一种基于Android系统的轨道交通能源监控系统的制作方法

一种基于android系统的轨道交通能源监控系统
技术领域
1.本发明属于城市轨道交通能源监控技术领域，具体地说，是一种基于android系统的轨道交通能源监控系统。


背景技术：

2.随着我国轨道交通的快速发展，地铁运营里程和客运量都在迅猛增长，能源消耗总量不断提高，轨道交通能源管理系统对于能耗计量分析、加强节能管理、提高能源利用率和降低运营成本起着至关重要的作用。城市轨道交通的运营能耗主要是电力的消耗，电力能耗由列车运行牵引用电和车站动力照明设备所消耗的电能组成，其中牵引能耗约占总能耗的一半。降低城市轨道交通能耗，成为降低运营成本的一个有效途径。要想降低能耗需要首先了解城市轨道交通的能源消耗情况，获取不同优化方法的能耗数据，才能选择最为有效的节能措施，为了实现对能耗数据实时监控、查询和计算，轨道交通能源监控系统具有十分重要的意义。目前，大部分城市轨道交通能源监控系统具有以下不足点：1）安装环境导致采集装置的安装复杂度能耗采集设备主要的采集对象是牵引电流、制动电流和受电弓电流，安装位置主要分布在车厢底部等分散区域，而由于列车运行环境大部分时间是处于地面下高速运动状态，各安装位置之间采用接线方式通信容易引发列车运行途中的一些安全性问题。
3.2）数据的读取复杂大部分能耗数据采集系统均采用sd卡或者tf卡方式实现数据的存储，存储格式大部分使用扇区为最小存储单元。这样产生的问题就是其数据只能通过winhex等读写软件进行读取，并且数据的可读性差，一般都需要通过相关软件进行处理才能得到实际数据。
4.3）列车运行时无法进行设备的控制传统采集装置都是通过按键方式实现采集设备的采集控制，而当列车运行在高速状态下时，中途不可能长时间停靠，来对采集装置进行操作。一般采集装置都是在列车开始运行之前进行安装，直到列车晚上停止工作以后才能修改其状态，因此装置可控性以及交互性比较差。
5.综上所述，就目前的轨道交通能源监控系统来说，在安装、和数据获取工作上存在着较大的限制，及时准确的获取能耗信息实现数据的实时传输成为重中之重。


技术实现要素：

6.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android系统的轨道交通能源监控系统，能够在满足正常需求成本的情况下实现整体轨道交通能耗数据的实时采集，使用户实时查看能耗信息，对采集设备进行远程交互控制，进而降低能耗，实现低成本运营。
7.实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于android系统的轨道交通能源监控系统，包括客户端、服务器和地铁列车采集端，其中：
客户端，获取用户的操作请求,传送至后台的服务器端进行处理,并接收服务器端的处理结果；服务器端，处理来自地铁列车采集设备的请求，将采集模块上传的数据写入到数据库中，并处理来自客户端的请求,读取数据库中的数据返回给到客户端；地铁列车采集端，采集地铁列车运行数据并上传至服务器端，并接收服务器端下发的控制指令。
8.进一步地，所述的地铁列车采集端包括地铁列车运行数据采集与下发模块和采集设备通信模块，其中：地铁列车数据采集与下发模块，设置有mcu控制器，该控制器的数据采集与下发端通过can总线或rs485分别与电动汽车的bms系统、触摸屏模块和电表模块连接，并且通过rs485串口通信与通信模块连接；通信模块，设置有gprs dtu无线传输模块，该模块通过socket技术与服务器端建立tcp长连接，进行数据传输。
9.进一步地，所述的客户端基于android系统移动终端，包括ui模块和客户端通信模 块：ui模块,获取用户请求，并将后台服务器端处理完的数据显示到前台客户端界面；客户端通信模块，基于c/s架构通过okhttpclient以asynctask异步方式与系统服务器端进行交互。
10.进一步地，所述服务器端基于mvc分层设计模式，采用ssm即spring springmvc mybatis开发框架实现；springmvc作为系统整体基础架构，负责分离mvc；mybatis框架支持持久层；所述服务器端包括服务器通信模块、客户端管理模块和数据处理模块；服务器通信模块，用于服务器端与地铁列车端采集模块之间、服务器端与客户端之间的通信,服务器端与地铁列车端采集模块之间的通信通过在服务器端配置一个socket端口监听来实现；服务器 端与客户端之间使用http协议进行通信；客户端管理模块，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。
11.进一步地，所述服务器端基于线程池技术实现并发性能;服务器端预先创建子线程，在服务器端接收到请求时,预先创建的子线程来响应请求,服务器端对这些子线程进行维护。
12.进一步地，所述客户端、服务器端和地铁列车采集端内的各模块之间均以json作为数据传输格式，解析通过gson实现。
13.进一步地，所述服务器端的数据库采用基于mysql关系型数据库。
14.本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)在客户端功能模块中加入查询绘图功能，可实现用户在移动端查看数据实时变化，用户更加自由掌控列车运行状态；(2)采集设备通信模块是采用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技术与服务器端建立tcp长连接，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，提高系统的整体性能；(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,且整个系统安全可靠。
附图说明
15.图1为本发明基于android系统的轨道交通能源监控系统的结构示意图。
16.图2为本发明基于android系统的轨道交通能源监控系统软件框图。
17.图3为本发明中服务器端线程池的工作流程图。
具体实施方式
18.以下结合说明书附图和实施例对本发明做进一步描述。
19.客户端基于c/s架构通过okhttpclient以asynctask异步方式与系统服务器端进行交互，以json作为数据传输格式;服务器端采用tomcat服务器;地铁列车采集端采用gprs dtu组网模块与服务器通讯，将列车运行数据上传至服务器,并从服务器接收控制指令。
20.本发明基于android系统设计轨道交通能源监控系统，包括客户端、服务器和地铁列车采集端，其中：客户端，获取用户的操作请求,传送至后台的服务器端进行处理,并接收服务器端的处理结果；服务器端，处理来自地铁列车采集设备的请求，将采集模块上传的数据写入到数据库中，并处理来自客户端的请求,读取数据库中的数据返回给到客户端；地铁列车采集端，采集地铁列车运行数据并上传至服务器端，并接收服务器端下发的控制指令。
21.进一步地，所述的地铁列车采集端包括地铁列车运行数据采集与下发模块和采集设备通信模块,其中：地铁列车数据采集与下发模块,设置有mcu控制器，该控制器的数据采集与下发端通过can总线或rs485分别与电动汽车的bms系统、触摸屏模块和电表模块连接，并且通过rs485串口通信与通信模块连接；通信模块,设置有gprs dtu无线传输模块，该模块通过socket技术与服务器端建立tcp长连接，进行数据传输。
22.进一步地，所述的客户端基于android系统移动终端，包括ui模块和客户端通信模 块：ui模块,获取用户请求，并将后台服务器端处理完的数据显示到前台客户端界面；客户端通信模块，基于c/s架构通过okhttpclient以asynctask异步方式与系统服务器端进行交互。
23.进一步地，所述服务器端基于mvc分层设计模式，采用ssm即spring springmvc mybatis开发框架实现；springmvc作为系统整体基础架构，负责分离mvc；mybatis框架支持持久层；所述服务器端包括服务器通信模块、客户端管理模块和数据处理模块；服务器通信模块，用于服务器端与地铁列车端之间、服务器端与客户端之间的通信,服务器端与地铁列车端数据采集模块之间的通信通过在服务器端配置一个socket端口监听来实现；服务器 端与客户端之间使用http协议进行通信；客户端管理模块，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。
24.进一步地，所述服务器端基于线程池技术实现并发性能;服务器端预先创建子线
程，在服务器端接收到请求时,预先创建的子线程来响应请求,服务器端对这些子线程进行维护。
25.进一步地，所述客户端、服务器端和地铁列车采集端内的各模块之间均以json作为数据传输格式，解析通过gson实现。
26.进一步地，所述服务器端的数据库采用基于mysql关系型数据库。
实施例
27.结合图1，本发明一种基于android系统的轨道交通能源监控系统，包括客户端、服务器和地铁列车采集端，其中：一、所述地铁列车采集端，采集地铁列车运行数据并上传至服务器，并接收服务器下发的控制指令；具体地，所述的地铁列车采集端包括地铁列车数据采集与下发模块和通信模块,其中：地铁列车数据采集与下发模块,设置有mcu控制器，该控制器的数据采集与下发端通过can总线或rs485分别与电动汽车bms系统、触摸屏模块和电表模块连接，并且通过rs485串口通信与通信模块连接；通信模块，设置有gprs dtu无线传输模块，该模块通过socket技术与服务器建立tcp长连接，进行数据传输。
28.二、所述移动客户端,获取用户的操作请求，传送至后台服务器端进行处理，并接收处理结果；具体地，所述的客户端包括ui模块和客户端通信模块,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；客户端通信模块，基于c/s架构通过okhttpclient以asynctask异步方式与系统服务器进行交互。
29.三、所述后台服务器端，处理来自数据采集模块的请求，将地铁列车端上传的数据写入到数据库中，并处理来自移动客户端的请求，读取数据库中的数据传送到移动客户端；具体地，所述服务器端基于mvc分层设计模式，采用ssm即spring springmvc mybatis开发框架实现；springmvc作为系统整体基础架构，负责分离mvc；mybatis框架支持持久层；所述服务器端包括服务器通信模块、客户端管理模块和数据处理模块；服务器通信模块，用于服务器端与地铁列车端之间、服务器端与客户端之间的通信,服务器端与地铁列车端数据采集模块之间的通信通过在服务器端配置一个socket端口监听来实现；服务器端与客户端之间使用http协议进行通信；客户端管理模块，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。
30.结合图1，本发明一种基于android系统的轨道交通能源监控系统，各模块之间以json作为数据传输格式，数据的封装与解析通过gson实现。结合图2，本发明一种基于android系统的轨道交通能源监控系统，实现对地铁列车运行状态的实时监控，以便于用户实时掌握列车运行数据，对能耗进行相关计算，更好的
实现能耗管理。
31.具体地，移动客户端的请求是通过异步的方式发送到服务器，服务器端springmvc拦截移动客户端请求，执行相应的操作，去数据库的表中查找地铁列车数据并返回到移动客户端。服务器端开启一个端口监听地铁列车采集模块上传的数据，持续更新数据表，以保证用户获取的数据实时有效。
32.结合图3，本发明一种基于android系统的轨道交通能源监控系统，服务器的并发性通过线程池技术来实现。具体地，服务器端在移动客户端的请求到来之前预先创建的子线程。当服务器端接收到客户端的请求时，利用预先创建的线程来响应这些请求，服务器端维护这些线程；使用线程池来控制系统中的线程数量，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。