一、引言 隨著網絡技術的廣泛應用和高速發(fā)展，現(xiàn)代化工業(yè)測控領域發(fā)生了根本變化，提出了許多新的要求。但是就目前而言，傳統(tǒng)的現(xiàn)場測控系統(tǒng)仍然應用廣泛，它是一種局部、單機封閉式控制系統(tǒng)，在遠程故障診斷、現(xiàn)場視頻監(jiān)視、遠程數(shù)據(jù)采集等方面顯得極不方便，已經難以滿足現(xiàn)代化測控的要求。而遠程測控系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)上述功能，同時還可以避免危險操作環(huán)境對操作人員傷害，以及減輕操作人員的工作強度，實現(xiàn)無人值守等。因此利用網絡技術實現(xiàn)遠程測控系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實意義。 從成本及使用要求等方面考慮，不適合對原有的現(xiàn)場測控系統(tǒng)結構進行較大調整，因此要求在最大限度不改動原有測控系統(tǒng)結構的前提下，通過嵌入遠程功能模塊的方法來擴展原有測控系統(tǒng)的功能，以實現(xiàn)遠程監(jiān)控的功能。本文詳細介紹了基于ActiveX技術的WEB遠程監(jiān)控模塊實現(xiàn)的關鍵技術，并結合汽車耐久性試驗系統(tǒng)為例，實現(xiàn)了從現(xiàn)場測控系統(tǒng)到遠程測控系統(tǒng)的轉變。 二、網絡拓撲結構 目前常用的監(jiān)控網絡有兩種組網方式：C/S和B/S模式。在本應用中，如果采用C/S構架，不僅要安裝服務器軟件，而且對每臺客戶機都要安裝客戶軟件的一份拷貝，十分不便；如果采用單純的B/S構架，則服務器不僅要做為現(xiàn)場測控系統(tǒng)，還要作為一個WEB服務器，在某些情況下會引起系統(tǒng)反應緩慢，甚至崩潰。 基于上述原因，本系統(tǒng)采用了以B/S構架為主的多層網絡結構，即在現(xiàn)場測控系統(tǒng)和客戶端之間增加WEB服務器。以一臺較高性能的計算機作為WEB服務器，由于現(xiàn)場測控系統(tǒng)控制任務繁重，故由WEB服務器來完成攝像頭視頻畫面的采集和云臺控制任務。同時WEB服務器也是客戶端與現(xiàn)場測控系統(tǒng)交互的中間橋梁，客戶端只需通過瀏覽器訪問WEB服務器，就可以通過現(xiàn)場測控系統(tǒng)對運行情況進行實時監(jiān)控。 遠程監(jiān)控網絡從理論上可以構建在任何網絡上：局域網或者互聯(lián)網?，F(xiàn)有的Internet網絡帶寬很難滿足測控系統(tǒng)對實時性的要求，而局域網的構建成本越來越低，并且?guī)捒蛇_10M甚至100M，完全滿足測控系統(tǒng)對實時性的要求，因此本系統(tǒng)基于以太網進行開發(fā)。其網絡拓撲圖如圖1。 三、遠程測控系統(tǒng)的軟件設計 根據(jù)功能模塊可以將軟件部分劃分為三個模塊，這些模塊可以在不改變原有測控系統(tǒng)結構的前提下，嵌入到系統(tǒng)中，共同組成一套完整的遠程測控系統(tǒng)。 （一）現(xiàn)場測控系統(tǒng)網絡模塊 現(xiàn)場測控系統(tǒng)網絡模塊接收經過WEB服務器中轉的客戶端控制命令報文，然后對其進行分析并執(zhí)行相應的控制命令。由于現(xiàn)場測控系統(tǒng)網絡模塊是以模塊方式提供，因而很容易在保持原有測控系統(tǒng)結構基礎上，無縫地嵌入系統(tǒng)中，為其提供網絡功能。 （二）現(xiàn)場監(jiān)控模 現(xiàn)場監(jiān)控模塊包括圖像采集、處理與傳輸，云臺驅動與控制兩部分。這兩個功能子模塊的執(zhí)行是由WEB服務器響應客戶端的命令請求而觸發(fā)的。前者進行視頻圖像的采集與壓縮，同時將采集的現(xiàn)場圖像傳輸?shù)娇蛻魴C的瀏覽器上；后者則是控制云臺上、下、左、右移動以及自動平移使得攝像頭動態(tài)全方位地捕捉現(xiàn)場圖像。 （三）基于Web的監(jiān)控模塊 ActiveX控件是微軟提出的，采用COM（組件對象模型）技術使軟件部件在網絡環(huán)境中進行交互的一組技術集，它是在COM之上建立的一種理論和概念，與具體的編程語言無關。ActiveX控件可以像Java Applet一樣從網頁上下載到本機上運行，相當于客戶端程序。本系統(tǒng)采用了Delphi 5的Active Form進行ActiveX控件的開發(fā)與壓縮，并將其通過網頁下載到客戶機上，從而實現(xiàn)了客戶機與Web服務器之間的通信。 在Web服務器上運行著一個服務器端軟件，負責現(xiàn)場測控系統(tǒng)與客戶機之間的交互。由于現(xiàn)場測控系統(tǒng)與Web服務器不在同一臺計算機上，因而Web服務器上的服務器端軟件必須負責客戶機與現(xiàn)場測控系統(tǒng)之間的控制命令與數(shù)據(jù)的傳送，即起個中繼站的作用。 系統(tǒng)結構圖如圖2所示。 軟件結構圖如圖3所示： 該模塊的基本工作原理如下： 客戶機和現(xiàn)場測控系統(tǒng)分別建立同服務器端軟件的Socket連接。當客戶機訪問服務器上網頁時，ActiveX控件自動下載到客戶機上，并且主動通過Socket接口與服務器端軟件建立網絡連接。而此時現(xiàn)場測控系統(tǒng)也已經通過網絡模塊的Socket接口與服務器端軟件建立連接。 建立好Socket連接之后，客戶機通過瀏覽器調用ActiveX控件的接口方法來向現(xiàn)場測控系統(tǒng)發(fā)送控制命令，這些命令通過服務器端軟件中轉以后，傳送到現(xiàn)場測控系統(tǒng)?，F(xiàn)場測控系統(tǒng)分析接收到的控制命令，并執(zhí)行相應的控制命令，完成相應數(shù)據(jù)的上傳和提交。實現(xiàn)遠程控制功能。 ActiveX控件在載入網頁以后，就像應用程序一樣自動的接收發(fā)送數(shù)據(jù)，因此利用這個特點，不斷地接收現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)傳來的現(xiàn)場多路采集數(shù)據(jù)，包括圖像數(shù)據(jù)，使得技術人員可以對現(xiàn)場進行的實時監(jiān)視。 四、應用實例 汽車耐久性試驗駕駛機器人是替代駕駛員進行汽車試驗駕駛操作的工業(yè)機器人，它可以完成人難以承受的長時間的8萬公里的汽車排放耐久性試驗。汽車排放耐久性試驗系統(tǒng)對現(xiàn)場的運行情況進行實時控制。 但是由于實驗現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣，噪音較大，不僅不利于操作人員現(xiàn)場進行現(xiàn)場24小時值守，而且危險的操作環(huán)境可能對人員的身體造成傷害。因此要求可以增加遠程監(jiān)控功能，以便于操作人員在異地便可以對現(xiàn)場進行監(jiān)控。因此將上述模塊嵌入到汽車耐久性試驗測控系統(tǒng)中，構成了汽車耐久性試驗遠程監(jiān)控系統(tǒng)。實現(xiàn)了以下主要的功能： 運行曲線實時顯示?？蛻舳瞬粩嗟慕邮宅F(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)傳過來的現(xiàn)場多路采集數(shù)據(jù)，如油門位置、汽車車速等數(shù)據(jù)，以不同顏色曲線形式實時顯示在網頁上，這樣可以遠程了解駕駛機器人的實際運行情況，在發(fā)生故障的時候，給出相應的修正方案，實現(xiàn)遠程故障診斷的功能。如圖4所示。 現(xiàn)場畫面的監(jiān)視?？蛻舳丝梢圆粩嗟慕邮宅F(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)，周期性的顯示在網頁上，形成動態(tài)影像，并能夠通過人機界面控制遠端云臺，實現(xiàn)對現(xiàn)場全方位實時監(jiān)視。如圖5所示： 文件傳輸?，F(xiàn)場測控系統(tǒng)中保存有大量的運行文件和數(shù)據(jù)采集文件，這些文件對于技術人員深入了解歷史試驗狀況，實現(xiàn)故障的診斷等有著重要作用?？蛻舳丝梢酝F(xiàn)場測控系統(tǒng)建立起一條通路，雙方可以對等的接收和發(fā)送文件。 發(fā)送控制命令?？蛻舳丝梢韵颥F(xiàn)場測控系統(tǒng)發(fā)送控制命令，從而遠程控制駕駛機器人的動作，以及對車輛控制參數(shù)進行遠程配置，實現(xiàn)了遠程操縱的功能。 用戶管理。根據(jù)用戶權限，開放不同等級的操作功能，防止對駕駛機器人的誤操作。 基于WEB的汽車耐久性試驗遠程監(jiān)控系統(tǒng)已經在實際中得到應用，并取得較好的效果。其現(xiàn)實優(yōu)點如下： 試驗監(jiān)督部門不必到現(xiàn)場就能夠隨時對分布在全國各地的汽車試驗檢測中心的試驗情況進行監(jiān)控，包括試驗現(xiàn)場畫面、實時運行曲線、試驗數(shù)據(jù)。 技術人員可以遠程配置車輛控制參數(shù)、故障確認和診斷排除，并收集汽車參數(shù)，從而建立各種車型的專家數(shù)據(jù)庫。 生產廠商可以及時了解試驗車型的排放耐久性性能，分析試驗故障和試驗數(shù)據(jù)。因此可以極大程度上提高汽車試驗裝置的自動化水平。 五、結束語 本文介紹了基于WEB的遠程監(jiān)控模塊，給出了實現(xiàn)的原理。并在汽車耐久性試驗系統(tǒng)中得到實際應用。本系統(tǒng)可以無縫嵌入到原有現(xiàn)場測控系統(tǒng)中去，擴展了原有系統(tǒng)的功能，可以對現(xiàn)場進行遠程監(jiān)視，控制，故障診斷以及遠程維護，方便了客戶，降低了成本，提高了效率，具有廣泛的應用前景，對于提高試驗水平和手段都具有重要意義。