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基于Web的远程监控系统的研究

时间：2009-06-29 10:43:29

关键字：远程监控系统 BSP 计算机监控设备

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[导读]目前远程监控系统的解决方案大多采用C／S模式，而现在B／S模式在监控系统中的应用正被人们所重视，利用Web和数据采集技术开发远程数据采集系统是目前工业中非常重要的应用之一。主要讨论了基于Internet的远程监控系统在水产养殖中的应用，主要包括硬件结构和软件模块。系统设计方案中的远程智能终端采用PLC系统实现，数据库采用ASP．NET技术实现，用户可以通过浏览器实现对现场设备状态的监控。

0 引言
近年来随着计算机技术、控制技术、通信技术和网络技术的发展，远程监控系统获得了飞速的发展，广泛应用于工商业的各个方面，如生产、检测、监控等。而基于Web的远程监控系统是指通过Internet，使用TCP／IP技术，让管理层或调度人员能够看到生产现场的实时信息，并且能够实现对生产现场的远程调度、指挥决策以及对生产设备的远程在线配置和故障诊断等。将Web技术应用于远程监控系统，既减化了操作、延伸了管理范围，又减少了软件升级和维护费用。本文主要讨论一个基于Web的远程监控方案在水产养殖中的应用。

l 系统的整体结构
基于Web的远程监控系统可分为现场监控(智能终端)、监控中心(包括通信模块、数据库服务器、Web服务器)和客户三个子系统。智能终端一方面负责采集现场各设备的运行状况数据，并传送给监控中心；另一方面接收监控中心的控制命令，并采取相应的动作。监控中心通信模块完成和现场控制器的数据传送任务，Web服务器完成与客户以及现场子系统的交互，数据库则用于存储现场得到的实时数据。客户子系统由浏览器实现，是用户直接与其交互的部分，它接受用户的输入，从监控中心获取监测数据或通过监控中心发送控制命令。
在水产养殖中的远程监控系统主要是以水的温度、PH值、溶解氧和水位等为监控对象，通过RS 485把现场监控计算机与现场监控仪连接起来，并通过Internet(或GPRS、无线、拨号上网)连接远程监控计算机和现场监控计算机，从而使远程监控计算机能够随时监控现场实时状况。整个系统的硬件结构如图1所示。

远程监控计算机监视被控对象的现场参数变化情况和查询部分历史数据；现场监控计算机根据远程监控计算机用户的要求向远程发送检测到的实时数据和对现场监控仪的自动化监控；现场监控仪的核心是可编程控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，实现对被监控参数的测量。分别由被控参数对应的传感器检测被控对象的实际数据，由调理电路放大，经过隔离电路和A／D转换以后上传至PLC，经PLC中的PID控制器计算出系统的控制量，控制量再由PLC的D／A转换模块或PLC的I／O口向执行机构发送控制信号。

2 系统的软件结构模块
    远程监控系统软件包括：现场监控系统软件、远程服务软件、Web页面及Web应用程序。
2．1 现场监控系统软件
    现场监控系统运行在现场监控计算机中，其功能主要分为人机界面、实时监控、数据管理、通信模块和系统维护五部分：人机界面将系统其他模块的运行结果显示给用户，能够使操作员准确、快速、方便地了解现场监控系统的各种环境参数及设备的运行状态，能够及时地下达控制指令；实时监控模块负责现场监控计算机同各传感器、控制器的通信管理，它的功能是以动态和静态的方式显示实时监测的参数，对检测参数的电压值分别根据其对应的算法换算成实际溶解氧、温度、PH值和水位，并定时从下位机读取对应参数的实际值，以及根据对养殖现场图像的采集来判断鱼塘中生物的活动状态和生存环境；网络通信主要负责通过Internet连接，与服务器进行通信。这部分的基本原理是在现场监控设备和服务器之间建立TCP／IP连接。
2．2 远程服务软件
    远程服务软件主要包括远程用户界面、网络通信模块、数据库访问模块、系统管理模块。网络通信模块同现场智能监控设备层的网络通信模块交互数据，人机界面为系统配置和管理员提供友善的人机交互环境，数据库访问模块将调用数据库存储过程，保存现场智能监控设备层发送过来的数据，同时为现场智能监控设备层提供数据查询功能，以便将用户对现场设备状态的更改通知现场智能监控设备层。管理维护模块主要负责系统配置和参数设置。
2．3 Web页面及Web应用程序
    用户通过Web浏览器访问相应站点时，Web应用程序在服务器端运行，并对用户的操作做出响应。这部分包括用户管理(用户注册、身份验证、权限管理等)、状态配置(通过配置现场设备的参数，控制设备的运行数据操作，按各种条件进行信息的查询、多种格式的下载)、数据表示(包括数据形式、图、表、曲线等)。
2．4 Web数据库访问
    现场监控计算机采集到的各种参数以数据库的形式存放于Web服务器或数据库服务器上，通过相应的脚本语言的编写将这些信息放到Web页面上，提供给登录的用户实时监控。本系统中采用ASP．NET来实现Web动态网页的编写，并采用其中的ADO来实现数据库的访问，其相应的脚本程序分析如下：
    (1)在Web．Config文件中配置数据库连接的字符串

(3)将查询结果集中的数据通过绑定到GridView控件显示出来

3 结语
基于Web的远程监控系统充分利用了现代网络通信技术，数据库技术，网络安全技术，实现了工业的远程访问和控制。随着网络及计算机技术的不断发展，自动控制技术的理论和实践得到了不断的充实和更新，网络技术在工业控制现场的应用越来越广，规模越来越大，大大提高了工业控制的可靠性和生产效率。但为了全面实现远程监控的可靠性，还需要对远程监控系统的结构，Web数据库访问技术，网络通信技术进行进一步的研究。