数字城市建设水务管控智慧电力智慧能源软件项目规划设计书.docx

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数字城市建设水务管控智慧电力智慧能源软件项目规划设计书

数字城市建设

（水务管控、智慧电力、智慧能源）

软件项目规划设计书

1引言4

1.1编写目的4

1.2背景4

1.3参考资料4

1.4术语定义及说明4

2总体设计5

2.1任务和目标5

2.1.1需求概述5

2.1.2运行环境概述5

2.1.3条件与限制5

2.1.4软件结构图5

3系统详细需求分析7

3.1详细需求分析7

4系统详细设计8

4.1系统内部详细界面划分8

4.2系统结构设计及子系统划分8

4.3系统功能模块详细设计8

4.3.1模块一登录流程图8

4.3.2模块二主界面流程图10

4.3.3模块三实时监测流程图11

4.3.4模块四流量控制流程图13

4.3.5模块五用水安全管控15

5数据库系统设计17

5.1设计要求17

5.2信息模型设计17

5.3数据库设计18

5.3.1设计依据18

5.3.2数据库安全18

5.3.3数据字典18

1引言

编写目的

本详细设计文档说明书编写的目的是说明该程序模块的设计考虑，包括程序描述输入和输出算法和流程逻辑、数据库的字段和数据字段的关系图，模块的界面设计和操作解释，理解性的考虑，为编程和系统维护提供基础，本说明书的预期读者为系统设计人员软件开发人员、软件测试人员和项目评审人员、部分用户人员。

背景

智慧城市是数字城市发展中的具有介入式、互动式功能的智能化数字城市管理应用。

CUDI国际城市发展研究院院长王超指出：

城市人地关系系统的数字化，它体现"人"的主导地位，通过城市信息化更好地把握城市系统的运动状态和规律，对城市人地关系进行调控，实现系统优化，使城市成为有利于人类生存与可持续发展的空间。

城市信息化过程表现为地球表面测绘与统计的信息化（数字调查与地图），政府管理与决策的信息化（数字政府），企业管理、决策与服务的信息化（数字企业），市民生活的信息化（数字城市生活），以上四个信息化进程即数字城市。

数字产业的崛起，面临第四产业的来临，数字城市的数字管理充分借助物联网、传感网，涉及到智能楼宇、智能家居、路网监控、智能医院、城市生命线管理、食品药品管理、票证管理、家庭护理、个人健康与数字生活等诸多领域，更加的智能化、智慧化。

反思城市与人的关系，形成所谓“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，为城市提供更便捷、高效、灵活的公共管理的创新服务模式，实现人类社会与物理系统的整合。

把握新一轮科技创新革命和信息产业浪潮的重大机遇，充分发挥信息通信（ICT）产业发达、RFID、相关技术领先、电信业务及信息化基础设施优良等优势，通过建设ICT基础设施、认证、安全等平台和示范工程，加快产业关键技术攻关，构建城市发展的智慧环境，形成基于海量信息和智能过滤处理的新的生活、产业发展、社会管理等模式，面向未来构建全新的城市形态

本项目的提出是按照科技的发展潮流。

响应国家对于城市的建设的要求，以科技来管控城市，让城市的管理更加方便和节约，以城市三大必须消耗为基础分别是水、电、气。

该项目《智慧城市管控》本着方便管理、节能减排、方便城市分析等功能为目标采用c/s模式进行开发，用于对城市规划管理的行业及三维技术的结合因此有较好的市场前景和商业价值。

智慧城市管理平台主要由两部分形成：

1.客户端

2.服务器端

参考资料

《C#高级编程》（第七版）（美）BillEvjen（美）JayGlynn著

《数据库设计》Stephens著机械工业出版社

《数据库系统概论》（第三版）萨师煊王珊著高教出版社

《WPF编程宝典》MatthewMacDonald清华大学出版社（2013-08）

《ArcGIS开发宝典》刘仁义、刘南科学出版社有限责任公司（2011-01）

《数据库设计与开发》蒋学英、刘星、等清华大学出版社（2007-03）

术语定义及说明

如表1-1所示：

表1-1术语定义

序号

术语或缩略语

全称

说明性定义

1

Uri

UniformResourceIdentifier

统一资源标示符

2总体设计

任务和目标

该文档是智慧城市管理模块的三个主要的功能的详细说明和设计，分别对每个模块进行简要的说明，为代码的实现提供可参考的依据。

2.1.1需求概述

智慧城市管理的主要三大模块描述：

1.用水管控模块概要描述，该模块能够实现用户在客户端进行对用水量的管控，用户可以分大的区域来进行对当天的该区域总体的用水量的监控，还可以根据区域及建筑的性质来进行定点的查询该建筑的当天实时的用水量，该模块可以让用户查询区域、建筑的年、月的用水量的详情，当输水管道发生问题时可以进行有效的控制该事发地点的用水开关，有效的遏制资源的浪费，通过图形化的设计可以让用户更加直观的看到该建筑的用水状况，通过这个可以进行判断使用水是否合理，增强调控力度。

2.智慧电力就是让人更方便，更快捷，更轻松，更安全的用电，

3.智慧能源的气能管控模块主要是对能源使用的分析，为了更合理的管控气能。

具体的操作包括：

1.分析和统计气能的使用过程；

2.设计管理和控制气能的操作；

3.查看具体建筑的气能用量的记录查询。

2.1.2运行环境概述

ArcGisServer：

地图发布工具

Mysql：

数据库管理软件

Windows7：

运行环境

VS：

服务器端开发软件/客户端开发软件

2.1.3条件与限制

该功能的需求大部分是按自己的理解来进行设计的，该程序要和硬件接轨，条件限制，有些数据是进行模拟的。

系统要求，如表2-1：

表2-1操作系统限制

操作系统

最低版本

最低版本

Windows7旗舰版、企业版、专业版和家庭高级版（32位和64位（EM64T））

WindowsVista旗舰版、企业版、商务版和家庭高级版（32位和64位（EM64T）

SP1

SP2

WindowsXP专业版和家庭版（32位）

SP3

SP3

WindowsXP专业版和家庭版（64位（EM64T））

SP2

SP2

Mysql

Framework

3.5

硬件要求，如表2-2：

表2-2硬件限制

ArcInfo、ArcView、ArcEditor

CPU

2.2GHz双核或更高

处理器

英特尔酷睿双核、奔腾4或至强处理器

内存/RAM

2GB或更高

显示属性

24位颜色深度

屏幕分辨率

推荐在标准尺寸（96dpi）下使用1024x768或更高

交换空间

取决于操作系统，最小为500MB。

磁盘空间

2.4GB此外，Windows系统目录需要预留50MB的磁盘空间（通常位于C:

\Windows\System32）。

您可以在安装程序中查看10.0各组件所需的磁盘空间。

如果使用ArcGlobe（作为3DAnalyst的一部分），则可能还需要额外的磁盘空间。

因为ArcGlobe在使用后会创建缓存文件。

视频

/

图形

适配器

检查您的计算机是否能够运行ArcGIS3DAnalyst-ArcGlobe具有24位处理能力的图形加速器

显卡必须能够兼容OpenGL2.0或更高版本，其显存至少应为128MB，但推荐使用512MB或更大的显存。

联网硬件

许可管理器只需要TCP/IP、网卡或Microsoft环回适配器。

软件要求：

必须在安装ArcGISDesktop之前先安装.NETFramework3.5SP1或更高版本。

InternetExplorer要求：

ArcGISDesktop的某些功能要求安装的MicrosoftInternetExplorer版本至少为7.0或8.0。

如果尚未安装MicrosoftInternetExplorer7.0/8.0，则必须在安装ArcGISDesktop之前获取并安装它。

Windows7和WindowsVista的MicrosoftWinHelp修补程序：

在MicrosoftVista或Windows7上使用ArcGISDesktop、ArcInfoWorkstation、ArcGISEngine或ArcReader时，建议您安装以下Microsoft修补程序（可选）。

ArcGISDesktop、ArcInfoWorkstation、ArcGISEngine和ArcReader通过使用WinHlp32向用户提供相关工具、命令和对话框的弹出式上下文相关帮助主题。

如果未安装此修补程序，WinHlp32将无法在Windows7或WindowsVista上正常运行。

2.1.4软件结构图

如图2-3软件结构图所示：

图2-3软件结构图

3系统详细需求分析

为达到数字化的智慧城市管理，对整个的城市进行分区设置，按照区域划分不同属性的建筑而每个建筑有三个大的模块来管理分别是水、电、气，对建筑的能用使用量进行监控，

该系统主要功能之一是监测和统计园区的水电气使用数据以及控制气能的管道。

在监测和统计数据的过程中，如果测量的气能流量大于正常需求，则要采取人工管控的操作，看是否需要关闭开关或关闭哪个开关。

详细需求分析

功能分析：

本文档中水资源的管理，建筑的日常用水监测，小区域的日用水量监测，建筑的年月用水量的统计和建筑用水控制的开和关，小区域的年月用水量的统计和用水控制的开和关

电资源需求:

开关控制（开，关）模式控制（手动，自动）自动模式时有时间段的调整，自定义一个时间段，超出时间段自动关闭、监测每一栋楼或知名企业的每天的用电量、给每栋楼或知名企业设一个上限值，超过那个上限值就报警，弹出报警框分别控制每个区每条道路上的路灯，有全区道路的开关，每条道路的开关控制、监测，都会根据楼的名称、知名企业名称、道路名称在地图上定位到相对应的位置

气资源主要是监测和统计气能使用数据以及控制气能的管道。

在监测和统计数据的过程中，如果测量的气能流量大于正常需求，则要采取人工管控的操作，看是否需要关闭开关或关闭哪个开关。

接口分析：

硬件接口：

1.连接硬件开关的接口

2.监测用电量的接口（也叫电表接口）

3.报警器接口

4.路灯开关控制接口软件接口：

1.数据库接口（MySql）

2.ArcGis地图接口

4系统详细设计

系统内部详细界面划分

在总体界面的设计中，利用界面的功能按钮来进行操作分功能的显示，在各大分功能中都是以用户控件为基础的，以公用的wpf窗体界面为载体，模块中根据需要在建立小的模块来实现所要的功能，该系统主要包括四大模块水能、电能、风能以及气能。

四个模块都包括监测和管控的界面：

监测界面主要包括数据的统计和查看详情；管控界面模块数据

智慧电力：

电力控制界面：

可以查出总园区的分区，分区的各个建筑和企业对它们进行控制，控制它们的开关，控制它们的模式，控制它们的用电时间段，控制时地图会定位到相对应的位置

电力监测界面：

监测到每个建筑和企业每天的用电量和每个月的用电量，还可以与上个月的用电量进行对比，每个月的用电量可以用统计图的形式和列表的形式表现出来，每查询一个区或建筑或知名企业的用电量，地图都会定位到相对应的位置

路灯控制界面：

路灯是在室外，而且白天并不开灯，所以单独提出来。

路灯控制界面有分为总体布局和分布布局和保存设置按钮；总体布局里面分为控制全区的路灯（全开，全关）和光线的控制；分布布局里面有分区的选择、手动控制（开、关）、自动控制模式（开启时间、关闭时间），选择街区后会显示出分区里面街道，可以再次进行选

智慧电力：

操作流程图，如图4-1：

图4-1

系统结构设计及子系统划分

对该项目的逻辑设计思路是，在用户进行正确登录后，进入主界面，用户可以根据在主界面的提示按钮，来操作所要的结果，在用户点击相应的按钮时弹出该功能的操作，操作完毕后，关闭窗体。

整个系统是按照总-分的模式进行设计，首先是解决总体的框架结构，然后在总的框架基础上进行分模块的界面布局情况，在分模块中本着与地图实时互动的原则，在设计每一步时都要进行地图的定位，告诉用户要操作的是那个地方，让用户有个更直观的认识，在分模块中进行再详细的划分，每个小模块的功能是什么，有什么用，如何操作，方便用户的理解和查阅。

区域用水量模块：

实时监测、流量管理、安全管控。

区域用电量模块：

用电宣传、实时监测、流量控制、路灯控制、电力抢修。

区域用气量模块：

实时监测、流量控制、预警设备。

系统功能模块详细设计

该智慧城市管理项目模块详细设计如下：

系统包含登陆、主界面以及主界面的子模块。

其中子模块的能管控分为两个小模块：

实时监测和流量控制，功能如下：

其流程图如图4-1：

图4-1智慧能源流程图

4.1.1模块一登录模块

登录流程图

如下图4-2流程图所示：

图4-2登录流程图

如图是用户在正确登录后所进入的主界面，在主界面的顶端是用户对地图的操作按钮，左边是该城市的所用用量的数据，根据用量详情按钮用户可以更加细致的了解所要的数据，界面的底部是四个大功能的模块按钮，每个按钮都有不同的功能可供用户来查询控制。

用户登陆界面设计大体图如下：

用户在用特定的用户登录时，在后台进行了一系列的加密和解密过程，保证数据的安全。

如下图4-3用户登陆界面所示：

图4-3用户登陆界面

用户可以一次性的设置数据库的一些相关的信息，进行数据库的连接和一些维护

如下图4-4数据库配置界面所示：

图4-4数据库配置界面

在进入主界面时可以按F1为第一次使用进行一次性配置地图。

如下图4-5用户配置路径界面所示：

图4-5用户配置地图路径界面

模块编号：

001

模块名称：

用户登录

进入操作：

1点击运行该程序的应用程序

2填写用户登录相关信息

3登录验证

4通过进入主界面

功能描述：

该登录模块是用户通过自己设定的登录密码来进行验证登录，在验证时是在后台进行复杂的加密和解密过程，保证系统的安全性用户可以通过点击设置来进行对数据库的设置，完成程序的运行，进行登录之后操作相应的内容。

4.1.2模块二主界面

如下图4-6主窗体界面所示：

图4-6主窗体界面

模块编号：

002

模块名称：

主界面

功能描述：

该模块是用在正确的输入操作密码时进入的界面，用户可以实现对地图的操作（缩放、移动、不同视角观看、鸟瞰图、漫游、查建筑），左侧是对整个园区的用量检测，可以点击按钮来更详细的操作，下方是针对各个模块的具体操作。

4.1.3模块三用水管理

4.1.3.1模块一实时监测流程图

如下图4-5流程图所示：

图4-5数据流程图

模块编号：

001

模块名称：

实时监测

进入操作：

1用户成功登录后

2在主界面的底部有四个操作按钮

3点击水能管控按钮

4点击实时监测按钮弹出该功能的操作界面

功能描述：

该功能模块可分为以下几条：

●用户可以点击顶层的三个按钮来选择要操作的区域，根据选择的区域点击该建筑的性质是知名的还是普通的，若选择普通建筑则可以进一步的划分该建筑的性质是全企建筑还是全民建筑还是企业和居民混合式建筑，选择建筑的性质后会在中间容器中显示相应的建筑名称，可以点击该建筑来查看该建筑当前用水量的变化，以图形的方式来显示，让用户更加直观的知道流水数据的变化。

●在查看指定建筑的当时用水量时，若该建筑用水量达到预定的值，会进行报警提示，这样有利于对用水的监控。

如下图4-6用水实时监测界面所示：

图4-6用水实时监测界面

4.1.3.2模块二流量控制流程图

如下图4-7流程图所示：

图4-7数据流程图

模块编号：

002

模块名称：

流量控制

进入操作：

1用户成功登录后

2在主界面的底部有四个操作按钮

3点击水能管控按钮

4点击流量控制按钮弹出该功能的操作界面

功能描述：

该功能模块可分为以下几条：

使用者可以选择城市的大的区域的划分来查看该城市小区域的用水量，使用者可以根据年、月来查询该小区的用水情况，查出的结果以图表的形式显示出来，更直观的掌控数据，在最右侧，使用者点击相应的小区时显示该小区的阀门的状态，容易控制该区域的供水量阀门的开和关。

根据使用者选择的小的区域，再根据选择的区域点击该建筑的性质是知名的还是普通的，若选择普通建筑则可以进一步的划分该建筑的性质是全企建筑还是全民建筑还是企业和居民混合式建筑，选择建筑的性质后会在中间容器中显示相应的建筑名称，选择相应的建筑名可以对该建筑进行年、月的用水量的查看，能有效的管控该建筑的用水量，使用者还可以对该选择的建筑的阀门的状态进行设置，便于管理一些突发的事件以减少损失，达到节能减排的效果

编号为004的模块的大体设计界面，该界面在数据显示上采用图形化的设计来更好更直观的说明数据，用户可以根据需要来查询年和月或年的用水量详情，随时控制某地方的阀门开和关，减少不必要的损失。

达到节能减排的作用

如下图4-8水能管控界面所示：

图4-8水能管控界面

4.1.3.3模块三用水安全管控

如下图4-9所示用水安全管控所示

图4-9用水安全管控

模块编号：

005

模块名称：

安全管控

进入操作：

1用户成功登录后

2在主界面的底部有四个操作按钮

3点击水能管控按钮

4点击安全管控按钮弹出该功能的操作界面

功能描述：

该功能是监测用水的安全，当某区域发生了地下输水管道泄漏事件，该功能可以进行事发地点的定位，上游阀门的定位，对上游阀门的管控，在关闭上游阀门后受影响的区域，事故的发生等级的自动评定，整个区域事故的发生次数的记录、原因。

做好准确的记录，及时的更改相应的方案。

该功能模块可分为以下几条：

当事故发生时，伴随着硬件的一些监测和进行一些数据的上传，系统接受传过来的数据根据数据进行相应的操作，并弹出一个提示窗体，当事故发生时系统（硬件）会及时的监测到具体的位置，上下游阀门的位置，并及时的给该区域的负责人发一条包含该事故的发生地点、事故等级、上下游阀门的名称、事故发生时间，有利于该区域的负责人进行准确定位，及时赶到现场处理事故。

做到及时发现、及时处理、及时上报、贯彻节能减排思想，保证居民用水畅通。

监测到事故时系统使用者可以对事故进行定位，对上游或下游阀门定位，点击地图阀门旁的水量监测器可以查看流速、流量数、并可以对该区域负责人发送一些信息，方便及时的了解情况和发送一些指令。

使用者可以进行历史事故的查看并定位，通过右侧的统计图，可以很明显的看出那个区域发生的事故比较多，根据这些信息对该城市的事故多发地加强管理，通过补充按钮来完善事故的维修记录。

若事故比较多使用者可以通过选则首页、下一页、上一页、末页来对数据进行查看。

编号为005的模块的部分设计该界面显示所在区域的所有维修的记录和通过图表来查看各区域的维修次数，引入到给该区域的事故发生次数，有利于对每个区域的输水安全进行一个良好的评估，通过该数据的显示让管理者对某个区域进行合理的安排人力、物力达到双赢的节奏

如下图4-10安全管控界面所示：

该界面是事故查看界面,当在某个地方发生事故时,系统后台自动的事故的地点,发生时间,等级,自动评估等级，一些基本的信息添加到数据库中做好记录,并弹出如下的界面来工管理者查看部分的信息,可以对该事故地点进行准确的定位.定位到上下游阀门的位置方面查看及事故影响范围的简单的分析，通过该界面可以查看该区域的负责人的相关信息，可以给该事故负责人发送一些指令或了解状况的询问。

4-10安全管控界

该界面是该区域的历史事故的查看，操作者可以查看某个区域的事故发生次数及事故的原因维修状况，负责人及其他的信息，通过统计图更好的比对该城市中那个区域是事故易发地，及时进行控制和调整。

图4-11安全管控界

如下图4-12是在事故处理完之后对该事故进行详细的记录,达到及时的修理及时的记录.操作者可以根据维修好的时间来选择时间，填写具体的事故原因，修改维护状态、添加维护人。

图4-12事故处理后的记录填写

4.1.4模块四用电模块

4.1.4.1智慧电力操作流程

操作流程图，如图4-13：

图4-13

4.1.4.2模块一电力分析

电能监测界面，模块001，如图4-14：

图4-14

电能监测详细，如图4-15：

图4-15

模块编号：

003

模块名称：

实时监测

进入操作：

1用户成功登录后

2在主界面的底部有四个操作按钮

3点击电能管控按钮

4点击实时分析按钮弹出该功能的操作界面

功能描述：

电能分析：

这个模块主要负责对电流量的一个监控，对每栋楼或每个知名企业每天的用电量进行监测；查询监测数据是根据年、月、区、楼作为条件，查询出来后用统计图的形式表现出来，还可以用列表的形式表现出来；这个模块是只读的

定额管理：

定额管理就是给每个区，每栋楼每个月限定一个定额值，如果超出定额值，弹出一张表，列出超出定额值的企业、建筑，列出每个建筑、企业的定额值和超额值，点击超额的建筑、企业，会弹出需要发送短息通知的页面，如果点是，就进入短信编辑页面，如果点否，将会停在此页面不挑转；

4.1.4.3模块二电力控制

超负荷弹出窗体，如图4-16

图4-16

电能控制界面，模块002，如图4-17,4-18：

图4-17

图4-18

模块编号：

004

模块名称：

电力控制

进入操作：

1用户成功登录后

2在主界面的底部有四个操作按钮

3点击电能管控按钮

4点击电力控制按钮弹出该功能的操作界面

功能描述：

因为城区被分为3个区（A/B/C）；整个城区有一个大的发电站；而每个分区也有一个配电室，里面控制着所有建筑、知名企业和道路的电闸开关；有可能有的建筑或知名企业某一天的用电量比较大，已经超负荷了，就会在电力控制界面打开前弹出一个警告窗体；

全部：

在‘全部’页面上奋力三个区域，点击每一个区域都会定位到相应区域的配电室，而下面的其名企业开关个普通企业开关，都是控制着每个区域里的所有知名企业的开关和所有普通企业的开关；

A/B/C区：

每个区域里的数据是从数据库的查询出来绑定到表的，每一页显示的数据是有限的，初始化出来时时间调整是不可用电，当你点击调整之后，时间框就会变成可调整的，而按钮就会变成确定，时间调整完之后，点击确定，时间就会保存到数据库，开和关是控制该建筑的用电开关的，手动和自动是控制开关的，自动时时间监测就会启动，监测开时间和关时间，而手动时就不会监测时间；开和关，手动和自动都是从数据库读取出来的；

4.1.4.4模块三路灯控制

路灯控制界面，模块003

总体布局，如图4-19：

图4-19

路灯控制界面，分布布局，如图4-20：

图4-20

模块编号：

005

模块名称：

路灯控制

进入操作：

1用户成功登录后

2在主界面的底部有四个操作按钮

3点击电能管控按钮

4点击路灯控制按钮弹出该功能的操作界面

功能描述：

路灯控制里面主要分为三个部分：

总体布局控制，分布布局