控界面设计、数据采集、分析与管理、自动加载及测试过程的控制等。装有组态软件MCGS的PC机通过建立以太网与S7-300 PLC 连接进行通讯。同步进行四台往复泵的监控，实时监控输入压力、输出压力、压差、泵速、输入功率、输出功率、油温和介质温度，进行数据处理，得到超高压往复泵的实时性能曲线进行打印报表输出。
4 结论
基于 PLC 控制技术、计算机网络技术、通讯技术和数据库技术开发了一套功能完善、性能稳定和操作方便的可对高压往复泵性能参数进行测试计算机采集与分析系统。实现了高压泵性能参数的自动测试、采集、分析和处理。与传统的测试方法相比，该测试系统采用多传感器同步采集、自动加载系统等提高了测试过程的自动化程度测试效率和精度，使企业能够自主进行型式检验，抽样检验和出厂检验，提高出厂产品的质量水平，并且可以共享硬件资源降低成本，扩展测试系统和提高测试效率和精度。
参考文献：
[1]薛胜雄.高压水射流技术工程[M].合肥：合肥工业大学出版社，2006：15-18.
[2]杨森.机动往复泵综合性能自动测试系统的设计和实现[J].科技信息，2011，21：34-35.
[3]陈清华，关维娟，李松.往复泵性能参数计算机采集与分析系统的设计[J].工矿自动化，2005，01：30-32.
[4]中国国家标准GB/T7784-2006《机动往复泵实验方法》[S].
[5]冯平法，徐道春，陆冠玉，周西杰，李雪伟.乳化液泵综合性能自动测试系统设计与实现[J].器仪表学报，2007，12：2218-2221.
篇8
（黑龙江省劳动安全科学技术研究中心，黑龙江 哈尔滨 150040）
摘要：在对电焊条生产行业职业危害指标进行全面的统计分析后，基于已建立的统计学数理模型，采用C/S模式，在?net框架下设计并开发完成电焊条生产行业职业危害评价系统。该系统包括数据管理模块、法律法规及标准模块、数据分析处理模块、职业危害评价模块及帮助5个模块，实现了对电焊条生产企业的现场监测、现场评价，为职业危害评价工作提供了又一种方便快捷有效的测评方法。
关键词 ：电焊条生产行业；职业危害；评价系统
中图分类号：X 954文献标识码：A
收稿日期：2014-12-24
基金项目：黑龙江省青年科学基金项目（QC2010101）
第一作者简介：赵蕊（1981-），女，硕士研究生，中级职称，主要从事劳动安全技术方面的研究工作。
职业危害的传统监管模式主要是通过报告和人工采集数据，不仅花费大量的人力、物力，而且周期长，准确性较差，常有漏查现象［1］发生，所以很难满足对职业危害全面、及时、连续、系统、动态监管的要求。因此，将计算机技术引入到职业危害监管工作中，使安全工作由传统管理上升到系统管理，是职业危害监管工作的发展方向［2］。目前，我国已研究或开发的职业卫生信息系统很多，为我国全面有效地开展职业危害监管工作奠定了坚实的基础。
吴维皑等在对我国厂矿职业卫生档案及其管理现状调查研究的基础上，设计开发了适合我国厂矿使用的职业卫生档案微机管理系统［3］。广州市劳动卫生监督监测所以厂矿企业建立的《厂企职业卫生档案》和《职工健康监护手册》为基础数据，应用计算机技术建立了“广州市职业卫生服务信息管理系统（GZOHSIMS）”［4］。王如刚等结合企业健康监护工作的特点，研究开发了“多媒体石油化工健康监护计算机管理系统”［5］。深圳市在总结1994年开发的DOS单机版管理系统的基础上，开发了职业卫生网络版管理软件［6］。于永中等进行了北京市劳动卫生与职业病信息计算机管理系统的研究［7］。赵一归等设计开发了“职业安全卫生管理体系法规多媒体信息系统”［8］。朱素蓉等广泛搜集上海市1952～1989年化学性职业危害因素监测资料，建立了化学性职业危害因素资料库［9］。陈飙等研制了行业工业卫生规范化方案，并设计开发了《方案》微机管理系统［10］。张荣军等在分析铝行业生产特点的基础上，设计开发了“铝行业安全卫生管理信息系统”［11］。上海市疾病预防控制中心研制开发了“上海市职业病预防控制信息管理系统”［12］。珠海市卫生监督所建立了卫生监督信息平台和数据库，该系统为卫生监督部门的日常监督管理和领导决策提供了信息化服务手段［13］。2003年，卫生部组织开发了“中国疾病预防控制信息系统”［14］。天津市卫生防病中心研究开发了职业卫生计算机管理系统［15］。
1开发模式
本文采用C/S模式，以Visual Studio为平台，在.net框架下开发电焊条生产行业职业危害监管信息系统，数据库采用Microsoft Office Access。
2软件设计
2?1软件设计原则
（1）符合职业危害监管相关法律法规，以及电焊条生产行业相关标准；
（2）满足电焊条生产行业职业危害监管工作需求；
（3）方便现场工作，操作简单，可视化程度高。
2?2软件功能设计
电焊条生产行业职业危害评价系统采用模块化的设计方法，共设计了5个功能模块，即：数据管理模块、法律法规及标准模块、数据分析处理模块、职业危害评价模块及帮助模块，系统功能如图1所示。
（1）数据管理模块：数据管理模块主要实现企业作业场所现场监测数据的编辑、增加、删除和修改等功能，完成企业职业危害监管数据的汇总和管理工作。
（2）法律法规及标准模块：法律法规及标准模块主要实现对现行电焊条生产行业职业危害监管相关法律法规及标准的查询功能，将电焊条生产行业职业危害监管相关法律法规及标准原文汇总，便于实际工作中应用，同时，为电焊条生产行业职业危害监管工作提供基础理论和技术支撑。
（3）数据分析处理模块：该模块以前期数理统计分析结果为依据，通过数学模型，对企业职业危害监测数据进行分析处理，实现职业危害评价工作的量化管理。
（4）职业危害评价模块：该模块可实现企业职业危害评价功能，根据评价分数及划分等级标准，得出企业职业危害评价结果。
（5）帮助模块：提供系统使用说明及系统相关信息文档。
3小结
随着信息技术的不断发展，信息化、数字化已成为职业危害评价工作的趋势，它不仅大大提高了评价工作效率，而且增加了评价工作的准确性和可靠性。本文在对电焊条生产行业特点深入研究的基础上，通过数理统计分析建立了电焊条生产行业职业危害评价模型，以数学模型为理论基础，开发了电焊条生产行业职业危害评价系统，实现了对电焊条生产企业的现场监测、现场评价，为职业危害评价工作提供了又一种方便快捷有效的测评方法。
参考文献：
［1］刘华亮，刘起勇.地理信息系统在媒介生物性传染病研究中的应用［J］.中国媒介生物性及控制杂志，2007，18（2）：169-171.
［2］张荣军，王跃平.铝行业职业安全卫生管理信息系统的研究［J］.工业安全与环保，2003，29（5）：45-46.
［3］吴维皑，苏江，王宏，等.厂矿职业卫生信息管理系统的研究［J］.医学研究通讯，1994，23（5）：29-30.
［4］何健民，朱昌淇，刘薇薇，等.广州市建立职业卫生服务信息管理系统的初步研究［J］.中国工业医学杂志，1995，8（5）：297-298.
［5］王如刚，杨杰.多媒体石油化工健康监护计算机管理系统的研制与应用效果［J］.中国工业医学，1999，12（2）：124-125.
［6］何家禧，黄先青.深圳市职业卫生管理系统软件的开发应用［J］.中国职业医学，2000（1）：28.
［7］于永中，高星，雷卫星，等.北京市劳动卫生与职业病信息计算机管理系统的研究［J］.中华劳动卫生职业病，2000，18（4）.
［8］赵一归，罗云，解增武.职业安全卫生管理体系法规多媒体信息系统的设计［J］.劳动安全与健康，2000（4）：27-28.
［9］朱素蓉，卢伟，薛寿征，等.上海市工种暴露模式（1）：化学性职业危害因素资料库的建立［J］.环境与职业医学，2003，20（2）：106-109.
［10］陈飙，田德华，高淑芬，等.建材玻陶行业工业卫生规范化及微机化管理［J］.工业卫生与职业病，2001，27（5）：318-320.
［11］张荣军，王跃平.铝行业职业安全卫生管理信息系统的研究［J］.工业卫生与职业病，2003，29（5）：45-46.
［12］朱彩菊，瞿菁，刘美霞，等.上海市职业病预防控制信息管理系统的建立［J］.工业卫生与职业病，2004，30（5）：258-261.
［13］杨卫国，黄彪，黄宏瑜，等.树立科学发展观，实现卫生监督管理信息现代化［J］.国际医药卫生导报，2005（21）：16-17.
［14］中国疾病预防控制信息系统［EB/OL］.http：//202.106.123.35/，2007-09-05.
篇9
软件总体设计
中央级资源共享系统中央级资源共享系统的软件结构如。整体软件设计采用模块化设计原则，提高系统的可维护性和开发效率。软件层次架构主要包括：接口子系统：该部分完成了系统与其他系统之间交互的方式、访问规则等，负责整个系统与外部的交互、通讯、获取相关数据。数据统计子系统：对系统中需要处理的大量监测数据进行逐一进行统计，整个统计过程在系统中自动完成，不需要人工进行干预，为数据分析子系统提供服务保障，同时也大大提高了数据分析子系统的效率。数据分析子系统：该部分为用户提供了查询，生成统计、分析报表的服务，并可自动生成统计分析报表。用户可自己定制查询条件、获取指定的数据信息与展现子系统：用户可将监测信息及相关的报表等内容通过信息的方式，提供给需要的用户。基于GIS的信息分析及功能让监测信息的展示更加的直观，一目了然。信息检索与管理子系统：该系统用户可通过关键字的方式在信息检索中检索自己所感兴趣内容，让用户的操作更加中央级监测资源共享系统软件结简单、方便，提高工作效率。数据维护子系统：为了保证系统数据的正确性，系统自动对字典等数据进行清理，去掉不必要的数据。用户权限管理子系统：由于该系统的用户很多，为了系统的安全性，可灵活配置资源共享系统的用户和权限，查询统计各类用户访问资源共享系统的操作记录。省级资源共享系统省级资源共享系统的软件结构。通过数据接口完成资源共享系统与子网之间的数据同步和音视频访问，将数据集成和存储后提供给业务处理、系统管理和音视频访问等应用，由应用系统完成系统各项功能并通过信息平台展现给用户。
主要技术特点
研发基于AJAX的应用程序框架和FlexRIA技术框架提高交互能力广播电视监测资源共享系统使用基于AJAX的应用程序框架，系统只为Web页面推送更新数据，使得Web应用程序更为迅捷地回应用户动作,在B/S架构中达到可以比拟C/S系统的交互效果。该系统还具有B/S架构安全性高、升级方便的特点。监测资源模块中采用FlexRIA技术框架整合了全部的监测资源，用户可以随意的切换需要看到的区域、筛选关心的资源、直观的看到资源的分布及概况、深入查询某资源的相关信息等。数据同步模块技术采用Oracle触发器和存储过程的方式自行开发了数据同步模块。使用触发器捕获源数据的变更，存储到基于数据表的捕获队列，再用存储过程模拟Streams中的传播机制，将数据变更信息分发到基于数据表的同步消息队列，最后通过存储过程将同步消息队列中的数据同步到远端数据库。通过触发器保证所有同步数据表的数据变更被捕获，基于数据表的队列保证同步过程中数据不会丢失。应用数据挖掘实现了海量数据的智能分析广播电视监测资源共享系统应用数据挖掘、数据仓库等技术，首次在广播电视技术领域实现了对历史积累的海量广播电视监测数据的深度分析，建立了多种广播电视监测数据分析模型，分析研究广播电视播出的变化规律，评估广播电视覆盖效果，建立广播电视监测数据分析预测体系，提高了监测工作的自动化水平。基于GIS的信息实时通过GIS整合的业务数据与时空数据系统将分布于各地的资源包括实时监测数据和历史监测数据在地图上实时出来。通过GIS功能将实时监测数据和历史监测数据实时，用户可直观地看到资源的空间分布、实时状态，还可以对感兴趣的信息进行深入的挖掘。
结束语
篇10
关键词：LabVIEW； 飞行试验； 快速处理； 实时数据监控
中图分类号：TN9834 文献标识码：A 文章编号：1004373X(2012)10017203
飞行试验任务进入了一个信息化时代，数据量激增，某些型号在实时监控的同时或者实时飞行的间歇需要对上一架次飞行数据迅速做出分析和判断，以决定下一飞行架次的执行，这时就要求在实时监控的同时可以处理和分析数据，以提高飞行试验的效率。现有软件版本功能不全面，算法不透明，维护比较麻烦，软件界面不够美观，便捷，处理效率比较低，无法满足现阶段飞行试验的要求。LabVIEW是一个工业标准的图形化开发环境，它结合了图形化编程方式的高性能与灵活性，以及专门为测试与自动化控制应用设计的高端性能与配置功能，能为数据采集、仪器控制、测量分析与数据显示等各种应用提供必要的开发工具，使用户能够快速编写出功能强大的应用程序［1］。基于实际应用的需求，以及LabVIEW的优点和特性，本文设计了基于LabVIEW的飞行试验数据快速处理软件，其界面清晰美观，操作灵活简单，功能丰富，可根据需要更新和增添新的功能，能较好地满足现阶段飞行试验数据处理与分析的要求。
1 飞行试验实时数据处理系统结构
飞行试验实时数据处理系统的结构如图1所示，可分为遥测天线、接收装置、服务器和客户端四部分。
图1 系统结构图一般情况，飞机通过机载的遥测天线发射无线遥测信号，地面接收装置接收飞机发射的无线遥测信号，将其解调后送往服务器，服务器经过处理送往客户端，这时监控人员一方面可以在客户端实时观察飞机性能、位置等信息，另一方面还可以对客户端记录的数据进行快速处理和分析，以提高决策速度和飞行试验的效率。该软件主要是针对客户端上位机进行飞行试验数据快速处理的需要而研究开发的，所以应用行试验实时数据处理系统的客户端。
2 软件设计
2.1 软件的总体设计思路与功能
在飞行试验时，工作人员在实时监控的同时或者实时飞行的间歇需要对上一架次飞行数据迅速做出分析和判断，以决定下一飞行架次执行的要求。本文设计了数据快速处理软件，在形式上该软件将实时和事后处理综合起来，以便工作人员在两者之间可以简单切换，而不至于像以前一样因为软件位置分散找不到而手忙脚乱；在内容上该软件一方面继承原有软件的优点，另一方面增加更多功能，通用性更强。基于LabVIEW的飞行试验数据快速处理软件从界面、功能、应用等方面做了新的设计，以提高飞行试验的效率。其主界面如图2所示。界面上部为连接各个功能模块的操作按键，中间部分为飞行试验原始数据显示，下部为数据分析后的结果，整个软件设计美观、实用、易于操作。
图2 主界面基于LabVIEW的飞行试验数据快速处理软件的功能模块如图3所示。
图3 软件功能模块图2.2 各模块的功能与实现
基于LabVIEW的飞行试验数据快速处理软件按处理时间可分为实时数据监控与记录和事后数据处理与分析两大部分：
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