[發(fā)明專利]基于Hadoop和SSM架構(gòu)的電能質(zhì)量治理設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)及構(gòu)建方法

在審

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• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109783556A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張有兵;余慶輝;王國烽;李祥山;趙康莉;王宇彬
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F16/25
• 分類號: G06F16/25;G06F8/30;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

1.一種基于Hadoop與SSM架構(gòu)的電能質(zhì)量治理設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括以電能質(zhì)量治理設(shè)備在線監(jiān)控裝置構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集層、以JAVA多線程、NIO非堵塞式通信、文件監(jiān)視服務(wù)構(gòu)成的指令數(shù)據(jù)傳輸層，以關(guān)系數(shù)據(jù)庫MySQL、Hadoop架構(gòu)中的分布式文件系統(tǒng)HDFS及其所包括的分布式數(shù)據(jù)庫HBase、Hive構(gòu)成的數(shù)據(jù)存儲層，以MapReduce、Stream軟件框架構(gòu)成的數(shù)據(jù)應(yīng)用計算層，以Spring、Spring MVC實現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯層，以Mybatis構(gòu)建的對象數(shù)據(jù)持久化層，以及Bootstrap、Echarts、Websocket前端主流框架實現(xiàn)的數(shù)據(jù)可視化層。

2.如權(quán)利要求1所述的基于Hadoop與SSM架構(gòu)的電能質(zhì)量治理設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述在線監(jiān)控系統(tǒng)采用J2EE編程語言實現(xiàn)，并在J2EE基礎(chǔ)上綜合采用Spring、Spring MVC以及Mybatis框架，其中Spring作為總體框架負(fù)責(zé)管理Spring MVC和Mybatis框架，Spring MVC負(fù)責(zé)完成電能質(zhì)量治理設(shè)備的業(yè)務(wù)邏輯控制與實現(xiàn)。

3.一種如權(quán)利要求1所述的基于Hadoop與SSM架構(gòu)的電能質(zhì)量治理設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述構(gòu)建方法包括如下步驟：

步驟一：將電能質(zhì)量治理設(shè)備在線監(jiān)控裝置構(gòu)成數(shù)據(jù)采集層，數(shù)據(jù)采集層采用ZigBee技術(shù)組成無線傳感網(wǎng)，不同電能質(zhì)量治理設(shè)備及其配套在線監(jiān)測設(shè)備將數(shù)據(jù)經(jīng)過無線傳感網(wǎng)上傳至數(shù)據(jù)采集子節(jié)點，數(shù)據(jù)采集層將采集不同電能治理治理設(shè)備的數(shù)據(jù)，所采集的數(shù)據(jù)包括靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)時序數(shù)據(jù)，動態(tài)時序數(shù)據(jù)包括供電電壓偏差、電壓波動與閃變、諧波含有率、三相不平衡以及頻率偏差；靜態(tài)數(shù)據(jù)包括投入治理的電能治理設(shè)備的工作狀態(tài)、設(shè)備數(shù)目、設(shè)備類型；

步驟二：以JAVA多線程、NIO非堵塞式通信、文件監(jiān)視服務(wù)等技術(shù)構(gòu)成指令數(shù)據(jù)傳輸層，數(shù)據(jù)傳輸層包括客戶端與服務(wù)器端組成，其中，客戶端采用Java 7新引入的監(jiān)視文件系統(tǒng)變更的Watch Service API進(jìn)行對本地指定目錄下的文件進(jìn)行監(jiān)視，通過注冊指定的監(jiān)測服務(wù)，當(dāng)監(jiān)測目錄下電能質(zhì)量數(shù)據(jù)更新后，可將更新數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳；服務(wù)器采用NIO非堵塞式通信方式用于響應(yīng)多個數(shù)據(jù)采集層的客戶端高并發(fā)、高負(fù)載式的請求；客戶端與服務(wù)器端均采用多線程編程方式，同時完成多項任務(wù)；

步驟三：以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，Hadoop構(gòu)架中的分布式文件系統(tǒng)HDFS及其所包括的分布式數(shù)據(jù)庫HBase、Hive構(gòu)成數(shù)據(jù)存儲層，將靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，利用Sqoop將動態(tài)時序數(shù)據(jù)從關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中抽取出來，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以表格格式存儲到Hive或者轉(zhuǎn)換為Key-value的方式存儲到HBase，也可以文件方式存儲到HDFS中，對于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以目錄和文件的組織方式存儲到HDFS中；

步驟四：采用MapReduce、Stream框架根據(jù)需求可編寫并行化算法，對在線監(jiān)測的電能質(zhì)量與治理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得電能治理設(shè)備的壽命估計、狀態(tài)評價，挖掘電能治理設(shè)備故障潛在原因、電能質(zhì)量預(yù)測警告、設(shè)備治理電能狀況評估結(jié)果；

步驟五：業(yè)務(wù)邏輯層根據(jù)管理員的請求實現(xiàn)對電能質(zhì)量治理設(shè)備增添、治理記錄維護(hù)、用戶登陸、用戶權(quán)限檢察、治理點電能質(zhì)量查詢、電能質(zhì)量治理設(shè)備狀態(tài)評估查詢、遠(yuǎn)程電能質(zhì)量治理設(shè)備控制、電能質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析結(jié)果查詢，這些模塊的完成均是在Spring MVC框架的Controller控制器中進(jìn)行實現(xiàn)的，用戶提交的全部請求都將請求委派到對應(yīng)的Controller進(jìn)行處理，Controller將調(diào)用對應(yīng)的Service組件進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯的處理，電能質(zhì)量治理設(shè)備遠(yuǎn)程控制模塊中，系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)傳輸層通信，將指令發(fā)送數(shù)據(jù)采集子節(jié)點，子節(jié)點通過ZigBee通信，將指令解析下發(fā)至電能質(zhì)量治理設(shè)備上；

步驟六：業(yè)務(wù)邏輯層的所有業(yè)務(wù)操作均會通過數(shù)據(jù)操作層進(jìn)行持久化，數(shù)據(jù)的持久化操作依賴于Mybatis框架的DAO層組件完成，DAO層定義了接口，并沒有實現(xiàn)具體的數(shù)據(jù)操作；Mybatis通過JDK的動態(tài)代理方法，在啟動加載配置文件時，根據(jù)配置的mapper的xml生成DAO的實現(xiàn)；

步驟七：體系結(jié)構(gòu)采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)模式，電能質(zhì)量治理設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)表現(xiàn)層主要包括系統(tǒng)界面展示，系統(tǒng)界面采用JSP、html語言實現(xiàn)；在線監(jiān)測界面，為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性以及增強(qiáng)使用體驗采用WebSocket技術(shù)，瀏覽器與WEB服務(wù)器建立一次連接后，連接就不會關(guān)閉，WebSocket服務(wù)端會將數(shù)據(jù)及時推送至瀏覽器端，從而實現(xiàn)實時響應(yīng)。