煤矿产量监控共享系统.doc

年度 编号 重庆工程职业技术院院级课题 （科学技术类）立项申请书 课题类型： 应用研究 课题名称： 煤矿产量监控共享系统 课题负责人： 谢先伟 负责人所在部门： 计算机系 申报日期： 2008 年 9 月 10 日 重庆工程职业技术学院印制 填 表 说 明 一、本表报送一式 3 份，其中一份原件（请用 A4 打印，于左侧 装订成册）报送科技处，自留一份，一份电子文档。 二、封面上方 2 个代码框申请人不填，其他栏目由申请人填写。 三、对研究内容、研究方法、预期成果及意义的填写，应简明扼要。 四、申请书中第一次出现外文名词时，要写清全称和缩写，再出现同 一词时可以使用缩写。 五、注意事项 课题类别：指课题研究内容所属范围。 课题名称：应准确、简明反映研究内容，最多不超过 40 个汉字 （包括标点符号） 。 课题组成员：必须真正参加本课题的研究工作，不含课题负责人。 主要参加者原则上不超过 5 人。 一、基本情况表 名称 研 究 课 题 煤矿产量监控共享系统 研究课题起止年月 2008.9—2009.2 预期研究成果 形成煤矿产量监控共享系统一套 和学术论文一篇 申请资助经费 5000.00 元 姓名 性别 职称 学历 学位 谢先伟 男 讲师 本科 学士 计算机系 E-mail 所在部门 职务 应用研究 研究专长 应用软件 开发 000537xxw@163.com 无 66580805 联系电话 课 题 负 责 人 类别 近两年主要研究成果： 一、发表的学术文章 《高职学院计算机教学方法改革探讨》 ，中国科教创新导刊（公开），2008.1 《自动化组卷及无纸化考试系统研究》 ，计算机科学（核心），2008，7 二、出版的教材 《计算机应用基础上机指导书与习题集》 ，电子科技出版社，副主编，2007.9 三、参与的科研 《通用试题库管理系统》 院级课题 课 题 组 成 员 主研 已结题 姓名 性别 职称 学历 学位 职务 研究专长 齐磊 男 助教 本科 学士 文档整理 王晚竹 女 助教 本科 学士 美工设计 唐林 女 助教 本科 学士 代码编写 劭亮 男 助教 本科 学士 美工设计 韩晋川 男 技师 本科 学士 硬件调试 和维护 陈戈 男 讲师 研究生 硕士 系统分析 gb 万青 男 讲师 本科 学士 系统分析 和设计 二、立项背景与依据（研究目的、意义，国内外现状、水平及发展趋势分析，主要参 考文献及出处） 一、立项背景 学院煤矿产量监控实验室是示范建设的实验室之一，相关课程的开设主要为了培养能够熟练 使用和维护煤矿产量监控系统的应用型人才，对应的课程是计算机控制技术专业学生的核心课程， 该实验室建设在整个示范建设中占有重要的地位。 煤矿产量监控系统由硬件和软件两大部分构成。硬件部分包括 C2000 Plus 转换器、连接线缆、 服务器和客户机等构成；管理软件为较多，主要有 DT-KC2001 调试程序软件、GPRS 测试软件、 GPRS 设置软件、轨道式数据库创建工具软件、矿产品产量监控系统等软件组成。在教学过程中， 需要培养学生熟练使用软件对 C2000Plus 转换器参数进行设置，监控传感器捕获的数据，并可以 进行配置并提交，能够使用数据库创建工具创建所需要的数据库，并使用基本信息录入（轨道式） 软件进行基本数据的录入，最后使用矿产品产量监控系统（轨道式）软件对产量进行监控。由于 上课学生较多，从成本角度考虑，不能人手一套硬件设备，并且教师在教学过程中无法让学生一 起参与实践，影响教学效果。因此，用模拟方法对硬件设备进行仿真，以及让较多的学生共享少 数的几套硬件设备，对于教学和培训来讲非常必要，煤矿产量监控共享系统的设计和开发正是为 了满足上述需求。 二、研究目的和意义 当前我院计算机系的煤炭产量监控系统教学和实践环节中存在着诸多限制和问题，最大的问 题就是现在只能有一台服务器(计算机)对煤矿产量监控系统进行集中操作，所有学生使用的客户 机不能获取转换器中的任何数据，这样不能满足教学需求，更不能很好的锻炼和训练学生对煤矿 产量监控系统进行全面操作和运用，达不到锻炼学生的动手能力的目的，对我院以后针对煤矿系 统的的产量监控培训也提出了很大的挑战。 为此，煤矿产量监控共享系统开发，旨在搭建一个低成本、高效率的教学培训平台。从节约 成本方面，可以充分利用有限的硬件设备，硬件设备只有一套，但是服务器和所有的学生客户机 （100 台）都可以共享数据，从而达到共享硬件资源；从教学授课方面，从原来的只有教师能够操 作数据，通过投影机投射到屏幕上授课，到学生边听课，边动手操作，大大降低教师授课的难度， 从而提高授课效率；从学生学习过程方面，给学生更多上机实践机会，加深对煤矿产量监控系统 的了解，在实践中掌握该系统的操作步骤和要点；从训练、考核方面，既可以在平时练习中检查 操作中出现的问题，也可以自动对学生的操作过程和结果进行随时评判，大大降低改卷难度。同 时为重庆煤炭行业提供培训也有了保障。 三、国内外现状、水平及发展趋势分析 煤矿产量监控系统研究目前在我国是一个新兴的研究热点。 综所周知，煤矿及煤矿产品分布在全国很多地区，煤矿大小不一，产量多少差异，特别是在 煤矿税收方面存在一些问题，统计口径也难统一，为了解决这样的问题，煤矿产量监控系统已经 是煤矿重点建设和必须建设的监控系统之一。 产煤大省山西省出台了《山西省煤炭产量监控系统管理规定》，为了控制煤矿超能力生产，并 提高税收征管质量和工作效率，山西省政府要求全省煤矿 2006 年 7 月底前全面建立煤炭产量监控 系统，截止到 2007 年 3 月山西省煤炭产量监控系统矿级系统安装工作已基本完成,全省可建煤矿 总套数为 2316 个，已完成系统安装 2289 套，完成 98.83%。 处于西部地区的贵州省对煤炭产量监控系统安装定出了最后期限——2007 年 10 月底前未完 成安装，煤矿将要停产；四川省也在 2008 年 7 月开展煤矿产品产量远程监控系统设备招标，2008 年已经有部分煤矿开始使用煤矿产量监控系统。陕西省的煤矿产量监控系统招标已经完成，正处 建设之中。处于西部直辖市的重庆，各级政府部门也很重视，全市煤矿实现煤矿产量监控系统也 在部署之中。 各个矿产品开发公司也推出了各种版本的煤矿产量监控系统及配套软件，据不完全统计，全 国各类煤矿产量监控系统有几百种之多，学者们也发表了关于煤矿产量监控系统的构建、实施、 维护等方面论文来研究这一课题。 我院计算机系教学和培训所使用的煤矿产量监控系统，是重庆大唐称重系统有限公司的主打 产品之一的 DT-KC2000 源头式煤炭产品监控系统，该系统采用国际先进的动态称重技术，在煤炭 生产企业矿井出煤口、煤仓售煤处、煤炭传送带等处安装称重及视频监控系统，自动监测煤炭产 销量，达到监控产量，以产控销、以销控税（费） ，关注税源（费）的目的。 从总的趋势上看，随着重庆市对煤矿产量监控系统的规划和部署的推进和普及，煤矿产量监 控系统肯定在以后的煤矿产量监控培训和煤矿产量监控系统的实际使用过程中占有重要地位，所 以该课题对解决我院毕业生的就业，以及对重庆市煤矿产量系统建设、使用和维护的普及将产生 非常积极的作用。 四、参考文献及工具 A． 《VisualBasic 与分布式监控系统－RS232/485 串行通信》 B．《C2000 Plus S232TWZ 操作手册》 C．《Windows Form 高级编程》 D． 《网络监听攻击技术——数据包扑捉与协议分析》 E．《数据通信吉比特以太网手册》 F． 《wireshark 中文教程》 F．安全监控相关的硬件和软件设备，学校机房及局域网络 三、研究内容、技术路线及本项目的创新之处： 一、课题研究内容 1、研究该系统在改善教学环境，培养学生动手能力，减轻教师负担，提高教学效率等方面的 作用。 2、研究共享系统在节约教学成本和实验组织简便化方面的积极意义。 3、研究产量监控系统的转换器与服务器端通信的过程、步骤及方式问题，从中分析出有效的 数据包，并对数据包进行详细分析，并能够得出与软件界面一致的数据，为后续的数据包的广播 打下基础。 4、研究软件实现网络数据包的广播，为所有的学生机（客户端）提高有效的数据，提高学生 的真实的虚拟环境和动手操作练习的效率，从而达到通过软件共享硬件的目的，提高教学质量和 效果。 5、研究学生操作结果数据的分析。通过分析每个学生的客户端初始化参数，数据库的创建及 基本信息信息的录入，最后的轨道式产量监控系统数据，可以对操作过程中的问题即使指出，并 为考试时教师评分提供参考依据和便利。 二、技术路线 本课题的技术路线：采用 C/S 模式，以 C#语言为基础的 VS 软件工具，在基于 RS232 串口通 信和和基于以太网数据包的抓包和分析数据包，以及数据包的广播技术的支持下，使用 SQL Server2000 数据库，采用“软件工程”流程并结合煤矿产量监控系统的特点,产学研结合,资源共享, 分模块开发集成的技术路线,分步实施,逐步完善。 三、本项目的创新之处 1、使用抓包技术实时获取转换器的数据。 2、详细分析数据包，实现服务器端对转换器数据的完整模拟。 3、利用数据包的广播技术实现把服务器端数据向所有的学生机（客户端）分发，实现客户端 也能实时的获取和配置数据。 4、能够实时对学生的操作过程和结果进行记录，分析操作中出现的问题。 四、计划进度、预期研究成果及形式： 本课题的预期研发期限为 6 个月，可以大致分为以下几个阶段。 一、可行性研究阶段 1、时间：2008 年 9 月 1 日——2008 年 9 月 20 日 2、内容：深入熟悉并分析课题,收集相关资料,准备设计所需硬软件环境。 二、调研和需求分析阶段 1、时间：2008 年 9 月 20 日——2007 年 10 月 20 日 2、内容：根据“软件工程”流程，完成调研和需求分析。 3、预期研究成果及形式：完成《业务需求说明书》（word 文档）、《技术方案说明书》（word 文档） 、《项目开发计划》（word 文档） 。 三、系统设计阶段 1、时间：2008 年 10 月 21 日——2008 年 11 月 31 日 2、内容：根据“软件工程”流程，完成系统概要设计和详细设计。 3、预期研究成果及形式： 预期研究成果及形式：完成《业务流程总体设计书》（word 文档） 、《任务分配文档》（word 文 档） 。 四、编码和系统集成阶段 1、时间：2008 年 12 月 1 日——2008 年 12 月 31 日 2、内容：根据“软件工程”流程，完成系统的编码和测试。 3、预期研究成果及形式： （1）、完成《开发文档》（word 文档） 、 《问题说明报告》 （word 文档） （2）完成系统的各个模块的设计与编码。 五、测试和部署阶段 1、时间：2009 年 1 月 1 日——2009 年 2 月 10 日 2、内容：根据“软件工程”流程，完成系统的部署、测试和维护。 3、预期研究成果及形式： 完成《用户使用手册》（word 文档）、《项目开发文档》（word 文档）、《项目总结性报告》 （word 文档）。最终生成煤矿产量监控系统软件一套及公开发表论文一篇。 五、经费预算 经 费 投 入 概 算 科 目 院科研基金 自 筹 资 金 其 预 经 费 支 出 概 算 算（元） 科 5000.00 目 科研开发费 金 额（元） 2500.00 仪器设备购置费 他 试 验 费 加 工 费 调 研 费 300.00 会 议 费 500.00 资料印刷费 200.00 其 500.00 他 1000.00 有关课题经费说明 科研开发费主要用于研发人员利用公休日和各种假期加班的补贴以及劳务、技 术费用； 调研费用以及试验费主要用于研发人员查新、外出调研以及到外单位测试软件 的招待费开支； 会议费、其他用于开题与课题验收开支。 课题负责人签名：谢先伟 2008 年 9 月 10 日 三、审批意见 部门意见： 年 月 日 年 月 日 年 月 日 科技处、高教所意见： 院学术委员会审批意见：