摘要：随着经济的快速发展，人们的生产、生活已经离不开电力的供应，在如今信息化的时代，实现高效的、高质量的、低成本的、可靠的社区用电监测管理系统显得十分有意义。在电力管理中，电力监测至关重要，电力监测主要采用科技化的传输与信息监测手段，并且融合数据分析技术，对用户的各类用电信息进行收集分析，了解用电情况，并科学合理的进行供电计划的制定，以此来实现对电力监测的管理。
本文主要针对社区电力监测管理系统进行设计与实现，系统采用MVC架构，数据库采用Oracle数据库管理系统，对电力数据进行存储访问。首先对社区电力监测管理系统进行需求分析，将系统划分为家庭用电管理、社区用电管理、电网公司管理和系统管理四大功能，对各个功能构建了用例图并进行了用例分析；在对系统的功能进行模块设计时，主要采用了流程图、时序图和类图设计，并且对系统数据库建立了E-R图及数据表的结构设计；在对系统功能进行实现时，通过Eclipse开发平台对系统进行编码实现；最后，对系统实现的功能进行了测试，保证系统正式投入使用前，能够正常的运行。
该社区用电监测管理系统能够实现整个供电用电过程的实时监测，对家庭及社区用电情况进行及时的了解，并且对收集到的数据进行分析，以报表和图形的形式反映出来，电网公司能够根据报表的内容对供电情况进行及时的掌握，方便对供电计划进行精确的调整，以此来达到优化供电的效果。
关键词：社区；电力；实时监测；MVC架构；Oracle数据库
1绪论
1.1研究背景及意义
由于网络技术的高速发展，居民科学化用电系统初步建立，居民用电逐步与科学技术相融合。在对电力管理的过程中，电力监测扮演着至关重要的角色，电力监测技术能够实现对电力的科学支配。随着我国经济的发展，技术的进步，过去传统的人力劳动逐步被现代高科技所取代，而电力是现代技术设备正常运转的重要保障，只有依靠电力的使用，才能确保各行各业的正常运作。因为电力对居民日常生活影响逐步提高，导致电能的传送变的至关重要，电力运输环节中的安全性、高效性、高质性成为了供电环节需要考虑的重要部分。因此，设计实现一个高效、高质且可靠的社区用电监测管理系统十分有意义。
各国的专家学者针对电力运输环节做了大量的实验，得出了很多的运输方式，他们对电力运输过程进行了积极的探索，想通过对电力运输环节的优化达到供电的安全性、高效性、高质性，以此来保证各项工作的正常开展。通过研究，现在的电力运输采用了基于网络技术的高速运输模式，通过网络技术对运输环节的各方因素的分析监测，达到了对电力的安全运输。但是，随着用电规模的逐年增加，用电数据呈现了爆炸式的增长，在如此浩大的数据面前，如何保证供电的可靠性成为了当前研究的一项重点。对用户的用电情况需要进行及时的、不间断的全方位监测，对用电过程中的各种突发因素进行及时的分析，才能保障用电过程的可靠性。因此，需要建立一套智能电网系统，对用电过程进行全方位的监测，实现用电过程的正常供应。智能电网系统的理论已经比较成熟，但仍然有着一些技术难点。当前迫切处理的难点是找到准确监测居民用电方法、自动调整电能输送效率、智能电网的可靠性。
电网公司的服务规模从小到大主要分为家庭用电、社区用电和城市用电三种。家庭监测是社区监测的组成部分，电网公司对各个社区的数据进行监测和管理，最后对整个城市的社区供电进行管理。所以，社区用电的监测管理是整个电力监测管理的重点。本文设计的社区电力监测管理系统将从家庭、社区、和电网公司三个方向进行设计实现，其中对社区用电的监测管理是设计实现的重点，而家庭的用电监测管理是实现设计的重要部分。本文为电网公司设计实现的社区电力监测管理系统具有三个明显的优势：
（1）能对社区用电进行全时性监测。社区电力监测管理系统可摆脱传统的人力监测，实现数字化的监测，系统将用电过程中的主要指标，如电流、电压等，进行标准化设置，将正常运行的指标范围进行输入至社区用电监测管理系统中，通过系统对用电过程的指标监测，当指标超出了设置的标准范围，智能电网就会发出警报，并且对出现异常的因素进行分析。
（2）自动生成用电报告。在于它能够有效的分析用电数据，通过对社区电力监测管理系统的设置，系统可以根据设置的各种模式，对收集的用户信息进行及时的分析，将分析的数据生成清晰明了的用电报告，并且将居民的用电分布展现出来。
（3）针对用电报告对用电优化。通过对用户用电数据的分析，可以获知用户的用电习惯，通过用电习惯的获取，可以对用户进行针对式的电力供应，从而使得电网公司对电力的总量供应有所控制，避免不必要的电力浪费。
此外，本文设计实现的社区电力监测管理系统对环境友好。由于采用现代化技术，运用社区电力监测管理系统将比传统的电网模式能够减少不必要的资源浪费，能大大节省人力资源的消耗，对土地占用量也大大的降低，同时供电环节减少供电损耗，达到了绿色供电的要求。
1.2国内外研究现状
信息化时代的到来，使得数据存量大大的增加，各行各业面对巨大的信息处理量都需要研究出相应的数据处理系统。世界各国对电力供应的智能化需求正逐年上升，工业技术的进步，使得各行各业的用电量变大，各国对智能用电的重视程度也逐渐变大。通过阅读国内外相关文献，对智能电网技术的国内外研究现状做出简要阐述：
1.2.1国外研究现状
智能电网的概念是上世纪末期，X电力研究所提出来的，他们认为电力的使用需要信息化的监管，而不是人为的进行管理，智能电网中的电力的运输采用了基于网络技术的高速运输模式，通过网络技术对运输环节的各方因素的分析监测，达到了对电力的安全运输。X研究所提出的智能电网系统为今后的发展指明了方向，智能电网的根本作用还是实现用电的安全可靠性，达到对用电量的智能优化，使得电力供应更加有效率并能有效减少人力成本。智能电网的实现需要多方面的条件，需要有功能运作能力、数据收集能力、数据分析能力等等，只有具备了这些条件，才能达到预期的目标。
国外的电力分析系统能够很好的解决用电过程中的大量数据存储的问题，在对用电分析的前提下，需要将各用户的用电数据进行有效的收集，这是各项功能的基础，只有将基础数据收集上来之后，才能根据具体的情况进行具体的分析。云计算功能为智能电网数据分析提供了技术依据，由于需要数据分析是一项十分繁杂的工程，并且在用电过程中大量数据的存在，使得数据分析的难度较大，如果针对用电环节专门进行数据分析的研发，这会造成研发成本的大幅提高，使得项目的进展推迟，云处理可以很好地解决这一问题。云处理是基于互联网，对用户提交的数据进行分析，后台在云端，不占用客户的运行成本，使得智能电网的研发成本大大降低。
上世纪八十年代初，英国逐步将部分公家企业变成私营企业，英国XX将私营公司引入到电力行业中，一方面可以提高各公司间的竞争力，另外一方面可以使得电力供应技术在竞争中得到快速的发展，使得供电技术快速的发展。私有化的改革打破了传统的国家垄断的情况，使得各电力公司能够在公平的环境下开展行业竞争，最终受益的将是用户。20世纪90代，谷歌推出了一款居民用电习惯分析软件，这款软件提高了居民的用电效率，变为原来的百分之八十五。几乎同时微软开放MicrosoftHohm服务,Hohm是一款家庭能源管理服务,并会向用户提供节能及省钱方案。近段时间，X、欧盟加大了对智能电网的投资研发经费，加速了智能电网的研发，使得智能电网技术得到了快速的发展。
1.2.2国内研究现状
我国由于处于并将长期处于社会主义初级阶段，各方面的技术发展水平相对发达国家比较落后，加之我国是世界第一人口大国。巨大的人口自然导致人均资源与国际平均水平还有较大的差距，从而导致了电力革命的重要性日渐突出，研究一款有效的电力监测管理系统对我国的生产生活有着巨大的意义。国家电网针对电力监测管理系统制定了五年发展整体规划，规划中明确指出，要将我国的整体用电系统建设成一个智能网络，运用先进的方法调整居民用电行为。
电力监测管理系统的建立，可以帮助电网公司完善和提高电力输送的效率。电力的运输采用基于网络技术的高速运输模式，通过网络技术对运输环节的各方因素的分析监测，达到了对电力的安全运输。电力监测管理系统摆脱了传统的人力监测，实现了数字化的监测。系统将用电过程中的主要指标，如电流、电压等，进行标准化设置，将正常运行的指标范围进行输入至社区用电监测管理系统中。通过系统对用电过程的指标监测，一旦指标超出了设置的标准范围，智能电网就会发出警报，并且对出现异常因素进行分析，生成异常报告用于异常处理。通过对电力监测管理系统的设置，系统可以根据设置的各种模式，对收集的用户信息进行及时的分析，将分析的数据生成清晰明了的用电报告，报告会显示各个用户的用电具体情况。
通过电力监测管理系统对用户用电数据的分析，电网公司可以获知用户的用电习惯，通过用电习惯的获取，可以对用户进行针对式的电力供应，从而使得电力生产商对电力的总量供应有所控制，避免不必要的电力浪费。我国的电力监测管理系统的研发主要是基于云计算和云存储，由于用电数据的庞大，使得用电数据存储和处理十分的重要。
1.3主要研究内容
本文的研究思路主要是采用了从用户需求分析、系统设计、系统实现到最终的功能测试。对当前主流的软件开发技术进行研究分析，结合电力监测工作的实际需要。选择了较为成熟的MVC作为系统架构，Oracle数据库为后台存储数据库，采用UML建模技术进行建模，本文的主要研究内容为：
（1）对电力监测管理系统研究背景及国内外相关领域的研究现状进行研究，以此为基础来开展对社区用电监测管理系统的设计与实现；
（2）对系统进行需求分析，对每个功能构建用例图并进行需求分析，对系统进行非功能需求分析；
（3）对系统的四大功能模块家庭用电模块、社区用电模块、电网公司模块、系统管理模块进行设计，主要是对功能模块进行时序图和类图的设计，并且对系统数据库建立E-R图及数据表；对系统进行编码实现；
（4）对系统实现的功能点进行了测试，测试主要采用了黑盒测试法，保证系统正式投入使用前，能够正常的运行。
2社区电力监测管理系统需求分析
在对社区电力监测管理系统进行设计前，需要对系统的功能进行需求分析，了解系统设计的目的及用户要求，这样可以使得系统的研究更加有针对性，使得系统设计出来的各项功能能够真正符合用户实际工作的需要。系统需求分析也是进行软件开发的首要一步，只有系统需求分析的准确得当才能使得系统设计出来的功能真正的符合预期的目标。系统需求分析首先需要对系统的总体需求进行分析，然后对系统的功能和非功能进行分析。
2.1系统需求概述
电力已经成为了人们的生产、生活的基础，电力监测管理也成为了智能用电中关键的一环。电力监测主要采用科技化的传输与信息监测手段，并且利用大数据技术对用电数据进行数据分析，对用户的各类用电信息进行收集分析，了解用电情况，并科学合理的进行供电计划的制定，以此来实现对电力监测的实时监测。
电力监测管理系统的使用人员可以分为家庭用电管理员、社区用电管理员、电网公司、系统管理员，其中家庭用电管理员是以家庭为单位对用电进行管理；社区用电管理员主要是以社区为整体进行用电管理；电网公司主要是对整体供电、用电进行管理；系统管理员主要是对系统的各类基本数据进行维护，保证系统的正常运行。
社区电力监测管理系统主要使用者是电网公司，电网公司通过使用社区电力监测管理系统，能够实现整个供电用电过程中的电力数据监测，对家庭及社区用电情况进行及时的了解，并且对收集到的数据进行分析，并以报表的形式进行反映出来，电网公司能够根据报表的内容对供电情况进行及时的掌握，方便对供电计划进行合理的调整，以此来达到优化供电的效果。
2.2系统功能需求分析
在对社区电力监测管理系统功能进行考虑时，需要将抽象的概念进行具体化，这样就需要采用UML建模技术进行建模，将用户的各类需求以图像的形式进行反映出来，为系统的设计提供有利的帮助。
2.2.1家庭用电监测管理功能需求
家庭用电监测管理功能的使用者为家庭用电管理员和家庭用户，在对用电情况进行监测管理时，首先要以家庭为单位进行数据的采集，家庭用电监测管理功能能够通过系统对各类家庭用电信息进行管理，家庭用电管理员能够对整个家庭的用电设备进行掌握，了解每户电器的用电情况，并且可以对家庭的用电信息进行管理。家庭电力监测功能用例图如图2.1所示。
图2.1家庭用电管理员业务用例
通过对图2.1进行分析，在家庭用电管理员管理功能中，家庭用电管理员可以使用系统监测用电信息、用电信息管理、对用电环境进行参数设置。在该功能中各个子功能承载着不同的用户需求，对用电信息进行查询和监测，主要了解家庭的实际用电情况。
监测用电信息主要是对家庭用电情况进行监测，通过传感器连接进入家庭的电表、分电盒、插座在内的各类电压、电流等数据进行标准化采集，将采集到的数据及时的上传到数据库中进行保存，在对用电情况进行分析时可以对数据进行调取使用，同时用户通过系统可以查看以往每天、每月以及年度的用电情况，同时可以通过网络远程监测家庭的用电情况。
用电信息管理主要是对于收集到的信息进行权限范围内的管理，包括重点标记、删除等动作。
家庭用电环境监测是对用电的环境数据进行设置，包括设置家中各个类型电器的数量，电器的能耗等级、额定功率等数据，这些数据都会对用电情况带来不同的结果；家庭监测用电信息功能流程图如图2.2所示。
图2.2家庭监测用电信息功能流程图
通过对家庭监测用电信息功能流程图进行分析，用户首先登录社区电力监测管理系统，然后选择家庭电力监测功能，设置好需要监测的设备和监测的内容，系统将对所选设备的用电数据进行收集，然后系统会对家庭用电设备的用电情况进行诊断，如果用电设备的用电数据正常，系统将被监测设备的电力监测数据进行保存，如果收集的数据有所异常，系统则会对家庭用电设备的异常原因进行分析，查找出异常原因，最后将数据导出，供用户或电力公司人员进行排查维修。
2.2.2社区用电监测管理功能需求
社区用电监测管理功能是社区电力监测管理系统的重要组成部分，向下它是家庭用电监测的集合，向上是电网公司通过对各个社区的用电监测管理对整个城市的社区供电进行管理。社区用电监测管理功能使用人员主要是社区用电管理员，同时也是一名电网公司的人员。现阶段，城市居民都是以社区为单位进行居住，在电网公司在对居民进行供电时，也可以以社区为单位，对整个社区的用电情况进行监测管理，主要包括社区居民用电、公共设备用电，通过对社区中电力信息的获取，能够及时的了解整个社区用电情况是否正常，并且可以根据社区用电的情况对供电进行及时的调整。社区用户的业务用例如图2.3所示。
图2.3社区用户业务用例
通过对图2.3进行分析，在社区用电监测管理功能中，使用者为社区用电管理员（电网公司人员），社区用电管理员负责对整个社区的用电信息进行监测管理，对社区公共用电设备信息进行管理，主要是对社区中的公共用电设备信息进行管理，对社区照明电路、音响电路、路灯、警示牌、门岗等公共用电设备种类、数量以及额定功率等信息进行设置。监测服务功能主要是以社区为单位进行用电情况的监测，包括社区整体用电及公共用电；
2.2.3电网公司用电监测管理功能需求
电网公司用电监测管理功能参与者主要为电网公司，电网公司通过社区电力监测管理系统能够对用户的用电情况进行准确、及时的掌握，对不同社区、不同时间段、不同类型的用电进行分析后，能够针对不同的情况对供电进行调配，这样能够在保证用户正常用电的基础上，尽可能的优化供电方式，提高供电的效率，并且减少了供电的浪费。电网公司用电监测管理功能用例如图2.4所示。
图2.4电网公司用电监测管理功能用例图
通过对图2.4进行分析，在电网公司用电监测管理功能中，参与者为电网公司用户，用能管理功能主要是对电网公司供电的客户进行实时用电能耗的监测，并且可以对历史用电情况进行查询；用电统计分析功能能够对于收集上来的数据进行整理、分类，从而专业的分析出当前电网公司的实际情况；产能管理能够对电网公司的历史产能和实时产能信息进行管理。
2.2.4系统管理功能
系统管理模块属于系统的高级权限管理模块，只有系统管理员能够有权利进行访问和操作。在各类系统正常运行时，都需要对系统管理功能进行相应的设置，系统管理模块中的各类信息设置正确后，才能保证系统的其他功能能够顺利的按照用户的需求进行运行。
电网公司能够对电力进行及时的分析，掌握各个高峰阶段用电的主要原因，及时的对电网供电模式进行调整，也需要对系统进行管理。在各类系统正常运行时，都需要对系统管理功能进行相应的设置，系统管理功能中的各类信息设置正确后，才能保证系统的其他功能能够顺利的按照用户的需求进行运行。系统管理模块主要包含的功能模块有家庭信息管理、社区信息管理、系统设置、权限管理和数据备份。
系统设置主要指系统的基础信息设置和系统参数设置，社区用电监测管理系统在运行时，需要对参数进行正常的设置，才能保证系统的其他功能正常运行，基础数据配置是对系统的一些基础资料进行统一的管理，方便用户的正常使用。权限管理将用户划分为不同的用户群，这样可以保证相关数据的安全性，不同的用户群组对应不同的操作权限，能够使用不同的系统功能，对不同账号进行不同权限的管理，这样可以保证相关数据的安全性。图2.5为系统管理功能用例图。
图2.5系统管理功能用例图
家庭信息管理主要是对家庭用户的信息进行管理和保护；社区信息管理主要是对社区的用电信息进行管理；数据备份是用户在使用社区用电监测管理系统时，都会有较多的系统数据，为了避免由于系统故障造成的数据丢失，需要对系统进行定期的数据备份，通过备份路径的选择，将数据备份成固定格式的文件，一旦用户需要恢复到某一时间的数据时，只需要对数据进行相应的恢复即可。
2.3系统非功能需求
系统在正常使用各类功能前，还需要对系统的非功能需求进行分析，非功能需求是在功能需求的基础上进行的，非功能需求分析能够在很大程度上帮助功能顺利的进行。只有对系统非功能进行准确、详细的分析后，才能使得系统设计的各类功能尽可能的满足用户的需求，本次设计系统的主要非功能需求为：
（1）严格的权限管理机制
由于本文设计的社区用电监测管理系统中，含有较多的用户信息，并且用电数据也十分的多，这样就需要在进行程序设计时，对不同的用户设置不同的操作权限，保证系统的信息安全性。通过对不同的用户赋予不同的操作权限，可以在很大程度上保证系统用户的隐蔽空间，不同用户的数据不会相互影响，在进行系统操作时，都会根据自己的需求进行相应的操作。
（2）易用性与可用性
系统的截面简洁明了，方便使用，能够很直观地体现出社区用电监测管理系统的主要内容。由于使用社区用电监测管理系统的工作人员中，大多数都是没有经过专门的软件使用培训的工作人员，系统在进行设计时，需要将各项功能简单的呈现在用户的面前，方便系统的功能使用。系统设计的各类功能都应该适合实际工作的需求，对一些不必要的功能尽可能的不去设计，因为这不仅需要花费一定的精力和时间，而且还会对系统的运行造成较大的压力。
（3）开放性与可扩展性
本课题中设计和开发的社区用电监测管理系统应该具有支持多种软件和硬件相关系统和系统，并且能够支持多种数据库系统，以及系统上的各种通讯协议和标准等。由于系统在设计时，不可能对全部的功能都进行考虑，这样就需要系统保持较好的开放性和扩展性，在今后系统使用的过程中，可以根据用户的实际需要，对系统功能进行增加，以此来满足用户日益增长的不同需求。
（4）高性能与高可靠性
由于各类系统中存储着大量的用户信息及使用数据，这些数据十分的重要，这就要求系统必须保持较高的可靠性，能够对系统用户的各类数据进行安全的保存，使得系统数据不易丢失，并且能够对系统数据进行备份还原，以此来提高系统数据的安全性。系统在运行的过程中，运行效率很大程度上影响用户体验，这样就需要系统运行具有较好的性能，能够较好的完成用户不同的要求，极大的缩短系统的响应时间，提高系统运行效率。
2.4本章小结
本章主要是从系统用户的实际需求出发，对不同的用户进行需求分析，将系统划分为不同的功能模块，对系统的总体需求进行详细介绍，并且对系统的主要功能模块进行用例图分析，帮助系统开发者更加准确的进行系统的设计，为今后的工作打下基础。
3社区电力监测管理系统设计
在系统软件开发的工程中，系统软件的设计是整个开发流程中的关键部分，它是对系统进行代码开发的前提和指导。系统设计是在系统分析的基础上，对系统的主要功能进行相关的设计，以便程序开发人员能按照设计来编制各模块的程序，作为系统实施的依据，为下一步系统的实现做好基础。
3.1系统总体设计
在对系统进行总体设计时，需要根据系统需求分析为基础，明确系统设计的目标，突出系统设计的重点。
3.1.1系统逻辑架构设计
本社区用电监测管理系统采用MVC架构分层设计，主要分为分呈现层、业务层、持久层以及数据存储层。呈现层采用Struts、jQuery进行编写实现；业务层使用Spring进行编写实现；持久层采用MyBatis、HBaseAPI实现；数据存储层采用Oracle、HBase实现。系统逻辑架构如图3.1所示。
图3.1系统逻辑构架图
社区用电监测管理系统主要采用基于Client/Server的多层结构，C/S模式把复杂的应用系统开发任务进行划分，将其分为相对容易的小模块；在不同的小模块中只完成了系统对应层的功能，相邻层对应的功能模块来进行调用各模块之间的交互，信息的交流经过接口完成发送接收。这种网络结构模式将系统的主要功能实现集中在了服务器上，所以还能大大简化用户的配置过程，降低了系统的开发、维护成本。
在系统分层结构中，各个层级具有自己的独特功能，层级之间保持数据的沟通，层级不是独立存在的，它们之间协同工作使系统的功能得以有条不紊地进行。下面分别对上图所示的四层逻辑结构作详细介绍。
位于层级架构最上层的为呈现层，该层级的作用是对客户的各类请求进行处理后，将处理的结果反馈给用户，这是系统与用户直接沟通的一个层级，用户的请求通过该层级传输到系统中，系统的运行结果也是通过呈现层进行反馈给用户，呈现层主要是通过Struts2框架来实现的。
业务层的主要功能是对系统的功能进行承载，在该层级中主要是对系统的各类功能进行提现，由于系统的功能都是分模块进行设计的，在业务层中也分模块对功能进行提现，从而为用户提供各类服务，方便用户对系统功能的使用，业务层与呈现层之间存在数据的传输。
持久层的作用是对数据访问组件进行搭载，持久层的主要任务是负责业务层与数据层进行沟通，达到数据传输、指令传达的作用。
数据存储层位于系统架构的底层，主要作用是用电数据的采集和对系统中的全部数据进行存储。首先通过数据采集接口采集家庭电器用电数据上传到系统数据库，然后通过数据库访问接口进行数据存取。用户使用系统时所有需要进行数据操作的命令都会对数据存储层中保存的数据进行调用，数据存储层是系统庞大数据的管家，它的作用在整个系统中非常关键，数据存储层对数据的处理能力直接影响到系统的响应速度。
3.1.2系统功能模块结构设计
在对用户的需求进行分析后，可以对社区用电监测管理系统进行功能划分，构建系统功能模块结构图，各个功能模块下包含的子功能也能够清晰的体现出来，帮助程序开发者更好的对系统各个模块功能进行了解，以便于下一步对各个功能模块的详细设计。系统功能模块结构图如图3.2所示。
图3.2系统功能模块结构图
社区用电监测管理系统根据用户的需求可以划分为家庭模块、社区模块、电网公司模块和系统管理模块，一共四大功能模块。这四大功能模块具有不同的功能，这些功能相互配合完成了用户的各类需求，下面对四大模块进行简单的介绍，然后对他们进行详细设计。
在家庭模块中，用电设备监测主要是对家庭用电的各类数据进行采集，将采集到的数据及时的上传到数据库中进行保存，在对用电情况进行分析时可以对数据进行调取使用；用电设备管理是通过增加、删除或者修改家庭电器的设备号来管理被监测的家庭用电设备；家庭用电环境监测功能是对用电的环境数据进行设置，不同的家庭用电环境会对用电情况带来不同的结果。
在社区模块中，社区电力监测功能主要是以社区为单位进行用电情况的监测，包括社区中每个家庭的电力监测；公共电力监测则是用来对公共用电设备的用电情况进行监测；公共用电设备信息管理功能主要是对社区中的公共用电设备进行管理，包括路灯、警示牌、门岗等。
在电网公司模块中，用能管理模块主要是对用户进行实时用电能耗的监测，并且可以对历史用电情况进行查询；产能管理模块则主要是对发电设备进行实时生产电能的监测，并且也可以查看历史产能情况；用电统计分析主要是对社区用电数据进行分析，通过分析调配电力供应量，使供电适当不浪费。
在系统管理模块中，家庭信息管理功能主要是的对电网公司供电的家庭用户信息进行相关的管理；社区信息管理则是对电网公司供电的社区用户的信息进行管理；系统设置主要是社区用电监测管理系统在运行时，对参数进行正常的设置，保证系统的其他功能正常运行，同时对一些基础数据进行配置，方便用户的正常使用；权限管理主要是将用户划分为不同的用户群，保证相关数据的安全性，不同的用户群组对应不同的操作权限，能够使用不同的系统功能，对不同账号进行不同权限的管理；数据备份是用户在使用社区用电监测管理系统时，为了避免由于系统故障造成的数据丢失，对系统进行定期的数据备份，通过备份路径的选择，将数据备份成固定格式的文件，一旦用户需要恢复到某一时间的数据时，只需要对数据进行相应的恢复即可。
3.2系统主要功能模块设计
在对系统总体进行设计后，需要对系统的主要功能模块进行详细的设计，将系统的实际功能进行设计，使系统能够满足用的各类现实需求，使得最终系统能够顺利运行。下面对系统的家庭用电监测管理、社区用电监测管理、电网公司用电监测管理和系统管理四大模块进行详细设计。
3.2.1家庭模块设计
家庭模块主要包括家庭用电环境监测、用电设备信息管理和实时用电设备监测。家庭用电环境监测主要包含家庭总用电量、家庭用电瞬时流量、家庭电费额、家庭用电消费等属性；用电设备信息管理类主要包括设备名、设备用电量、设备功耗等属性，可以执行的方法有编辑、保存、添加、删除等；实时用电设备监测类主要包括监测ID、监测类型、监测情况等属性。
在对用电情况进行监测时，首先要以家庭为单位进行数据的采集，家庭模块能够帮助家庭用电管理员通过系统对各类信息进行查看，家庭用电管理员能够对整个家庭的用电情况进行监测，同时通过家庭用电环境参数的设置完善整个家庭用电的监测信息。由于各个家庭中的用电情况不同，每个家庭用电管理员需要使用不同的账号进行功能的登录，这样可以保证各个家庭用电管理员的信息相对较为安全，同时也使得系统中的数据就有较高的针对性。
以家庭用电设备监测功能为例进行功能模块设计说明。家庭用电设备监测功能包括以下三个子功能，监测实时数据、查询历史监测数据和远程监测数据。下面对这三个子功能模块进行详细设计。
（1）家庭模块实时监测功能
家庭用电管理员实时监测用电功能流程图如图3.3所示。
图3.3家庭用电实时监测管理功能流程图
家庭用电管理员对家庭用电情况的监测主要是通过在家庭插座上加上传感器，该类型传感器就像一个小电表，通过它可以实时监测和计算出从它通过的电流量并将用电信息上传到监测管理系统，用户可以通过浏览器登录系统了解用电信息，达到对家庭用电情况的实时监测，了解家庭用电的真实情况并进行合理的规划，从而避免电力浪费。
（2）查询历史监测信息
用户需要查询用电设备的历史用电数据，用电设备的用电数据是通过实时监测收集，然后通过数据存储层中的数据库访问接口存储在数据库当中的。通常家庭用电管理员对太过久远的数据不敏感，所以为了减少数据存储的开销，数据库的规模是有限的，系统只保存最近半年的用电数据以供历史监测信息查询。
对用电历史监测时序图进行分析，家庭用电管理员首先需要输入查询历史数据（设备编号），然后提交历史数据，ORM操作类将判断是否可读取设备编号，返回是否可读取设备编号，最后将在数据库历史记录中读取数据，并将数据返回到查询历史数据页面。查询家庭用电历史监测时序图如图3.4所示。
图3.4查询家庭用电历史监测信息时序图
（3）远程监测信息
家庭用电管理员同样可以远程监测用电设备的用电情况，可以访问到系统登录界面时，首先需要在系统中对用户名进行注册，按照要求注册成功后可以进行提交到系统中，系统对信息进行审核后，合格了才能进行账号和密码的分配，家庭用电管理员根据分配的账号登录后，可以通过“云科技”远程查询家电设备用电信息。
3.2.2社区模块设计
城市居民都是以社区为单位进行居住，在供电企业对居民进行供电时，以社区为单位，对整个社区的用电情况进行监测，主要包括社区居民用电、公共设备用电等，通过对社区中电力信息的获取，能够及时的了解整个社区用电情况是否正常，并且可以根据社区用电的情况对供电进行及时的调整。
社区模块主要包括社区用电监测管理、公共用电监测管理和公共用电设备信息管理三个功能部分，其功能分布在社区模块类图中如图3.5所示。
图3.5社区模块类图
社区用电监测类主要是对社区用户的社区实时用电情况进行监测，历史用电数据进行收集、整理并进行显示，方法是通过收集每个家庭用电监测数据，查看各个家庭用电量，查看用电消费来进行具体的监测；
公共用电监测类主要是对社区内照明电路、音响电路等公共用电设备的实时用电量，历史用电数据进行收集、整理并进行显示，方法是通过收集每个公共用电设备的监测数据，查看各个公共用电设备的用电量，查看用电消费来进行具体的监测；
公共用电设备信息类是对社区中的公共用电设备信息情况进行数据收集整理，了解每类公共用电设备的用电环境，方法是收集统计公共用电设备的种类、数量、额定功率、设备编号、设备名称、型号、制造厂商、状态和操作等信息。
3.2.3电网公司模块设计
通过对电网公司用电监测管理功能模块需求分析可以知道，电网公司通过社区用电监测管理系统能够对用户的用电情况进行准确、及时的掌握，对不同社区、不同时间段、不同类型的用电进行分析后，能够针对不同的情况对供电进行调配，这样能够在保证用户正常用电的基础上，尽可能的优化供电方式，提高供电的效率，并且减少了供电的浪费。
在电网公司模块中主要包含用能管理、产能管理和用电统计分析。通过分析用能和产能之间的关系，电网公司能够掌握各个高峰阶段用电的主要矛盾，及时地对电网供电模式进行调整。图3.6所示为电网公司查询历史产能时序图。
图3.6电网公司查询历史产能时序图
对电网公司查询历史产能时序图进行分析，其中电网公司输入相关信息id号查询设备历史数据，然后HBaseOperator层通过对输入的设备号进行判断是否能够读取，并返回判断结果，接着通过SQL语句从数据库中读取历史数据，最后返回至系统管理页面。
图3.7电网公司模块类图
电网公司模块设计类图如图3.7所示。通过电网公司模块类图进行分析，在电网公司模块类图中主要包括用电统计分析、用能管理和产能管理。在用能管理中，主要包括用电量、监测数据等，可以执行的操作有添加、分析、生成用能报表等功能；在产能管理中，主要包括产电量、产能数据等，可以执行的操作有添加、分析、生成产能报表等功能；用电统计分析主要属性有会话、类型等，有求平均用电量、最大用电量和最佳产能估计等方法。
3.2.4系统管理模块设计
系统管理在整个设计中至关重要，系统管理模块属于系统的高级权限管理模块，只有系统管理员能够有权利进行访问和操作。在各类系统正常运行时，都需要对系统管理功能进行相应的设置，系统管理模块中的各类信息设置正确后，才能保证系统的其他功能能够顺利的按照用户的需求进行运行。
系统管理员通过正确的账号和密码成功登录到系统中后，可以对整个系统的高级权限进行管理，系统管理员可以对系统的各类用户进行分组，每个用户群组在系统中对应的功能点不同，主要可以保证系统数据的相对安全性；
系统管理员可以对系统的各类基础数据进行设计，只有系统的基础数据设置正确才能保证系统的正常运行。系统管理功能类图如图3.8所示。
图3.8系统管理功能类图
系统管理功能主要包括数据维护与备份、系统设置、权限管理、社区信息管理、家庭信息管理，其功能分布在图3.10相应的类中
数据维护与备份主要包括备份类型、备份时间、备份方式、存储地址、维护时间、维护类型等，可以执行的操作有备份、维护、删除、添加等；
权限管理主要包括用户ID、用户类型、权限类型等，可以执行的操作有撤销权限、添加权限等等；
社区信息管理类包括社区类型、社区ID、数据情况等，可以执行的操作有增删改查、输入、编辑、保存等操作；
家庭信息管理类包括家庭ID、家庭成员、家庭类型、权限等，可以执行的操作有编辑、保存、删除、添加等。
3.3系统数据库设计
数据库在一个系统中相当于人类的大脑，具有十分重要的作用，整个系统的各类数据都需要存储在数据库中，数据库可以对数据进行存储、运行、传输等操作。在对系统设计时，需要重点对系统数据库进行设计，只有对数据库的设计完成后，才能保证系统能够为用户提供安全、可靠的数据服务。在对数据库设计时需要从E-R图及数据表格进行设计。
3.3.1数据库E-R图设计
数据库是信息的存储仓库，包含了系统运行所需的所有数据，系统的数据库通过对系统数据的调用和管理，可以提高系统的使用效率。在对系统数据库进行设计时，需要对数据库进行总体设计，总体设计可以对数据库设计相关的框架。由于各类系统中存储着大量的用户信息及使用数据，这些数据十分的重要，这就要求系统必须保持较高的可靠性，能够对系统用户的各类数据进行安全的保存，使得系统数据不易丢失，并且能够对系统数据进行备份还原，以此来提高系统数据的安全性。系统数据库设计完善的话，能够大大提高数据的调取速度。
系统数据库部分E-R图如图3.9所示。
图3.9系统数据库部分E-R图
在对系统数据库进行设计时，需要明确系统的实体及实体之间的关系，这里关系可以通过数据库E-R图进行反映出来。本次设计系统的实体有：社区用户实体、家庭用电管理员实体、用电设备实体、设备传感器实体、环境传感器实体、设备传感器记录实体、用电设备能耗实体等，论文只对其中关键七个实体进行介绍。
对社区用电监测管理系统总体E-R图进行分析，其中社区用户、家庭用电管理员和企业用户与用电设备都是1:n的关系，用电设备与耗能实体为1:1的关系，设备传感器实体和环境传感器实体与用电设备实体为1:n的关系，并且与传感器记录实体为1:1的关系。
3.3.2数据库信息表设计
数据库E-R图能够对系统数据库中的各类实体关系进行形象化，使得程序开发者对于抽象的概念能够更好的进行设计，对数据库进行设计时，还需要对数据库中实体的信息以数据库表格的形式进行详细的展示出来，各个实体中包含的信息进行更好的记录在数据库中，这样才能使得设计的数据库符合预期的目的，帮助系统更好的记录数据。本次设计的社区用电监测管理系统数据库表格主要是包含了以下表格内容：
（1）家庭用电管理员数据库表
对用电数据进行记录时，首先要以家庭为单位进行数据的采集，家庭模块能够帮助家庭用电管理员通过系统对各类信息进行维护，将家庭用电管理员的各类信息在数据表中进行记录，方便对家庭用电管理员的管理。家庭用电管理员数据库表设计如表3.1所示。
表3.1家庭用电管理员数据库表
（2）社区用户数据库表
在系统中包含多个社区实体，以社区为单位对用电进行监测能够对社区的整体用电情况进行较好的掌握，包括社区用电的各类基本信息，将信息在数据库中进行记录后，能够对社区用电情况进行调取和使用。社区用户数据表设计如表3.2所示。
表3.2社区用户数据库表
（3）用电设备数据库表
由于家庭和社区用电都是用电设备在使用相应的电流，需要将各类用电设备的具体数据在系统中进行记录，只有将用电设备的各类参数在数据库中进行记录，才能对家庭和社区的用电情况进行分析，了解用户的用电习惯和用电水平，更好的对社区进行分时段供电，保证社区的用电供应，同时优化供电服务。用电设备数据库表设计如表3.3所示。
表3.3用电设备数据库表
（4）设备传感器数据库表
在对家庭和社区用电情况进行监测的过程中，需要采用设备传感器对用电信息进行获取，这样就需要采用设备传感器，在设备传感器进行管理时，需要将设备传感器的各类参数在数据库中进行记录，通过对设备传感器信息的管理能够对获取的各类用电信息进行更好的管理。主要记录的内容有传感器ID、传感器名称、类型、监测信息、获取方式、用途、传输途径、生厂商、生产日期、保养情况、运行状况、备注。设备传感器数据库如表3.4所示。
表3.4设备传感器数据库表
（5）环境传感器数据库表
在对用户用电信息进行监测时，外界环境也会对监测的结果有较大的影响，这样就需要对外界环境的信息进行记录，外界环境信息的记录能够帮助系统对用电情况的分析更加的精准，能够更加准确的掌握用电情况。环境传感器可以帮助对用电外部环境信息进行获取，这样就需要对环境传感器的信息进行记录，主要包括传感器ID、名称、型号、监测信息、获取方式、用途、传输途径、生厂商、生产日期、保养情况、运行状况、备注等。环境传感器数据库表设计如表3.5所示。
表3.5环境传感器数据表
（6）设备传感器记录数据库表
在接收到传感器传输回来的各类数据时，在系统中需要对传感器传输信息进行记录，通过对信息的记录能够更加准确的对用电情况进行监测及管理。设备传感器记录数据库表设计如表3.6所示。
表3.6设备传感器记录数据库表t
（7）设备能耗数据库表
设备是用电的主体，因此设备的各类信息管理对于整个用电情况管理十分重要，需要对设备能耗信息在数据库中进行记录。用电设备能耗数据库设计如表3.7所示。
表3.7用电设备能耗数据库
3.4本章小结
在前一章节的需求分析之后，本章主要对功能需求的具体实现进行了详细的功能设计。本章是整个文章的核心章节，主要是对系统进行总体设计，对系统的各个功能模块有个详细的分析，并且对系统的四个功能模块从时序图、类图等方面进行设计，对系统的后台数据库进行了E-R图设计，并且对相关的表格信息进行设计，为下一章的功能实现提供了设计基础。
4社区电力监测管理系统实现
通过系统需求分析和设计为系统的实现打下了基础，系统的实现需要对实现的环境进行搭载，搭载时要尽量和今后系统的实际运用环境相一致，在对系统进行实现时，需要对系统的实现界面进行展示，通过实现界面的展示能够让用户更为直观的了解到系统的功能点，在今后的使用中才能更加准确的使用系统提供的功能。
4.1系统采用的主要技术及开发环境
本次设计的社区用电监测管理系统采用MVC架构，后台数据库采用了Oracle数据库，运用UML建模技术，Tomcat作为服务器进行设计与实现的，系统的开发环境具体情况如表4.1所示。
表4.1系统开发环境
4.2系统主要功能模块的实现
通过需求分析和设计为社区电力监测管理系统的实现打下了基础，系统的实现需要对实现的环境进行搭载，搭载时要尽量和今后系统的实际运用环境相一致，下面对社区电力监测管理系统的模块实现进行详细阐述。
4.2.1家庭模块实现
在对家庭模块进行实现时，需要对家庭用电管理员管理功能进行分析。家庭模块能够帮助家庭用电管理员通过系统对各类信息进行维护，家庭用电管理员能够对自己的个人信息进行在线的管理，能够对整个家庭的用电设备进行掌握，了解每个电器的用电情况，并且可以对家庭的用电信息进行管理
在对家庭用电管理员信息进行输入到系统后，需要对不同家庭进行用电情况的实时监测，只有通过对监测功能的实现才能随时掌握家庭用电管理员的用电情况。家庭用电管理员监测功能主要是调用JQuery的$.ajax()可以实现Ajax数据请求，window.setInterval(initData,10000)函数可以实现每隔10秒自动调用initData()函数。其中实时用电设备监测关键代码如下所示：
functioninitPage(){initData();window.setInterval(initData,10000);}
functioninitData(){
vartemp=newArray();temp[0]=item.equipmentId;temp[1]=item.timeStamp;
temp[2]=item.status;temp[3]=item.current;temp[4]=item.valtage;
temp[5]=item.power;aaData.push(temp);tdata.push(item.timeStamp);
cdata.push(item.current);vdata.push(item.valtage);pdata.push(item.power);});
}drawDatable(aaData);drawValtage(tdata,vdata);drawCurrent(tdata,cdata);
drawPower(tdata,pdata);},error:function(){}});}
对实时请求监测数据的JQuery代码进行分析，在页面加载时会自动调用$(document).ready()函数，在该函数中调用initPage()函数，实现每隔10秒自动调用initData()函数。该函数向后台发送Ajax请求加载数据。家庭用电设备实时监测截图
如图4.1所示。
图4.1家庭用电设备实时监测界面
通过对图4.1进行分析，在对家庭用电管理员监测用电设备信息进行记录时，可以根据家庭用电管理员的具体用电设备进行反映，用电设备参数主要包括编号、名称、型号、制造厂商、出厂日期、状态、操作等，对设备的用电掌握主要是以实时电压折线图进行反映出来，这样更为直观的了解设备的状态，一般的设备用电电压为220V，同时在该界面中也可以反映出来统计的数据，主要包括时间、状态、电流、电压、功率等内容，通过这种方式能够更加直观、方便的掌握家庭用电管理员的实时用电情况。
4.2.2社区模块实现
社区用户管理模块实现了对社区内住户的用电信息的管理，在供电企业在对居民进行供电时，也可以以社区为单位，对整个社区的用电情况进行监测，主要包括社区居民用电、公共设备用电等，通过对社区电力信息的获取，能够及时的了解整个社区用电情况是否正常，并且可以根据社区用电的情况对供电进行及时的调整。社区用户电力监测过程中，需要对外界环境进行管理，外界环境对整个社区的用电情况影响十分大，这样在进行社区用户用电管理时，需要将外界因素进行重点考虑。在社区用户管理模块中，用户权限控制主要是对社区中不同用户进行不同权限的赋予，这样可以对社区用户进行分类控制；监测服务功能主要是以社区为单位进行用电情况的监测，包括社区中每个家庭的电力监测、社区整体用电及公共用电；公共设备管理功能主要是对社区中的公共用电设备进行管理。
社区用户历史数据查看界面如图4.2所示。
图4.2社区用户历史数据查看界面
通过对图4.2进行分析，在对社区用户历史用电数据进行查询时，可以对社区用户每一天的用电情况进行展示出来，各个图像中显示出用户每个时间段的用电柱形图，通过柱形图可以直观的看到社区用户的用电情况，掌握用电的峰值，可以为用电情况分析提供有利的数据依据。
4.2.3电网公司模块实现
电网公司管理模块实现了对用户的用电情况进行准确、及时的掌握，对不同社区、不同时间段、不同类型的用电进行分析后，能够针对不同的情况对供电进行调配，这样能够在保证用户正常用电的基础上，尽可能的优化供电方式，提高供电的效率，并且减少了供电的浪费。电网公司能够对电力进行及时的分析，掌握各个高峰阶段用电的主要原因，及时的对电网供电模式进行调整。在电网公司管理模块中，一个重要的功能是对电网公司的电力生产情况进行管理，通过对电网公司产能的了解能够真正掌握电网公司的实际产能情况，从而平衡产能与用能之间的关系。其中电网公司模块历史产能模块关键代码如下所示：
通过对电网公司历史产能监测功能关键代码进行分析，通过newConfiguration()语句能够对需要查询的供电设备信息进行新建，将信息输入到数据库中，通过newHBaseConfiguration()语句能够产生新的产能图，历史产能监测界面如图4.3所示。
图4.3历史产能监测界面
通过对图4.3进行分析，在历史产能监测界面中，可以选择需要监测的发电设备，对发电设备进行选择后，通过折线图的形式可以观察发电设备的供电情况，可以将每天的供电情况直观的进行反映，方便对供电情况的了解。
4.2.4系统管理模块实现
系统管理模块属于系统的高级权限管理模块，只有系统管理员能够有权利进行访问和操作。在各类系统正常运行时，都需要对系统管理功能进行相应的设置，系统管理模块中的各类信息设置正确后，才能保证系统的其他功能能够顺利的按照用户的需求进行运行。在系统管理模块中，用户权限控制主要是对系统中不同用户进行不同权限的赋予，这样可以对系统用户进行分类控制；用户信息管理功能可以对整个社区用电监测管理系统中的用户信息进行管理；用能数据查询功能可以对系统数据库中保存的用能信息进行查询，包括实时和历史用能信息；产能数据查询功能能够对电网公司的产能情况进行及时的数据查询。其中用户权限管理功能关键代码如下所示：
通过对用户权限管理功能关键代码进行分析，通过sqlSession语句能够对系统中存储的用户信息进行调取，将信息调取后，能够根据用户的实际需求，通过propertypower语句对用户的各类权限进行赋权，通过对用户权限的管理能够实现不同的用户不同的权限，更为方便对用户群组的管理。其中用户权限管理界面如图4.5所示。
图4.4用户权限管理界面
通过对图4.4进行分析，在该界面中，系统管理员可以对不同的用户群组进行权限的编辑，对用户的权限进行保存后，用户在系统中将对应着不同的操作功能，在使用功能前，需要根据账号和密码进行匹配，只有这样才能保证系统功能的正常运行。
系统管理中个人信息管理关键代码如下所示：
家庭模块中可以对家庭用电管理员的个人信息进行及时的修，这样可以保证信息的实时更新，修改联系方式可以修改家庭用电管理员的电话号码等。其中个人信息管理功能模块关键代码如下所示。
通过对家庭用电管理员个人信息管理关键代码进行分析，通过FamilyService语句能够对家庭用电管理员信息进行加载，通过IntegerfamilyId语句能够对家庭用电管理员的ID进行输入，在进行信息输入时，如果没有登录标识，跳转到登录界面。查看个人信息的Action类ViewFamilyAction代码。Struts2Action的创建交由Spring管理，通过@Autowired注解注入家庭用电管理员的服务类FamilyService，注意声明familyService为transient的，这样便于在Action生命周期结束时快速释放familyService回收内存。声明Family的实例family，并完成getter和setter方法，使family可以被读写。家庭用电管理员信息截图如图4.1所示。
通过对图4.5进行分析，在家庭用电管理员个人信息页面中，主要包括了基本信息、住房信息、联系方式等内容，其中基本信息包括姓名、性别、身份证号、出生日期等内容，住房信息主要包括家庭住址、所属小区、小区单元号，联系方式主要包括电话号码、电子邮件等内容，通过对个人信息在系统中的保存，能够更加方便的对个人信息进行调取和使用，为家庭用电情况监测提供了帮助。
图4.5查看个人信息页面
社区用户信息管理功能关键代码如下所示。
通过对社区用户管理功能关键代码进行分析，其中UserperScanner语句实现了
对社区用户信息的输入，输入信息后通过SQL语句将信息传输到数据库中，在数据库中对社区用户的信息进行筛选，对电力信息筛选后，通过resultUserid语句将社区用户的用电信息进行反馈。
4.3本章小结
本章为社区用电监测管理系统的实现章节，主要是在系统需求分析、系统设计的基础上，对系统的主要功能进行实现，通过对关键代码的设计，将不同功能的操作界面进行了详细的展示说明，帮助用户在今后使用系统提供的各类功能时，能够更好的进行使用。
5系统测试
系统测试的目的是通过测试来验证系统的功能和性能是否满足用户的实际需求，验证系统的各项功能，从而提出更加完善的系统方案。
5.1系统功能测试
在对系统进行相应的需求分析、功能设计、功能实现后，系统具有的功能已经初步设计成功，功能设计成功后不能说明软件成功了，需要对设计的功能进行相应的测试，软件测试是保证系统质量的一个重要步骤，系统性能的改进和功能的完善都离不开软件测试。只有经过系统功能测试的软件，相应的功能才能正常的使用，防止出现不必要的麻烦。
经过静态测试，确认系统代码没有代码语法错误和明显的逻辑错误之后，接下来我们将设计一些测试用例，在对测试用例进行设计时，主要是通过预期的实验结果与实际运行的结果进行对比，通过对比可以掌握系统功能能否正常的运行，如果实际预期结果相一致，则说明系统的功能设计正常，如果不相一致，在界面上给出相应的出错提示、对出错原因的描述是否正确、对错误条件的处理是否正确等等。本系统的测试采用黑盒测试的方法进行系统功能测试，表5.1到表5.5是对电业局社区用电监测管理系统几个主要功能的详细测试用例。
家庭电力监测功能测试：主要对家庭用电管理员模块中的家庭用电情况监测功能进行了相关的测试，管理员要对监测过程中的各项数据进行收集，对数据进行处理后进行用电情况，了解家庭用电的具体情况，对违规用电进行监测，其中家庭电力监测功能的测试用例如表5.1所示。
表5.1家庭电力监测功能的测试用例
（2）系统登录功能的测试：由于在对系统用户进行权限管理时，不同的用户在系统中对应的功能点不相同，为了限制用户的访问，在用户使用系统功能前，需要输入正确的账号和密码，这样才能正常的登录到系统中。用户才可以正常的使用系统的各项功能，系统登录功能的测试主要测试用户使用帐号和密码登录系统的情况，其中测试用例如表5.2所示。
表5.2系统登录功能的测试用例
（3）用电设备管理功能的测试：在用电过程中，会出现一些故障，通过对设备运行故障监测功能，能够及时的发现运行故障，并且对故障进行及时的维修解决，过故障监测功能，对设备的运行数据与商家提供的正常运行数据进行对比，对出现异常的数据进行分析，得出故障代码，对设备进行故障排查，防止出现大的故障，运行故障监测功能的测试用例如表5.3所示。
表5.3用电设备管理功能的测试用例
（5）基础数据管理功能测试:对基础数据管理功能进行了相关的测试，系统管理员要对用户信息、用电情况、设备信息、产能基本管理等信息进行新增、修改保存，这里主要就是测试系统是否很好的能实现这些功能，对新增信息是否操作保存，主要是对导入系统的信息的功能进行了测试，经过对导入功能的测试结果显示，系统能很好很准确的对用户信息、用电情况、设备信息等详细信息进行导入，测试通过，表5.4对基础数据管理的测试用例表。
表5.4基础数据管理的测试用例
（5）历史用能查询管理功能测试：历史用能查询管理功能进行了相关的测试，管理员要对所以历史用能进行查询，这里主要就是测试系统是否简单快捷，对历史用能的查询信息是否操作简单，主要是对历史用能的查询功能进行了测试，经过对查询功能的测试结果显示，系统能很好很准确的对历史用能的详细信息进行查询，测试通过，表5.5对历史用能查询功能的测试用例表。
表5.5历史用能查询管理的测试用例
经过对本系统实现的各个功能进行测试后得出结论，本系统能够满足系统设计的需求，能满足电业局社区用电监测管理系统自动化的要求。
5.2系统非功能测试
本节主要从系统的抗压能力和用户并发稳定性来对系统进行测试，使用LoadRunner10.0来测试系统的性能和行为，以便达到系统抗压能力和稳定性的测试要求，LoadRunner软件主要是对客户终端进行模拟，通过LoadRunner软件的模拟，可以使得系统的非功能测试真实的运行测试。非功能性能的测试可以确保系统在正常运行中不出现其他的以外情况，保证用户在体验系统功能时，系统的运行效率、正确率、处理速度等有所保证。压力测试和恢复测试的具体内容如下：
压力测试：这里所谓的压力测试是指，社区用电监测管理系统在平时的使用过程中，面对大量的用户使用群，同时访问系统的各项功能，同时做出相应的操作指令，系统都能够流畅的做出相应的回应。只有进行了压力测试之后，才能保障社区用电监测管理系统在进行大量数据处理的过程中，能够对数据进行及时的响应。
压力测试的具体过程是：运用大量的用户账户，同一时间登录系统，使用系统的数据录入、信息查询等功能，对系统的响应时间进行记录。
恢复测试：该功能的主要功能是指对社区用电监测管理系统保存的数据在出现意外情况时，能够通过平时的备份对数据进行相应的恢复，从而保证了数据的安全性。恢复能力作为社区用电监测管理系统基础的能力，是对数据保存的一种保证机制，防止出现数据丢失等意外情况的发生。
除去对上升性能测试外，还需要对社区用电监测管理系统用户并发量进行测试，当大量用户突然访问系统时，必然会导致系统响应时间的拉长。为了次需要对系统并发量用户进行测试，其中电业局用户总数不到1200，于是同时在线人数不会超过1200，对用户并发量测试假定有800人同时在线，具体如表5.6所示。
表5.6系统性能测试
5.3测试结果分析
测试人员在对电业局社区用电监测管理系统的功能和非功能测试过程中，发现并确认了一些问题和缺陷，经过分析和总结，其中85%的为用户操作习惯和界面布局的问题。在对电业局社区用电监测管理系统的测试过程进行详细的分析和对测试缺陷归纳的基础上，把系统的功能和用户需求进行了对比分析，发现目标系统功能能够基本满足用户的需求。用户在使用系统功能时，能够正常输入，系统功能页面能够快速响应并输出用户预期结果。在大量用户并发系统使用时，系统表现稳定，无卡顿等不良反应，系统页面刷新速度快。在业务流程操作中，系统业务简单清新，用户无需大量的培训就能够快速上手使用改系统。在大数据分析功能中，系统的分析统计时间令人满意，可以输出用户需要的数据预测。
由于终端硬件的配置和网络带宽和传输数据的影响，某些功能页面大打开比较忙，用户的输入和系统的输出等用户体验不太好。再如系统对一些不常用的浏览器支持力度不够，使得有些浏览器无法完全显示系统的全部功能，限制了系统的发展。
5.4本章小结
在对系统进行设计后，本章重点对系统的功能和非功能进行了测试，通过测试用例的设计，保证了系统在投入使用前，各类功能能够顺利通过测试，这样避免了在系统正式投入使用时出现难以弥补的损失，并且对系统的非功能进行测试，保证了系统的正常运行。
6总结与展望
6.1全文总结
随着我国经济的发展，技术的进步，过去传统的人力劳动逐步被现代高科技所取代，而电力是现代技术设备正常运转的重要保障，只有依靠电力的使用，才能确保各行各业的正常运作。电力运输环节中的安全性、高效性、高质性成为了供电环节需要考虑的重要部分。随着时代的进步，越来越多的电器进入了人们的生活、生产中，随着电器的增多，人们对电力的使用量也越来越大，在对电量的使用过程中，需要对用电的整体情况进行及时的监测。
随着专家学者对电力供应管理的不断研究，前辈们创造性地提出了智能电网，智能电网就是运用现代化技术，对整个用电过程进行监测，达到用户的安全用电，针对用户需求供电，高效高质供电。智能电网在用电环节的引用可以帮助电力监测人员进行持续不间断的电力监测，但是，由于用电户的数量众多，系统同时监测和储存的数据也随之增多，面对如此巨大数量的处理数据，继续提高智能电网对数据的处理和调取能力，使之与当前的用电情况相适应。
本文主要是对社区用电监测管理系统进行设计与实现，本系统采用MVC架构，后台数据库采用了Oracle数据库，对电力数据进行存储于调用，首先对社区用电监测管理系统研究背景及国内外相关领域的研究现状进行了详细的介绍，根据对用户的需求分析，将系统划分为家庭模块、社区用户管理模块、电网公司管理模块、系统管理模块四大功能模块，对各个功能模块通过用例图进行了用例分析，并且对系统的非功能需求进行了分析；在对系统的四大功能模块进行设计时，主要是对功能模块进行了时序图和类图的设计，并且对数据库建立了E-R图及具体数据表格；在对系统进行功能展示时，对系统的关键代码进行了设计，并且对功能界面进行体现；最后，对系统实现的功能点进行了测试，保证系统正式投入使用前，能够正常的运行。通过本次设计的社区用电监测管理系统，能够实现整个供电用电过程的电力数据监测，对家庭及社区用电情况进行及时的了解，并且对收集到的数据进行分析，并以报表的形式进行反映出来，供电企业能够根据报表的内容对供电情况进行及时的掌握，方便对供电计划的调整，以此来达到优化供电的效果。
6.2展望
本系统在日常使用的过程中有待改善的有：
一是电力监测的准确性有待提高，由于传感器的限制，在对用户用电情况管理的过程中，获取的电力数据性存在一定的误差，这就给电力数据分析带来了加大的影响；
二是随着移动设备的兴起，本系统只是提供了PC端的应用，在移动设备上没有相应的APP，在今后将朝着这个方向进行设计。
本系统虽然经过设计及测试之后保证了基本功能的正常使用，但是在今后的正式使用中，应该加强功能的维护，使得系统具有更加实用的功能。
致谢
在导师任宏萍副教授的悉心指导下，我的论文终于完成了，在此我要向我的导师表示最真挚的感谢，老师在学习上教导我遇到问题要及时向书本、网络、他人进行取经，不能一味的闭目前行，在生活上老师也给予了我无私的帮助，论文的完成离不开老师的教诲。
感谢我的同学、同事，在论文的写作期间，他们在论文写作上给予我思路，并且在一些关键技术点上给我帮助和指导，同事在生活上也经常帮助我，这为我论文的完成提供了支持。
最后我也要感谢我的亲人，在我遇到困难时，亲人永远没有离开我，一直默默的鼓励着我，在此我要向你们说一声谢谢。
参考文献
[1]黄飞,宋璇坤,周晖等.基于效果与基础互动的电网智能化水平综合评价指标体系研究.电力系统保护与控制,2016,44(11):142-148
[2]谢志林.智能电网互动终端系统设计与实现.中国科学技术大学,2011
[3]宋蕙慧,于国星,曲延滨等.WebofCell体系——适应未来智能电网发展的新理念.电力系统自动化,2017,41(15):1-9
[4]彭晓青.MVC模式的应用架构系统的研究与实现.华东师范大学,2011
[5]董朝阳,赵俊华,福拴等.从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架.电力系统自动化,2014(15):1-11
[6]张远.基于MVC架构的ERP财务管理模块的设计与实现.东北财经大学,2014
[7]Shen,L.,Liu,Z.,An,P.etal.Low-ComplexityModeDecisionforMVC.IEEETransactionsonCircuitsandSystemsforVideoTechnology,2011,21(6):837-843
[8]Miyao,T..GroundStatePropertiesoftheSSHModel.JournalofStatisticalPhysics,2012,149(3):519-550
[9]王峥.智能用电小区运营模式研究.华北电力大学,2014
[10]王华阳.荣成市供电公司配电主站自动化数据监控系统的设计与实现.山东大学,2016
[11]李超英.基于电网智能化的中低压线损管理研究.天津大学,2012
[12]王玥.区域分布式能源的智能微网能源管理研究.科技创新与应用,2016(4):189
[13]冯际辉.智能用电技术的应用研究.华北电力大学,2012
[14]夏振超.广州供电局智能用电小区的关键技术应用研究.华南理工大学,2012
[15]胡江溢,祝恩国,杜新纲等.用电信息采集系统应用现状及发展趋势.电力系统自动化,2014(2):131-135
[16]刘方军.基于MVC三层架构模式的研究与应用.广东工业大学,2011
[17]HosseinDastkhan,MohammadSalehOwlia.WhataretherightpoliciesforelectricitysupplyinMiddleEast?AregionaldynamicintegratedelectricitymodelfortheprovinceofYazdinIran.Renewable&sustainableenergyreviews,2014,33(May):254-267
[18]XuyuanXu,Lai-ManPo,TerenceChun-HoCheungetal.AdaptivedepthtruncationfilterforMVCbasedcompresseddepthimage.SignalProcessing.ImageCommunication:APublicationoftheEuropeanAssociationforSignalProcessing,2014,29(3):316-331
[19]ShadiIbrahim,Tien-DatPhan,AlexandraCarpen-Amarie,Houssem-EddineChihoub,DianaMoise,GabrielAntoniu.GoverningenergyconsumptioninHadoopthroughCPUfrequencyscaling:Ananalysis.FutureGenerationComputerSystems,2016,54:
[20]NingMa,ZhonghaiLu,LirongZheng.SystemdesignoffullHDMVCdecodingonmesh-basedmulticoreNoCs.MicroprocessorsandMicrosystems,2010,352:
[21]PraveenGupta,Prof.M.C.Govil.SpringWebMVCFrameworkforrapidopensourcJ2EEapplicationdevelopment:acasestudy.InternationalJournalofEngineerinScienceandTechnology,2010,26:23-90
[22]PraveenGupta,Prof.M.C.Govil.MVCDesignPatternforthemultiframeworkdistributedapplicationsusingXML,springandstrutsframework.InternationalJournalonComputerScienceandEngineering,2015,24:33-44
[23]高志远,姚建国,郭昆亚等.智能电网对智慧城市的支撑作用研究.电力系统保护与控制,2015(11):148-153
[24]HeKe-qing,YangChun-wen,YingShi.AdesignmethodofBusinessApplicationFrameworkbasedonsoftwarepatterns.WuhanUniversityJournalofNaturalScience2011,61:
[25]WeiDai,MostafaBassiouni.AnimprovedtaskassignmentschemeforHadooprunniintheclouds.JournalofCloudComputing,2013,21:4-9
[26]AysanRasooli,DouglasG.Down.GuidelinesforSelectingHadoopSchedulersBaseonSystemHeterogeneity.JournalofGridComputing,2014,123:23-90
[27]陈安伟.智能电网技术经济综合评价研究.重庆大学,2012
[28]王林融.智能电网环境下鄂尔多斯电业局营销策略研究.内蒙古大学,2014
[29]王全彬.MVC架构模式在Java开发中的应用.四川理工学院学报(自然科学版),2009,01:38-40
[30]赵彦荣,王伟平,孟丹,张书彬,李均.基于Hadoop的高效连接查询处理算法CHMJ.软件学报,2012,08:2032-2041
[31]董云云,苏凤,李霄等.学生公寓区内用电的抄表监控系统设计.传感器世界,2015,21(7):34-37
[32]郭皓池.智能电网中基于负荷分析的需求侧管理体系发展研究.华北电力大学,2014
[33]SiretskiyAlexey,SundqvistTore,VoznesenskiyMikhail,SpjuthOla.AquantitativeassessmentoftheHadoopframeworkforanalyzingmassivelyparallelDNAsequencingdata.GigaScience,2015,4:1-10
[34]MdWhaiduzzaman,MehdiSookhak,AbdullahGanietal.Asurveyonvehicularcloudcomputing.Journalofnetworkandcomputerapplications,2014,40(Apr.):325-344
[35]杨本本.智能电力小区的设计与实现.华北电力大学,2013
[36]傅竑昊.智能电网环境下济南供电公司电力营销的服务策略研究.山东财经大学,2015
[37]朱珠.基于Hadoop的海量数据处理模型研究和应用.北京邮电大学,2013
[38]王澄,徐延才,魏庆来等.智能小区商业模式及运营策略分析.电力系统保护与控制,2015,43(6):147-154
[39]张刚.促进我国智能电网发展的XX责任分析.财政部财政科学研究所,2011
[40]崔杰,李陶深,兰红星.基于Hadoop的海量数据存储系统设计与开发.计算机研究与发展,2012,S1:12-18
[41]WeikuanYu,YandongWang,XinyuQueetal.DesignandEvaluationofNetwork-LevitatedMergeforHadoopAcceleration.IEEETransactionsonParallelandDistributedSystems:APublicationoftheIEEEComputerSociety,2014,25(3):602-611
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