xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS

nghiên cứu về xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ───────*─────── ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA TRẠM THU PHÁT SÓNG DI ĐỘNG BTS Sinh viên thực hiện: Đoàn Hồng Nhật Lớp: Hệ thống thông tin – K49 Giáo viên hƣớng dẫn: TS Hoàng Minh Thức Hà nội, – 2009 Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin sinh viên: Họ tên sinh viên: Đoàn Hồng Nhật Điện thoại liên lạc: 01699609639 Lớp: Hệ thống thông tin Email: nhatdh85@gmail.com Hệ đào tạo: Đại học Đồ án tốt nghiệp đƣợc thực tại: Công ty cổ phần công nghệ cao Việt Nam (VHCSoft) Thời gian làm ĐATN: Từ ngày 01 / 03 /2009 đến 31 / 05 /2009 Mục đích nội dung ĐATN Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trang thiết bị nhà trạm thu phát sóng di động BTS Các nhiệm vụ cụ thể ĐATN - Tìm hiểu hệ thống trang thiết bị nhà trạm thu phát sóng di động - Đƣa giải pháp giám sát, điều khiển từ xa - Xây dựng phần mềm giám sát điều khiển Lời cam đoan sinh viên: Tơi – Đồn Hồng Nhật - cam kết ĐATN cơng trình nghiên cứu thân tơi dƣới hƣớng dẫn TS Hoàng Minh Thức Các kết nêu ĐATN trung thực, chép tồn văn cơng trình khác Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2009 Tác giả ĐATN Đoàn Hồng Nhật Xác nhận giáo viên hƣớng dẫn mức độ hoàn thành ĐATN cho phép bảo vệ: Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2009 Giáo viên hƣớng dẫn TS Hoàng Minh Thức Sinh viên thực hiện: Đồn Hồng Nhật – Khóa K49 – Lớp HTTT Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nội dung đồ án tốt nghiệp bao gồm: Phần mở đầu: Giới thiệu đề tài, xác định mục tiêu, nội dung phạm vi thực đồ án tốt nghiệp Chƣơng – Tổng quan: Giới thiệu tổng quan nhà trạm BTS, hệ thống thiết bị trạng giám sát điều khiển nhà trạm Chƣơng – Khảo sát phân tích hệ thống: Phân tích yêu cầu hệ thống, đƣợc chức hệ thống biểu đồ Usecase, biểu đồ số chức hệ thống Chƣơng – Thiết kế hệ thống: Thiết kế hệ thống giám sát điều khiển nhà trạm, trình bày kiến trúc hệ thống, thiết kế sở liệu Chƣơng – Xây dựng cài đặt: Giới thiệu công nghệ sử dụng kết đạt đƣợc chƣơng trình Kết luận: Đánh giá đồ án, kết đạt đƣợc mặt cịn hạn chế, từ đƣa định hƣớng phát triển hệ thống tƣơng lai Sinh viên thực hiện: Đồn Hồng Nhật – Khóa K49 – Lớp HTTT Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS ABSTRACT OF THESIS Content graduate projects include: Introduction: About the topic, identifying objectives, content and scope of implementation of the graduation projects Chapter - Overview: Introduction Overview of the BTS system and equipment status monitoring control stations of today Chapter - Investigate and analysis system: Analysis of the requirements of the system, specify the functions of the system with Usecase charts, Sequence charts of some main functions of the system Chapter - System Design: Design monitoring system and the control station, display system architecture, design database Chapter - Construction and Installation: About the technology used and results achieved by the program Conclusion: Rating of projects, results achieved and the surface are limited, given that the development system in the future Sinh viên thực hiện: Đoàn Hồng Nhật – Khóa K49 – Lớp HTTT Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô giáo trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung thầy giáo khoa Công nghệ Thông tin, môn Hệ thống Thơng Tin nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Hoàng Minh Thức, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hƣớng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập đƣợc tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Đồng thời xin chân thành cảm ơn ông Phùng Anh Tuấn, giám đốc công ty VHCsoft tạo điều kiện sở vật chất giúp tơi có mơi trƣờng tốt để thực đề tài Sau xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè động viên, đóng góp ý kiến giúp đỡ q trình học tâp, nghiên cứu hồn thành đồ án tốt nghiệp Đồn Hồng Nhật Lớp Hệ thống thơng tin – K49 Khoa Công nghệ thông tin Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2009 Sinh viên thực hiện: Đoàn Hồng Nhật – Khóa K49 – Lớp HTTT Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG 10 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 11 PHẦN MỞ ĐẦU 12 CHƢƠNG I TỔNG QUAN 14 1.1 Nhà trạm thu phát sóng di động BTS 14 1.2 Các thiết bị hỗ trợ nhà trạm 14 1.3 Hiện trạng nhà trạm nhu cầu xây dựng hệ thống giám sát tập trung 17 CHƢƠNG II KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 18 2.1 Yêu cầu hệ thống 18 2.1.1 Yêu cầu chung hệ thống giám sát nhà trạm 18 2.1.2 Các yêu cầu phần mềm quản lý Server 18 2.2 Giải pháp phần cứng 19 2.2.1 Giải pháp 19 2.2.2 Thiết bị BTS Monitoring System 20 2.2.3 Giao tiếp BMS SERVER: 25 2.3 Phân tích yêu cầu hệ thống 28 2.3.1 Yêu cầu chức hệ thống 28 2.3.2 Yêu cầu phi chức 31 2.4 Các biểu đồ phân tích 32 2.4.1 Biểu đồ ca sử dụng cho module quản lý cấu hình 34 2.4.2 Biểu đồ ca sử dụng cho module theo dõi giám sát thiết bị: 35 2.4.3 Biểu đồ ca sử dụng cho module điều khiển thiết bị: 36 2.4.4 Biểu đồ ca sử dụng cho module quản lý lƣu trữ 37 2.4.5 Biểu đồ ca sử dụng cho module thống kê báo cáo 38 Sinh viên thực hiện: Đoàn Hồng Nhật – Khóa K49 – Lớp HTTT Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS 2.4.6 Biểu đồ ca sử dụng cho module quản trị hệ thống 39 2.5 Đặc tả số ca sử dụng 40 2.5.1 Đăng nhập 41 2.5.2 Theo dõi, giám sát thiết bị nhà trạm 43 2.5.3 Điều khiển thiết bị 45 CHƢƠNG III THIẾT KẾ HỆ THỐNG 47 3.1 Mơ hình thiết kế hệ thống 47 3.2 Kiến trúc hệ thống 48 3.2.1 Tầng liệu (Data Layer) 48 3.2.2 Tầng ứng dụng (Application Layer) 48 3.2.3 Tầng giao diện (Presentation Layer) 49 3.3 Thiết kế sở liệu 49 3.3.1 Sơ đồ quan hệ thực thể (Entity Relationship Diagram) 49 3.3.2 Thiết kế bảng CSDL 50 CHƢƠNG IV XÂY DỰNG VÀ CÀI ĐẶT 54 4.1 Môi trƣờng công cụ phát triển 54 4.1.1 Tổng quan ngơn ngữ lập trình Java 54 4.1.2 Lập trình Socket 55 4.1.3 Hệ quản trị sở liệu Oracle 56 4.2 Lựa chọn ngơn ngữ lập trình hệ quản trị sở liệu 67 a Ngôn ngữ lập trình Application Services 68 b Ngơn ngữ lập trình Web Services 68 c Hệ quản trị sở liệu: Oracle Database 10g Release 68 4.3 Kết chƣơng trình 68 4.3.1 Các thành phần chƣơng trình 68 4.3.2 Kết 70 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 Sinh viên thực hiện: Đoàn Hồng Nhật – Khóa K49 – Lớp HTTT Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Tủ chuyển nguồn ATS 14 Hình 1.2 Đầu đo nhiệt phòng máy 15 Hình 1.3 Đầu báo khói đầu báo nhiệt gia tăng 16 Hình 1.4 Cảm biến cửa mở cảm biến kính vỡ .16 Hình 1.5 Quạt thơng gió .16 Hình 2.1 BTS Monitoring System – Thiết bị giám sát điều khiển hệ thống trang thiết bị nhà trạm .20 Hình 2.2 Mở rộng cổng I/O PLC cách lắp thêm modul nối tiếp 21 Hình 2.3 Mơ hình kết nối thiết bị PLC 21 Hình 2.4 Cổng DI .22 Hình 2.5 Đấu song song sensor có đầu tiếp điểm thƣờng mở 22 Hình 2.6 Đấu nối tiếp sensor có đầu tiếp điểm thƣờng đóng .23 Hình 2.7 Đặc tuyến chuyển đổi tuyến tính 24 Hình 2.8 Gửi điện áp Vdk đến điều khiển thiết bị .24 Hình 2.9 Các luồng thơng tin PLC SERVER 27 Hình 2.10 Sơ đồ khung cảnh toàn hệ thống giám sát, điều khiển từ xa nhà trạm 32 Hình 2.11 Biểu đồ phân rã chức hệ thống 33 Hình 2.12 Biểu đồ usecase chức quản lý cấu hình 34 Hình 2.13 Biểu đồ usecase chức theo dõi giám sát thiết bị 35 Hình 2.14 Biểu đồ usecase chức điều khiển thiết bị 36 Hình 2.15 Biểu đồ usecase chức quản lý lƣu trữ 37 Hình 2.16 Biểu đồ usecase chức thống kê báo cáo .38 Hình 2.17 Biểu đồ usecase chức quản trị hệ thống .39 Hình 2.18 Biểu đồ trình đăng nhập hệ thống 41 Hình 2.19 Biểu đồ trình theo dõi giám sát thiết bị nhà trạm 43 Hình 2.20 Biểu đồ trình điều khiển thiết bị nhà trạm 45 Hình 3.1 Mơ hình thiết kế hệ thống 47 Hình 3.2 Sơ đồ thực thể hệ thống giám sát nhà trạm BTS 49 Sinh viên thực hiện: Đoàn Hồng Nhật – Khóa K49 – Lớp HTTT Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS Hình 4.1 Kiến trúc Oracle Server 57 Hình 4.2 Cấu trúc Share Pool .58 Hình 4.3 Database buffer cache 59 Hình 4.4 Redo log buffer 59 Hình 4.5 Database Writer (DBWR) 60 Hình 4.6 Log Writer (LGWT) 61 Hình 4.7 Cấu trúc database 63 Hình 4.8 Quan hệ database, tablespace datafile 65 Hình 4.9 Application Services 68 Hình 4.10 Ứng dụng mơ thiết bị BMS nhà trạm – Lựa chọn trạm mô 69 Hình 4.11 Ứng dụng mơ thiết bị BMS nhà trạm – Thiết lập IP cổng kết nối tới máy chủ 69 Hình 4.12 Ứng dụng mô thiết bị BMS nhà trạm – Mô thiết bị trạm .70 Hình 4.13 Màn hình đăng nhập hệ thống 70 Hình 4.14 Giao diện chƣơng trình ngƣời dùng sau đăng nhập .71 Hình 4.15 Hiển thị trạng thái kết nối, trạng thái thiết bị 72 Hình 4.16 Nhà trạm BTS: Gửi cảnh báo cháy .72 Hình 4.17 Màn hình hiển thị cảnh báo cháy cho ngƣời quản lý 73 Hình 4.18 Tình trạng trạm 74 Hình 4.19 Nhà trạm nhận thơng tin điều khiển 75 Hình 4.20 Trạng thái thiết bị sau điều khiển 76 Sinh viên thực hiện: Đoàn Hồng Nhật – Khóa K49 – Lớp HTTT Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Đặc tả bảng liệu USERS 50 Bảng 3.2 Đặc tả bảng liệu STATION 50 Bảng 3.3 Đặc tả bảng liệu ROLE 51 Bảng 3.4 Đặc tả bảng liệu DEVICE_TYPE 51 Bảng 3.5 Đặc tả bảng liệu DEVICES 52 Bảng 3.6 Đặc tả bảng liệu PARAMETER .52 Bảng 3.7 Đặc tả bảng liệu STATION_DEVICE 52 Bảng 3.8 Đặc tả bảng liệu LOG_EVENT 53 Bảng 3.9 Đặc tả bảng liệu ALARM .53 Sinh viên thực hiện: Đồn Hồng Nhật – Khóa K49 – Lớp HTTT 10 ... 17 Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS CHƢƠNG II KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 2.1 Yêu cầu hệ thống 2.1.1 Yêu cầu chung hệ thống giám sát nhà trạm Từ nhu... Lớp HTTT 16 Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS 1.3 Hiện trạng nhà trạm nhu cầu xây dựng hệ thống giám sát tập trung Thực tế nay, nhà trạm có hệ thống trang... tài: ? ?Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa trạm thu phát sóng di động BTS? ?? để làm đồ án tốt nghiệp Mục tiêu đồ án là: Tìm hiểu hệ thống trang thiết bị nhà trạm thu phát sóng di động BTS