CN113450057A - 一种基于移动终端的轨道交通能源管理*** - Google Patents

一种基于移动终端的轨道交通能源管理*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于移动终端的轨道交通能源管理***，该***包括Android移动客户端、PC服务器端和数据采集模块端，其中Android移动客户端，获取用户的操作请求，发送至后台的PC服务器端进行处理，并接收处理结果；PC服务器端，处理来自数据采集模块端的请求，将数据采集模块端上传的数据存储到数据库中，并处理来自移动客户端的请求，读取数据库中的数据发送到Android移动客户端；数据采集模块端，采集列车和变电站点的能耗数据并上传至PC服务器端。本发明基于Android***移动终端，服务器采用MySql关系型数据库，***具有良好的兼容性与扩展性，能够通过移动终端实时监控列车和变电站点的用能状态。

Description

一种基于移动终端的轨道交通能源管理***
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，特别是一种基于移动终端的轨道交通能源管理***。
背景技术
随着轨道交通的飞速发展，其能源消耗问题日益突出，将多种交通工具按照同等运客能力的单位能耗比进行比较，虽然轨道交通能耗仅为汽车的5％、公交车的60％，但是由于其***载客量巨大，其总能耗不可忽略。2016年，全国城市轨道交通的总耗电量已经超过了100亿kW·h，占到了全社会总耗电量的1.5％～2％。而北京、上海、广州等一线大型城市，由于其轨道交通***已经形成线网，每年的耗电量已经超过了10亿kW·h。根据目前每公里的平均耗电量来计算，预计未来全国城市轨道交通的年用电量将会达到约400亿kW·h。
由此可见，对城市轨道交通***进行能源管理具有重要的科学意义，能源管理***的应用会带来巨大的经济效益和社会效益，对深化企业管理、维护轨道交通正常运营和提高能源利用效率都具有十分重要的意义。文献1(黄明才,李广刚.南京地铁1号线能源监管***[J].都市快轨交通,2011(03):103-106.)介绍了具有能源监管中心功能和能耗数据采集现场子网功能的能源监管***，文献2(黄明才,方漫然.南京地铁线网能源管理中心[J].都市快轨交通,2018,v.31；No.152(04):122-126.)则进一步规划建立了车站级、线路级和线网中心级3级的企业能源管理***架构，以实现企业能源科学化管理和分析。
然而，随着轨道交通进一步的发展，越来越多的线路以及随之产生的越来越多的能耗数据，目前的轨道交通能源管理***都是以PC为终端进行相关的查询管理，这将给能源管理中心的管理人员带来更大的压力，工作人员难以随时随地更快地获得自己想要的能耗数据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好兼容性与扩展性的基于移动终端的轨道交通能源管理***，通过移动终端实时监控列车和变电站点的能耗数据。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于移动终端的轨道交通能源管理***，包括Android移动客户端、PC服务器端和数据采集模块端，其中：
Android移动客户端，获取用户的操作请求，发送至后台的PC服务器端进行处理，并接收PC服务器端的处理结果；
PC服务器端，处理来自数据采集模块端的请求，将数据采集模块端上传的数据存储到数据库中，并处理来自Android移动客户端的请求，读取数据库中的数据发送到Android移动客户端；
数据采集模块端，采集列车和变电站点的能耗数据并上传至PC服务器端。
进一步地，所述的数据采集模块端包括数据采集与下发模块和数据通信模块，其中：
数据采集与下发模块，设置有MCU控制器，该控制器与负责采集数据的霍尔传感器模块连接，并且通过RS485串口通信与数据通信模块连接；
数据通信模块，设置有GPRS DTU无线传输模块，该模块通过Socket技术与PC服务器端建立TCP长连接，进行数据传输。
进一步地，所述的Android移动客户端基于Android***移动终端，包括UI模块和客户端数据通信模块，其中：
UI模块，获取用户请求，并将后台PC服务器端处理完的数据显示到前台客户端界面；
客户端数据通信模块，基于C/S架构通过HttpClient以AsyncTask异步方式与***PC服务器端进行交互。
进一步地，所述PC服务器端基于MVC分层设计模式，采用SSH即Spring+Struts2+Hibernate开发框架实现；Struts2作为***整体基础架构，负责分离MVC；Hibernate框架支持持久层；Spring框架支持业务层；
所述PC服务器端包括服务器数据通信模块、客户端功能管理模块和数据处理模块，其中：
服务器数据通信模块，用于PC服务器端与数据采集模块端之间、PC服务器端与Android移动客户端之间的通信，PC服务器端与数据采集模块端之间的通信通过在PC服务器端配置一个Socket端口监听来实现；PC服务器端与Android移动客户端之间使用HTTP协议进行通信；
客户端功能管理模块，管理客户端身份信息和通信信息，形成客户端会话池；
数据处理模块，对客户端提交的请求进行总体调度，同时对所有任务的数据进行运算、转发、存储操作。
进一步地，所述PC服务器端基于线程池技术实现并发性能；PC服务器端预先创建子线程，在PC服务器端接收到请求时，预先创建的子线程来响应请求，PC服务器端对这些子线程进行维护。
进一步地，所述Android移动客户端、PC服务器端和数据采集模块端内的各模块之间均以XML作为数据传输格式，数据的封装与解析通过Dom4JAPI实现。
进一步地，所述PC服务器端的数据库采用基于MySql关系型数据库。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)数据查询功能使用户可以在移动端随时随地查询相关数据，并将其绘制成图表以快速了解列车和变电站点用能状态；(2)数据采集模块端数据通信模块是采用GPRS DTU模块实现，无需复杂的布线、灵活性强、施工成本低；穿透性及传输距离不受地理环境限制；(3)GPRS DTU模块采用Socket技术与PC服务器端建立TCP长连接，PC服务器端通过线程池技术维护一定数量的线程，减少了服务器的资源消耗，提高***的整体性能；(4)后台数据服务基于MySql关系型数据库，通过合理的数据表设计和数据库连接池技术大大提高了数据库访问性能，且整个***安全可靠。
附图说明
图1是本发明基于移动终端的轨道交通能源管理***的结构示意图。
图2是本发明基于移动终端的轨道交通能源管理***软件框图。
图3是本发明中PC服务器端线程池工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
Android移动客户端通过HttpClient以AsyncTask异步方式与***服务器进行交互，以XML作为数据传输格式；PC服务器端采用Tomcat服务器；数据采集模块端采用GPRSDTU组网模块与服务器通讯，将列车和变电站点能耗数据上传至服务器。
本发明基于当前广泛流行开发的Android***设计移动终端，服务器采用MySql关系型数据库，***具备良好的兼容性与可扩展性，通过移动终端实时监控查询列车和变电站点能耗数据。
结合图1，本发明基于移动终端的轨道交通能源管理***，包括Android移动客户端、PC服务器端和数据采集模块端，其中：
Android移动客户端，获取用户的操作请求，传送至后台的PC服务器端进行处理，并接收PC服务器端的处理结果；
PC服务器端，处理来自数据采集模块端的请求，将数据采集模块端上传的数据存储到数据库中，并处理来自Android移动客户端的请求，读取数据库中的数据传送到Android移动客户端；
数据采集模块端，采集列车和变电站点的能耗数据并上传至PC服务器端。
进一步地，所述的数据采集模块端包括数据采集与下发模块和数据通信模块，其中：
数据采集与下发模块，设置有MCU控制器，该控制器与负责采集数据的霍尔传感器模块连接，并且通过RS485串口通信与数据通信模块连接；
数据通信模块，设置有GPRS DTU无线传输模块，该模块通过Socket技术与PC服务器端建立TCP长连接，进行数据传输。
进一步地，所述的Android移动客户端基于Android***移动终端，包括UI模块和客户端数据通信模块：
UI模块，获取用户请求，并将后台PC服务器端处理完的数据显示到前台客户端界面；
客户端数据通信模块，基于C/S架构通过HttpClient以AsyncTask异步方式与***PC服务器端进行交互。
进一步地，所述PC服务器端基于MVC分层设计模式，采用SSH即Spring+Struts2+Hibernate开发框架实现；Struts2作为***整体基础架构，负责分离MVC；Hibernate框架支持持久层；Spring框架支持业务层；所述PC服务器端包括服务器数据通信模块、客户端功能管理模块和数据处理模块：
服务器数据通信模块，用于PC服务器端与数据采集模块端之间、PC服务器端与Android移动客户端之间的通信，PC服务器端与数据采集模块端之间的通信通过在PC服务器端配置一个Socket端口监听来实现；PC服务器端与Android移动客户端之间使用HTTP协议进行通信；
客户端功能管理模块，管理客户端身份信息和通信信息，形成客户端会话池；
数据处理模块，对客户端提交的请求进行总体调度，同时对所有任务的数据进行运算、转发、存储操作。
进一步地，所述PC服务器端基于线程池技术实现并发性能；PC服务器端预先创建子线程，在PC服务器端接收到请求时，预先创建的子线程来响应请求，PC服务器端对这些子线程进行维护。
进一步地，所述Android移动客户端、PC服务器端和数据采集模块端内的各模块之间均以XML作为数据传输格式，数据的封装与解析通过Dom4JAPI实现。
进一步地，所述PC服务器端的数据库采用基于MySql关系型数据库。
实施例1
结合图1，本发明一种基于移动终端的轨道交通能源管理***，包括Android移动客户端、PC服务器端和数据采集模块端，其中：
一、所述数据采集模块端，采集列车和变电站点的能耗数据并上传至PC服务器端；
具体地，所述的数据采集模块端包括数据采集与下发模块和数据通信模块，其中：
数据采集与下发模块，设置有MCU控制器，该控制器与负责采集数据的霍尔传感器模块连接，并且通过RS485串口通信与数据通信模块连接；
数据通信模块，设置有GPRS DTU无线传输模块，该模块通过Socket技术与PC服务器端建立TCP长连接，进行数据传输。
二、所述Android移动客户端，获取用户的操作请求，传送至PC服务器端进行处理，并接收处理结果；
具体地，所述的Android移动客户端包括UI模块和客户端数据通信模块，其中：
UI模块，获取用户请求，并将后台处理完的数据显示到前台界面；
客户端数据通信模块，基于C/S架构通过HttpClient以AsyncTask异步方式与***服务器进行交互。
三、所述后台PC服务器端，处理来自数据采集模块端的请求，将数据采集模块端上传的数据存储到数据库中，并处理来自Android移动客户端的请求，读取数据库中的数据传送到Android移动客户端；
具体地，所述PC服务器端基于MVC分层设计模式，采用SSH(Spring+Struts2+Hibernate)开发框架实现；Struts2作为***整体基础架构，负责分离MVC，Hibernate框架支持持久层，Spring框架支持业务层；所述PC服务器端包括服务器数据通信模块、客户端功能管理模块和数据处理模块，其中：
服务器数据通信模块，用于PC服务器端与数据采集模块端和PC服务器端与Android移动客户端之间的通信，PC服务器端与数据采集模块端之间的通信通过在PC服务器端配置一个Socket端口监听来实现；PC服务器端与Android移动客户端之间使用HTTP协议进行通信；
客户端功能管理模块，管理客户端身份信息和通信信息，形成客户端会话池；
数据处理模块，对客户端提交的请求进行总体调度，同时对所有任务的数据进行运算、转发、存储操作。
结合图1，本发明一种基于移动终端的轨道交通能源管理***，各模块之间以XML作为数据传输格式，数据的封装与解析通过Dom4JAPI实现。
结合图2，本发明一种基于移动终端的轨道交通能源管理***，实现对列车和变电站点用能状态的实时监控和查询，以便于用户实时掌握自己所需要的能耗数据信息，从而做出相应的操作。
具体地，Android移动客户端的请求是通过异步的方式发送到服务器，PC服务器端Struts2拦截Android移动客户端请求，执行相应的操作，去数据库的表中查找能耗数据并返回到Android移动客户端。PC服务器端开启一个端口监听数据采集模块端上传能耗数据，持续更新数据表，以保证用户获取的数据实时有效。
结合图3，本发明一种基于移动终端的轨道交通能源管理***，服务器的并发性通过线程池技术来实现。具体地，PC服务器端在Android移动客户端的请求到来之前预先创建的子线程。当PC服务器端接收到Android移动客户端的请求时，利用预先创建的线程来响应这些请求，PC服务器端维护这些线程；使用线程池来控制***中的线程数量，当线程池中出现空闲线程时，让其执行下一个队列任务；如果池中没有空闲线程，整个线程池资源即处在等待状态。

Claims (7)

1.一种基于移动终端的轨道交通能源管理***，其特征在于，包括Android移动客户端、PC服务器端和数据采集模块端，其中：
Android移动客户端，获取用户的操作请求，发送至后台的PC服务器端进行处理，并接收PC服务器端的处理结果；
PC服务器端，处理来自数据采集模块端的请求，将数据采集模块端上传的数据存储到数据库中，并处理来自Android移动客户端的请求，读取数据库中的数据发送到Android移动客户端；
数据采集模块端，采集列车和变电站点的能耗数据并上传至PC服务器端。
2.根据权利要求1所述的基于移动终端的轨道交通能源管理***，其特征在于，所述的数据采集模块端包括数据采集与下发模块和数据通信模块，其中：
数据采集与下发模块，设置有MCU控制器，该控制器与负责采集数据的霍尔传感器模块连接，并且通过RS485串口通信与数据通信模块连接；
数据通信模块，设置有GPRSDTU无线传输模块，该模块通过Socket技术与PC服务器端建立TCP长连接，进行数据传输。
3.根据权利要求1所述的基于移动终端的轨道交通能源管理***，其特征在于，所述的Android移动客户端基于Android***移动终端，包括UI模块和客户端数据通信模块，其中：
UI模块，获取用户请求，并将后台PC服务器端处理完的数据显示到前台客户端界面；
客户端数据通信模块，基于C/S架构通过HttpClient以AsyncTask异步方式与***PC服务器端进行交互。
4.根据权利要求1所述的基于移动终端的轨道交通能源管理***，其特征在于，所述PC服务器端基于MVC分层设计模式，采用SSH即Spring+Struts2+Hibernate开发框架实现；Struts2作为***整体基础架构，负责分离MVC；Hibernate框架支持持久层；Spring框架支持业务层；
所述PC服务器端包括服务器数据通信模块、客户端功能管理模块和数据处理模块，其中：
服务器数据通信模块，用于PC服务器端与数据采集模块端之间、PC服务器端与Android移动客户端之间的通信，PC服务器端与数据采集模块端之间的通信通过在PC服务器端配置一个Socket端口监听来实现；PC服务器端与Android移动客户端之间使用HTTP协议进行通信；
客户端功能管理模块，管理客户端身份信息和通信信息，形成客户端会话池；
数据处理模块，对客户端提交的请求进行总体调度，同时对所有任务的数据进行运算、转发、存储操作。
5.根据权利要求1所述的基于移动终端的轨道交通能源管理***，其特征在于，所述PC服务器端基于线程池技术实现并发性能；PC服务器端预先创建子线程，在PC服务器端接收到请求时，预先创建的子线程来响应请求，PC服务器端对这些子线程进行维护。
6.根据权利要求1所述的基于移动终端的轨道交通能源管理***，其特征在于，所述Android移动客户端、PC服务器端和数据采集模块端内的各模块之间均以XML作为数据传输格式，数据的封装与解析通过Dom4JAPI实现。
7.根据权利要求1所述的基于移动终端的轨道交通能源管理***，其特征在于，所述PC服务器端的数据库采用基于MySql关系型数据库。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210928

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