计算机本科一种电子信息装备试验数据采集软件设计方案 .docx

精品名师归纳总结运算机本科毕业论文：一种基于 XML的电子信息装备试验数据采集软件设计摘要：针对电子信息装备试验数据的多样性和复杂性, 提出了基于 XML 的数据采集方法 ,设计了雷达侦察距离试验的数据概念模型和图形概念模型,并生成了 XMLSchema,讨论了如何储备试验数据XML 文件 ,最终设计并实现了数据采集软件。关键词：XML 。数据采集。数据格式定义1 引言电子信息装备试验的复杂性导致每个试验产生的数据 多种多样 ,即使是同一类型试验产生的数据也不尽相同。如何用一个通用软件对各类试验的数据进行有效采集是实现 数据采集自动化的关键,是影响数据采集质量的重要因素。数据采集的质量对数据的处理和应用起着至关重要的作用,是影响数据作用发挥的重要因素之一。试验数据采集软件应能够对各类试验数据进行有效采集,应具有可扩展性和自描述性,能够依据每个试验、每个实 验题目自定义数据采集格式,自动生成数据采集表格。XML 具有可扩展性和自描述性,使其在数据交互和信息共享方面 拥有自然的优势1, 采纳 XML格式来表示各类、储备试验 数据和信息 ,实现试验数据自动采集与转换功能是试验数据采集软件的正确挑选。2 基于 XML的试验数据采集方法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.1 试验数据的基本形式数据是指原始的、未加工的单一信息实体的集合。数据一般分为结构化数据和非结构化数据。结构化数据是指经过分析和处理后的数据,并且组成数据的各个部分能够自我识别 ,以便于运算机和人对数据进行储备、查询和更换操作。数据结构化能依据数据的内容、含义或用途不同而标志不同的数据。非结构化数据是指试验过程中产生的大量的文档、图像等无法进行结构化解读和处理的数据。2.2 试验数据概念模型试验任务种类的多样性和复杂性导致了试验数据的多样性 ,即使同一类型试验由于被试设备的不同产生的数据也不肯定相同 ,试验数据的采集与储备不是用一个概念模型能够确定的 ,而是需要依据每个试验任务的不同制定特定的数据概念模型。尽管试验数据的概念模型不同,但是制定试验数据模型的方法、试验数据的分类等是一样的,因此本文选取一个雷达试验的侦察距离试验题目为例建立试验数据概念模型。概念模型分为数据概念模型和图形概念模型两类。1>数据概念模型雷达侦察距离试验数据有两部分: 产生试验数据的影响因素和猎取的试验数据。此处假设该试验题目是在无干扰条件下的侦察距离试验,被试设备是雷达 ,配试设备是精测雷可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结达和机载 GPS,抽象出以下雷达侦察距离试验题目的结构化数据信息。1> 试验任务基本信息。包括试验任务名称、试验任务代号、试验任务分类、下任务文件、试验性质、提任务单位、参试单位、总试验师、副总试验师、试验师、试验的点、试验开头时间、试验终止时间。2> 动态试验题目基本信息。包括试验题目、试验方法、试验态势描述、被试设备工作状态描述、配试设备工作状态及关系描述、环境描述、指挥调度情形、输出原始数据、关键点数据、试验结论。3> 试验态势基本信息。包括设备阵的布局、预设航迹。4> 设备布局信息。包括设备型号、设备起始点位、设备终止点位、机动开头时间、机动终止时间。5> 预设航迹信息。包括航迹编号、航迹起点、航迹终点、起点时间、终点时间等。6> 气象环境信息。包括时间、区域、气象特点描述、温度、气压、相对湿度、能见度、云高、云量、风速、风向。7> 电磁环境信息。包括监测区域、监测开头时间、监测终止时间、起始频率、终止频率、频谱数据、强度范 围、频率范畴、信号个数、信号方向、信号特点参数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结8>指挥调度信息。包括时间、指挥员、指挥内容。9> 被试设备工作状态记录数据。包括设备名称、数据产生时间、工作方式、发射功率、工作状态、信号样式、载频、重频、脉宽、天线波束 >扫描样式、天线 波束 >扫描参数、极化方式、受干扰程度、抗干扰措施。10> 被试设备输出数据。包括设备名称、数据开头时间、数据终止时间、数据采样率、列定义、数据块。11>GPS 输出数据。包括挂载设备名称、数据开头时间、数据终止时间、数据采样率、列定义、数据块。12> 精测雷达输出数据。包括设备型号、数据开头时间、数据终止时间、数据采样率、列定义、数据块。13> 关键点数据。包括批号、时间、方位、俯仰、距离、速度、目标类型。14>试验结论。包括设备型号、侦察距离。依据数据的应用情形 ,在对设备原始数据进行应用时一般是对整个数据包进行应用 ,因此此处未对设备输出原始数据进行拆分 ,仅标注了数据定义的基本要素。假如有对数据拆分的需求 ,就可以把数据拆分处理。如可将GPS 输出数据定义为 :挂载设备名称、数据开头时间、数据终止时间、经度、纬度、高度、速度、航向、坡度、时间等。由于XML 文件是按层次储备的结构化文件,因此上述定义中各数据要 素之间可能存在层次关系。以拆分后的GPS 输出数据为例 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结经度、纬度、高度、速度、航向、坡度、时间等要素为其他要素的下一级。2>图形概念模型把雷达试验侦察距离试验的主要概念绘制成节点,节点通过以椭圆包围主要概念来表示。关系紧密的概念在模型中相互紧靠。最终给图形添加基数约束,这些基数约束是领域必需的。在靠近某个边和某个概念之间的连接处,标出约束基数 ,表示在这个简洁的关系中对概念显现次数的约束。图 1 给出雷达试验侦察距离试验题目数据的图形概念模型。2.3 试验数据 XML 模型的生成1> XML模型的命名规章试验数据的 XML 模型的命名规章应遵照相关标准执行,采纳国标、国军标及单位相关标准规定的命名规章和名 称。一般的数据项名称应由一个或多个英文单词或英文缩写组成 ,应能表达数据项名称的含义,英文单词或英文缩写间无连接符 ,英文单词或英文缩写首字母大写。也可采纳标准的中文命名规章 ,中文名称应符合相关术语标准及数据元标准。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结为更好的描述数据及之间的关系,本报告中相关命名是依据中文命名的 ,实际应用中是依据英文缩写方式进行命名的。2>试验数据 XML 文件组织模式在试验数据的XML 模式中 ,挑选用元素表示试验数据的内容,以提高数据的层次性 和可扩展性。下面的例子描述试验指挥调度信息,可以用下面的代码表示 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据上述内容的规定和要求,用 XMLSPY 生成的雷达试验侦察距离试验题目数据的XMLSchema如图 3 所示45 。3 试验数据 XML 储备模型3.1 XML 储备方法概述采纳基于 XML 模式进行数据采集 ,采集后的试验数据存放到了 XML文件中 ,如何对这些含有大量数据的XML文件进行储备是需要讨论的内容。选用合理的方法进行储备有助于提高数据的利用率。当储备 XML 文档时需要考虑两个问题。第一,以什么方式储备 XML文档 ,储备是否便利。其次 ,假如以某种方式或其他形式对信息进行储备,是否能便利的查找这些信息。关 系数据库是储备产品数据XML文档的首选。挑选数据库储备 XML文档最重要的因素是确定储备的是以数据为主的 XML 文档 ,仍是以文本为主的XML 文档 2 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.2 以数据为中心的 XML 文档以数据为中心的文档是用XML来传输数据 ,设计 XML 文档的目的是供其他系统调用或对数据的直接使用。因此, 对应用程序或数据库来说,将这些数据长时间的以XML 格式储备没有什么意义。以数据为中心的XML文档可以从数据库中产生。储备在关系数据库中的产品结构化数据就可以从数据库中直接产生 XML 文档。3.3 以文本为中心的 XML 文档以文本为中心的XML文档是供数据分析处理或应用程序使用的 ,例如以 XML 格式储备的试验原始数据、设备输出可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结数据、图像数据等都是以文本为中心的 XML 文档。以文本为中心的 XML 文档包含不规章结构大粒度 或粗粒度 >数据 ,包含大量的混合内容 ,具有可辨别的有序结构 , 通常是由设备自动输出的数据。3.4 以数据为中心与以文本为中心的 XML 文档储备确定了 XML 文档是以数据为中心仍是以文本为中心后 ,就可以打算储备数据库的挑选,这里挑选关系数据库储备实 验数据。在进行储备时 ,以数据为中心的 XML 文档通过拆分后转换为数据库的记录直接储备,以文本为中心的 XML 文档可将整个文档储备到关系数据库中。在以数据为中心的XML文档的储备方法中 ,XML文档中每个结构被给定一个关系数据库中的唯独标识符。每个元素、属性和字符数据分别作为单独的字段储备在数据库表中 ,这样可以被单独拜访、修改或删除,而且几乎不影响其他文档结构。这种方法供应了很大的敏捷性。虽然,当 XML 文档很大时 ,重组整个文档可能会花很长的时间,但现在许多商业 DBMS 都供应储备和生成XML文档的工具 ,因此 ,不需要过多的考虑XML 文档重组方面的问题。在以文本为中心的 XML 文档储备方法中 ,XML 文件是作为一个字段储备到数据库中 ,数据库支持直接对 XML 文件的储备和拜访 ,支持基于 XML 查询的 SQL 语句 ,用户通过DOM 方式可读取文件内容。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 采集软件设计与实现4.1 软件总体设计基于 XML 的数据采集软件是以处理以数据为中心和以文档为中心的试验数据为核心 ,通过对各类试验数据的转换、处理 ,实现试验数据的有效采集与储备。能够依据每个试验任务的不同生成适合该试验任务的数据采集内容,能够对各类数据进行有效转换和标注,能够以 XML 文件的方式储备数据 ,能够将收集到的数据迁移到中心数据库中3 。从图 4 可以看出 ,该软件主要包括以下三个功能模块:数据采集格式定义模块、数据转换与录入模块和数据迁移导出模块。数据采集格式定义模块预定义了靶场常见类型试验的数据采集模版 ,依据每项试验任务的不同选取相应的模版,并能够依据任务实际对模版内容进行合理取舍,能够生成数据采集表格。数据转换与录入模块能够将试验过程中产生的各类电子表格、文件转换成XML 文件,能够对试验数据进行录入并储存成XML文件。数据迁移与导出模块主要是将XML数据文件通过相应的转换规章导入到主数据库中。对可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结于以文本为中心的XML 文件存成数据库中的一个字段,对于以数据为中心XML文件通过迁移功能导入到中心数据库中。4.2 软件技术实现试验数据采集软件的数据储备与平台无关,采纳 XML 进行数据储备 ,中心数据库采纳Oracle9i 关系数据库作为试验数据储备平台 ,采纳 C#语言 ,基于 XML的 DOM 技术实现数据采集模版定义、数据录入,以 ADO.NET调用方式实现对数据的迁移。在详细实现过程中充分采纳C#中 System.XML命名空间的特性 ,实现对XML节点操作、文件操作及文档内容操作。 System.Xml 命名空间中主要包含的类及说明如表1 所示。依据 System.Xml 类的功能 ,定义了一个 XML 功能类 ,能够添加、删除、修改 XML 节点 ,合并 XML 文件 ,添加数据 , 导出数据采集表格。由于 XML 文档是一种自描述性的半结构化文档 ,全部的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结信息都包蕴于文档本身,因此可从文档中抽取文档的结构、 内容和属性信息。采纳上述定义的XML操作类可实现对文档的基本操作 ,包括结构读取、节点操作、内容操作和属性操作。可采纳DOM技术 ,对每个 XML文件在内存中构造DOM树,从根节点开头 ,遍历每个节点。与文本操作相关的节点为 TEXT, 结构信息主要表达在EL-EMENT元素节点中。属性也属于一类节点,但不在 DOM树中 ,而是隶属于详细每个元素节点 ,可单独进行提取。5 结语数据是试验的灵魂 ,猎取数据是进行试验的根本目的。本文讨论了基于 XML 的数据采集方法 ,选取典型任务分析了如何基于 XML文件进行数据采集。试验数据采集是一项长 期性工作 ,做好数据采集工作任务特别艰难。本文是对长期以来试验数据难以有效采集的问题进行了初步探讨,并设计了数据采集软件。参考文献1 许峰,张雪洁 ,李凤生 ,等.XML数据集成平台的讨论与应用J. 运算机工程与设计 ,2021,3013>:321232152 殷丽凤 ,郝忠孝 .不完全信息环境下存在 XML 强多值依 赖 的 XML 文 档 规 范 化 研 究 J. 计 算 机 研 究 与 进展,2021,467>:122612333 刘智瑁 ,彭媛.XML 的生物信息数据的储备与实现 J.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电脑编程技巧与保护 ,2021,11:67684 王易,桂浩 .合成模式在 XMLSchema设计中的应用 J.运算机与数字工程 ,2021,378>:1571605 南松辉 ,田佳 ,张海波 ,等.基于 UML 和 XML Schema 的航天飞行数据建模 J. 兵工自动化 ,2021,271>:46486 徐享忠 ,王精业 ,蒋海边 .基于 XML的数据交换格式及其应用 J. 运算机工程与设计 ,2003,245>:7780可编辑资料 - 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