民用建筑舒适性空调新风系统设计
摘要：随着人们生活水平不断提高，空调越来越广泛地应用于人们的日常生活，人们也越来越重视室内空气品质。為此国家相继出台了有关标准，特别对公共场所的空气质量进行了规定。这意味着空调系统正在由单一的舒适性要求，向既舒适又净化的要求转变。本文提出了空调新风系统的形式和适用场合等内容，继而指出中央空调新风系统设计中存在的问题，结合新风空调系统的设计，指出新风处理设备的选择与负荷特性。希望对民用建筑的舒适性、对解决当前量大面广的建筑环境空气质量问题，保护国民身体健康起到一定的帮助作用。
关键词：民用建筑;空调新风系统;设计
1 引言
在舒适性空调中，涉及到热舒适标准与卫生要求的室内设计计算参数有六项：风速、空气相对湿度、温度、新风量、噪声声级及含尘量。采用新风系统是改善室内空气品质最有效的方法。基于可持续发展的原则，在保证空气质量和提高能源利用率的基础上，自然能(未利用能或可再生能)的直接利用无疑是一种极好的选择。空调新风系统无疑对于改善民用建筑的舒适性方面发挥了重大的作用，同时，对于改善空气质量，节约能源方面也有一定的意义。
2 空调新风的分类
空调新风的处理主要有以下三类：
(1)全空气空调系统按一定比例的空调回风与室外新风进行混合并通过空调器同步集中处理空调回风与室外新风。
(2)风机盘管加新风的气一水空调系统，采用新风机组集中处理室外新风。
(3)多联机空调系统采用全热交换机组或显热交换机组处理新风。
3 中央空调新风系统设计中存在的问题
3.1设计说明没有“系统风量分配表”
不少全空气空调系统只在设备表中注明空气处理机组的名义风量，没有各系统的设计总送风量、最大设计总回风量、最小设计总新风量等。这样做的后果是：施工人员无法进行合理的风量初调整、运行人员也无法合理进行新、回风调节。这是中央空调能耗大、近年不断被抛弃的原因之一。可见，设计文件中，“系统风量分配表”是应该有的。
3.2新风进风口
在我国，一般都采用建筑自然通风用的“防雨百叶”作為新风进风口，防雨百叶新风口的截面尺寸与新风管截面尺寸相同或接近。但是，防雨百叶的有效截面积仅為几何尺寸面积的41%，造成有的空调系统新风量不足。而美、日、欧的进风口，都是采用百叶风口，既可防雨，阻力又小，值得我们借鉴。
3.3新风管及新风调节阀
不少设计文件的新风口面积及新风管截面按系统总送风量设计。新风管及回风管几乎未预留风量测定孔，极难做到控制新风量符合节能及卫生要求。对于可实现最大新风量的系统，建议每个系统设一个按最大新风量决定的新风口，对应的回风管及排风管也应可测可调，以便调整。
3.4新风管路与回风管路阻力不平衡
如全空气空调系统的新风管路与回风管路的风阻力相差不大，可用多叶阀调节。如果回风管用防火调节阀而没有手动多叶调节阀，则很难调节。因為防火调节阀的调节功能极之有限，所以应尽量不用防火调节阀。
3.5吊挂柜式新风机组无法清洗空气过滤器
装在走廊天花内的吊挂柜式新风机组两侧无法抽出空气过滤器，新风机组的空气过滤器永远无法取下来清洗。新风机组最好装在新风机房，噪声及空气过滤器清洗都好解决。实在要装在走廊天花内，新风机组的后部下方应设置可取下空气过滤器的活动检修孔。
3.6多联机空调的新风
全热交换新风机组设备及设计存在不少问题，例如，机组装在天花内机组下方天花没有设置有明显标记的活动检修孔，使用者无法检修及清洗空气过滤器。而国内大气含尘量很大，新风量无法保证。如新风机组有压差报警器，阻力过大时报警，会好些。目前，自控系统完善，使用管理简单，节能效果良好的新风机组，是蒸发冷凝式新风机组。
3.7新风机组的冷(热)水管路
有的新风机组与风机盘管的冷(热)水管路并联在同一环路中，有的新风机组布置在水环路的最不利端。新风机组盘管的水阻力比风机盘管水阻力大几倍，新风处理效果差，室内相对湿度无法达到设计要求。因此，新风机组的冷(热)水管应尽量单独设置环路。
3.8新风竖管不应采用砖风道
砖风道漏风量随着楼层的增加而急剧加大，不能保证风量。因此，除只有一两层並严防漏风的竖管外，都不应采用砖风道。
3.9设计文件缺“使用说明”
据调查数十栋大楼的中央空调，没有一个完全按设计意图使用的。例如，新风阀施工时全开或全闭，使用后从未动过;冷水系统的压差旁通阀，从未动过，等等。因為管理水平低，没有使用说明，中央空调能耗大、问题多，在所难免。
4 新风系统设计
4.1新风量大小的计算
空调系统新风量取值需要满足三个要求：稀释人群本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求补充室内燃烧所耗的空气和局部排风量;保证房间的正压;对于全空气系统如果计算所得的新风量不足系统送风量的10%，则取系统送风量的10%作為最小新风量。以首层风机盘管加独立新风系统新风量计算為例，说明新风量大小计算，见表1。新风量由两部分组成，一部分是人员负荷，另一部分是建筑负荷。按该方法确定的新风负荷比上述列表计算的新风负荷更大，目前，在我国还未采用该通风标准。
4.2新风风管阻力计算
结合计算风量，采用“假定流速法”或“压损平均法确定风管截面尺寸。”前者进行风管水力计算，风管主管选用一个固定不变的风速，支管采用另一个固定不变的风速，其结果必然会造成管网系统近端风管和远端风管水力失衡，風机能耗增大。因此在实际工程设计中，往往会不自觉地将风管空气流速上端到下端逐渐变小，但是最上端管段却控制在一个合理的速度值上。这样室内空气品质较好;在室内人数较多时，要保持排风通畅;在条件允许的情况下，提倡空调系统采用带全热或显热回收装置，降低空调系统的能耗。
5 新风处理设备的选择与负荷特性
5.1热回收设置选择原则
(1)在按风量进行选择的同时，一定要根据设计地点室外气象参数，选择显热交换效率和潜热交换效率。
(2)全热交换器通常不能回收的部分能量必须由室内机承担，加大了室内机的容量。同时，考虑到空气污染的情况，建议室内机负担的新风负荷部分按全部新风负荷的40%来考虑。
(3)目前市场上全热交换器产品选择受到一定限制。国产换热器多為显热交换器，需室内机承担全部的新风潜热负荷和部分显热负荷。另外其风量相对较小，若所有空调房间同时使用全热交换器，则给设计施工带来一定不便。
5.2高静压新风机组
设计人员通常根据负荷的大小来选择高静压新风机组，而未考虑是否真正满足室内空气处理过程的要求。在选择高静压新风机组时，应注意其额定工况下的除热除湿能力比与设计中所需的新风处理过程的线是否一致。
6 结束语
鉴于人们对于室内舒适性的高要求，舒适性空调应同时满足健康和舒适要求，从室内空气中有害物质量平衡方程导出舒适性空调系统临界净化效率和最小换气次数。依靠增加新风量来改善室内空气品质的作用是有限的，在满足室内要求的基本新风量后，提高各级空气净化器效率才有助于改善空气品质。
作者：邱晓波
一. 设计依据
1.<<采暖通风与空气调节设计规范>>(GB 50019-2003);
2.建设单位提供的设计任务书;
3.建筑专业提供的中间资料.
二.通风设计说明
1.根据建设单位要求,新风系统采用双向流全热交换新风系统形式,包含温度的回收.
2.新风量按照6次换气次数
3.设备及新风系统要求:
a.全热型新风换气机显热热回收效率不低于60%.
b.噪音满足国家小区噪音标准,小于50dBA以内.
c.新风机的启动与关闭控制通过液晶开关控制,尽量保证持续通风达到换气效果.
d.新风机尽量安装在吊顶内吊装,设备采取减震,防震处理,新风机下部设置检修口,检修口尺寸按照新风机设备厂商要求.
e.室内送,排风口按照实际情况采用侧风口及下送风口形式,室外进排风口采用外墙防风雨防蚊虫管帽,管帽颜色与外墙颜色一致,
f.新风机组的安装,调试,维修,清洁等事宜,应严格按照制造厂商提供的<<使用说明书>>进行.
4.风管
风管采用镀锌钢板制作,为更好的降低风阻,具体要求如下:
新风机通往室外送排风风管均采用超细玻璃棉保温,保温层厚度30mm.
新风机通往室外送排风风管朝外墙i=0.01的坡度,防止雨水倒灌.
风管与主机,风口连接处采用柔性接头.
风管上的可拆卸口,不得设置在墙体或楼板内.
所有水平或垂直的风管,必须设置必要的支,吊或托架,根据现场情况选定,详见国际08K132.
风管支吊架或托架应设置在保温层外部,并在支吊托架与风管间镶以垫木.
5.调试和试运行
新风系统安装竣工并经检测合格后,应进行必要的清扫.
空调及新风最佳方案说明
一.空调系统：
本建筑为两室一厅使用面积80平方米左右的小户型家庭住宅，由于面积相对较小，每个房间面积也较小，从经济性适用性方面考虑，中央空调系统并不适用。此次空调设计图纸虽然是根据用户要求选用的多联机系统，但是多联机适用在中小型商场、办公楼等空间相对较大、人员相对集中的场合。多联机空调初投资较高，属于典型的高投资系统。另外多联机空调系统复杂，对制造工艺及现场焊接等方面要求较高，维护保养比较麻烦，对于小型住宅，其运行费用比一般家用空调高几倍，舒适性却因其应用场所限制并没有比家用空调胜出。而分体式空调，其内外机安装位置没有过多要求，安装维护简单，空间较小，人员流动性小，运行效果较好。
因此设计优化方案：
主卧与次卧面积小，根据房间用途、人员数量，通过经验值计算，选用1P的分体壁挂空调即可。客厅较大，选用2P的立式空调即可。这样较之前中央空调方案更经济适用。
二.新风系统：
根据设计规范，面积150平方米以上的建筑(且小面积为密闭空间)设计新风系统。面积较小通风较好的建筑，采用自然通风即可。新风系统在小型住宅，由于空间小，主机离卧室较近，在休息时噪音相对较大，且运行费用较高，适用性能较差。
一、主要实现功能模块
1)前端
1.订购系统
用户在《自动在线计算和绘图输出系统》计算得到结果后，同时显示下单入口，进入下单页面后，可直接提交与计算结果相符的订单。 2.订单管理系统
用户下单后，可以在会员中心的订单管理中查看全部订单状态，及相关信息。 3.会员管理系统
提供用户注册，及登录功能，并且可在会员中心，修改个人信息，和查看订单和计算历史信息。 4.在线论坛系统
实现用户可以发布帖子，和回帖功能。 5.自动在线计算和绘图输出系统
实现用户通过输入五个参数后，对比数据库输出对应的数组，并已图片的形式呈现数组图形，呈现后的图形可以点击下载，同时计算结果记录到系统中。 6.信息展示
实现基础信息展示功能，包括不限于关于公司，产品介绍，联系方式等。
2)管理端
1.订单管理
可以查看所有用户的下单信息，同时可修改订单状态，和提交订单发货信息。 2.会员管理
可查看所有会员账号，及会员信息，可以直接修改相关会员信息。 3.在线论坛
实现论坛版块的添加，编辑，及帖子和回帖的修改删除功能
4.自动在线计算和绘图输出系统 查看用户计算的所有计算数据。 5.信息管理
展示型信息的编辑增减功能。
二、开发环境
主体系统使用：ecshop2.7开源版块 + DiscuzX3.*论坛系统
开发语言：前端(HTML+DIV+CSS+AJAX+ JAVASCRIPT)，后端(PHP+MYSQL) 传输协议：HTTP
三、服务器环境要求
推荐使用阿里云服务器，方便，安全，稳定，性价比高。CPU：2 核，内存：8GB，操作系统：Linux CentOS 7.2 64位，SSD硬盘：40GB，网络带宽：5M，及更高配置环境。
四、项目使用环境
系统：Windows电脑系统 分辨率：1366x768及更高
五、售后服务
1) 技术支持
a) 技术解答：针对客户提出技术问题进行免费解答 b) 使用解答：客户进行远程软件使用培训和解答 2) 服务承诺
a) 免费维护：12个月免费维护期，如甲方自行修改源码，免费维护自动结束; b) 服务器安装：免费提供服务器配置建议;
c) 错误修复：合同期间内原本系统产生的BUG免费终身维护修复;
d) 响应时间：工作日响应时间1小时，非工作日响应时间4小时。 3) 服务方式
a) QQ、微信、电话：即时沟通工具，适合临时问题 b) 电子邮件：适合需求沟通比较多，需要采用文档形式
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系统设计说明书模板 1. 引言 1.1 编写目的
本设计说明是在学生宿舍分配软件需求规格说明书的基础上，详细描述系统的概要设计结果，作为详细设计的基础资料，为系统开发人员提供设计和开发依据。
1.2 背景
a. 待开发的软件系统的名称：学生宿舍分配系统 b. 本项目的任务提出者：宿舍管理中心 c. 本项目的任务开发者：学校技术人员
d. 本项目的任务用户：学生、班主任、辅导员、宿舍负责人、校领导、院领导。
1.3 术语
本文当中涉及的专业术语定义或解释，一般用表格形式给出，如表2-1所示。 表2-1 术语定义或解释表
1.4 参考资料
学生宿舍分配系统需求规格说明书
马小军 张玉祥，《软件开发实训教程》，中国人民大学出版社，2015年8月
2. 系统总体设计 2.1设计约束
2.1.1本系统应遵循的标准和规范
易用性、高效性、可靠性、可扩展性、安全性 2.1.2软硬件运行环境约束 Windows XP/win7/win8, Sql server 2008数据库 数据库服务器一台，CPU:Pentium900M，内存容量>512M 2.1.3接口约束 数据库访问接口
2.1.4用户界面约束 交互方式：人机交互
界面空间尺寸：可随浏览器大小自行调整 硬件级网络带宽：校园网带宽>10M 2.2体系结构设计
(系统的体系结构模型，如下)
2.3系统功能结构 主功能清单
2.4模块设计
2.4.1 学生住宿申请子系统——填报申请模块程序设计 2.4.1.1功能描述 学生在线填写住换宿申请，填写后提交。该模块提供住换宿申请的保存和提交功能。 2.4.1.2性能 提交时间<1s 2.4.1.3输入项
住宿申请表内容包括：姓名、学号、性别、学院、班级、家庭地址、联系电话、电子邮件、申请日期、特殊说明。
2.4.1.4输出项
提交状态的宿舍申请表 2.4.1.5流程逻辑与算法描述 (住宿申请顺序图，如下)
2.4.1.6接口 数据库访问接口 2.4.1.7单元测试计划 按照住宿申请顺序图即程序执行流程设计测试用例
2.4.2 学生住宿申请子系统——申请查询模块程序设计 2.4.2.1功能描述 针对学生在线提交的住换宿申请，实现申请书所处状态的具体查询并显示查询结果。 2.4.2.2性能 提交时间<2s 2.4.2.3输入项 学号 2.4.2.4输出项
住宿申请表审核或批准的状态。 2.4.2.5流程逻辑与算法描述 (申请查询顺序图，如下)
2.4.2.6接口 数据库访问接口 2.4.2.7单元测试计划 按照申请查询顺序图即程序执行流程设计测试用例
2.4.3 辅导员审核子系统 2.4.3.1 功能描述 实现辅导员对接收到的学生住宿申请进行审核意见标注的操作 2.4.3.2 性能 审核提交时间<1s 2.4.3.3 输入项 学生住宿申请表 2.4.3.4 输出项 审核后的的住(换)宿舍申请表 2.4.3.5 流程逻辑与算法描述 (辅导员审核顺序图，如下) 学生 住(换)宿舍申请查询界面 住(换)宿舍申请审核界面 住(换)宿舍申请书 数据库 辅导员编号 查询辅导员负责班级的住宿申请表 显示全部申请 查询提交状态的申请 显示列表结果 选择列表中申请 查询结果列表 查询未审核的住宿申请列表 查询结果列表 调取申请表详情 申请表详情 查询 查询结果 调用审核界面 置审核标记 持久化 审核完成 返回成功 返回，关闭审核界面 标注审核信息 刷新页面 审核完成，退出 界面关闭
2.4.3.6 接口 数据库访问接口 2.4.3.7 单元测试计划 按照辅导员审核顺序图即程序执行流程设计测试用例 2.4.4 宿舍负责人工作子系统——批准住宿模块程序设计
2.4.5 宿舍负责人工作子系统——住宿统计程序设计 2.4.6 公共服务子系统——用户登录模块程序设计 2.4.7 公共服务子系统——住宿查询模块程序设计 2.4.8 系统管理子系统——用户管理模块程序设计 2.4.9 系统管理子系统——基础信息维护模块程序设计 3.数据结构设计 (详细类图，如下)
用户 +用户 : string +用户编号 : string +用户类型 : char -口令 : string -有效标记 : bool +增加用户( : string +修改信息( +删除( -修改口令( 教师 -所在学院 : string 宿舍管理人员 系统管理员 领导 班主任 -管理班级 : string 1 * 辅导员 +管理班级 : string 1 班级 -班级编号 : string +班级信息维护( 1 * 学生 1 * * * * 1 -所在班级 : string * 1 宿舍负责人 宿舍管理员 校领导 院领导 -所在学院 : string * 1 住宿记录 -学生姓名 -班级 -床位号 -房间号 -楼号 -宿舍名称 -入住日期 +增加( +维护( +查询( +统计( * 1 * 宿舍检查记录 0..* 0..* 0..* -检查地点 -检查内容 -记录人 +新增( +维护( 设备 -所在房间 -设备名称 -设备编号 -使用者 1* +新增( +维护( * 0..* 1 住(换)宿舍申请 -申请人姓名 : string -联系方式 : string -家庭住址 : string -辅导员审核意见 : char -宿舍负责人批准意见 : char -辅导员姓名 : string -宿舍负责人姓名 : string +新建( +保存( +提交( +审核( +批准( 床位 * -所在房间 -床位号 +新增( +维护( 0..* 1 * * 1 楼栋 -楼号 +新增( +维护( 1 房间 -房间号 -朝向 -床位数 +新增( +维护( *1 0..* 宿舍 -名称 : string +新增( +维护(
信息采集系统概要设计
整体网络拓扑
信息采集系统的总体网络拓扑如下图所示：
工程师站服务器公网采集站1采集站2...
网络结构说明
设备与采集站属于厂区内的同一个私有网络。
采集站/工程师站与公网直连，或者通过路由器间接地与公网连接。
终端状态管理
工程师站可以看到采集站的在线状态。选择采集站后，可以看到采集站下各个终端的在线状态。如果网络连接正常，所有采集站和终端都应该是在线的状态。 采集站和终端注册
为了显示采集站和终端的在线状态，用户需要在工程师站上注册所有的采集站以及采集站下的终端信息。
用户在注册采集站时，需要填写采集站的标识符，该标识符不可重复，目的是让用户区分不同的采集站，且该标识符需要在采集站和工程师站上保持一致。
用户注册完采集站后，就可以在该采集站下添加终端信息。添加终端时需要填写终端的标识符和描述信息。其中，唯一标识符应当是终端内部可以取到的，可以区分同一个采集站下的不同终端;描述信息的目的是帮助用户区分不同的终端。
采集站和终端信息注册完成后，需要上传到服务器。当其他工程师站连接上服务器时，可以读取到这些信息，无需重复注册。
数据采集过程
本系统采集的数据有三种类型，分别是组态数据，运行数据和故障报警。其中，故障报警又分为实时故障和历史故障。下面分别阐述这三种类型数据的采集过程。
组态数据
每个终端都有一份组态数据，用户可以在终端上直接修改该组态。工程师站可以实时查看终端的最新组态信息，也可以修改并下发该组态信息。
查看终端组态
工程师站可以查询某个终端的最新组态。查询的详细过程如下：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 工程师站发送查询命令给服务器
服务器从查询命令中解析出目的采集站，并将查询命令发送给采集站 采集站收到查询命令后向指定终端查询最新组态数据 终端回复最新组态数据
采集站将得到的组态数据回复给服务器
服务器将组态数据回复给发起查询的工程师站
数据流如下所示：
1.工程师站发送组态查询命令6.返回最新组态服务器工程师站2.服务器转发组态查询5.采集站返回最新组态采集站4.终端返回最新组态3.采集站向终端查询最新组态终端
修改终端组态
工程查询到终端的最新组态后，可以修改某些参数，然后将修改好的组态下发到终端设备。查询的详细过程如下：
1. 工程师站发送写组态的消息给服务器，消息中需要包含组态和终端标识，可以有多个终端，这些终端的组态将更新为同一份组态。注意，多个终端必须属于同一个厂区，即由同一个采集站管理。
2. 服务器从写组态消息中解析出目的采集站，并将写组态消息转发给采集站。 3. 采集站收到写组态的消息后，将组态下发给指定终端。 4. 终端回复组态更新结果给采集站。 5. 采集站将更新结果回复给服务器
6. 服务器将组态更新结果转发给工程师站 数据流如下所示：
1.发送写组态消息6.返回组态更新结果服务器工程师站2.服务器转发写组态消息5.采集站返回写组态结果采集站3.采集站向终端写组态4.终端返回组态更新结果终端
运行数据
工程师站可以查询指定终端的当前运行数据，以了解终端的运行状态。查询过程与组态查询过程类似，此处不再赘述。
故障数据
终端运行过程中，如果发生故障，则需要将故障信息发送给采集站。采集站收到故障数据后，需要将此数据保存到本地数据库中。如果采集站此时能连接上服务器，则需要将故障信息发送给服务器。服务器接收到此故障报警后，需要将此故障报警推送给当前在线的工程师站。如果没有工程师站在线，则丢弃此条报警。
从上面的描述可知，工程师站被动接收到的故障报警都是实时故障报警。工程师站也可以通过历史报警功能查询历史报警信息。
实时故障
实时故障由终端主动上报给在线的工程师站，故障上报流程如下： 1. 终端检测到故障，上报故障给采集站
2. 采集站收到故障后，将故障信息发送给服务器
3. 服务器查看是否有在线的工程师站，如果有，则将故障信息推送给工程师站，如果没有在线的工程师站，则丢弃该条故障报警。 数据流如下图所示：
3.服务器推送故障报警服务器工程师站2.采集站上报该条故障报警采集站1. 上报故障信息给采集站终端
历史故障
用户可以通过工程师站查询终端的历史故障信息，以了解终端的历史运行状态。历史故障查询时需要指定采集站和查询的时间范围，查询得到的结果为指定采集站下所有终端的某一时间段内的历史报警。
历史故障查询的详细过程如下：
1. 工程师站向服务器发起历史故障查询，查询消息中包含了待查询的采集站和查询时间段。
2. 服务器将查询消息转发到指定的采集站。
3. 采集站根据查询消息中的时间范围查询本地数据库，采集站将查询到的结果返回给服务器
4. 服务器将查询到的历史故障转发给发起查询的工程师站 数据流如下图所示：
2.将查询命令转发给采集站1.发起历史故障查询工程师站服务器3.服务器转发查询结果3.采集站返回查询结果采集站 各组件功能设计
工程师站
操作界面
需要展示的信息有：
1. 已注册的采集站和终端的在线状态 2. 终端的组态数据、运行数据和故障数据 需要编辑的数据有：
1. 采集站和终端的注册信息 2. 终端的组态数据
历史故障查询时需要指定时间范围，时间范围太长有可能会导致网络响应缓慢。
信息读写和接收
用户可以通过工程师站主动查询指定设备的各类数据，包括组态数据、运行数据和历史故障。可主动查询的信息有：
1. 2. 3. 4. 5. 各采集站的在线状态
采集站下的终端的在线状态 指定终端的组态数据 指定终端的运行数据 指定采集站下的历史故障
实时故障由于对实时性要求比较高，需要由服务器主动推送给工程师站，工程师站接收到实时故障后，需要给用户提示，用户可以查看工程师站接收到的实时故障的详细信息。 终端信息注册和组态修改
用户编辑好后终端和采集站的信息后，通过网络模块将组态保存到服务器上。 组态修改完成后，通过网络模块将组态下发到各个终端上。
采集站
采集站标识符
采集站的功能生效之前，需要在界面上输入该采集站的标识符。该标识符需要与工程师站注册采集站时所用的标识符保持一致，这样工程师站才能将该采集站的信息正确的显示出来。
终端状态管理
采集站在启动后，需要根据采集站标识符从服务器上下载该采集站下面所有的终端信息。采集站监测各终端的在线状态，当状态发生变化时，需要将此状态更新到服务器，以便工程师站上可以实时反应出各终端的在线状态。
故障报警
采集站收到终端的故障报警时，需要将此条故障报警保存在本地数据库中，以备后续的历史故障查询。
组态模板
当工程师站向采集站下的某个终端发起过组态查询时，采集站需要将此终端的组态保存到本地数据库中，后续可能需要导出此组态信息，用于其他厂区的组态模板信息。
查询响应
采集站需要响应服务器的查询和下发命令。查询的信息类型有：组态数据、运行数据和历史故障。如果是组态数据和运行数据，采集站需要从终端中取得最新的结果，然后返回。历史故障数据从数据库中根据一定的条件返回。采集站还需要下发组态给终端。 采集站与终端之间的交互接口
服务器
查询中转
工程师站查询终端信息时，需要服务器将这些查询指令转发给对应的采集站;采集站将结果返回给服务器时，服务器需要再将结果转发给工程师站。
报警推送
服务器接收到采集站的故障报警时，需要检查当前是否有在线的工程师站，如果有，则需要推送故障报警到工程师站。如果没有，则丢弃此条故障报警。
采集站注册信息管理
工程师站上注册好采集站和终端的信息后，需要保存到服务器中。当其他工程师站开启时，需要从服务器上获取到最新的采集站和终端注册信息。
采集站状态管理
每个厂区的采集站在上线时都要向中转服务器汇报在线状态，并开启保活机制，一段时间后，如果保活失败，则判定采集站的状态为离线。
采集站下的终端在线信息发生变化时，需要将此信息发送给服务器。
网络组件的接口
与工程师站之间的接口
工程师站的UI层通过网络组件来实现数据采集和下发。网络组件主要提供的功能包括终端在线状态管理、组态读写、运行数据查询、历史故障查询和实时故障接收这几个方面，下面是这几类功能的主要接口：
终端在线状态管理
1. 增删采集站及终端信息 2. 获取所有采集站的在线状态
3. 获取指定采集站中所有终端的在线状态
组态读写
1. 获取指定终端的组态
2. 写入组态，可以指定采集站下的一个或者多个终端
运行数据查询
1. 获取指定终端的运行数据
历史故障查询
1. 获取指定采集站下的历史故障，查询条件是时间范围
实时故障接收
1. 设置故障接收的回调对象(该回调对象有可能被频繁调用，需要确认终端的故障推送间隔时间)
与终端之间的接口
采集站与终端之间的通信有下面四种：
1. 2. 3. 4. 采集站向终端读取组态数据 采集站向终端写入组态数据 采集站向终端读取运行数据 终端推送故障报警给采集站
具体的通信协议待定。
车辆管理系统
系统设计说明书
学院：计算机与信息
班级：
学号：
姓名：
11软工A1 20114832516 田
伟
日期：2014.4.18
目录
系统设计说明书 ............................................................................................................................... 3 1. 引言.............................................................................................................................................. 3 1.1. 编写目的 .......................................................................................................................... 3 1.2. 编写背景 .......................................................................................................................... 3 1.3. 参考资料 .......................................................................................................................... 3 1.4. 运行环境 ........................................................................................................................... 3 1.5. 预期读者 ........................................................................................................................... 4 2. 任务概述 ...................................................................................................................................... 4 2.1. 目标 .................................................................................................................................. 4 2.2. 需求概述 .......................................................................................................................... 4 2.3. 条件与限制 ...................................................................................................................... 4 3. 总体设计 ...................................................................................................................................... 5 3.1. 总体结构设计 .................................................................................................................. 5 3.2. 功能分配 .......................................................................................................................... 5 4. 接口设计 ...................................................................................................................................... 6 4.1. 外部接口设计 ................................................................................................................... 6 4.1.1. 软件接口 ................................................................................................................ 6 4.1.2. 硬件接口 ................................................................................................................ 6 4.1.3. 界面设计 ................................................................................................................ 6 4.2. 内部接口设计 ................................................................................................................... 6 5. 数据结构设计 .............................................................................................................................. 7 5.1. 逻辑结构设计 .................................................................................................................. 7 5.2. 物理结构设计 .................................................................................................................. 8 5.3.数据库设计 ......................................................................................................................... 8 6. 运行设计 .................................................................................................................................... 13 6.1. 运行控制 ........................................................................................................................ 13 6.2. 运行时间 ........................................................................................................................ 13 7. 出错处理设计 ............................................................................................................................ 14 7.1. 出错输出信息 ................................................................................................................ 14 7.2. 出错处理对策 ................................................................................................................ 14 7.3. 故障分析与定位 ............................................................................................................ 14 8. 安全保密设计 ............................................................................................................................ 14 9. 系统维护设计 ............................................................................................................................ 14
系统设计说明书
1. 引言
1.1. 编写目的
本说明书对车辆管理系统的总体设计与实现作详细说明。用于记录系统在技术层面上的实施过程，以需求说明作为设计的根本出发点，作为产品实现、功能要求和控制的依据。为开发人员指明设计方向，便于其在最短的时间内开发出功能最齐全的软件。
1.2. 编写背景
物流系统是现代经济系统的主动脉，物流的最简单理解就是货物运输，所以运输在物流运作中的地位十分重要，而车辆是运输企业的命脉，有机的管理好车辆十分关键。传统的运输业已不能满足市场需求。运输企业的信息化管理具有重要意义。
1.3. 参考资料
《UML基础与Rose建模教程》
《C#数据库系统开发完全手册》
《软件工程实验与实践教程》
《实用软件文档写作》
1.4. 运行环境
运行该软件所适用的具体设备必须是奔腾操作系统在Windows xp及以上。
数据库为SQL Server2005以上版本
4、内存512MB以上的计算机。1.5. 预期读者
本说明书的预期读者是项目的开发人员，测试人员和维护人员。
2. 任务概述
2.1. 目标
车辆管理系统将为企业提供各种车辆管理和快速查询的功能，以提高公司的运作效率，降低运作成本。结合公司需求，主要为用户提供以下几方面的功能。 * 车辆基本信息管理 * 车辆购置管理 * 车辆调拨管理 * 车辆报废管理 * 车辆信息管理
2.2. 需求概述
主要输入输出项：
系统用户信息(二级公司用户，总工程师，总经理) 车辆基本信息(车牌号、自编号、公司编码等)
车辆购置信息(基本申请信息、审批信息、批复信息) 车辆报废信息(基本申请信息、审批信息、批复信息) 车辆调拨信息(基本申请信息、审批信息、批复信息)
2.3. 条件与限制
车辆管理系统的用户分为四类：系统管理员、总经理、总工程师、二级公司用户。不同用户具有不同的操作权限。在用户作出操作时，系统需对判断用户是否具有该操作的权限，严禁一切非法操作，从而保证数据的安全性和完整性。 3. 总体设计
3.1. 总体结构设计
图1 车辆管理系统功能模块结构
3.2. 功能分配
用户的登录管理模块：
输入：用户名、密码、用户类型。
输出：相应用户界面显示或提示出错信息。
车辆信息、车辆购置信息、车辆调拨信息、车辆报废信息查询模块：
输入：用户输入各种所需查询的基本信息 输出：相应的详细信息界面
车辆信息、车辆购置信息、车辆调拨信息、车辆报废信息添加模块：
输入：用户输入各种所需添加的详细信息 输出：数据库操作执行结果对话框
车辆信息、车辆购置信息、车辆调拨信息、车辆报废信息修改模块: 输入: 用户输入各种所需修改的详细信息 输出: 数据库操作执行结果对话框 车辆信息、车辆购置信息、车辆调拨信息、车辆报废信息删除模块: 输入：用户输入各种所需删除的基本信息 输出：数据库操作执行结果对话框
退出模块：
输入：用户输入退出命令 输出：确认信息框
确认模块：
输入：用户操作命令 输出：确认信息框
4. 接口设计
4.1. 外部接口设计 4.1.1. 软件接口
使用Sql Server数据库的驱动程序，通过COM接口访问。
4.1.2. 硬件接口
鼠标。
键盘。
USB移动数据存储器。
4.1.3. 界面设计
1. 用户登录界面
2. 管理员界面
3.二级公司用户界面
4. 总工程师界面
5. 总经理界面
4.2. 内部接口设计
模块间接口采用数据耦合方式，通过参数表传送数据，交换信息。
5. 数据结构设计
5.1. 逻辑结构设计
5.2. 物理结构设计
5.3.数据库设计
字段名
1、车辆基本信息表 车牌号
char(10) not null,
数据类型
是否可为空
公司编码 char(10) not null, 自编号
char(10) null, 厂牌 char(18) null, 型号 char(18) null, 规格 char(18) null, 落户日期 datetime null, 燃料 char(18) null, 车辆来源 char(18) null, 来源摘要 char(100) null, 出厂日期 datetime null, 参运日期 datetime null, 登记证号 char(18) null, 产权归属 char(10) null, 使用性质 char(18) null, 车型 char(20) null, 车辆原值 decimal(10,2) null, 吨位 decimal(7,3) null, 养路费 decimal(7,2) null, 建设基金征费标准 decimal(7,2) null, 车辆级别 char(2) null, 发动机号 char(18) null, 底盘号 char(18) null, 车架号 char(18) null, 车身颜色 char(18) null, 一级维护周期 decimal(3) null, 二级维护周期 decimal(3) null,
2、车辆购置申请信息表
申请单编号
char(10)
not null, vehicle_no
char(10)
not null, 公司编码
char(10)
not null, 产权归属
char(10)
null, 主管部门意见
char(100)
null, 主管部门审批意见
char(100)
null, 经历批示意见
char(100)
null, 经理批示时间
datetime
null, 车辆名称
char(40)
null, 申请时间
datetime
null, 生产厂家
char(100)
null, 厂牌
char(18)
null, 型号
char(18)
null, 规格
char(18)
null, 购置数量
decimal(3)
null, 单价预算
decimal(10,2)
null, 购置时间
datetime
null, 主要技术参数
char(100)
null, 购置理由
char(100)
null, 用途说明
char(100)
null, 资金来源
char(100)
null,
3、车辆调拨申请信息表
申请单编号
char(10)
not null, 公司编码
char(10)
not null, 公司信_公司编码
char(10)
not null, 公司信_公司编码2
char(10)
not null, 车牌号
char(10)
not null, 审批信_产权归属
char(10)
null, 主管部门意见
主管部门审批意见
经历批示意见
经理批示时间
申请时间
调拨原因
通知时间
厂牌
型号
规格
自编号
调拨起始日期
调拨结束日期
交接地点
产权归属
经办人
4、车辆报废申请信息表申请单编号
公司编码
车牌号
产权归属
主管部门意见
主管部门审批意见
经历批示意见
经理批示时间
申请时间
厂牌
型号
规格
自编号
落户日期
吨位
原值
净值
char(100)
char(100)
char(100)
datetime
datetime
char(100)
datetime
char(18)
char(18)
char(18)
char(10)
datetime
datetime
char(100)
char(10)
char(18)
char(10)
char(10)
char(10)
char(10)
char(100)
char(100)
char(100)
datetime
datetime
char(18)
char(18)
char(18)
char(10)
datetime
decimal(7,3)
decimal(10,2)
decimal(10,2)
null,
null,
null,
null,
null,
null,
null, null, null, null, null,
null,
null,
null,
null, null,
not null,
not null,
not null,
null,
null,
null,
null,
null,
null, null, null, null, null,
null, null, null, null,
已使用年限
decimal(2)
null, 已提折旧
decimal(10,2)
null, 资产级别
char(18)
null, 报废原因
char(100)
null, 累计行驶总里程
decimal(10,3)
null, 办理单位
char(2)
null, 批准文号
char(10)
null, 批准日期
datetime
null, 主管人
char(18)
null, 经管人
char(18)
车辆管辖单位意见
char(100)
5、车辆大修记录表 车牌号
char(10)
大修日期
datetime
间隔里程
decimal(10,3)
工时费
decimal(8,2)
材料费
decimal(8,2)
备注
char(100)
6、车辆改装记录表 车牌号
char(10)
改装日期
datetime
改装改造原因
char(200)
改装总成本及主要参数
char(200) 改造后技术性能改变情况
char(200)
7、车辆折旧记录表 车牌号
char(10)
折旧日期
datetime
折旧率
decimal(6,3)
车辆原值
decimal(10,2)
余值
decimal(10,2)
8、发动机维修记录表 车牌号
char(10)
发动机维修日期
datetime
次数
numeric(2)
间隔里程
decimal(10,3)
工时费
decimal(8,2)
材料费
decimal(8,2)
备注
char(100)
9、报废车辆信息表
null,
null,
not null,
not null,
null, null, null, null,
not null,
not null,
null,
null,
null,
not null,
not null, null,
null, null,
not null,
not null, null,
null, null, null, null,
车牌号
char(10) not null, 公司编码 char(10) not null, 自编号
char(10) null, 厂牌 char(18) null, 型号 char(18) null, 规格 char(18) null, 落户日期 datetime null, 燃料 char(18) null, 车辆来源 char(18) null, 来源摘要 char(100) null, 出厂日期 datetime null, 参运日期 datetime null, 登记证号 char(18) null, 产权归属 char(10) null, 使用性质 char(18) null, 车型 char(20) null, 车辆原值 decimal(10,2) null, 吨位 decimal(7,3) null, 养路费 decimal(7,2) null, 建设基金征费标准 decimal(7,2) null, 车辆级别 char(2) null, 发动机号 char(18) null, 底盘号 char(18) null, 车架号 char(18) null, 车身颜色 char(18) null, 一级维护周期 decimal(3) null, 二级维护周期 decimal(3) null,
10、报废车辆大修记录表 车牌号
char(10) not null, 大修日期2 datetime not null, 间隔里程 decimal(10,3) null, 工时费 decimal(8,2) null, 材料费 decimal(8,2) null, 备注 char(100) null,
11、报废车辆发动机维修记录表 车牌号
char(10) not null, 发动机维修日期2 datetime not null, 次数 numeric(2) null, 间隔里程 decimal(10,3) null, 工时费 decimal(8,2) null, 材料费 decimal(8,2) null, 备注 char(100) null,
12、报废车辆改装记录表 车牌号
char(10) not null, 改装日期2 datetime not null, 改装改造原因 char(200) null, 改装总成本及主要参数 char(200) null, 改造后技术性能改变情况 char(200) null,
13、报废车辆折旧记录表 车牌号
char(10)
not null, 折旧日期2
datetime
not null, 折旧率
decimal(6,3)
null, 车辆原值
decimal(10,2)
null, 余值
decimal(10,2)
null,
14、公司信息表
公司编码
char(10)
not null, 公司名称
char(18)
null, 6. 运行设计
6.1. 运行控制
本软件控制流程：主程序运行，等待用户的输入，根据用户的输入调用各子模块。
6.2. 运行时间
搜索查找响应时间<5s; 运行响应时间<5s; 7. 出错处理设计
7.1. 出错输出信息
1、 登录失败：说明密码、用户名以及用户类型至少有一项不符，弹出警告信息后需重新输入用户名、密码或重新选择用户类型，否则将无法登录。
2、 对于超出用户权限范围的操作，予以提示。例如二级公司用户试图修改其他公司的申请单信息，公司总经理试图批复产权归属为“融资挂靠”的申请单信息等。
7.2. 出错处理对策
故障出现后可能采取的变通措施，包括：软件系统维护、重装软件系统。
7.3. 故障分析与定位
对于简单的错误可以人为地查找到并且确定错误的地方，对于复杂的错误可以通过具体的测试，能够迅速查找到出错的原因以及出错的地方。
8.安全保密设计
新用户注册时需给管理员出示其所属公司的证明，由管理员填写注册信息，并交付二级公司用户。二级公司用户可以自行修改个人信息，包括用户名和密码。用户登录后不得执行超出其权限范围的操作。
9. 系统维护设计
在设计软件是要严格按照软件工程的科学方法开发软件、认真建立文档、编码阶段写详细的注释，对于维护可能会出现用户维护需求频繁的现象，主要要问题可能在数据库丢失或者数据库版本不匹配等的问题上。
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