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工程硕士学位论文开题报告学号：XXXXXXXXXX研究生：XXX导师：XXX研究方向：软件系统分析与设计论文题目：基于WebService的远程无线粮库监控系统的设计及开发课题来源：XXXXXXXXXXXX入学时间：2014年XX月开题时间：2014年XX月XX日XXXX大学软件学院制基于WebService的远程无线粮库监控系统的设计及开发1.课题来源本课题来自于导师的项目：XXXX《XXXXX》。2.选题意义及研究现状2.1选题意义俗话说：“民以食为天”，粮食是人类社会生存和发展的最基本的生活资料，是国民经济的基础。从国家安全战略角度看，我国人口众多、农业受自然风险和市场风险影响较大，在国民经济发展全局中，粮食是关系到国计民生的特殊商品和战略物资[1]。我国是一个农业大国，每年都有大量的新粮收获，也有部分陈粮积压。粮食的储存环境直接影响到粮食品质的好坏，由于存储不当，造成大量的粮食浪费，给国家和人民造成了巨大的经济损失。因此，做好粮食的存储工作有着至关重要的意义[2]。对粮库的监测和控制就尤为必要。我们要保证粮食储存工作的高质量的完成，就要从多方面考虑。其中，技术上的支持是极其重要的[3]。随着计算机的普及使用，通信网络技术的进步，以及其他科学技术的发展，在粮库中使用远无线程监控技术必然是未来的储存粮食及管理的趋势。通过传感器网络技术[4]、GPRS技术、WebService技术、B/S、C/S及Android移动终端等高科技手段相结合的软硬件平台，来实现粮食储存的信息化和智能化。我国是储粮大国，各地城市都有粮库监控的需求，针对这方面的研究，大部分还停留在理论阶段，其中的大部分技术也处于研究阶段。仅仅存在一些简单的应用，还远远无法满足我国对粮库监控的需求现状。因此，对远程无线粮库监控系统进行研究并使其实用化，有着极其深远的意义。2.2研究现状以往传统的对粮库的监控采用的措施是用人工的方法对粮食进行晾晒、通风，喷洒药剂防止困存储不当引起的虫害，消耗了大量的人力和财力，然而，效果不佳，发霉变质等现象仍然存在。随着科学技术的发展，很多先进的技术加入了粮库的监控系统，相关技术包括传感器技术，通信技术，信息处理技术和驱动技术[5][6]。近年来，随着粮食行业系统管理体制的深化改革，自动化技术也不断进步。对于粮库，除了常规的自动化系统之外，远程无线监控系统已逐步成为而且是一个十分必要的自动化项目，是其他自动化手段不可替代的。随着粮食行业管理模式的推广、巡检制度的建立，在粮库前端系统、省市监控中心等相关部门通过现有的通信网对所属粮库实现远程实时监控、远程故障、远程检索和意外情况告警接收处理，可提高粮库运行和维护的安全性和可靠性，并可逐步实现可视化监控和调度，使粮食系统调控运行更为安全、可靠。3.系统设计和技术方案3.1课题研究内容3.1.1主要研究内容中国是人口大国，粮食的生产和储备至关重要。随着科学技术的不断进步，人们不仅对粮库监控系统的可靠性提出更高的要求，而且对系统的智能化也提出了很高的要求。目前我国粮食储备的管理水平很低，技术改造迫在眉睫。远程无线粮库监控系统采用的技术组成主要包括实现各种数据传输的通信技术；用于存储平台大量数据的数据库技术；用于实现跨平台数据传输的WebService技术；前端展示页面的ASP.NET网页制作技术；移动终端展示的Android开发技术。3.1.2系统设计后台服务器GPRS数据库WebService服务ASP.NET网页Android移动终端其他采集数据远程无线粮库监控系统设计图图1远程无线粮库监控系统设计图（1）采集数据采集数据由前端传感器采集完成并通过GPRS传输至后台服务器处理后保存至数据库。（2）后台服务器后台服务器主要用于建立粮库基础信息查询管理系统，目的是实现对粮库管理工作涉及的相关资料进行整编、录入、修改、归档、查询、输出等功能，为粮库综合数据库提供用户管理及其它粮库系统应用的接口，并实现与远程无线粮库监控系统前段监测站的连接，完成传输指令和接受数据功能。（3）数据库数据库主要用于存储粮库的信息，为用户查询提供数据支持；数据库的功能、性能、可靠性及安全保障对整个系统成败攸关重要。信息监控平台对数据库管理系统软件的性能需求如下：a.能提供良好的工作组/部门级的Internet/Intranet应用功能。b.可提供强大的认证和加密功能，同时还支持多种外部的认证服务。c.可通过日志文件等方式自动备份和恢复数据库，具备良好的可管理性。d.支持多种数据类型。（4）WebService服务WebService服务主要用于建立WebService服务器，提供WEB浏览、Android操作系统和其他操作系统客户端，使得跨平台的手机用户和PC用户能够随时随地的登入远程无线粮库监控管理系统，来进行对粮库内粮情的监控管理。（5）ASP.NET网页、Android移动终端及其他为用户提供接入平台，使用户能在任何具有互联网的PC机、移动终端上登入远程无线粮库监控系统，实现粮库的远程监控管理。3.1.3远程无线粮库监控系统的相关技术和研究内容（1）通信技术近年来我国无线通信技术得到了飞速发展，尤其是GPRS技术得到了广泛的应用，现已趋于成熟。GPRS[7][8]是通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService)的英文简称，是一种新的分组数据承载业务。作为第二代移动通信向第三代过渡的技术，GPRS与现有的GSM语音系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统。因此，GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输[9]。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换的优点。GPRS的这些特点及优点正符合无线监控系统的需求，为远程无线粮库监控系统提供了一个理想的数据传输的平台。（2）数据库技术SQLServer2005是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能(BI)工具提供了企业级的数据管理。SQLServer2005数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能，可以为用户构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。而且所有主要的关系数据库管理系统都支持SQL语言，用户可将使用SQL的技能从一个RDBMS转到另一个。所有用SQL编写的程序都是可以移植的[10]。系统采用SQLServer2005数据库管理系统，建立系统主数据库，用于存贮和管理该分中心支撑粮库实时监控管理系统运行的专业数据资源（包括数值、照片、多媒体等类型的温度、湿度等专业数据）。（3）WebService技术WebService它不是一种框架，而是一种技术。WebServices是由企业发布的完成其特定商务需求的在线应用服务，其他公司或应用软件能够通过Internet来访问并使用这项在线服务，它是一种构建应用程序的普遍模型，可以在任何支持网络通信的操作系统中实施运行；它是一种新的web应用程序分支，是自包含、自描述、模块化的应用，可以发布、定位、通过web调用。WebService是一个应用组件，它逻辑性的为其他应用程序提供数据与服务。各应用程序通过网络协议和规定的一些标准数据格式（HTTP，XML，SOAP)来访问WebService，通过WebService内部执行得到所需结果。WebService可以执行从简单的请求到复杂商务处理的任何功能。一旦部署以后，其他WebService应用程序可以发现并调用它部署的服务。官方的解释就是：WebService主要是为了使原来各孤立的站点之间的信息能够相互通信、共享而提出的一种接口[11]。WebServices服务是一种面向服务的架构系统集成技术，目的是保证不同平台的应用服务可以互操作，具有跨平台、易扩展等特点，提高了系统数据库的通用性、扩展性和兼容性,便于系统之间的集成[12]。WebServices技术可以理解为：各个站点之间互相调用方法实现功能，不受操作系统，编程语言等等的限制，比如：工行的网上银行系统是使用java编写的，中行的网上银行系统是使用.NET编写的，可是他们各自提供转账的对外接口，实现跨语言、平台的信息交互。在工行的提款机上可以使用中行的卡取钱，它其实是调用了人家中行的系统的方法和中行的数据库交互，中行的数据库是不允许工行的程序去访问的。（4）ASP.NET网页制作技术ASP.NET是统一的Web应用程序平台，它提供了为建立和部署企业级Web应用程序所必需的服务。ASP.NET为能够面向任何浏览器或设备的更安全的、更强的可升级性、更稳定的应用程序提供了新的编程模型和基础结构。ASP.NET是Microsoft.NETFramework的一部分，是一种可以在高度分布的Internet环境中简化应用程序开发的计算环境。.NETFramework包含公共语言运行库，它提供了各种核心服务，如内存管理、线程管理和代码安全。它也包含.NETFramework类库，这是一个开发人员用于创建应用程序的综合的、面向对象的类型集合[13]。（5）Android开发技术Android是基于Linux内核的软件平台和操作系统，是Google在2007年11月5日公布的手机系统平台，早期由Google开发，后由（OpenHandsetAlliance）开发。它采用了软件堆层（Softwarestack，又名以软件叠层）的架构，主要分为三部分。低层以Linux核心工作为基础，只提供基本功能；其他的应用软件则由各公司自行开发，以Java作为编写程式的一部分[14]。3.1.4拟解决的问题（1）分析前端传感器采集的粮情数据，制定统一传输协议，进行分包、分类传输，保证数据传输的实时性、稳定性、完整性。（2）搭建系统数据库，对接收到的粮情数据进行解密、分析、存储。（3）发布WebService服务接口，使用B/S的网页后台及Android开发的移动终端调用，进行相互的数据传输。（4）开发ASP.NET网页及Android移动终端展示粮情分析情况及实时监控粮情信息。（5）将系统运用于实际环境中，进行测试分析，对系统不断改进。3.2采用的技术方案此项目的具体技术路线安排如下：（1）理论研究查阅资料，熟悉无线粮库监控系统的整体框架和需要借鉴的方法，为研究工作做好理论基础。（2）总体设计阶段在掌握理论基础上，对整个无线粮库监控系统进行整体的研究设计。（3）确定技术方案在对系统有了确定性设计之后，结合项目组原有开发经验，选择相关实现技术。（4）系统开发运用选定的方案及关键技术，进行特点分析与难点攻关，实现对系统的开发。（5）测试和分析改进在项目开发过程中，进行阶段测试，功能测试，模块测试等等。4.可行性分析（1）WebService应用已相对成熟，已经在很多系统中得到实践，其技术已得到相当的肯定。（2）近年来，国内外在远程无线粮库监控系统这方面的研究也有一定的成果，都可以拿来借鉴和参考。（3）本系统利用中国移动通信网络作为传感器采集的数据到服务器的传输路径，数据通过GPRS网络进行传输。GPRS技术有效地解决了短信通信方式的缺点，它可以为用户提供高速、稳定、可靠的数据服务。GPRS网络会自动转换各种协议，与各种数据网实现无缝连接。（4）现阶段ASP.NET网页制作、Android开发的应用已非常广泛，在各个行业、系统中都能看到他们，远程无线粮库监控系统也肯定适合。（5）另外图书馆资源丰富，可以很好的利用。加上个人曾在软件公司工作了3年，对软件开发还比较了解，公司里面的领导和同事对软件开发均有各自的见解，是很好的师资资源。综上所述，开展本课题的研究具有充分的基础和前期准备工作，能够把握研究动态，具备各种研发条件，因而该项目是可行的。5.预计成果及创新点5.1预计成果（1）完成对远程无线粮库监控系统的调研和理论研究。（2）制定传感器采集的粮情数据与服务器之间的数据传输协议，制定WebService服务接口协