基于国产平台的工控组态软件实时数据库设计
发布时间：2022-11-06 15:47
当前现代化工业高速发展,工业控制领域越来越需要强大的技术支持来维护不断扩大的生产规模、监管日益复杂的生产流程,工控组态软件可以为信息集成化和工业自动化提供保证,主要用于直观监控现场运行状态,方便管理现场设备,满足用户对测控和现场要求。而实时数据库（Real-time Database,RTDB）作为组态软件核心部分,通过对数据和事务提出较强的实时性和定时性要求,实现现场生产数据的实时反馈和处理,但目前市场上被广泛应用的工控组态软件产品及实时数据库大多基于Windows操作系统。2015年国务院颁布的《中国制造2025》战略文件作为我国实现制造业强国目标的行动纲领,推出了以“智能制造”为核心的制造业发展计划,强调形成自主发展能力、掌握关键核心技术,为发展我国自主可控的信息技术和为工业生产提供基础数据管理平台,本文将进行基于国产平台的工控组态软件实时数据库的设计开发。首先采用搭载中标麒麟操作系统的国产平台,结合C++语言和Qt框架设计工控组态软件,将工控组态软件分为三大功能模块:图形组态子系统主要实现图元界面显示、配置等功能,为用户建立良好的人机界面;实时数据库为组态软件提供数据平台,实现...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 组态软件
1.2.2 实时数据库
1.3 课题研究内容及章节安排
1.4 本章小结
第2章 工控组态软件设计
2.1 组态软件功能需求
2.2 组态软件总体设计
2.2.1 组态软件设计思想
2.2.2 组态软件结构设计
2.2.3 组态软件功能设计
2.3 开发平台及开发工具的选择
2.4 图形组态子系统
2.4.1 框架设计
2.4.2 具体设计与实现
2.5 通信组态子系统
2.5.1 串口通信
2.5.2 网络通信
2.6 本章小结
第3章 实时数据库相关理论及关键技术
3.1 实时数据库理论
3.1.1 实时数据库基本概念
3.1.2 实时数据库与传统数据库的区别
3.1.3 实时数据库数据与事务特征
3.1.4 实时数据结构
3.2 实时数据库主要技术
3.2.1 内存数据库技术
3.2.2 数据压缩技术
3.2.3 动态链接库技术
3.3 本章小结
第4章 实时数据库设计
4.1 实时数据库总体结构设计
4.1.1 功能分析
4.1.2 设计原则
4.1.3 框架结构设计
4.2 数据采集与回送模块
4.2.1 数据采集与回送模块整体设计
4.2.2 通信协议
4.2.3 通信程序设计
4.2.4 初始化变量表设计
4.3 数据处理模块
4.3.1 数据处理模块整体设计
4.3.2 实时数据写入和查询设计
4.3.3 报警处理设计
4.3.4 数据转储
4.3.5 数据压缩
4.3.6 历史数据库
4.4 应用程序接口模块
4.4.1 应用程序接口模块整体设计
4.4.2 读数据函数
4.4.3 写数据函数
4.5 本章小结
第5章 实时事务处理研究与设计
5.1 实时事务处理
5.2 事务调度
5.2.1 优先级分配策略
5.2.2 优先级算法选择与实现
5.3 并发控制
5.3.1 并发控制协议研究
5.3.2 并发控制协议比较与分析
5.3.3 并发控制策略设计
5.4 本章小结
第6章 系统测试与实现
6.1 测试环境
6.2 测试分析
6.2.1 实时数据写入和查询性能测试
6.2.2 数据压缩性能测试
6.2.3 事务处理性能分析
6.3 应用实例
6.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士期间所发表的论文及研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国电力信息系统面临的网络安全风险及处置建议[J]. 卢英佳. 中国信息安全. 2019(11)
[2]面向嵌入式实时数据库系统的并发控制策略的探讨[J]. 杨贻宏. 网络安全技术与应用. 2019(02)
[3]基于Modbus协议的农田气象信息监测站设计[J]. 赵小强,陈玉兵,高强,权恒,韩亚洲. 电子技术应用. 2018(12)
[4]NoSQL数据库与关系型数据库对比[J]. 刘玉程,李港. 中国新通信. 2018(07)
[5]组态软件技术现状与发展[J]. 宁毅,陈显军,陈金龙. 电脑知识与技术. 2018(08)
[6]电力调度SCADA系统中历史数据压缩及存储策略[J]. 刘大为. 内燃机与配件. 2018(02)
[7]面向新工业体系的新工科[J]. 朱正伟,周红坊,李茂国. 重庆高教研究. 2017(03)
[8]基于MODBUS协议的威纶触摸屏语音播报功能扩展[J]. 张利民,邹益民. 自动化与仪器仪表. 2016(09)
[9]基于ESP-iSYS实时数据库的DCS数据获取方法及其在燃煤热值辨识中的应用[J]. 丁承刚,朱凯,袁景淇. 锅炉技术. 2016(04)
[10]适应横集纵贯智能电网调控系统实时数据库的设计[J]. 彭晖,王瑾,陶洪铸,严亚勤,吴庆曦,靳晶. 电力系统自动化. 2016(09)
硕士论文
[1]面向离散制造行业的实时数据库系统的设计与实现[D]. 苏博群.青岛大学 2018
[2]应用于自主可编程逻辑控制器的实时数据库设计与实现[D]. 余云利.西安电子科技大学 2017
[3]基于Redis的实时数据库并发控制算法设计与实现[D]. 郭璇.武汉理工大学 2017
[4]电网监控组态软件实时数据库系统研究[D]. 洪波.河南理工大学 2015
[5]基于OPC的实时数据库关键技术研究[D]. 庄杰.西安石油大学 2015
[6]基于IndasIBMS组态软件实时数据库的设计和实现[D]. 廖永志.华南理工大学 2015
[7]基于组态软件的电力系统实时数据库设计与实现[D]. 张崭.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2014
[8]基于LINUX的控制系统组态软件研究与开发[D]. 赵保涛.华北电力大学 2014
[9]实时数据库设计及实现和事务调度算法的研究[D]. 唐皓.哈尔滨工业大学 2013
[10]基于RTDB的实时数据压缩算法研究[D]. 杨龙.南京邮电大学 2013
本文编号：3703774
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 组态软件
1.2.2 实时数据库
1.3 课题研究内容及章节安排
1.4 本章小结
第2章 工控组态软件设计
2.1 组态软件功能需求
2.2 组态软件总体设计
2.2.1 组态软件设计思想
2.2.2 组态软件结构设计
2.2.3 组态软件功能设计
2.3 开发平台及开发工具的选择
2.4 图形组态子系统
2.4.1 框架设计
2.4.2 具体设计与实现
2.5 通信组态子系统
2.5.1 串口通信
2.5.2 网络通信
2.6 本章小结
第3章 实时数据库相关理论及关键技术
3.1 实时数据库理论
3.1.1 实时数据库基本概念
3.1.2 实时数据库与传统数据库的区别
3.1.3 实时数据库数据与事务特征
3.1.4 实时数据结构
3.2 实时数据库主要技术
3.2.1 内存数据库技术
3.2.2 数据压缩技术
3.2.3 动态链接库技术
3.3 本章小结
第4章 实时数据库设计
4.1 实时数据库总体结构设计
4.1.1 功能分析
4.1.2 设计原则
4.1.3 框架结构设计
4.2 数据采集与回送模块
4.2.1 数据采集与回送模块整体设计
4.2.2 通信协议
4.2.3 通信程序设计
4.2.4 初始化变量表设计
4.3 数据处理模块
4.3.1 数据处理模块整体设计
4.3.2 实时数据写入和查询设计
4.3.3 报警处理设计
4.3.4 数据转储
4.3.5 数据压缩
4.3.6 历史数据库
4.4 应用程序接口模块
4.4.1 应用程序接口模块整体设计
4.4.2 读数据函数
4.4.3 写数据函数
4.5 本章小结
第5章 实时事务处理研究与设计
5.1 实时事务处理
5.2 事务调度
5.2.1 优先级分配策略
5.2.2 优先级算法选择与实现
5.3 并发控制
5.3.1 并发控制协议研究
5.3.2 并发控制协议比较与分析
5.3.3 并发控制策略设计
5.4 本章小结
第6章 系统测试与实现
6.1 测试环境
6.2 测试分析
6.2.1 实时数据写入和查询性能测试
6.2.2 数据压缩性能测试
6.2.3 事务处理性能分析
6.3 应用实例
6.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士期间所发表的论文及研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国电力信息系统面临的网络安全风险及处置建议[J]. 卢英佳. 中国信息安全. 2019(11)
[2]面向嵌入式实时数据库系统的并发控制策略的探讨[J]. 杨贻宏. 网络安全技术与应用. 2019(02)
[3]基于Modbus协议的农田气象信息监测站设计[J]. 赵小强,陈玉兵,高强,权恒,韩亚洲. 电子技术应用. 2018(12)
[4]NoSQL数据库与关系型数据库对比[J]. 刘玉程,李港. 中国新通信. 2018(07)
[5]组态软件技术现状与发展[J]. 宁毅,陈显军,陈金龙. 电脑知识与技术. 2018(08)
[6]电力调度SCADA系统中历史数据压缩及存储策略[J]. 刘大为. 内燃机与配件. 2018(02)
[7]面向新工业体系的新工科[J]. 朱正伟,周红坊,李茂国. 重庆高教研究. 2017(03)
[8]基于MODBUS协议的威纶触摸屏语音播报功能扩展[J]. 张利民,邹益民. 自动化与仪器仪表. 2016(09)
[9]基于ESP-iSYS实时数据库的DCS数据获取方法及其在燃煤热值辨识中的应用[J]. 丁承刚,朱凯,袁景淇. 锅炉技术. 2016(04)
[10]适应横集纵贯智能电网调控系统实时数据库的设计[J]. 彭晖,王瑾,陶洪铸,严亚勤,吴庆曦,靳晶. 电力系统自动化. 2016(09)
硕士论文
[1]面向离散制造行业的实时数据库系统的设计与实现[D]. 苏博群.青岛大学 2018
[2]应用于自主可编程逻辑控制器的实时数据库设计与实现[D]. 余云利.西安电子科技大学 2017
[3]基于Redis的实时数据库并发控制算法设计与实现[D]. 郭璇.武汉理工大学 2017
[4]电网监控组态软件实时数据库系统研究[D]. 洪波.河南理工大学 2015
[5]基于OPC的实时数据库关键技术研究[D]. 庄杰.西安石油大学 2015
[6]基于IndasIBMS组态软件实时数据库的设计和实现[D]. 廖永志.华南理工大学 2015
[7]基于组态软件的电力系统实时数据库设计与实现[D]. 张崭.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2014
[8]基于LINUX的控制系统组态软件研究与开发[D]. 赵保涛.华北电力大学 2014
[9]实时数据库设计及实现和事务调度算法的研究[D]. 唐皓.哈尔滨工业大学 2013
[10]基于RTDB的实时数据压缩算法研究[D]. 杨龙.南京邮电大学 2013
本文编号：3703774
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