远程监控技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇远程监控技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

中图分类号:TM764

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2009)19-0033-02

随着计算机技术、控制技术、通信技术、网络技术等的快速发展,逐渐形成了工业控制的数字化、智能化与网络化,使计算机控制系统逐步从集散控制系统(Distributed Control System,DCS)走向以现场总线为基础的分布式现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS)。FCS是集当今计算机技术、网络通信技术和自动控制技术为一体的当代最先进的数字化网络计算机控制技术,是一种全分散、全数字、全开放的控制系统,是自动控制技术发展的焦点和热点,被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。

目前全国很多电厂都在实施生产系统的远程自动化控制改造,采用FCS技术构建环绕全电厂的安全生产远程监控系统是必然趋势,因此,本论文将主要针对电厂内安全生产远程监控系统的构建进行分析,以期和同行共同讨论。

一、基于CSS架构的远程监控系统设计

(一)系统的架构模式选择

按照系统终端情况的不同,可将该数据采集监控系统的开发模式总的分为B/S(浏览器/服务器)和C/S(客户端/服务器)两种结构模式。B/S结构的系统以服务器为核心,程序处理和数据存储基本上都在服务器端完成,用户使用IE浏览器就可以进行事务处理。C/S结构的系统以服务器作为数据处理和存储平台,用户在终端安装特定的程序来进行事务处理,然后再将数据传递到服务器端。

结合上述分析,本论文采用C/S/S模式结构。C/S/S模式也叫客户/应用服务器/数据库服务器结构Client/Application Server/Database Server(C/S/S)模式,是从C/S模式发展而来的。这种模式中的三层架构“分工”明确。客户端负责程序的应用和数据的读取、分析等前台操作,应用服务器存放并运行信息系统的业务逻辑,数据库服务器存放并管理信息系统的数据。由于在客户端和数据库服务器之间使用了应用服务器来处理业务逻辑,大大减轻了数据库服务器的压力,极大地提高了系统的并发处理能力;另外,由于用户的请求是发向应用服务器而不是数据库服务器,使得数据的安全性大大提高,数据库服务器的主要职责由应付客户端的数据请求,也为了实现数据的网络共享,故这种结构非常适合实时响应性、安全性、数据吞吐率等性能要求较高的系统,同时它也继承了C/S结构的优点,目前这种方式是最可靠、最能完美体现电厂大范围内的远程监控系统的控制特点及要求。

(二)系统层次结构设计

1.上位机系统层次分析。电厂安全生产远程监控系统采用三层C/S/S体系结构,使得用户只需要通过客户端即可轻松完成和实现丰富的信息管理等多种功能,整个上位机系统由客户端应用程序、应用程序服务器和数据库服务器三个层次构成,其中客户端应用程序主要完成对电厂远程监控系统的信息管理及控制等操作;应用程序服务器主要集成对全电厂安全生产管理系统的控制、管理程序;数据库服务器主要是用于存储电厂安全监控系统的生产、监测监控数据,以备查用。

2.下位机系统层次分析。既然要实现全电厂安全生产的远程监控,就必须要借助网络层实现对底层电厂生产设备、生产过程的远程监测监控,如对锅炉设备、水轮发电机组等生产设备的远程监测及监控,因此对于下位机系统的层次构成,主要是由传感采集设备(即传感器)完成对生产设备的特征数据的采集,通过数据采集卡加载网络通信模块完成数据的网络远程传输,传输到上位机系统的数据库服务器,并由用户通过客户端应用程序,通过调用应用程序服务器中的远程管理控制程序,实现对底层设备的远程监测与监控。

3.网络传输层分析。根据电厂生产设备分布式的特点,以及对电厂生产过程远程监控的要求,本论文采用现场总线技术,同时借鉴工业以太网的统一通信协议的特点,对面向全电厂布置的分布式安全生产系统实施远程监控。远程通信网络布置要合理,这是在网络传输层布置时必须遵守的。

(三)远程监控系统的控制实现方式

电厂的远程控制系统的控制方式采用远程控制与现场手动控制相结合的方式。首先要实现相关生产设备及生产过程的远程控制功能,这主要依赖于对底层设备的控制数据的组态而实现,通过上位机的客户端程序,实现对电厂安全生产的远程控制功能;其次,是要在相应的生产设备或生产过程现场配备手动控制开关,以满足不同的优先级控制需求,也有利于对相关生产设备的现场检修、维护和系统改造升级等。

二、电厂安全生产远程监控系统的实现

(一) 远程视频监视系统设计

1.视频信号传输方式。工业电视系统的信号传输有两种方式:电缆传输和光纤网络传输。这里选定光纤作为电厂远程视频监控系统的传输介质,结合目前现场总线发展的新技术,依靠最先进的工业以太网通信技术实现电视监控系统的联网传输。

2.系统设计。电厂生产远程视频监控系统主要由前端摄像设备、视频控制设备、光纤数据传输设备和视频输出设备等部分组成。(1)前端摄像设备。前端摄像设备即为安装在社区内的各个布点场所的摄像机。地面使用的摄像机由于监控范围较大,大部分使用的是云台摄像机,云台是一个能进行水平和垂直两个方面运动的装置,安装于其上的摄像头能够实现水平350°,垂直90°全方位摄像,因此选用彩色全方位摄像仪。(2)视频控制设备。视频控制设备是监控系统的心脏,可以分前向设备与后向设备,前向设备主要包括视频服务器,主要功能是实现视频信号的联网;后向设备主要由光发射机、光接收机、视频分配器、视频矩阵控制切换系统、处理器、云台控制器等组成,一般安装在总调度室,完成视频图像的接收与处理,遥控云台的全方位移动,调节镜头焦距的变化以及各种输出信号的控制。(3)光纤数据传输设备。数据传输设备主要采用光纤进行传输,同时需要为整个传输系统配备交换机及流媒体服务器等设备,实现视频信号的全数字化传输。采用光纤的最大优势就在于可以远距离而无失真的传输视频数据信号。(4)视频输出设备。视频输出设备主要包括监视器、DLP大屏幕和硬盘录像机,调度室的工作人员可以通过监视器、DLP大屏幕对控点进行24h监控,也可通过硬盘录像机将摄像机图像保存下来,为电厂安全生产提供必要的数据信息。

(二)远程数据传输通信协议设计

通信应用服务程序和监控终端间的通信方式是基于TCP/IP网络的Windows Socket通信,因为这种通信协议是目前现场总线中最为主流和应用最为广泛的通信协议之一,用来传送各种监控数据、信息和控制命令等,具体的通信协议如下:

帧组成字段的意义:

1.IP地址用来标识发送者的网络地址,用long表示。

2.类型表示通信类型,共分为2种,即:查询和应答,用byte表示,其中0x01表示查询,0x02表示应答。

3.时间指当前系统时间,表示帧发出时的本机系统时间,在中心服务器发向端局监控机的查询帧中用于校对监控机的系统时间,用time_t表示,即精确到秒级。

4.数据长度用来表示后跟数据的总长(字节,不包括长度本身及以前数据),用long表示。

5.数据是指具体的数据,其组成及解释随类型不同而变化。只要在需要实现远程监控的设备或机房内布置了采用该通信协议的现场总线,那么该生产设备或生产过程就可以被集成到全电厂安全生产监控系统的平台上,实现安全生产的远程监测与监控。

(三)远程监控系统的接口设计

接口是指通信服务器和底层的远程监控终端之间的通信接口。

通信服务器和监控终端之间的通信接口,采用基于TCP/IP网络的Windows Socket通信方式,包括以下部分:

1.系统对时:监控终端定时向通信服务器查询系统时间,把本机时间和通信服务器时间进行同步。

2.查询一个机房运行状态。

3.查询一个班组:当监控终端主机监控一个班组时,定时向通信服务器发查询本班组所有机房运行状态的命令。对获得的机房数据进行处理。

4.查询所有机房:当监控终端主机监控所有机房时,定时向通信服务器发查询所有机房运行状态的命令。对获得的机房数据进行处理。

5.查询通信状态:监控终端主机定时发送查询交换机当前通信是否正常的命令。

6.接收报警:监控终端主机接受通信服务器发送的报警信息并进行处理、显示。

三、结语

电厂是我国重要的电力能源输出基地,对于全国数千个电厂而言,实现生产过程的远程自动化控制,是提高我国工业生产自动化、智能化水平的重要要求,同时对于生产设备和生产过程的远程安全监控,也是不可缺少的。本论文对电厂安全生产远程监控系统进行了分析设计和讨论,给出了完整的远程控制方案和远程监控的实现手段,对于提高自动化水平和计算机自动控制在电厂安全生产远程监控系统中的应用具有一定的指导和推广意义。

参考文献

[1]刘桂芝.智能社区网络视频监控报警联动系统的设计[J].微计算机信息,2005,(28).

篇2

[5]Smart RF CC2420 PRELIMINARY Datasheet[S].AS Chipcon Oslo，Norway，2004.

[6]董挺挺，沙超，王汝传.基于 CC2420 的无线传感器网络节点的设计[J].电子工程师，2007，33（4）：67-70.

[7]刘建.基于ZigBee技术的远程医疗监护节点的设计与研究.西安.西安科技大学硕士论文.西安科技大学，2011： 39.

[8]杨顺，章毅，陶康.基于ZigBee和以太网的无线网关设计[J].计算机系统应用.2010（19）.

基金项目：广西机电职业技术学院2012年院级科研项目（【2012】KY004）。

篇3

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：2095-1302（2014）12-00-03

0 引 言

城市照明的迅速发展在改善城市环境、完善城市功能、提高市民的生活素质发挥重要作用的同时也加大了对能源的需求和消耗，加剧了城市供用电紧张。据中国照明学会统计，由于线路损耗、夜间超负荷运行等原因，城市道路照明的电能利用率不到65%，耗电总量占中国发电总量的2%左右，节能潜力巨大[1]。除此之外普通城市照明还存在监控管理方式落后，安全性能较低等问题。

我国提出的建设资源节约型社会的目标和发展循环经济的任务为上述问题的解决提供了很多思路。其中风力与太阳能互补路灯采用风能与太阳能为能源，无需开沟埋线，具有不受供电影响，不消耗常规电网能源，安装简便，绿色环保，无安全隐患等优点，是解决上述问题的一种重要解决方案，具有极高的社会效益、经济效益和环境效益。

为了保证路灯的正常使用，使路灯始终工作在最优状态，管理机构需要对路灯的实时工作状态进行监控管理。但是在目前通常风光互补路灯的设计中，为了简化布线，每个路灯均为一个独立的光伏系统[2]。图1所示，每套路灯均由太阳能电池板、风力发电机、路灯控制器、蓄电池组、路灯灯头以及架杆组成，各灯之间相互独立，没有线路连接，无法以传统布线的方式对风光互补路灯的进行监控和管理。

针对上述问题，论文引入物联网技术构建了一种基于ZigBee无线传感网络的风光互补路灯照明智能控制系统，通过在每一盏路灯的控制器安装ZigBee节点构建ZigBee无线传感网络，并在管理机构搭建路灯智能监控管理平台，将管理机构与每一杆路灯连接起来，最终实现管理机构（监管平台）对每一盏路灯的工作状况全方位的分布式自动/人工监视和控制，进而实现风光互补路灯照明工作状态的最优化管理。

图1 传统风光互补路灯系统结构

1 系统总体方案设计

基于ZigBee的道路照明智能控制系统主要由道路照明设施、ZigBee无线监控网络、数据通信网络、辅助决策系统、远程数据监控中心等几部分组成，其总体结构如图2所示。其中道路照明设施与ZigBee无线监控网络为一体化装置，其ZigBee无线监控网络由众多接入相应风光互补路灯智能控制器的无线传感节点自组网形成，因此ZigBee无线监控网络可以完成对网络内所有风光互补道路照明设施工作状态数据的实时采集，进而通过数据通信网络发送至数据监控中心，完成对路灯的无线远程状态监视;无线监控网络也可以向道路照明设施控制器发送从数据通信网络接收到的监控中心相关控制命令，从而完成对路灯的无线远程控制。

图2 道路照明智能控制系统组成结构

辅助决策系统主要由光照度采集传感器、GPS模块、温湿度传感器、风速风向传感器、雨雪传感器和网络摄像机组成，主要用作对相应区域内道路照明设施控制的决策依据。该系统可以实时的通过数据通信网络将辅助决策数据发送至数据监控中心，数据监控中心根据当前的气象状态数据向相应区域内的ZigBee无线监控网络发送控制命令，从而完成对路灯工作状态的控制。

2 智能控制系统硬件设计

2.1 智能路灯控制器

智能路灯控制器作完成了照明系统的发电控制、蓄电池供放电控制、路灯照明开闭及亮度控制等，是道路照明智能控制系统的核心部件，对道路照明系统的工作效率和稳定性起到决定性作用。考虑到论文设计的道路照明智能控制系统的光伏及风力发电的原理、蓄电池充放电工作原理、ZigBee无线传感网络工作方式和道路照明的实际需求，论文设计了如图3所示的风光互补路灯控制系统，包括了微处理器模块、发电设备发电/充电控制管理模块、蓄电池状态数据采集模块、电源控制管理模块、负载状态采集模块和负载输出驱动控制模块等，除此之外风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组、LED路灯灯头和无线通信模块与控制器相连，最终与灯杆、灯架等设备组装后安装于道路两侧实现道路照明功能。

智能路灯控制器能够完成的具体功能包括：外界气象条件达到设备发电需求时，控制发电设备发电，在经过整流、恒压或升压后控制向蓄电池组充电或向LED灯头负载供电;对电池板和风机的电压、电流进行检测，通过MPPT算法追踪其最大输出功率点，使发电设备以最大输出功率为蓄电池充电;对蓄电池组进行监测控制，并控制完成过放电保护、过充电保护、短路保护、反接保护、极性保护和风机失速刹车等;控制节点自动接入路灯ZigBee无线监控网络，并通过网络发送当前节点的路灯系统工作状态数据，接收远程监控中心的控制命令，完成LED 灯头的开灯、关灯及亮度调节控制，太阳能电池板的朝向角度控制;对蓄电池剩余电量智能检测，并根据风机与太阳能板的预期发电效率调整放电时间及光源亮度，尽可能延长照明时间;在发电设备发电量无法满足LED 负载照明时，控制蓄电池放电，驱动照明。

图3 道路照明智能控制系统功能结构

其中控制器微处理器采用德州仪器推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530，支持 IEEE 802.15.4标准/ZigBee/ZigBee RF4CE和能源的应用，芯片内集成了ZigBee无线模块，结合了一个完全集成的，高性能的RF收发器与一个业界标准增强型8051MCU，8 KB的RAM， 32/64/128/256 KB闪存[3]。主要控制完成各个检测数据的采集、太阳跟踪算法的实现、步进电机的驱动以及相应的状态数据的发送和控制命令的接收等路灯控制器功能。

电力拖动模块采用的步进电机控制电池板在高度角和方位角上进行变化，并通过限位传感器判断电机的转动停止位置。并配置合适的蜗轮蜗杆减速机，由于蜗杆轴向力较大，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，防止电池板在大风天气下反向拖动步进电机。

2.2 ZigBee/GPRS网关

ZigBee/GPRS网关集成了ZigBee汇聚节点与GPRS网关模块（或直接接入有线Internet网络），主要作为ZigBee无线监控网络与远程监控中心的通信枢纽完成监控中心控制命令的下传和各路灯状态数据的上传等工作，其结构如图4所示。

图4 ZigBee/GPRS网关结构设计框图

ZigBee/GPRS网关主要是通过ZigBee无线网络接收太阳能板的旋转角度、发电电压和蓄电池充放电状态等数据，并通过GPRS网络将相关数据上传到远程监控中心，完成实时监控功能;或者通过ZigBee网络将远程控制数据广播到各路灯控制器节点，以完成相应的控制功能。

其中MCU+ZigBee模块同样采用新一代SOC芯片CC2530，E2PROM采用EEPROM24C系列存储芯片，按键与显示模块完成人机交互。GPRS模块采用HC-GPRS/232/T，该模块是GPRS透明传输终端，内置工业级GPRS模块，具有RS 232接口的工业设备无需更改任何软件即可通过GPRS无线联网，支持点对点、点对多通信。

3 智能控制系统功能设计

3.1 太阳自动追踪策略

由于地球自转和公转的影响，太阳的高度角和方位角会在一年四季内按照固定的规律发生变化，而太阳光在与太阳能电池板成垂直角度照射时，电池板接收光照强度最高，发电效率最好，因此论文以路灯套件中的电力拖动模块为基础设计了电池板的太阳追踪策略，构建太阳追踪系统，保证太阳能板工作时始终处于较高的发电效率状态[4]。考虑到实际应用需求，论文将太阳追踪策略分为如流程图3种工作状态：

（1）自动回位

在日落时，风光互补路灯主要依靠风机发电，若风机发电不足则依靠蓄电池组供电照明。此时需要太阳能电池板以限位传感器为基准旋转到初始垂直位置，等待次日的继续运转。

（2）自动控制模式

当远程监控中心通过布置于某区域的辅助决策系统监测到该区域当前的气象条件适合电池板正常发电时，通过ZigBee无线传感网络向该区域各路灯控制器控制器发送控制命令，使其切换至自动控制模式。

在自动控制模式下，各路灯控制器定时通过固化于其存储器中的自动控制策略根据当地的纬度、当前的日期时间和太阳运行规律公式计算出任意时刻的太阳高度方位角，然后通过二维极轴电力拖动模块，控制电池板旋转至相应的角度，实现高度角-方位角的全称追踪。

（3）远程控制模式

当远程监控中心通过某区域的辅助决策系统监测到该区域当前的气象条件（如阴雨天气等）无需电池板进行视日追踪时，通过ZigBee无线传感网络向该区域各路灯控制器控制器发送控制命令，使其切换至远程控制模式。

此时路灯控制器根据远程监控中心管理系统或管理人员发出的控制命令，使电池板旋转至相应的位置，并在气象条件无法满足电池板发电条件时使其开路停止发电。

3.2 ZigBee/GPRS网关的软件设计

ZigBee/GPRS网关的软件设计主要完成路灯ZigBee无线监控网络与公共网络之间的数据转换，在采用GPRS网络传输路灯状态数据时，为了减少GPRS数据流量，在路灯状态数据在一定范围内处于稳定状态时则不再实时上传数据，而改为查询方式，即只需要在上位机远程监控中心需要查看当时数据时，上传相关数据[5]。其软件流程如图5所示。

图5 ZigBee/GPRS网关的软件流程图

4 结 语

论文设计的基于ZigBee无线传感网络的风光互补路灯照明智能控制系统通过无线传感网络及相应的管理平台使城市照明管理机构对传统独立式安装的每一盏路灯的工作状况实现全方位的分布式自动/人工监视和控制，实现风光互补路灯照明工作状态的最优化管理，提高了道路照明的智能化程度。

参考文献

[1]梁云，贺新军，孙美凤. 新一代无线通信技术在城市照明智能监控网中的介绍[J]. 照明工程学报，2009（2）：63-69.

[2]林闽，张艳红，修强，等. 风光互补路灯控制系统的设计[J]. 可再生能源，2011（6）：146-149.

篇4

 

制丝车间六千叶片线加料机主要由加料泵、料缸、加料管路、蒸汽管路等组成，是烟叶加工环节的关键过程，对产品的内在吸味影响很大。免费论文参考网。它的主要工艺任务是：将叶料按照配方的要求准确、均匀的施加到叶片中去。在每一批的烟叶的生产中。工艺要求是：叶片瞬时加料精度不能超过2％，总体加料精度不能超过1％。所有在生产中，如果出现加料不稳定的情况，对产品的内在质量影响极大。

1.存在问题

在正常的生产中，料液与雾化蒸汽在加料喷嘴处汇合，使香料成雾状均匀的喷到物料中。目前，所施加到物料中的香料的雾化效果如何，没有科学、有效的方法进行检测。

六千叶片线加料系统的简图如下所示：

2.问题原因分析

1）经过我们的观察，发现在改造前，六千叶片线加料的正常生产中，操作工仅凭手感调节雾化蒸汽管路截门，观察蒸汽压力表的读数，凭借经验值来调整加料雾化蒸汽的大小。免费论文参考网。此种操作方法，因为操作人员的差异、各自的经验值不同，加料的雾化效果也就不相同，会造成加料过程的不稳定，而此过程对产品的影响很大，就不能实现产品的“批次稳定”。

2）在六千叶片线的正常生产中，加料系统所需的蒸汽源是波动的，是否达到规定的要求，没有准确数据可供参考，也就没有可追溯性，致使六千加料料液雾化效果这一关键过程缺少可靠的保障。

3.解决办法

通过对六千叶片线加料雾化蒸汽管路的物理位置、压力范围等情况进行综合分析后，我们决定采用E+H公司的压力变送器来进行压力检测。其工作原理是：介质压力直接作用于陶瓷膜片，正常的压力使膜片偏移0.025mm,超压状态也只使膜片偏移0.1mm，此时测量膜片贴到了陶瓷支架上，避免了损坏。膜片位移产生的电容量，由与其直接连接的电子部件检测、放大和转换为标准信号进行输出。改造方案确定后，我们主要进行了以下四个方面的改进：（1）根据现场情况，选择合适的位置，在雾化蒸汽管路上安装E+H公司的压力变送器（见后付图一所示），并设定相应的参数，进行了相应的调试与校验。（2）安装完毕后，通过多次的试验最终确定了恰当的雾化蒸汽压力，并及时通知了相关的技术、操作人员。免费论文参考网。（3）现场调试完毕后，在801电控柜的PLC中编写了相应的数据采集的程序（见后付图二所示），并将此数据采集到制丝集控室的上位机中。（4）修改制丝集控室的上位机数据采集程序，实现通过“历史趋势图”可以及时的查看六千叶片线加料雾化蒸汽压力值的目的（见后付图三所示）。改造后，经过三个月的运行，六千叶片线加料雾化效果十分的稳定，保证了产品的质量，取得了良好的效果，在以后的工作中会继续跟踪检查其运行效果。

4.采用的关键技术及创造点

（1）此次改造使用的E+H公司生产的压力变送器，是第一次应用到制丝车间相关设备的蒸汽检测回路中，是一种新检测方法的实际使用，为以后更好的推广使用打下了基础。（2）我们通过分析采集到的六千叶片线加料雾化蒸汽压力趋势图，总结出经验，协助工艺面制定出了操作规范，保证了产品的“批次稳定”，提高了产品的质量；使车间的设备管理更加科学，为车间的“数据文化”提供了更加翔实的记录。 （3）在制丝车间部分设备上使用的检测蒸汽压力的元器件主要的是压力表、电接点压力表等，其主要用于蒸汽压力的显示，属于普通机械式压力表，不能实现电控信号的传输，也不便于远程监控、记录。此次使用的E+H公司的压力变送器功能强大，能够实现电控信号的传输，便于远程监控、记录，性能稳定、可靠。（4）项目的推广、应用情况。六千叶片线加料雾化检测方法的成功改进，取得了良好的使用效果。以此为借鉴，我们又把此次改造后的成果应用到四千叶片线加料系统，同样取得了成功。

5.预期达到的技术指标与经济效益

篇5

一、基于Internet的远程机电控制系统的基础研究随着机电控制理论应用发展变化，传统机电控制系统的结构也变得越来越复杂

计算机价格的急剧下降和可靠性的明显改善，使得人们越来越多地选择计算机作为控制器。图1给出了一个传统的单回路机电控制框图。

根据传统的远程机电控制的理论和发展，本文给出基于Internet的RMCS的模型，如图2所示。从理论上分析，基于Internet的RMCS只是在传统机电控制的基础增加了一个网络环节，但实际的实现过程中需要解决很多难题。根据图2，我们可以将基于Internet的RMCS划分为3个部分：远程终端模块、网络模块、现场模块。这3个模块的分工和协作，共同实现对设备的远程控制任务。每个模块的功能如下。

（一）远程终端模块。

远程终端模块的作用是远程监控，一般是与Internet相连的远离现场设备的微型计算机，其目的是对现场设备进行远端的控制与监测。远程终端模块是用户与现场进行交互的界面，其功能主要包括远程设备状态的远程终端显示、控制命令及参数的解释，对现场模块所反馈的现场设备的参数和状态数据进行必要的处理以及其他操作。其中，必须包括必要的基础数据的处理和系统管理。整个系统负责定义用户、密码，并授予管理某个模块的权限。远程终端监控在整个控制系统中设计表现形式也就是在Internet的Web页，用户通过点击Web页上的功能项发送请求。Web服务器接受请求后将用户请求和处理结果显示在Web页。不同的用户通过授权具有不同的操作权限，包括浏览设备状态、发送控制命令、设备状态分析等各种操作权限。

（二）网络模块。

网络模块是数据远距离传输的通道，是连接远程终端模块和现场设备监控模块的中间环节，包括Internet的一些传输协议、应用软件和硬件等。网络模块的目的有两个：

1.将现场设备的参数和状态信息通过Internet尽快地传输到远程监控端，使远程监控端的操作人员能够及时对现场设备的参数和状态进行了解，并决定如何进行下一步操作（比如通过传输系统发出控制命令等）；

2.将远程监控端的控制信息传输到现场的控制主机，进行对设备的控制。

（三）现场模块。

现场模块实现接收远程监控端通过传输通道发出的控制信息和对现场设备的直接检测与控制。其工作流程是根据远程监控端的控制数据对设备进行控制，同时监测设备的状态，并作必要的分析，再将这些状态信息通过传输通道反馈到远程监控端。现场模块还必须有处理中断的能力。现场模块一般情况下和传统的机电控制系统一样，是一个现场计算机控制系统，功能可以划分为数据采集处理、直接数字控制、监督控制、集散型控制、分级控制和计算机控制网络。用户可以根据生产类型、生产规模、控制对象等选择适合的系统类型。

二、智能网络接口单元的基本结构

依据基于Internet的远程控制系统理论和智能网络接口单元的功能，完备的远程控制系统结构。智能网络接口单元由CPU、RAM、ROM等组成的微处理器系统是智能网络接口单元的核心，它的主要作用是根据接收的有关信息，按选定的方法进行处理并产生必要的控制指令作用与被控对象。网络控制器是中央处理器和远端主机之间通过网络双向通信的通道，是系统网络环节的关键，设备如何上网就是由它来完成的，同样要受到中央处理机的控制。

三、软件设计原则

在上面的讨论中已经将基于Internet的远程控制系统分为了3个模块：远程终端模块、网络模块和现场模块。远程终端模块的作用是远程监控，一般是与Internet相连的远离现场设备的微型计算机，其目的是对现场设备进行远端的控制与监测；网络模块是数据远距离传输的通道，是连接远程终端监控模块和现场设备监控模块的中间环节；现场模块实现接收远程监控端通过传输通道发出的控制信息以及直接检测与控制现场设备，并将现场设备的状态信息及时的反馈给远端控制机。为了提高整个系统的实时性、准确性、安全性和通用性，在软件设计时我们应遵循以下几条程序设计原则：

篇6

中图分类号：TP393.07 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 03-0000-01

Remote Monitoring Application Research and Implementation Measures in the Campus Web Server

Zhangan Feng

(Century College of Beijing University of Posts&Telecommunications,Beijing102613,China)

Abstract:The campus network has become a campus building an important part,especially in institutions of higher learning,its importance has become increasingly prominent,not only can improve the level of school information,and to the work of teachers and students learn a big help.However,some risks unique to the network need to be concerned,which requires schools to strengthen school management and supervision of the network server.Way of using remote monitoring system to monitor the network has become an important measure of network security management,how to remote control used in the management of campus web server,is this paper's main focus.

Keywords:Remote monitoring;Campus network;Server;Measures

一、校园网络远程监控的必要性分析

随着整个社会网络信息工程的更加普及，高校对校园网络建设的工作也日益重视，在众多的校园中，校园网络的建设工作已经初具规模，网络结构的构建也更加复杂，服务器的数量也越来越多，特别是我国有一些高校校园结构特殊，有下级学院或者分校，对这种情况的校园网络进行管理，就需要一个更加科学更加灵活的管理方式。利用远程监控对校园网络进行监控管理，是当前比较常见的一种监控方式。那么，为什么要对校园网络进行监控，我们从以下几个方面来分析：

（一）网络正常运行的管理需要

网络虽然是一种虚拟的抽象存在，但是它同众多的客观事物一样，正常规范的运行也必须依赖监督和管理。在网络的运行中，也会出现网络拥堵、程序瘫痪、服务器异常等情况，导致这个校园网络的运行出现障碍。一旦网络运行出现障碍，会对学生的学习，老师教学的展开，校园各项管理工作带来极大地不方便，特别是当前高校中已经普遍实现了信息化管理，对网络依赖的程度越来越高，如果不能保证网络的通畅稳定，就会给高校各种工作的开展带来困难。同时，这些导致网络不稳定的状况不具有可预测性，所以必须长期的灵活的关注，一旦出现问题立即做出反应，这是校园网络要求利用远程监控的一个重要原因。

（二）信息安全的管理需要

随着高校信息化水平的提高，高校的各项数据通过网络的方式进行存储和传递的数量越来越多。信息时代的一个重要问题就是网络安全问题，在高校的网络运行中，安全管理工作同样重要。保障高校网络运行的数据安全是利用远程监控对校园网络服务器进行监控的一个重要原因，因为校园网络中可能包含高校行政管理的相关方案和数据、校园发展的相关动态、学校的文献资料、图书资料等内容，一旦这些内容被泄露，会对高校管理的工作带来不必要的麻烦和损失。在当前的社会中，由于对网络安全的犯罪在法律条文和具体的执行操作上都存有弊端，所以网络安全犯罪也屡见不鲜，恶意的网络攻击、数据窃取已经成为危害信息数据安全的常见案例。通过远程监控对校园网络安全进行管理，一是要防患与未然，做好积极的应对；二是要在情况发生以后，迅速及时的予以拦截和反击。通过主动和被动两种方式，来保证校园网络的正常运行。

（三）这是校园网络群体特征的要求

校园网络的一个最主要群体就是高校校园中的在校学生，学生作为网络运行的适用主体，就对整个网络提出了更高的要求。远程监控不但体现在监督作用上，而且还体现在管理功效。对校园网络进行管理，这其中对于学生的学习而言就是要做好网络运行的时间管理分配工作，避免因为学生对网络的过于依赖导致了对学业的偏废甚至荒废，通过外界力量的干涉，对这种不良的行为予以克制和规制，使校园网络更好的为学生的学习服务，尽量发挥其积极功效的一面，这是使用远程监控对校园网络服务器进行监管的一个重要方面。

二、校园网络远程监控的内容分析

校园网络的远程监控，无论是从内容上还是功效上来看，都是一项极为复杂的工作。按照对校园网络进行监控的目的来对远程监控的内容进行分析，主要有以下几个方面：

（一）对校园网络运行的区域和时间进行监控

很显然，校园网络是一个覆盖范围较大的局域网络，局域网络的特征就是在特定的区域范围内能够正常的使用该网络，信号或网络连接器的设置比较特殊。对校园网络进行远程监控的首要内容就是对校园网络作为一种局域网的特性进行监督，对服务器接入的范围进行监管，将范围控制在校园运行的范围内，这也是保证校园网络稳定安全运行的有一个重要内容。另外，对校园网络的运行时间进行管理和监控，这是校园网路的特性所决定的。在当前的高校中，很多高校的信息网络为了保证学生正常的休息时间，对网络的运行也按照学生正常的作息时间来安排。例如一般高校在晚上十一点半以后都选择关闭校园网络，避免学生因为沉迷于网络而出现的熬夜等不良现象的出现。从这点上来看，我们可以知道校园网络的运行，也必须为校园的学习氛围进行考量，毕竟高校是一个让学生学习知识，强大自身的一个地方，各项工作的开展，都必须为这一主旨思想而服务，这也就决定了校园网络监管的任务和对象。

（二）对校园网络进行流量监管

流量监管是对网络运行进行监管的一个比较常用的手段，流量是考察一个网络是否稳定运行的一个重要方面。在校园网络中，对流量的监管就更为重要。网络作为一种校园的公共资源，同样必须遵循的合理均衡的原则，但是在现实生活中，有很多行为非常占用流量的使用，例如利用软件进行一些高强度的下载，玩大型网游，一些视频播放的加速器等，这些都是非常占用流量资源的。一个网络服务器能够提供的能量和资源始终有限，如果这些有限的资源被某一个体高强度的占用，那么就意味着其他个体只能少用或者不用，当然，这种情况通常表现的就是网络无法正常运行。这种资源的分配不均匀，会给他人的工作和学习带来阻碍和困扰。当然对这种行为的规制需要靠自觉，但是我们也可以通过对流量的监控对这种现象予以应对。对于IP地址流量不正常或者说流量过于大的，管理人员可以通过技术手段对其进行限制和规制，以此来保证整个网络的有序进行，不因某个体的行为对整个网络的运行工作带来困扰。

（三）对校园网络的信息安全进行监管

这里所说的信息安全，与文中第一部分提到的信息安全有所区别，除了数据安全的内容以外，信息安全的范围应该包含更加丰富的内容，例如信息传播的内容和思想是否健康，是否会对学生的发展产生不良的影响。校园网络的受众群体就是广大的学生，高校的学生在这一时期还处在自己的人生观和价值观形成的阶段，而此时，也是他们获取大量的知识来形成个人价值观的重要时期。网络时代是一个信息高速膨胀的社会，通过网络可以搜索到各种各样的新闻或者资料，积极健康的资料自然有利于学生科学价值观的正确形成，但同时我们也应该意识到，消极不健康的信息资料在网络上大量存在也是不争的事实。另外，网络论坛、BBS、SNS社区等越来越多网上交流版块已经越来越普遍，这些已经成为高校学生交流思想的重要原地，各大学校的BBS论坛已经成为每一个高校文化独特的风景线，但是，一些不法分子，或者说别有用心的人，正是利用这些工具散播不实信息，影响学生的判断，故意挑起事端引导网络上的激烈争辩。这些现象都是校园网络监管也应当关注的内容，通过对话题的敏感度进行筛选分析，对不良的内容和信息予以排除，以此来保证整个校园网络的健康运行。

三、校园网络远程监控的措施分析

（一）基于软件的方式

这种方式既有属于操作系统自带的功能，如：Windows 2000Server所支持的终端服务以及Win-dows XP 和 Windows 2003 所支持的远程桌面等，也有一些商业软件或第三方免费软件，可供选择的软件种类繁多。但是这些功能或软件的应用无一例外都是与操作系统本身的状态有关，当操作系统由于种种原因停止响应，甚至崩溃死机的时候，远程管理也就无从谈起，因此这种方式更适合作为监控系统状态、性能以及日常系统维护之用，实施常规性预防性的管理，而对于较为严重的系统故障和问题则无能为力。

（二）基于硬件的方式

基于硬件的远程管理技术是通过服务器内置的硬件模块或特殊远程管理卡来实现，它是由专用的存储控制器、以太网控制器以及使用单独指令集和数据缓存的管理芯片等组成的自主管理子系统，完全独立于服务器的操作系统，相对更为底层。这样，无论服务器是否开机，是否安装有操作系统或者系统是否正常运行，都可以使用标准的WEB浏览器通过网络对其进行全面的控制操作，实施远距离管理。硬件方案只需连接线材，无需逐一安装及设定，如通常所用的KVM具备OSD工具，支持多种多计算机管理功能，再如KN9116具备画面切割显示的功能(Panel Array)，所以硬件方案在集群式服务器远程控制管理上有着绝佳的优势。

（三）iLO技术

现在许多服务器制造厂商，如：IBM、DELL、惠普等，都有各自的服务器硬件级远程管理技术和解决方案，实现的方式和所用名称可能各有不同，但在功能和原理上还是基本类似的。以惠普ProLiant服务器为例作一介绍。惠普ProLiant服务器的集成式远程管理技术叫iLO（IntegratedLights-Out），按其使用功能可以分为标准功能和增值功能2种。普通ProLiant服务器缺省内置的是标准功能软件包，而其刀片式服务器则包含完整的功能软件包。iLO的使用非常简便，如果局域网内存在DHCP服务器，用户只需把网线插入服务器上的iLO网络管理端口，使用服务器上的标签所示出厂时初始的 DNS和密码，就可以通过标准的WEB浏览器进行访问，不需要安装任何客户端软件，当然，其中部分功能需要JVM（Java Virtual Machine）的支持。若没有DHCP服务器，则可以通过 RBSU（ROM-Based SetupUtility）来设置相关参数。在服务器启动自检过程中显示“IntegratedLights-Out press [F8] toconfigure”时，按下“F8”键，即可进入iLO设置界面。因为iLO已经提供了工业标准的128位SSL（安全套接层）加密技术和 SSH（SecureShell）Security等一些安全措施，因此当管理员在企业外部进行远程访问时，既可以选择通过防火墙端口映射或主机映射到iLO端口，也可以选择更为安全的、通过VPN（虚拟专用网）的方式接入内部网。

参考文献：

[1]张荣明.基于Internet的远程监控系统研究与设计[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,2

[2]HP.Remote Management Strategy[Z]USA:HP Development Company,L.P.,2004

篇7

1前言

近年来，远程监控技术应用于现代化农业的研究十分热门。它起源于20世纪末西方国家提出的"数字农业"思想，是结合了GIS、GPS技术、智能决策系统、自动控制理论的一种现代化农业生产形式。据报道，截止2013年已有中药材种植面积达110万亩，有20余万农民从事中药产业，约1/4的农田种植药材。今天，中药材生产已经成为亳州农业的支柱产业。尽管种植中药材的面积大，品种多，但却存在着种植以散户为主、技术低下，操作不规范，偏面追求产量和效益，忽视质量等问题。亳州种植中药材的问题在全国有普遍性。中药种植属于高风险行业，天气、病虫害、化肥和农药价格、油价、市场需求等因素都会影响收成。所以运用信息化手段管理农场将成为了一个趋势和向导。

2现代化中药农场管理系统基本框架

整个物联网应用可以分为三层，见表1。

本系统由各种特征传感器构成一个微型监护网络，传感器节点上使用中央控制器对所需要监测的植物生命指标、环境指标等传感器进行控制来采集数据。通过SIM900无线接发模块和Arduino Yun模块二种联网方式将数据发送至终端设备，并由该设备将数据传输至网络上，通过网络可将数据传输至远程监控中心，由专业人员对数据进行分析统计，提供必要的咨询服务，实现远程管理。

3系统技术关键

3.1远程监控技术

3.1.1远程监控控制端介绍 本系统的一大优点就是在于其便利的远程监控，共有两种方式。

一种是基于"ArduinoYun模块"联网方式的监控（简称"网页端"），该方式的好处就在于可以很方便的查看和控制。我们采用的Arduino Yun主板，自带路由器（即无线传输功能），将传感器采集到的信息传输到互联网，同时移动电子设备（包括笔记本电脑、ipad、手机等一切可上网的设备）连接到互联网网络。就可以实现远程监控管理操作。

该方法非常便捷使用，不限制于所使用的设备，对比手机App或PC端软件的好处是：免去了下载安装，避免换设备时因没有安装而不能使用的情况；同时网页端的操作不受电子设备本身操作系统的影响（无论是安卓或IOS平台都可以使用），省去了开发App时需要兼顾系统平台的问题。

另外，考虑到系统的安全性，我们在使用网页端时，设置了用户名和密码进行加密保护，避免有其他人员的使用。

目前已经可以完成：自动灌溉、实时温湿度获取、实时图像获取、检测入侵、系统自动报警等。

操作界面，见图1。

图1 "网页端"在电脑操作界面示意图

在"网页端"的电脑操作界面上，还可切换数据视图，如：折线图、柱状图、文本数据。同时设计有图片保存功能，可将所需要的数据以图片格式保存。

同时，将这些采集到的数据建立数据库，为后期研究作准备（详见技术关键信息整合部分）。

另一种则是基于"SIM900模块"的联网方式（简称"手机端"），它是基于电话拨号、短信功能。可以在没有无线网络的状况下使用，保证了单一故障情况下系统的可靠性。由现场的传感器实时监测当时的温湿度、光强等环境数据，并把数据通过无线接发模块SIM900定时发送到管理人员的手机上。或需主动查询时，即通过拨号到指定号码，随后可以短信形式接收到实时的农场参数信息（T为温度、H为湿度、L为光强），

目前已完成的有：短信接收温湿度、光照度、有无人员闯入等信息，见图2。

图2 "手机端"系统工作流程图

3.1.2远程监控功能介绍 远程监控主要可实现以下4方面的功能：①实时数据检测：主控制器定时轮询传感器节点，检测环境实时数据，包括实时图像、温度、湿度、光照等数据，将信息存储到主控器的芯片卡中，用于后期环境数据的记录，同时建立数据库，实时获取检测数据的信息，便于计算机完成对数据处理和分析。②系统自动报警：当主控制器检测到本地监控参数，会对数据进行分析，如果监控参数达到报警阈值，主控制器将根据预警方案向控制中心发送报警信息，从而提醒管理者，随后可立即采取相应措施。以板蓝根为例，当温度超过25℃，土壤湿度超过80%时，系统就会自动报警提示，见图3。③入侵检测：系统可以根据人体红外传感器进行入侵检测。当有动物或人员进入检测范围内（5～7m），系统将会发送短信提示管理者。同时触发蜂鸣器工作，发出警报声意图赶走入侵者并提示现场人员采取相应措施。④反馈控制：用户可以通过手机发送相关控制命令到主控制器，主控制器接收到指令后会根据预设规则采集相应数据信息，并将数据信息反馈至用户终端。如用手机或电脑远程"开启/关闭"农场的自动灌溉装置等。

图3 自动报警示意图（红色字为报警提示）

3.2硬件平台选择 在硬件选择上，我们采用当今比较流行的开源硬件-Arduino。Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE）。

Arduino是一个基于开放原始码的软硬件平台，构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。

3.3传感器的选择 传感器采集中药植物各种生长参数，这些参数将通过下位机进行数据处理及融合，通过无线数据传输将数据发送到终端节点并由Internet发送到远程监控中心，为管理人员提供各种重要的生长参数变化，帮助他们实时监测远端中药植物的生长状况，并可以及时地采取相应措施。无线传感器网络节点的点框图和处理器单元如下图所示：

图4 点框图和处理器单元示意图

对于该系统，我们将采用如下的传感器：①光强度-BH1750；②温湿度-SHT1x和SHT11；③生长情况-东芝MJPG UVC 720P高清摄像头；④人体红外感应模块--HC-SR501；⑤有源蜂鸣器--AC-S701。

3.4充电技术与功耗 充电技术我们将采用太阳能充电的形式，但是太阳能充电的电流过小，不能很快速的充满一节锂电池，所以在系统中我们将加入低功耗模式。即传感部分及数据处理部分将采每隔一段时间采集并上传数据的形式，而非循环采集。

在设备唤醒上，我们优先采用WDT看门狗进行唤醒。

3.5数据获取--建立数据库 对于由分布在农场中的各个传感器装置采集到的数据资料，通过电脑将这些数据存储到数据库中。另外，作为备份，采用在软件中建立数据库和在Arduino YUN硬件中放置储存芯片记录实时检测数据。

4总结与展望

在传统人工逐渐被代替的今天，中药材生产必须彻底打破小农经济的模式，走规模化规范化的改革道路，引进高科技先进的管理模式和技术。故我们所设计的"现代化农场远程监控管理系统"是符合当下改革潮流趋势的，本系统有助于推动中药种植的发展、质量控制与普及提高，并朝着客观化、标准化、规范化方向迈上新台阶，对推动中医药事业实现数字化、现代化具有深远的意义。

参考文献：

[1]陈吕洲.Arduino程序设计基础[M].北京航空航天大学出版社，2010.

[2]徐小龙.无线传感器网络技术与应用[R].南京邮电大学.

篇8

井下皮带运输机监控系统是集皮带保护监测、电机监测、远程控制、通信于一体的皮带监控系统。目前，煤矿行业已经进入信息化、数字化、自动化时代，井下皮带机岗点的无人值守和井下皮带的远程控制是原煤运输系统的发展方向，井下皮带运输机监控系统的建立有效的提高了矿井现场生产的安全系数，用数据对井下皮带设备的运转状况进行科学分析，使井下皮带的管理和控制更加科学化、高效化。

东滩煤矿井下皮带运输机的电控系统有PLC控制系统和KTC101控制系统两种，利用智能分站、串口服务器分别将两种皮带运输机电控系统接入工业以太环网交换机，地面监控中心的计算机通过工业以太环网对井下胶带运输机进行监控。

1 系统结构及工作原理

井下皮带运输机监控系统主要监测井下皮带运输机运行状况，在地面控制室实现井下皮带运输机生产过程的监测和控制。皮带运输机监控系统分为三层：现场控制层、通信层、信息管理层。

现场控制层主要是皮带运输机电控系统，皮带运输机电控系统负责就地开停胶带运输机，采集胶带运输机各种运行参数，显示在胶带运输机操控台及液晶屏幕上，并通过PLC通讯接口、KTC101通讯串口向地面控制计算机实时传输数据。通信层主要由智能分站、串口服务器、工业以太环网组成，智能分站负责采集各种开关量和模拟量信号，并将其转换成数字信号传输至工业以太环网。串口服务器将KTC101控制系统的RS-485信号转换成数字信号传输至工业以太环网。信息管理层主要起到集成监控管理作用，工作站通过工业以太环网接收井下各条皮带运输机电控系统上传的信息，完成数据采集、传输、远程集中控制功能。

2 通信数据链接方式

数据传输；采集数据的准确性、高效性、时效性取决于通信质量。根据皮带运输机电控系统提供的通信接口、通信距离，主要采用了以下通信连接方式；

KTC101控制系统提供的是RS485通信接口，RS485信号质量取决于数据传输距离的长短，通信距离500m，采用光纤通信线路，使用串口服务器和光纤收发器接入工业交换机。

PLC控制系统采用光纤通信线路，使用智能分站、光纤收发器接入工业交换机。（如图1）

3 软件集成

井下皮带运输机集成软件系统采用FactorySuite A2。通过对皮带运输机远程监控系统的数据采集，将监测信息集成，存储于统一设计的工业数据库中。

利用OPC Server软件与I/O Server进行通讯，实现数据采集，通过IAS模版和测点实例开发，以及Intouch实时组态画面，实现在地面控制中心进行实施监控。

4 主要技术指标

（1）通讯协议接口：包括RS485、TCP/IP。（2）胶带运输机监控系统的控制方式，主要有集控方式、就地控制方式，正常生产采用集控方式、检修期间采用就地控制方式，符合现场实际生产要求。（3）皮带控制系统集成软件平台采用FactorySuite A2。（4）数据传输以1000M工业以太光纤网、现场总线为基础。

5 井下皮带运输机远程监控系统主要特点

（1）完成井下所有主要胶带运输机生产全过程的实时监测、远程集中控制，对胶带运输机的开停、各种保护状态、带速进行监测。（2）地面控制室监控计算机界面友好、功能齐全、逼真的动态画面和全中文显示，实时显示井下胶带运输机运行状态，安全确认机制，操作严谨且简单，易于对操作人员培训。（3）生产数据存入数据硬盘，可由信息管理系统按需调用。（4）网络诊断，监控计算机工控软件监测通讯是否正常，提高故障排查效率。（5）通讯网络速度快，距离远，可靠性高。

6 结语

井下皮带运输机远程监控系统的建立，大大促进了矿井信息自动化的建设步伐，使井下胶带运输机岗点达到无人值守水平，提高了现场人身安全系数。通过现场监测监控设备对胶带运输机的实时监控，用科学数据显示其运行状态，提高了井下现场设备的安全系数。地面监控室的建立，大大提升了矿井安全管理，生产管理水平。同时，该系统的建立，打破了以往的工作模式，不仅提高了工作效率，提升了工作质量，增强矿井原煤运输系统的安全性、稳定性，为矿井的高产高效做出应有的贡献。

参考文献：

[1]陈钰，戴建立.长距离带式皮带运输机动态分析的发展现状[J].煤矿机电，2003（1）：34-36.

[2]蒋卫良，韩东劲.我国煤矿带式皮带运输机现状与发展趋势[J].煤矿机电，2010（l）：l-6.

[3]胡绍林，孙基国.过程监控技术及其应用[M].北京：国防工业出版社，2010.

篇9

Construction and implementation of the intelligent community of network monitoring and control system platform based on LonWorks

Li Yun

(Department of Urban Construction; Hunan City University; Yiyang Hunan 413000)

Abstract: Construction of the control system in the article is based on the LonWorks network.Realization of network monitoring platform capabilities into on-site control level and monitoring, the management level. The core for on-site control level is in the distribution of the individual households intelligent node,which is mainly used to receive and process the input data from sensors, executive communication and control task and control actuator operating processes. On the basis of the on-site intelligent node，and through monitoring application of the DDE server，realize the system monitoring, management, maintenance, and other information exchange between computer systems, realize integration of the control and management information. Thenetwork monitoring for control systemis divided into the PC monitoring and remote monitoring.PC monitoring use intelligent community management computer with running network monitoring tools to monitor every security signal and meter reading signal, etc. Remote monitoring is on the basis of the PC monitoring, use the Web server to monitor remote real-time data that provided by remote host through the Intemet.

Keywords: LonWorks；Intelligent Community；Upper computer monitor；remote monitoring；Monitoring platform

智能小区是现代城市住宅的发展趋势，代表着城市住宅的发展未来，利用现代4C技术(计算机、自动控制、通讯与网络、IC卡)，通过有效的传输网络，建立的一个由安全防范、综合信息服务、物业管理中心、家庭智能化系统组成的，集服务与管理于一体的集成系统。小区智能化系统涉及到的内容较多，本研究构建出一套智能小区的测控系统，人机统一进行监控。应用开发好的节点，实现对现场三个模块――安全防范模块、自动抄表模块、智能控制模块的测控，并能将网络变量的更新实时上传，实现节点对数字、开关量信号的数据采集，还有数字量、开关量及脉冲信号的输出 [1～4]。

1监控系统结构及原理

1.1上位机监控系统结构及原理

一个LonWorks网络由智能节点组成。智能节点使用LonTalk协议，并通过一个或多个通信信道连接，因此网络上的节点可以相互交换信息。LNS DDE服务器是网络监控工具，用LNS DDE服务器支持的LonWorks监控系统可以直接从节点获取状态，并且可以控制节点的状态。在LonWorks设备中进行数据交换的方式有以下几种：网络变量、配置属性、应用和外部帧报文。文章设计应用了ShortStack技术的智能节点，只选用网络变量方式进行。

基于LNS DDE服务器的监控系统结构如图1所示。

1.2远程监控系统结构及原理

基于Internet的远程实时监控系统构成了Internet网――企业网――现场总线三级模式不，仅可以实现异地控制，也可以实现大范围的资源共享[5]。实现远程监控系统结构有三个层次：LonWorks底层测控网络；上位机中Excel应用程序与LonWorks的接口以及与数据库的接口：Web网与数据库的接口、底层网络信息的。远程监控系统结构如图2所示[6,7]。

上图中所示，LonWorks网络位于底层，包括智能节点及设备；中间层包括信息数据库、组态软机MCGS、Excel应用程序和LNS DDE服务器；Web层包括Web服务器、Internet互联网和远程主机。测控系统使用i.LON1000的嵌入式Web服务器实现远程监控，远端通过Web浏览器可以直接访问LonWorks测控网络上的每个节点。

系统的功能包括：远程主机(客户)可以通过浏览器在线监视底层网络设备的网络变量；远程主机可以通过用户界面向底层设备命令，实现远程控制。通过Web网页远程监测现场节点，主要完成一个任务：应用Asp程序编制动态网页，并实现对数据库的打开、连接、关闭和查询。

2 Web数据库的处理

ASP(Active Server Pages服务器文件或数据库的存取以及各方面数据的运算) 以通过ADO对象(ActiveX Data Object)与SQL语法(Structured Query Language结构化查询语言)做到存取服务器数据库的数据。ADO主要提供～个存取数据库的方法。ADO是ASP重要的内建对象之一，凡是由ODBC驱动程序所能提取的数据库，都可以通过ADO对象来存取里面的数据，对这些数据做增新、修改数据的操作。ADO由ADODB对象库与7个子对象：Connection、Command、Parameter、RecordSet、Fields、Properties、Error以及4个数据集合：parameter、fields、Properties、Error所构成，对数据库实现简单的打开、读取、查询等功能。

2.1数据库的建立、打开与关闭连接

存取服务器端数据库的数据时，首先要做的第一件事，就是与服务器端的数据库建立连接，要和数据库建立连接就要使用ADO对象中的Connection对象，其步骤如下：

第一步：产生连接对象变量：

Set newconn=Server．CreateObject(“ADODB．Connection”)

ADODB是ADO对象的对象库，而Connection是ADO对象中的一个子对象，因此可写成ADODB．Conncention。Connection对象可以使用Server对象的CreateObject方法来产生一个名称为newcorln连接对象。

第二步：取得目前数据真实路径并指定给DBPa也变量：

DBPath=Server．MapPath(“dbname”)

通过Server对象的MapPath方法取得连接数据库所在的真实路径，并将取得的真实路径指定给DBPath字符串变量，其中dbname为数据库文件的路径名称。

第三步：开启指定的连接数据库：

newconn．Open“driver={dbdrvname}；dbq=”&DBPath

newconn参数是第一步延续过来的连接对象。Dbdrvname参数指所使用数据库的驱动程序名称必须和第二步的“dbname”相同类型。其对照表如表1所示。

2.2数据库的数据取得

Recordset对象也是ADO对象的子对象，当数据库的连接打丌后，就可以使用Recordset对象来选取储存在数据库内的数据。Recordset对象也可以是执行一个SQL命令中的Select语句来传回符合条件的数据集合。在Connection对象中提供了Execute方法，让我们可以对目前所连接的数据库做查询以及执行SQL命令等动作，并将查询结果放入所指定的Recordset对象变量中，其语法如下：

Set RS=newconn．Excecute(SQLcol|tblname)

Newconn参数为Connection对象变量，由上面Server．CreateObject得到；RS参数为Recordset所需，以此当Recordset对象变量的可读性较高；SQLcomd命令会根据Select的条件式寻找出符合条件的数据放入RS对象变量内；tbName参数代表数据表名称，则通过Execute方法取得该数据表的所有记录，放入RS对象变量中，同时产生了一个记录指针指到该数据表的第一笔记录；数据输出完成后，可以使用Close方法将Recordset对象关闭。

2.3数据查询

上面使用的Execute方法来取得数据表中的数据，以便将数据表的数据输出，但是无法做到查询等功能，通过使用SQL中的Select命令可以完成查询所要数据的功能。其语法如下：

Select fieldname，fieldname2，・・・fieldnameN Fromtbhame

Where condition Order By fieldname Desc

Select后面所连接的fieldname，fieldname2，…fieldnameN是指定哪些字段的数据要做输出，字段名称之问必须以逗号隔开；From后面所连接的tblIlame是欲查询数据的数据表名称；若查询的数据是由条件的筛选，就必须加上Where子句。Where子句后面的condition参数是一个条件式，它会将符合条件的所有记录输出；Order By后面所连接的字段名字是以此字段数据来作排序，若省略Desc参数则数据由小排到大，若加上则数据由大排到小,。

3测控系统的网络监控平台

3.1上位机监控平台

上位机监控平台对测控系统的安防模块和自动抄表模块进行监控。步骤如下：

第一步：使用LonMaker对测控网络进行组网，并生成LNS网络数据库。

第二步：用Excel接收网络变量更新[8]。

(1)在LNS DDE服务器环境中的文件夹页，查找网络变量；

(2)右击要监视的网络变量并且在工具栏中选择“CopyLink”；

(3)在Excel中，右击Excel表格中的一个单元格，从工具栏中选择“paste”。这将复制与下列格式相同的一个公式：=application｜topic!Item。此时Excel将接收来自LNS DDE服务器的变量更新。例如：

=LNS DDE’Networkl．subsysteml．LMNV．’!’N-1．nviFire’

这样可以实现excel单元格与应用程序LNS DDE，网络Networkl子系统subsysteml的LonMark类型，设备名为N-1，网络变量为nviFire的动态连接。

第三步：MCGS通过DDE与Excel的交互MCGS和Excel以DDE方式建立数据交换的过程。将Excel表单内网络变量的数据输送到MCGS数据对象中。

首先要在MCGS的“实时数据库”窗口内进行变量定义工作，然后在MCGS组态环境的“工具”菜单中选取“DDE连接管理”菜单项，把变量设置为DDE输入，同时对服务节点进行配置，这样，当进入MCGS运行环境后，MCGS数据对象的值就显示出Excel表单中网络变量的值了从，而通过MCGS的监控界面就能直接对现场的网络变量进行监控了。

上位机就是控制每一个节点的工作，它是构建LonWorks总线之上的，测控的重点放在住户家庭设施方面，以每个住户单元作为一个节点进行控制，并由小区物业统一监控管理。每户的测控节点进行了设计，主处理器使用的是美国德州仪器公司推出的16位单片机MSP430F149。测控对象主要由三个模块构成：安全防范模块，自动抄表模块，智能控制模块，测控系统的结构如图3所示。本文主要实现MSP430F149对三个模块的信号采集及控制。

3.2远程监控平台

远程监控平台对自动抄表模块进行远程监控。在上位机监控系统中，文章已经使用Excel建立了一个小型的数据库，扩展名为*．xls，本节使用HTML语言‘和ASP编制动态网页，远程主机通过Web浏览器对数据库的内容进行监控[9,10]。

对数据库的处理程序部分代码如下：

Set newconD．=Server.CreateObject(“ADODB.Cormeetion，’、

DBPath=Server.MapPath(“xj.xls”)

Newconn.Open”driver={Microsoft Excel Driver(*.xls)1 dN=”&DBPaht

SQLcom=:Select*From STOCK Where Ttype=”’&name&””’

Set RS=.newconn.Execute(SQLcom)

IF RS.EOF Then

DO While Not RS.EOF

For 1=0 To RS.Fields.Count_1

Response.Write RS(i).Value

Next

RS.MoveNext

Loop

RS.close

Newconn.Close

End IF

％>

4智能小区测控系统

构建出一套智能小区的测控系统，包括安全防范模块、自动抄表模块和智能控制模块。然后给出智能节点与各模块中设备的通信接口，并编制节点对各设备的信号采集及控制的流程图。实现了节点对数字、开关量信号的数据采集，还有数字量、开关量及脉冲信号的输出。对安全防范模块及自动抄表模块实现上位机监控，包括使用LonMaker for Windows进行组网，使用LNS DDEServer建立数据库，供Excel调用，应用MCGS组态软件建立一个用户界面并调用Excel内数据，完成现场实时监控。然后在上位机监控的基础上实现对自动抄表模块的远程监控，使用iLonl000内嵌的Web服务器，在网页上嵌入实时“三表”数据，供远程主机通过Internet进行访问，对测控系统实现网络监控[11-13]。智能小区测控系统的网络监控平台整体结构如下图3所示。

5结论

（1）构建了智能小区测控系统的网络监控平台，设计了监控系统，能够对现场设备进行现场监控和远程监控，智能小区管理计算机通过MCGS组态软件对各户的“三防”、“三表”系统进行监控；

（2）智能小区管理计算机通过Web服务器，提供远程主机对现场“三表”系统进行远程监控，实现了智能小区测控系统的网络监控平台的构建；

（3）基于LonWorks网络技术，可以向网上添加节点，不需改变整个网络结构，便于测控系统以后的扩展。

参考文献

[1] 孙君曼，李叶松，贾岩．LonWorks智能节点设计方法的探讨．自动化仪表，2004，25(2)：13-16

[2] 秦奕．构建世纪e-Home-LonWorks在智能小区一期中的应用．[电子科技大学工

学硕士学位论文]．2001：9-11

[3] Echelon Corporation．ShortStack User’S Guide．Echelon，2002：27・-119

[4] Zujun Yu，Hongmei Shi，Li Ai，Baoqing Guo．LonWorks-based Intelligent Train’s Fire

Alarming Control Network．Autonomous Decentralized System，2002：262-266

[5] 马莉，王歌．基于ASP技术的LonWorks网络远程监控系统．测控技术，2002，2l(2)：

37-39

[6] 杨斌，陶然．基于Web服务器和LonWorks现场总线技术的铁路站场信号远程检测系

统．中国铁道科学，2004，25(2)：11-15

[7] 马莉，王歌．基于LonWorks网络的远程监控系统．计算机工程，2002，28(6)：172-173

[8] 马莉．智能控制与Lon网络开发技术．北京：北京航空航天火学出版社，2008：208-210

[9] 杨丽华，王振臣，席静．基于LonWorks技术的PID控制节点的开发．仪器仪表用户．2004，11(4)：30-33

[10] 席静，王振臣．杨丽华．一种新型家庭智能控制器内部通讯的实现．微计算机信息，2004．20(8)：1 9-20

[11] 吴志扬．基于LonWorks的机房环境及动力监控系统的设计．自动化仪表，2003，24(8)：40-43

篇10

1. 引言

随着电梯大量地投入使用，电梯困人现象也随之增多，困人时若施救不及时或施救不适当，都将可能发生事故，为了确保电梯安全运行，迫切需要能够有个自动报警、及时响应、及时救助的系统。

经市场调研，国内对电梯的监控报警基本都是被动式的，一般有三种型式：一是简单的在电梯轿厢加装监视探头，由值班室人员时时关注轿厢内的动态，一有情况马上组织营救，这种虽有效但要求值班人员责任心强，有专业营救知识，这一点许多单位难以做到，如2005年7月8日邵武某宾馆在电梯轿厢中虽然安装了摄像头，但由于保安人员吃饭不在值班室，求救无人应答，被困人员掰门逃生，结果坠落死亡；二是在轿厢内加装有线或无线的通讯设备，对于老年人和小孩常不知如何打电话求救，延误了救援时间；三是电梯制造厂家原机配备的远程监控，但由于造价高，且许多电梯制造、维保单位没有配备相应运作系统，即使使用单位有配备远程控制，也得不到利用，其次一个厂家一个设计型式，很难把一个城市所有品牌电梯整合成一个集中系统。

为此，我们研制了《电梯故障停机集中报警系统》，本报警系统通过高可靠性的通讯协议、功能齐全的管理软件和人性化的界面，将电梯运行记录、档案管理、事故记录与统计分析等功能集于一体，系统还具有远程无线遥控、短信报警、维保人员调度、维保企业资质考评、电梯运行信息统计分析、查询、数据打印等功能。远程无线通信方式采用GPRS/GSM短信模式，并能在故障发生时，立即定点报警，以手机短信方式，及时把故障发生的状况通知电梯管理员和有关部门。

2、系统的工作原理

在调研分析电梯运行状态的主要对象之机械电气性质和特征的基础上，通过仿真和实验提炼其关键参数识别方法，运用先进的远程自动监测与控制技术，借助数字移动通信网络的数据通信平台功能，采用现代数字传感技术，构建一套完整的智能化实时自动监测系统，实现对大量、分布广泛的工业及民用电梯设备运行状态的自动监测，一旦发生电梯设备故障或故障征兆时能够自动报警，在第一时间通知有关部门进行抢修救援，尽可能避免人身和财产损失。本系统能够实现对电梯设备日常运行情况进行跟踪记录，对电梯设备的维护保养情况进行分析统计，对维护保养人员的例行保养工作情况进行精细化管理，提高设备完好率、降低设备使用成本、减少事故征兆，并且对改善用户方和维保单位的和谐关系有积极的作用。

2.1故障信号的采集

由安装在电梯上的电梯故障监测仪收集分析接在电梯上的信号采集端口的数据信息，不间断的对电梯运行状况作出诊断，一旦采集到故障信号，就采用双重信道自动选择进行远程数据传输，将电梯故障上报给维保远程监控中心，直至得到系统主站确认并作出响应。

2.2、故障报警的处理

维保远程监控中心接到故障监测仪的报警后，启动报警响应系统及警铃，自动呼叫实时通知维保人员及相关管理人员，值班人员或维保单位负责人可以根据报警类型启动相应的应急状态，指挥调度维保人员到现场解救被关人员或解除故障。

3、系统网络结构

该系统由前端数据采集装置、维保远程监控中心、特检监督中心组成。其中前端数据采集装置采用GPRS( GMS备用) 通道与维保远程监控中心进行通讯。维保远程监控中心通过公网或专网定时将故障信息及处理结果数据上报至特检监督中心。系统网络结构如图1所示：

图1 系统网络结构

本系统为大型软件系统，采用分布式计算，但考虑目前一些用户实际情况，仍支持单机运行方式。典型系统物理组成及网络结构：电梯、监控终端、通信通道(GPRS/GSM)、查询工作站软件、监控工作站软件、短信发射器(科能短信发射终端)、数据库服务器、WEB服务器。将来可扩充WEB服务器提供Internet查询方式等扩展服务器。

监控工作站主要是负责接收电梯监控终端上报的故障信息、维保信息，对故障信息进行统计整理生成相关的报表数据，通过短信发射器实时通知维保人员及相关管理人员，定时上报数据到特检监督站，可查询电梯历史运行情况及故障信息，同时具有基本信息档案维护功能及报表设计功能。

查询工作站具有基本信息档案维护功能及报表设计功能，同时可查询电梯历史运行情况及故障信息。

数据库服务器包含特检站信息、维保单位信息、维保人员信息、电梯档案信息、电梯参数信息、电梯故障及处理信息、电梯维保信息等等组成的数据库，同时运行数据库管理系统，目前采用SQLServer2000系统。为了达到数据安全目的，除了在数据库服务器运行自动备份程序外，最根本的解决方案是采用系统级的双机热备份方式，可达到故障自动转移，无须停机的目的，系统的可用性相当高。

4、系统具有的功能

4.1 具有对电梯故障信号采集功能

通过15个信号采集端口接入，采用单片机技术、短距离无线通信技术、传感器技术、GPRS网络通信技术、射频卡通信技术、语音技术等技术的电梯故障监测仪实现。

本系统可对电梯的运行状况进行实时监测和记录，当电梯出现即使是轻微或短暂的故障时，系统均能自动判断出故障的类型并将其全部记录在内部的存储器中。这样，电梯维护管理人员即可通过分析一段时间内的电梯运行记录数据，全面了解电梯的实际运行状态和故障分布情况，包括电梯的运行时间、启动次数、发生故障的时刻及持续时间、故障类型等等。通过系统的故障统计功能，就可以知道该电梯在什么时候发生故障的频率比较高、那一种类型的故障出现的几率大、那一种故障正在呈现发展扩大的趋势，维修人员即可据此对电梯的状况进行全面的准确的判断，有针对性地对问题部位进行检查修复，消除故障和事故的隐患。并可大大加快故障处理速度，提高电梯检修的效率，有效地降低电梯故障和运行事故发生的几率。最重要的是当电梯发生故障后出现电梯轿厢出现困人的情况后，系统能够及时的检测并可以组织有效的救援调度和实施。

4.2 具有的故障信息短信通知功能及GIS地理信息显示功能

故障信号传输及故障信息统计, 由前端数据采集装置（故障监测仪）采集电梯运行数据，通过GPRS网络或GSM网将这些事件上报给维保远程监控中心（系统主站平台），采用双重信道自动选择进行远程数据传输，直至得到系统主站确认。

本系统所具有的故障信息短信通知功能及GIS地理信息显示功能，可将故障信息及时通知相关人员，并可通过GIS直观查看发生故障电梯的所在的地理位置，同时系统会发出报警提示声音。对每种故障信息进行分级管理。所独有的故障信息记录数据库功能够方便地使维保中心建立起一套电梯运行、故障及维修档案库，被保养电梯何时出现故障、维修人员何时到现场(采用实名IC卡维保)、电梯恢复正常等数据都会记录在数据库中。所提供的数据记录不是简单的数据列表，而是标准数据库文件（基于微软SQL SERVSER）。维保中心的操作员可以定期进行数据整理、统计、报表打印等工作。例如可以对某台电梯，或某组电梯，或某一特定时间段的电梯故障及维修情况进行统计。通过这些数据文件（不是记录列表），可以清楚了解到维保中心所管辖的电梯的运行状况以及故障状况，还可以对维修人员在电梯故障后的到位情况、维修情况科学地、有效地监督管理。

4.3 具有安全监察功能

由维保远程监控中心通过GPRS网络或GSM网将故障信息、维保信息进行统计整理生成相关的报表数据，定时上报数据到安全监察中心。安全监察中心（远程监控、调度平台）具备接收各个维保远程监控中心（系统主站平台）上报的电梯运行数据，电梯报警后监督维保人员是否按要求及时赶到现场处理故障，必要时调度人员组织现场施救。安全监察中心还具有基本信息档案维护功能及报表设计功能，同时可查询电梯历史运行情况及故障信息。其数据库服务器包含特检机构信息、维保单位信息、维保人员信息、电梯档案信息、电梯参数信息、电梯故障及处理信息、电梯维保信息等等组成的数据。

4.4 具有电梯故障停机集中报警系统可升级为电梯安全运行信息化管理系统功能

本版电梯故障停机集中报警系统留有升级版的功能。为了实现电梯安全运行信息化管理的区域，电梯维保单位可以有效的提高维保的到位率、维保质量，通过系统分析提供的维保重点及时消除电梯安全隐患；安全监察机构可以经授权调阅电梯运行数据和故障信息，巡查该区域电梯运行安全状况，同步实现安全监察工作信息化；电梯制造单位，可以通信协议，对该区域本单位制造的电梯运行状况和维保状况实现远程实时监控，对自身产品质量、维保质量进行信息化管理。 当电梯安全运行信息化管理的区域覆盖范围为全国时，就实现了全国的电梯安全运行的信息化管理。电梯故障停机集中报警系统即可升级为电梯安全运行信息化管理系统。

5、结束语