毕业设计(论文)基于Android平台供热管网水力平衡调节系统的设计与实现.doc
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1、本 科 毕 业 设 计(论文)题 目:基于Android平台供热管网水力平衡调节系统的设计与实现学生姓名:学 号:专业班级:软件工程11-2班指导教师:2015年 6月14日基于Android平台供热管网水力平衡调节系统的设计与实现摘 要目前,水力工况失调现象在供热管网中普遍存在,降低了供热系统的效率的同时,影响了供热质量。为改善小区的供热质量,提高供热管网调节人员工作效率,设计开发基于Android平台的供热管网水力平衡调节系统。系统采用了C/S的体系结构,以Eclipse + ADT作为开发工具,SQLite和SQL Server分别作为客户端和服务器端数据库,使用面向对象的开发方法,实现
2、了工况信息管理、水力特性调节、热负荷预测、新增热网水力特性预测和系统管理等功能。其中在工况信息管理子系统中,以折线图的形式,直观显示了工况信息参数的变化趋势。在水力特性调节子系统中,建立了“温度调节法”分析计算模型,对供热管网的现状进行分析诊断,并生成水力平衡调节指导方案,指导方案以柱状图和文字描述的形式给出,为供热管网调节人员提供科学、便利的指导依据。关键词:水力平衡调节;Android;Eclipse; SQLite The design and implementation of hydraulic balance system for heating network based on
3、Android AbstractAt present, the phenomenon of hydraulic imbalance in the heating network is widespread, not only reduces the efficiency of the heating system and the deterioration of the heating quality. In order to improve the heating quality of residential district and increasethe working efficien
4、cy of the heating network staff, the system which can be used to adjust the balance of heating pipe network is presented. The hydraulic balance adjusting system based on Android uses the architecture of C/S and its development environment is built of Eclipseand ADT. Besides, SQLite and SQL Server ar
5、e used as system database. Furthermore, the object-oriented development method is adopted throughout the implementation process to achieve the functions of information management, hydraulic characteristic adjustment, heat load forecasting, new heat network hydraulic characteristics of forecasting an
6、d system management. The trend of the information parameters is demonstrated directly by the line chart in the information management subsystem. While in the hydraulic characteristic adjustment subsystem, it can analyze the current situation of the heating network by establishing the method of tempe
7、rature control model and then generate scientific adjustment strategy, including the histogram of hydraulic parameters and textual description, to provide scientific and convenient guidance for the users.Keywords:Hydraulic balance adjustment;Android;Eclipse;SQLite目 录第1章 引言11.1 课题背景及意义11.2 主要研究内容11.3
8、 论文组织结构2第2章 技术方法32.1 Android架构32.2 Android开发环境搭建32.3 SQLite数据库42.4 Android应用程序权限5第3章 系统分析与设计63.1 需求分析63.1.1 任务目标63.1.2 面向用户63.1.3 功能性需求63.1.4 非功能性需求73.2 系统设计83.2.1 系统结构设计83.2.2 系统用例设计93.2.3 数据库设计103.2.4 界面设计12第4章 系统实现144.1 系统客户端实现144.1.1 数据访问层实现144.1.2 系统欢迎及登录页面154.1.3 系统首页实现164.1.4 联系我们模块实现274.1.5
9、个人中心模块实现284.1.6 设置模块实现314.1.7 系统权限314.2 系统服务器端实现314.2.1 服务器数据库操作324.2.2 服务器与客户端通信33第5章 系统测试365.1 系统测试内容365.2 系统测试用例及结果365.3 系统错误及解决方法415.4 系统测试结果分析42第6章 总结43致 谢44参考文献45第1章 引言1.1 课题背景及意义随着移动通信技术的迅猛发展,手机已成为现代人们工作生活中必不可少的工具。Android平台凭借其开放性,迅速发展成为主流的智能手机应用系统。相比于其它系统来说,Android平台给开发商提供了一个非常自由的环境,具有更大的活力1。
10、供暖系统是一个复杂的水力网络系统,热水流量在管网中各管线中的分配取决于网络中各部分的阻力情况,而各管段中热水的流量大小又直接决定了该管段供暖热负荷的大小。供暖系统网络的理想水力状况是各管段中的热水流量应当与该管段的用户热负荷相一致,否则,当实际流量比所需流量大时,室内温度会偏高,反之,则会偏低。本课题的关键是建立供暖管网水力状况分析计算模型,该模型以流体力学及流体网络理论为基础,借助数值求解方法,来分析目前供暖网络的水力状况。如果目前的管网水力状况失调,则通过模型分析计算得出供热管网参数的调节量,从而指导制定如何纠正失衡状况的管网调整方案,为管网的水力状况调整提供理论依据。本课题主要目的是通过
11、该系统的开发,建立管网的水力工况分析计算模型,通过该模型对供热管网现状进行分析诊断,制定科学、便捷的调节方案,来指导供热管网水力平衡调节,从而改善某小区供热质量。1.2 主要研究内容本系统是一款基于Android系统的专用应用软件,主要用户为某热力公司供热管网调节人员。系统的主要功能包括:(1)热用户工况信息管理子系统,用于对热用户基本供热信息的存储与查询,并采用折线图的形式,来展示一天内截止到当前时间工况信息参数的实时变化趋势;(2)热网水力特性调节子系统,该模块采用“温度调节法”计算模型,对热用户基本供热信息进行计算模拟,分析诊断供热管网的现状,并生成科学的水力平衡调节方案,调节方案以柱状
12、图和文字描述的形式给出;(3)热网热负荷预测子系统,该模块采用“比值法”和“面积法”提前计算出热网热负荷来指导供热负荷的及时调整;(4)新增热网水力特性预测子系统,该模块对于新设计的热水供暖管网,在管网建成之前通过计算模型来模拟管网建成后的工作特性,包括热水质量流量、最小管径和比摩阻,为管网建成后如何进行初步调节提供理论支持;(5)系统管理子系统。管理员用户通过该模块实现对普通用户的添加、删除和发送消息等操作。1.3 论文组织结构本论文共分6章,论文内容的组织结构如下:第1章是引言。本章主要介绍了课题的背景和意义、主要研究内容以及本论文的组织结构;第2章介绍了系统开发过程中用到的技术方法。本章
13、主要讲述了如何搭建系统的开发环境,以及对系统的基本开发工具和开发过程中用到的技术方法进行简单介绍;第3章是系统分析与设计。本章主要介绍了系统的任务目标、面向用户、功能性需求和非功能性需求以及系统的结构设计、数据库设计、用例设计和界面设计;第4章是系统实现。本章的主要阐述了系统客户端和服务器端的具体实现过程及实现结果,并对系统的主要页面和核心代码进行了介绍;第5章是系统测试。本章主要介绍了系统测试的内容,列举了一些测试用例,描述了部分测试过程中发现错误和缺陷,最后对测试结果进行了分析;第6章是总结。本章主要总结了论文的主要内容,对系统实现的功能和特点进行介绍,同时指出了系统需要完善的地方。第2章
14、 技术方法系统总体分为两个部分:客户端和服务器端。客户端的开发工具包括:Eclipse,ADT,JDK 1.7.0以及数据库开发工具SQLite Expert;服务器端的开发工具为:Eclipse和SQL Server 2005;开发语言:Java;测试工具:Android模拟器(AVD),小米手机、HTC手机以及魅族MX2等。Android系统版本要求为4.0.3及以上。2.1 Android架构Android软件栈由顶部的应用程序层,位于中间层的中间件,以及包括各种驱动程序的Linux核心层构成2。如图2-1所示,Android系统平台架构分为四层3,每层之间可以传递信息并且各自具有特定的
15、任务。最底层是Linux内核,该层用于与嵌入式设备的交互和其他设备的链接,同时为其它三层提供I/O服务。第二层是系统运行库层,该层为应用程序和用户服务提供支持。第三层是应用框架层,该层为所有的应用程序提供公共功能接口,例如地址簿和日历的接口调用。最后一层为应用层,用于与用户交互。图2-1 Android框架层次结构2.2 Android开发环境搭建Windows系统下Android客户端的开发环境为:Eclipse + ADT + JDK 1.7.0。(1)安装Java运行环境JDK1.7.0,官网下载地址: (2)安装Eclipse。Eclipse官方下载地址:http:/www.eclip
16、se.org/downloads/。Eclipse为Java及Android开发的集成开发环境,将解压包解压后,打开设置workspace即可使用。(3)安装Android SDK。Android SDK下载地址:安装包解压完成后,运行SDK Manager.exe文件,运行示意图如图2-2所示。图2-2 SDK安装(4)安装Android ADT(eclipse插件)。启动Eclipse,点击 Help菜单 - Install New Software,点击 Add,输入地址:http:/dl-图2-3 Android ADT安装2.3 SQLite数据库SQLite是一个轻量级的数据库,体
17、积大小只有几千字节,但仍然具有数据库处理事务的隔离性、一致性、原子性及持久性这4个基本特征,是一个完全适应严峻环境的数据库 4。SQLite数据库具有以下几个特征:(1)轻量级。SQLite体积小,且不存在客户端和服务器;(2)独立性。SQLite数据库无需安装和依赖第三方软件;(3)隔离性。SQLite 数据库中所有的信息都包含在一个文件夹内;(4)跨平台。目前SQLite能够支持大部分的OS;(5)多语言接口。2.4 Android应用程序权限开发人员可以根据Android 平台提供的 SDK开发应用程序,而应用程序需要有一定权限来对 Android 系统资源进行访问,这个权限就称为应用程
18、序权限。 权限是一种安全机制。为了提高数据的安全性,每个程序在安装时都会建立一个系统编号,来保证数据只被指定程序访问。一个Android应用程序如果没有相应的权限,意味着它不能做任何影响用户体验或对设备中数据有害的操作5。应用程序开发者通过Manifest.xml文件中的来指定应用程序可获取的权限,然后映射到底层的用户和组。在应用程序安装时,应用程序的许可权限是由Android包安装器授予的,它会根据应用程序声明的权限来检查相应的数字签名,此过程会通过图形界面与用户进行交互。第3章 系统分析与设计3.1 需求分析需求分析在系统开发过程中占据着十分重要的地位,是关系到软件开发成败的关键步骤。系统
19、开发之前必须要对系统需要解决的问题进行详细的分析,弄清楚问题的要求,明确用户的需求和目标。3.1.1 任务目标为改善某热力公司的供热质量,减轻供热管网调节人员劳动负担,设计开发一个基于Android平台的供热管网水力平衡调节系统,建立管网的水力工况信息分析计算模型,针对供热管网的现状进行分析诊断,从而给出科学、便捷、具体有效的指导方案,来指导供热管网水力平衡调节。3.1.2 面向用户基于Android平台的供热管网水力平衡调节系统面向东营市某热力公司供热管网调解人员以及管理人员,要求使用人员要具备一定的软件操作知识。另外,使用人员需要配备有Android 4.0.3及以上版本系统的手机一部。3
20、.1.3 功能性需求功能性需求规定了软件产品中必须实现的软件功能,用户通过这些功能完成各项任务,满足其业务需求6。(1)热用户工况信息管理子系统该子系统的功能为完成对待调节支线中的热用户实时工况数据的记录与管理。供热管网调节人员通过该子系统,可以实现对各栋楼的楼头进水温度、楼头回水温度、室内环境温度、目标室内环境温度、室外天气温度以及暖气片面积等实时数据的录入、修改和查询等功能,为“水力特性调节”提供数据基础。该子系统中所涉及的实时工况数据,均由供热管网调节人员根据供热单位的实际情况手动输入。(2)热网水力特性调节子系统该子系统的功能为根据供热管网目前的供暖用户热负荷分配情况,采用“温度调节法
21、”对供热管网的流量及压力分布特性进行计算模拟,并根据模拟结果来制定科学的水力平衡调节方案。首先,子系统通过热用户工况信息管理子系统中存储的数据,经过公式计算获得中间变量结果,然后在通过中间变量计算获得最终变量结果,最终供热管网调节人员根据最终变量结果在现场实施调节。本模块的输入数据为:楼头进水温度、楼头回水温度、室内环境温度、目标室内环境温度、室外天气温度以及暖气片面积等,数据来源由工况信息管理子系统提供;中间数据变量为:暖气片散热量、暖气片传热系数、目标散热量和热水流量,数据来源为计算输入数据获得;最终数据变量为:温度调整量、流量调整量、目标回水温度和目标热水流量,数据来源通过计算输入数据和
22、中间变量获得。(3)热网热负荷预测子系统该子系统的功能为根据供暖面积及环境温度,采用“比值法”和“面积法”提前计算出热网热负荷并及时进行调整,从而最大限度的节约能源。子系统分为两个模块,“比值法”计算模块和“面积法”计算模块,供热管网调节人员在使用时可以根据实际情况自主选择计算方法进行热网热负荷的预测计算。(4)新增热网水力特性预测子系统该子系统的功能为对新设计的热水供暖管网,在管网建成之前通过模型来模拟管网建成后的工作特性,为管网建成后如何进行初步调节提供理论支持。子系统分为三个功能模块,热水质量流量预测、比摩阻预测和最小管径预测。供热管网调节人员通过 “热水质量流量”,“最小管径”和“比摩
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