基于B/S架构的煤矿安全监控系统设计

奚冬芹

摘要：针对已有基于C/S架构的煤矿安全监控系统的不足，该文设计了基于B/S架构的煤矿安全监控系统，分析了系统的网络结构、系统结构和系统功能，并对系统所涉及的关键技术进行了阐述。

关键词：B/S架构；煤矿；安全监控；系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）14-0038-02

煤矿安全监控系统用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停等参数，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等[1]。

目前矿井使用的煤矿安全监控系统大多基于C/S架构。基于C/S架构的煤矿安全监控系统可以充分发挥客户端电脑的处理能力，系统内部的很多业务逻辑都在客户端上进行处理，完成后再提交给服务器，因而基于C/S架构的煤矿安全监控系统客户端的响应速度非常迅速，服务器的负担相对较小；但是C/S架构仅适用于局域网，而且系统需要安装才可使用，升级时所有客户端都需要重新安装，维护成本较高。

随着互联网技术的飞速发展，移动办公和分布式办公已经越来越普及，而基于C/S架构开发的煤矿安全监控系统无法满足这些要求，在此基础上本文设计了基于B/S架构的煤矿安全监控系统，弥补了原有基于C/S架构的煤矿安全监控系统的不足。

B/S架构是随着互联网技术的兴起，对C/S架构的一种改进架构。B/S架构下，用户通过Web浏览器来浏览网页，客户端浏览器只完成极少部分的业务逻辑，主要业务逻辑在服务器端上进行处理。B/S架构下，客户端无需安装系统，有Web浏览器即可，系统升级时只需升级服务器，大大减轻了系统维护与升级的成本和工作量，也降低了用户的总体成本。

1 网络结构

系统网络结构如图1所示：用户在客户端电脑上通过打开浏览器即可访问本系统；Web 服务器提供信息浏览服务；数据库服务器用来保存系统中的所有数据。

2 系统架构

系统架构如图 2 所示，由表示层、业务逻辑层、数据访问层和数据库组成。

表示层实现系统与用户之间的交互，提供可供用户在客户端浏览器上浏览的网页。业务逻辑层根据各种业务逻辑处理各式数据，即为表示层提供展现所需的数据，也收集表示层用户录入的数据并进行处理，在系统数据交互中起承上启下的作用。数据访问层负责访问数据库的数据，即可以获取数据库中的已有数据，也可以将收集处理的数据提交给数据库供其存储。数据库则负责存储系统所需以及运行过程中产生的数据。

3 系统功能

系统功能如图 3 所示，包括参数信息、实时数据、历史统计和辅助操作几大模块。

1） 用户信息管理

实现用户账户信息维护：添加、修改、删除用户信息；实现用户权限的管理：分配用户可以浏览、操作的页面等。

2） 测点信息管理

实现系统监控测点的维护：添加、修改、删除测点。

3） 实时列表显示

实时显示测点的当前数据，并根据测点所处的不同状态（如：故障、预警、报警、断电、馈电状态不一致等）采用相关颜色进行区分着重显示，方便用户查看重点信息及时了解煤矿井下的环境参数情况。实时列表显示网页需要显示分站端口实时数据，班次统计信息，当前预警、报警信息，当前断电、馈电信息和当前故障信息等。实时列表显示不整体刷新网页实时更新显示数据。

4） 实时图表显示

根据用户选择的测点，以图表方式展示所选测点至当前时间2小时内的实时数据。用户可以设置图表的显示颜色，也可以切换图表的显示样式（如折线图、柱状图等），当鼠标停留在图表上某点时相应有测点名称、鼠标位置对于时间点、时间点对于测点数据的提示信息。实时图表显示同样不整体刷新网页实时更新用于绘制图表的数据。

5） 历史信息统计

根据用户选择的测点、统计时间区段，将统计信息以列表的形式进行展示。展示统计信息的列表可以导出为Excel文件供用户打印。历史信息统计网页需要显示预警、报警统计信息，断电、馈电统计信息，故障统计信息，标校统计信息、开关量状态变化统计信息等。

6） 历史图表显示

根据用户选择的测点、统计时间区段，将统计信息以图表的形式进行展示。用户可以设置图表的显示颜色、切换图表显示样式、显示提示信息；当查询时间段内的数据点非常密集导致图表绘制的曲线堆积在一起不方便查看时，用户可以对图表进行局部放大显示，并可以对已经放大的图表进行还原。图表也可以导出到Excel文件中供用户打印。历史图表网页需要显示模拟量历史数据图表，开关量历史状态图表，模拟量开关量组合显示图表等。

7） 系统操作日志

以列表形式展示各用户在系统中所做的重要操作信息，如维护测点配置信息等。列表可以导出Excel文件供用户打印。

8） 系统异常信息

以列表形式展示系统运行过程中产生的异常信息，方便管理员查看并对系统进行维护。列表可以导出Excel文件供用户打印。

9） 常用控件下载

提供系统正常运行所需的常用控件下载（如不同版本的浏览器安装包等），方便用户使用系统。

4 关键技术

4.1实时信息展示

本系统采用JQuery框架使用Ajax操作json数据实现页面的实时信息展示，网页不需要整体刷新就可以实现动态更新数据，从而不影响用户的使用体验。

Ajax 技术是一门采用了DOM模型来交互和动态显示并且结合了Java、XML以及JavaScript的编程技术，该技术与服务器之间通过XMLHttpRequest 对象进行异步通信，实现网页不被频繁打断并重新加载，就可以动态交互更新数据[2]。

常用的Ajax框架有ASP.NET AJAX、Prototype、Extjs、JQuery、Mootools、Dojo等。jQuery框架是目前使用较为广泛的Ajax框架，它是个轻量级的JavaScript函数库，以Prototype为本，简化并提升JavaScript语法的功能[3]，兼容CSS3以及各种浏览器，可以更方便地创建动画效果、处理事件以及开发Ajax程序。

4.2图表展示

本系统需要图表展示具备以下功能：不整体刷新网页实现图表数据更新，可以展示较为密集的数据且不影响性能，可以多屏展示，具备一定的交互能力可以对图表进行局部缩放操作。常用的图表控件如.Net Chart、ZedGraph、XtraCharts（Devexpres）、EXT.NET Chart等都不能完全满足以上要求。以上图表控件大多是将绘制的图表生成图片文件保存在服务器端供客户端浏览器加载浏览，因而无法根据用户要求实现局部缩放显示。笔者经过大量地调研与实验发现，HighCharts图表控件可以满足以上要求。

HighCharts是一个使用JavaScrip编写的图表库，不需要插件可以直接运行，运行速度快。HighCharts图表类型丰富；具备较好的兼容性，支持目前的大多数浏览器；与用户动态交互能力强。

5 结束语

本文对基于B/S架构的煤矿安全监控系统设计进行了探讨与研究，利用本系统用户可以通过网络随时获取煤矿安全生产信息，弥补了已有C/S架构煤矿安全监控系统的不足。系统对监控数据进行统计分析，并以各种直观的形式（列表、图表）进行展示，为管理者进行决策提供了帮助，也为煤矿的安全生产提供了保障。

参考文献：

[1] 孙继平.煤矿监控系统手册[M].北京：煤炭工业出版社，2007.

[2] 熊文，熊淑华，孙旭，等.Ajax 技术在Web2.0网站设计中的应用研究[J].计算机技术与发展，2012（3）.

[3] 王保平.对JavaScript框架的再思考[J].程序员，2008（11）.