[发明专利]基于Hadoop和SSM架构的电能质量治理设备在线监控系统及构建方法

权利要求书

1.一种基于Hadoop与SSM架构的电能质量治理设备在线监控系统，其特征在于：所述系统包括以电能质量治理设备在线监控装置构成的数据采集层、以JAVA多线程、NIO非堵塞式通信、文件监视服务构成的指令数据传输层，以关系数据库MySQL、Hadoop架构中的分布式文件系统HDFS及其所包括的分布式数据库HBase、Hive构成的数据存储层，以MapReduce、Stream软件框架构成的数据应用计算层，以Spring、Spring MVC实现的业务逻辑层，以Mybatis构建的对象数据持久化层，以及Bootstrap、Echarts、Websocket前端主流框架实现的数据可视化层。

2.如权利要求1所述的基于Hadoop与SSM架构的电能质量治理设备在线监控系统，其特征在于：所述在线监控系统采用J2EE编程语言实现，并在J2EE基础上综合采用Spring、Spring MVC以及Mybatis框架，其中Spring作为总体框架负责管理Spring MVC和Mybatis框架，Spring MVC负责完成电能质量治理设备的业务逻辑控制与实现。

3.一种如权利要求1所述的基于Hadoop与SSM架构的电能质量治理设备在线监控系统的构建方法，其特征在于：所述构建方法包括如下步骤：

步骤一：将电能质量治理设备在线监控装置构成数据采集层，数据采集层采用ZigBee技术组成无线传感网，不同电能质量治理设备及其配套在线监测设备将数据经过无线传感网上传至数据采集子节点，数据采集层将采集不同电能治理治理设备的数据，所采集的数据包括静态数据和动态时序数据，动态时序数据包括供电电压偏差、电压波动与闪变、谐波含有率、三相不平衡以及频率偏差；静态数据包括投入治理的电能治理设备的工作状态、设备数目、设备类型；

步骤二：以JAVA多线程、NIO非堵塞式通信、文件监视服务等技术构成指令数据传输层，数据传输层包括客户端与服务器端组成，其中，客户端采用Java 7新引入的监视文件系统变更的Watch Service API进行对本地指定目录下的文件进行监视，通过注册指定的监测服务，当监测目录下电能质量数据更新后，可将更新数据进行上传；服务器采用NIO非堵塞式通信方式用于响应多个数据采集层的客户端高并发、高负载式的请求；客户端与服务器端均采用多线程编程方式，同时完成多项任务；

步骤三：以关系型数据库，Hadoop构架中的分布式文件系统HDFS及其所包括的分布式数据库HBase、Hive构成数据存储层，将静态数据存储在关系型数据库中，利用Sqoop将动态时序数据从关系型数据库中抽取出来，结构化数据以表格格式存储到Hive或者转换为Key-value的方式存储到HBase，也可以文件方式存储到HDFS中，对于非结构化数据，以目录和文件的组织方式存储到HDFS中；

步骤四：采用MapReduce、Stream框架根据需求可编写并行化算法，对在线监测的电能质量与治理数据进行分析，获得电能治理设备的寿命估计、状态评价，挖掘电能治理设备故障潜在原因、电能质量预测警告、设备治理电能状况评估结果；

步骤五：业务逻辑层根据管理员的请求实现对电能质量治理设备增添、治理记录维护、用户登陆、用户权限检察、治理点电能质量查询、电能质量治理设备状态评估查询、远程电能质量治理设备控制、电能质量大数据分析结果查询，这些模块的完成均是在Spring MVC框架的Controller控制器中进行实现的，用户提交的全部请求都将请求委派到对应的Controller进行处理，Controller将调用对应的Service组件进行业务逻辑的处理，电能质量治理设备远程控制模块中，系统通过数据传输层通信，将指令发送数据采集子节点，子节点通过ZigBee通信，将指令解析下发至电能质量治理设备上；

步骤六：业务逻辑层的所有业务操作均会通过数据操作层进行持久化，数据的持久化操作依赖于Mybatis框架的DAO层组件完成，DAO层定义了接口，并没有实现具体的数据操作；Mybatis通过JDK的动态代理方法，在启动加载配置文件时，根据配置的mapper的xml生成DAO的实现；

步骤七：体系结构采用浏览器/服务器(B/S)模式，电能质量治理设备监控系统表现层主要包括系统界面展示，系统界面采用JSP、html语言实现；在线监测界面，为了提高数据传输的实时性以及增强使用体验采用WebSocket技术，浏览器与WEB服务器建立一次连接后，连接就不会关闭，WebSocket服务端会将数据及时推送至浏览器端，从而实现实时响应。