遠程監控技術論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇遠程監控技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號:TM764

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)19-0033-02

隨著計算機技術、控制技術、通信技術、網絡技術等的快速發展,逐漸形成了工業控制的數字化、智能化與網絡化,使計算機控制系統逐步從集散控制系統(Distributed Control System,DCS)走向以現場總線為基礎的分布式現場總線控制系統(Fieldbus Control System,FCS)。FCS是集當今計算機技術、網絡通信技術和自動控制技術為一體的當代最先進的數字化網絡計算機控制技術,是一種全分散、全數字、全開放的控制系統,是自動控制技術發展的焦點和熱點,被譽為工業自動化領域具有革命性的新技術。

目前全國很多電廠都在實施生產系統的遠程自動化控制改造,采用FCS技術構建環繞全電廠的安全生產遠程監控系統是必然趨勢,因此,本論文將主要針對電廠內安全生產遠程監控系統的構建進行分析,以期和同行共同討論。

一、基于CSS架構的遠程監控系統設計

(一)系統的架構模式選擇

按照系統終端情況的不同,可將該數據采集監控系統的開發模式總的分為B/S(瀏覽器/服務器)和C/S(客戶端/服務器)兩種結構模式。B/S結構的系統以服務器為核心,程序處理和數據存儲基本上都在服務器端完成,用戶使用IE瀏覽器就可以進行事務處理。C/S結構的系統以服務器作為數據處理和存儲平臺,用戶在終端安裝特定的程序來進行事務處理,然后再將數據傳遞到服務器端。

結合上述分析,本論文采用C/S/S模式結構。C/S/S模式也叫客戶/應用服務器/數據庫服務器結構Client/Application Server/Database Server(C/S/S)模式,是從C/S模式發展而來的。這種模式中的三層架構“分工”明確。客戶端負責程序的應用和數據的讀取、分析等前臺操作,應用服務器存放并運行信息系統的業務邏輯,數據庫服務器存放并管理信息系統的數據。由于在客戶端和數據庫服務器之間使用了應用服務器來處理業務邏輯,大大減輕了數據庫服務器的壓力,極大地提高了系統的并發處理能力;另外,由于用戶的請求是發向應用服務器而不是數據庫服務器,使得數據的安全性大大提高,數據庫服務器的主要職責由應付客戶端的數據請求,也為了實現數據的網絡共享,故這種結構非常適合實時響應性、安全性、數據吞吐率等性能要求較高的系統,同時它也繼承了C/S結構的優點,目前這種方式是最可靠、最能完美體現電廠大范圍內的遠程監控系統的控制特點及要求。

(二)系統層次結構設計

1.上位機系統層次分析。電廠安全生產遠程監控系統采用三層C/S/S體系結構,使得用戶只需要通過客戶端即可輕松完成和實現豐富的信息管理等多種功能,整個上位機系統由客戶端應用程序、應用程序服務器和數據庫服務器三個層次構成,其中客戶端應用程序主要完成對電廠遠程監控系統的信息管理及控制等操作;應用程序服務器主要集成對全電廠安全生產管理系統的控制、管理程序;數據庫服務器主要是用于存儲電廠安全監控系統的生產、監測監控數據,以備查用。

2.下位機系統層次分析。既然要實現全電廠安全生產的遠程監控,就必須要借助網絡層實現對底層電廠生產設備、生產過程的遠程監測監控,如對鍋爐設備、水輪發電機組等生產設備的遠程監測及監控,因此對于下位機系統的層次構成,主要是由傳感采集設備(即傳感器)完成對生產設備的特征數據的采集,通過數據采集卡加載網絡通信模塊完成數據的網絡遠程傳輸,傳輸到上位機系統的數據庫服務器,并由用戶通過客戶端應用程序,通過調用應用程序服務器中的遠程管理控制程序,實現對底層設備的遠程監測與監控。

3.網絡傳輸層分析。根據電廠生產設備分布式的特點,以及對電廠生產過程遠程監控的要求,本論文采用現場總線技術,同時借鑒工業以太網的統一通信協議的特點,對面向全電廠布置的分布式安全生產系統實施遠程監控。遠程通信網絡布置要合理,這是在網絡傳輸層布置時必須遵守的。

(三)遠程監控系統的控制實現方式

電廠的遠程控制系統的控制方式采用遠程控制與現場手動控制相結合的方式。首先要實現相關生產設備及生產過程的遠程控制功能,這主要依賴于對底層設備的控制數據的組態而實現,通過上位機的客戶端程序,實現對電廠安全生產的遠程控制功能;其次,是要在相應的生產設備或生產過程現場配備手動控制開關,以滿足不同的優先級控制需求,也有利于對相關生產設備的現場檢修、維護和系統改造升級等。

二、電廠安全生產遠程監控系統的實現

(一) 遠程視頻監視系統設計

1.視頻信號傳輸方式。工業電視系統的信號傳輸有兩種方式:電纜傳輸和光纖網絡傳輸。這里選定光纖作為電廠遠程視頻監控系統的傳輸介質,結合目前現場總線發展的新技術,依靠最先進的工業以太網通信技術實現電視監控系統的聯網傳輸。

2.系統設計。電廠生產遠程視頻監控系統主要由前端攝像設備、視頻控制設備、光纖數據傳輸設備和視頻輸出設備等部分組成。(1)前端攝像設備。前端攝像設備即為安裝在社區內的各個布點場所的攝像機。地面使用的攝像機由于監控范圍較大,大部分使用的是云臺攝像機,云臺是一個能進行水平和垂直兩個方面運動的裝置,安裝于其上的攝像頭能夠實現水平350°,垂直90°全方位攝像,因此選用彩色全方位攝像儀。(2)視頻控制設備。視頻控制設備是監控系統的心臟,可以分前向設備與后向設備,前向設備主要包括視頻服務器,主要功能是實現視頻信號的聯網;后向設備主要由光發射機、光接收機、視頻分配器、視頻矩陣控制切換系統、處理器、云臺控制器等組成,一般安裝在總調度室,完成視頻圖像的接收與處理,遙控云臺的全方位移動,調節鏡頭焦距的變化以及各種輸出信號的控制。(3)光纖數據傳輸設備。數據傳輸設備主要采用光纖進行傳輸,同時需要為整個傳輸系統配備交換機及流媒體服務器等設備,實現視頻信號的全數字化傳輸。采用光纖的最大優勢就在于可以遠距離而無失真的傳輸視頻數據信號。(4)視頻輸出設備。視頻輸出設備主要包括監視器、DLP大屏幕和硬盤錄像機,調度室的工作人員可以通過監視器、DLP大屏幕對控點進行24h監控,也可通過硬盤錄像機將攝像機圖像保存下來,為電廠安全生產提供必要的數據信息。

(二)遠程數據傳輸通信協議設計

通信應用服務程序和監控終端間的通信方式是基于TCP/IP網絡的Windows Socket通信,因為這種通信協議是目前現場總線中最為主流和應用最為廣泛的通信協議之一,用來傳送各種監控數據、信息和控制命令等,具體的通信協議如下:

幀組成字段的意義:

1.IP地址用來標識發送者的網絡地址,用long表示。

2.類型表示通信類型,共分為2種,即:查詢和應答,用byte表示,其中0x01表示查詢,0x02表示應答。

3.時間指當前系統時間,表示幀發出時的本機系統時間,在中心服務器發向端局監控機的查詢幀中用于校對監控機的系統時間,用time_t表示,即精確到秒級。

4.數據長度用來表示后跟數據的總長(字節,不包括長度本身及以前數據),用long表示。

5.數據是指具體的數據,其組成及解釋隨類型不同而變化。只要在需要實現遠程監控的設備或機房內布置了采用該通信協議的現場總線,那么該生產設備或生產過程就可以被集成到全電廠安全生產監控系統的平臺上,實現安全生產的遠程監測與監控。

(三)遠程監控系統的接口設計

接口是指通信服務器和底層的遠程監控終端之間的通信接口。

通信服務器和監控終端之間的通信接口,采用基于TCP/IP網絡的Windows Socket通信方式,包括以下部分:

1.系統對時:監控終端定時向通信服務器查詢系統時間,把本機時間和通信服務器時間進行同步。

2.查詢一個機房運行狀態。

3.查詢一個班組:當監控終端主機監控一個班組時,定時向通信服務器發查詢本班組所有機房運行狀態的命令。對獲得的機房數據進行處理。

4.查詢所有機房:當監控終端主機監控所有機房時,定時向通信服務器發查詢所有機房運行狀態的命令。對獲得的機房數據進行處理。

5.查詢通信狀態:監控終端主機定時發送查詢交換機當前通信是否正常的命令。

6.接收報警:監控終端主機接受通信服務器發送的報警信息并進行處理、顯示。

三、結語

電廠是我國重要的電力能源輸出基地,對于全國數千個電廠而言,實現生產過程的遠程自動化控制,是提高我國工業生產自動化、智能化水平的重要要求,同時對于生產設備和生產過程的遠程安全監控,也是不可缺少的。本論文對電廠安全生產遠程監控系統進行了分析設計和討論,給出了完整的遠程控制方案和遠程監控的實現手段,對于提高自動化水平和計算機自動控制在電廠安全生產遠程監控系統中的應用具有一定的指導和推廣意義。

參考文獻

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基金項目：廣西機電職業技術學院2012年院級科研項目（【2012】KY004）。

篇3

中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1302（2014）12-00-03

0 引 言

城市照明的迅速發展在改善城市環境、完善城市功能、提高市民的生活素質發揮重要作用的同時也加大了對能源的需求和消耗，加劇了城市供用電緊張。據中國照明學會統計，由于線路損耗、夜間超負荷運行等原因，城市道路照明的電能利用率不到65%，耗電總量占中國發電總量的2%左右，節能潛力巨大[1]。除此之外普通城市照明還存在監控管理方式落后，安全性能較低等問題。

我國提出的建設資源節約型社會的目標和發展循環經濟的任務為上述問題的解決提供了很多思路。其中風力與太陽能互補路燈采用風能與太陽能為能源，無需開溝埋線，具有不受供電影響，不消耗常規電網能源，安裝簡便，綠色環保，無安全隱患等優點，是解決上述問題的一種重要解決方案，具有極高的社會效益、經濟效益和環境效益。

為了保證路燈的正常使用，使路燈始終工作在最優狀態，管理機構需要對路燈的實時工作狀態進行監控管理。但是在目前通常風光互補路燈的設計中，為了簡化布線，每個路燈均為一個獨立的光伏系統[2]。圖1所示，每套路燈均由太陽能電池板、風力發電機、路燈控制器、蓄電池組、路燈燈頭以及架桿組成，各燈之間相互獨立，沒有線路連接，無法以傳統布線的方式對風光互補路燈的進行監控和管理。

針對上述問題，論文引入物聯網技術構建了一種基于ZigBee無線傳感網絡的風光互補路燈照明智能控制系統，通過在每一盞路燈的控制器安裝ZigBee節點構建ZigBee無線傳感網絡，并在管理機構搭建路燈智能監控管理平臺，將管理機構與每一桿路燈連接起來，最終實現管理機構（監管平臺）對每一盞路燈的工作狀況全方位的分布式自動/人工監視和控制，進而實現風光互補路燈照明工作狀態的最優化管理。

圖1 傳統風光互補路燈系統結構

1 系統總體方案設計

基于ZigBee的道路照明智能控制系統主要由道路照明設施、ZigBee無線監控網絡、數據通信網絡、輔助決策系統、遠程數據監控中心等幾部分組成，其總體結構如圖2所示。其中道路照明設施與ZigBee無線監控網絡為一體化裝置，其ZigBee無線監控網絡由眾多接入相應風光互補路燈智能控制器的無線傳感節點自組網形成，因此ZigBee無線監控網絡可以完成對網絡內所有風光互補道路照明設施工作狀態數據的實時采集，進而通過數據通信網絡發送至數據監控中心，完成對路燈的無線遠程狀態監視;無線監控網絡也可以向道路照明設施控制器發送從數據通信網絡接收到的監控中心相關控制命令，從而完成對路燈的無線遠程控制。

圖2 道路照明智能控制系統組成結構

輔助決策系統主要由光照度采集傳感器、GPS模塊、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、雨雪傳感器和網絡攝像機組成，主要用作對相應區域內道路照明設施控制的決策依據。該系統可以實時的通過數據通信網絡將輔助決策數據發送至數據監控中心，數據監控中心根據當前的氣象狀態數據向相應區域內的ZigBee無線監控網絡發送控制命令，從而完成對路燈工作狀態的控制。

2 智能控制系統硬件設計

2.1 智能路燈控制器

智能路燈控制器作完成了照明系統的發電控制、蓄電池供放電控制、路燈照明開閉及亮度控制等，是道路照明智能控制系統的核心部件，對道路照明系統的工作效率和穩定性起到決定性作用。考慮到論文設計的道路照明智能控制系統的光伏及風力發電的原理、蓄電池充放電工作原理、ZigBee無線傳感網絡工作方式和道路照明的實際需求，論文設計了如圖3所示的風光互補路燈控制系統，包括了微處理器模塊、發電設備發電/充電控制管理模塊、蓄電池狀態數據采集模塊、電源控制管理模塊、負載狀態采集模塊和負載輸出驅動控制模塊等，除此之外風力發電機、太陽能電池板、蓄電池組、LED路燈燈頭和無線通信模塊與控制器相連，最終與燈桿、燈架等設備組裝后安裝于道路兩側實現道路照明功能。

智能路燈控制器能夠完成的具體功能包括：外界氣象條件達到設備發電需求時，控制發電設備發電，在經過整流、恒壓或升壓后控制向蓄電池組充電或向LED燈頭負載供電;對電池板和風機的電壓、電流進行檢測，通過MPPT算法追蹤其最大輸出功率點，使發電設備以最大輸出功率為蓄電池充電;對蓄電池組進行監測控制，并控制完成過放電保護、過充電保護、短路保護、反接保護、極性保護和風機失速剎車等;控制節點自動接入路燈ZigBee無線監控網絡，并通過網絡發送當前節點的路燈系統工作狀態數據，接收遠程監控中心的控制命令，完成LED 燈頭的開燈、關燈及亮度調節控制，太陽能電池板的朝向角度控制;對蓄電池剩余電量智能檢測，并根據風機與太陽能板的預期發電效率調整放電時間及光源亮度，盡可能延長照明時間;在發電設備發電量無法滿足LED 負載照明時，控制蓄電池放電，驅動照明。

圖3 道路照明智能控制系統功能結構

其中控制器微處理器采用德州儀器推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530，支持 IEEE 802.15.4標準/ZigBee/ZigBee RF4CE和能源的應用，芯片內集成了ZigBee無線模塊，結合了一個完全集成的，高性能的RF收發器與一個業界標準增強型8051MCU，8 KB的RAM， 32/64/128/256 KB閃存[3]。主要控制完成各個檢測數據的采集、太陽跟蹤算法的實現、步進電機的驅動以及相應的狀態數據的發送和控制命令的接收等路燈控制器功能。

電力拖動模塊采用的步進電機控制電池板在高度角和方位角上進行變化，并通過限位傳感器判斷電機的轉動停止位置。并配置合適的蝸輪蝸桿減速機，由于蝸桿軸向力較大，機構具有自鎖性，可實現反向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿，防止電池板在大風天氣下反向拖動步進電機。

2.2 ZigBee/GPRS網關

ZigBee/GPRS網關集成了ZigBee匯聚節點與GPRS網關模塊（或直接接入有線Internet網絡），主要作為ZigBee無線監控網絡與遠程監控中心的通信樞紐完成監控中心控制命令的下傳和各路燈狀態數據的上傳等工作，其結構如圖4所示。

圖4 ZigBee/GPRS網關結構設計框圖

ZigBee/GPRS網關主要是通過ZigBee無線網絡接收太陽能板的旋轉角度、發電電壓和蓄電池充放電狀態等數據，并通過GPRS網絡將相關數據上傳到遠程監控中心，完成實時監控功能;或者通過ZigBee網絡將遠程控制數據廣播到各路燈控制器節點，以完成相應的控制功能。

其中MCU+ZigBee模塊同樣采用新一代SOC芯片CC2530，E2PROM采用EEPROM24C系列存儲芯片，按鍵與顯示模塊完成人機交互。GPRS模塊采用HC-GPRS/232/T，該模塊是GPRS透明傳輸終端，內置工業級GPRS模塊，具有RS 232接口的工業設備無需更改任何軟件即可通過GPRS無線聯網，支持點對點、點對多通信。

3 智能控制系統功能設計

3.1 太陽自動追蹤策略

由于地球自轉和公轉的影響，太陽的高度角和方位角會在一年四季內按照固定的規律發生變化，而太陽光在與太陽能電池板成垂直角度照射時，電池板接收光照強度最高，發電效率最好，因此論文以路燈套件中的電力拖動模塊為基礎設計了電池板的太陽追蹤策略，構建太陽追蹤系統，保證太陽能板工作時始終處于較高的發電效率狀態[4]。考慮到實際應用需求，論文將太陽追蹤策略分為如流程圖3種工作狀態：

（1）自動回位

在日落時，風光互補路燈主要依靠風機發電，若風機發電不足則依靠蓄電池組供電照明。此時需要太陽能電池板以限位傳感器為基準旋轉到初始垂直位置，等待次日的繼續運轉。

（2）自動控制模式

當遠程監控中心通過布置于某區域的輔助決策系統監測到該區域當前的氣象條件適合電池板正常發電時，通過ZigBee無線傳感網絡向該區域各路燈控制器控制器發送控制命令，使其切換至自動控制模式。

在自動控制模式下，各路燈控制器定時通過固化于其存儲器中的自動控制策略根據當地的緯度、當前的日期時間和太陽運行規律公式計算出任意時刻的太陽高度方位角，然后通過二維極軸電力拖動模塊，控制電池板旋轉至相應的角度，實現高度角-方位角的全稱追蹤。

（3）遠程控制模式

當遠程監控中心通過某區域的輔助決策系統監測到該區域當前的氣象條件（如陰雨天氣等）無需電池板進行視日追蹤時，通過ZigBee無線傳感網絡向該區域各路燈控制器控制器發送控制命令，使其切換至遠程控制模式。

此時路燈控制器根據遠程監控中心管理系統或管理人員發出的控制命令，使電池板旋轉至相應的位置，并在氣象條件無法滿足電池板發電條件時使其開路停止發電。

3.2 ZigBee/GPRS網關的軟件設計

ZigBee/GPRS網關的軟件設計主要完成路燈ZigBee無線監控網絡與公共網絡之間的數據轉換，在采用GPRS網絡傳輸路燈狀態數據時，為了減少GPRS數據流量，在路燈狀態數據在一定范圍內處于穩定狀態時則不再實時上傳數據，而改為查詢方式，即只需要在上位機遠程監控中心需要查看當時數據時，上傳相關數據[5]。其軟件流程如圖5所示。

圖5 ZigBee/GPRS網關的軟件流程圖

4 結 語

論文設計的基于ZigBee無線傳感網絡的風光互補路燈照明智能控制系統通過無線傳感網絡及相應的管理平臺使城市照明管理機構對傳統獨立式安裝的每一盞路燈的工作狀況實現全方位的分布式自動/人工監視和控制，實現風光互補路燈照明工作狀態的最優化管理，提高了道路照明的智能化程度。

參考文獻

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[2]林閩，張艷紅，修強，等. 風光互補路燈控制系統的設計[J]. 可再生能源，2011（6）：146-149.

篇4

 

制絲車間六千葉片線加料機主要由加料泵、料缸、加料管路、蒸汽管路等組成，是煙葉加工環節的關鍵過程，對產品的內在吸味影響很大。免費論文參考網。它的主要工藝任務是：將葉料按照配方的要求準確、均勻的施加到葉片中去。在每一批的煙葉的生產中。工藝要求是：葉片瞬時加料精度不能超過2％，總體加料精度不能超過1％。所有在生產中，如果出現加料不穩定的情況，對產品的內在質量影響極大。

1.存在問題

在正常的生產中，料液與霧化蒸汽在加料噴嘴處匯合，使香料成霧狀均勻的噴到物料中。目前，所施加到物料中的香料的霧化效果如何，沒有科學、有效的方法進行檢測。

六千葉片線加料系統的簡圖如下所示：

2.問題原因分析

1）經過我們的觀察，發現在改造前，六千葉片線加料的正常生產中，操作工僅憑手感調節霧化蒸汽管路截門，觀察蒸汽壓力表的讀數，憑借經驗值來調整加料霧化蒸汽的大小。免費論文參考網。此種操作方法，因為操作人員的差異、各自的經驗值不同，加料的霧化效果也就不相同，會造成加料過程的不穩定，而此過程對產品的影響很大，就不能實現產品的“批次穩定”。

2）在六千葉片線的正常生產中，加料系統所需的蒸汽源是波動的，是否達到規定的要求，沒有準確數據可供參考，也就沒有可追溯性，致使六千加料料液霧化效果這一關鍵過程缺少可靠的保障。

3.解決辦法

通過對六千葉片線加料霧化蒸汽管路的物理位置、壓力范圍等情況進行綜合分析后，我們決定采用E+H公司的壓力變送器來進行壓力檢測。其工作原理是：介質壓力直接作用于陶瓷膜片，正常的壓力使膜片偏移0.025mm,超壓狀態也只使膜片偏移0.1mm，此時測量膜片貼到了陶瓷支架上，避免了損壞。膜片位移產生的電容量，由與其直接連接的電子部件檢測、放大和轉換為標準信號進行輸出。改造方案確定后，我們主要進行了以下四個方面的改進：（1）根據現場情況，選擇合適的位置，在霧化蒸汽管路上安裝E+H公司的壓力變送器（見后付圖一所示），并設定相應的參數，進行了相應的調試與校驗。（2）安裝完畢后，通過多次的試驗最終確定了恰當的霧化蒸汽壓力，并及時通知了相關的技術、操作人員。免費論文參考網。（3）現場調試完畢后，在801電控柜的PLC中編寫了相應的數據采集的程序（見后付圖二所示），并將此數據采集到制絲集控室的上位機中。（4）修改制絲集控室的上位機數據采集程序，實現通過“歷史趨勢圖”可以及時的查看六千葉片線加料霧化蒸汽壓力值的目的（見后付圖三所示）。改造后，經過三個月的運行，六千葉片線加料霧化效果十分的穩定，保證了產品的質量，取得了良好的效果，在以后的工作中會繼續跟蹤檢查其運行效果。

4.采用的關鍵技術及創造點

（1）此次改造使用的E+H公司生產的壓力變送器，是第一次應用到制絲車間相關設備的蒸汽檢測回路中，是一種新檢測方法的實際使用，為以后更好的推廣使用打下了基礎。（2）我們通過分析采集到的六千葉片線加料霧化蒸汽壓力趨勢圖，總結出經驗，協助工藝面制定出了操作規范，保證了產品的“批次穩定”，提高了產品的質量；使車間的設備管理更加科學，為車間的“數據文化”提供了更加翔實的記錄。 （3）在制絲車間部分設備上使用的檢測蒸汽壓力的元器件主要的是壓力表、電接點壓力表等，其主要用于蒸汽壓力的顯示，屬于普通機械式壓力表，不能實現電控信號的傳輸，也不便于遠程監控、記錄。此次使用的E+H公司的壓力變送器功能強大，能夠實現電控信號的傳輸，便于遠程監控、記錄，性能穩定、可靠。（4）項目的推廣、應用情況。六千葉片線加料霧化檢測方法的成功改進，取得了良好的使用效果。以此為借鑒，我們又把此次改造后的成果應用到四千葉片線加料系統，同樣取得了成功。

5.預期達到的技術指標與經濟效益

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一、基于Internet的遠程機電控制系統的基礎研究隨著機電控制理論應用發展變化，傳統機電控制系統的結構也變得越來越復雜

計算機價格的急劇下降和可靠性的明顯改善，使得人們越來越多地選擇計算機作為控制器。圖1給出了一個傳統的單回路機電控制框圖。

根據傳統的遠程機電控制的理論和發展，本文給出基于Internet的RMCS的模型，如圖2所示。從理論上分析，基于Internet的RMCS只是在傳統機電控制的基礎增加了一個網絡環節，但實際的實現過程中需要解決很多難題。根據圖2，我們可以將基于Internet的RMCS劃分為3個部分：遠程終端模塊、網絡模塊、現場模塊。這3個模塊的分工和協作，共同實現對設備的遠程控制任務。每個模塊的功能如下。

（一）遠程終端模塊。

遠程終端模塊的作用是遠程監控，一般是與Internet相連的遠離現場設備的微型計算機，其目的是對現場設備進行遠端的控制與監測。遠程終端模塊是用戶與現場進行交互的界面，其功能主要包括遠程設備狀態的遠程終端顯示、控制命令及參數的解釋，對現場模塊所反饋的現場設備的參數和狀態數據進行必要的處理以及其他操作。其中，必須包括必要的基礎數據的處理和系統管理。整個系統負責定義用戶、密碼，并授予管理某個模塊的權限。遠程終端監控在整個控制系統中設計表現形式也就是在Internet的Web頁，用戶通過點擊Web頁上的功能項發送請求。Web服務器接受請求后將用戶請求和處理結果顯示在Web頁。不同的用戶通過授權具有不同的操作權限，包括瀏覽設備狀態、發送控制命令、設備狀態分析等各種操作權限。

（二）網絡模塊。

網絡模塊是數據遠距離傳輸的通道，是連接遠程終端模塊和現場設備監控模塊的中間環節，包括Internet的一些傳輸協議、應用軟件和硬件等。網絡模塊的目的有兩個：

1.將現場設備的參數和狀態信息通過Internet盡快地傳輸到遠程監控端，使遠程監控端的操作人員能夠及時對現場設備的參數和狀態進行了解，并決定如何進行下一步操作（比如通過傳輸系統發出控制命令等）；

2.將遠程監控端的控制信息傳輸到現場的控制主機，進行對設備的控制。

（三）現場模塊。

現場模塊實現接收遠程監控端通過傳輸通道發出的控制信息和對現場設備的直接檢測與控制。其工作流程是根據遠程監控端的控制數據對設備進行控制，同時監測設備的狀態，并作必要的分析，再將這些狀態信息通過傳輸通道反饋到遠程監控端。現場模塊還必須有處理中斷的能力。現場模塊一般情況下和傳統的機電控制系統一樣，是一個現場計算機控制系統，功能可以劃分為數據采集處理、直接數字控制、監督控制、集散型控制、分級控制和計算機控制網絡。用戶可以根據生產類型、生產規模、控制對象等選擇適合的系統類型。

二、智能網絡接口單元的基本結構

依據基于Internet的遠程控制系統理論和智能網絡接口單元的功能，完備的遠程控制系統結構。智能網絡接口單元由CPU、RAM、ROM等組成的微處理器系統是智能網絡接口單元的核心，它的主要作用是根據接收的有關信息，按選定的方法進行處理并產生必要的控制指令作用與被控對象。網絡控制器是中央處理器和遠端主機之間通過網絡雙向通信的通道，是系統網絡環節的關鍵，設備如何上網就是由它來完成的，同樣要受到中央處理機的控制。

三、軟件設計原則

在上面的討論中已經將基于Internet的遠程控制系統分為了3個模塊：遠程終端模塊、網絡模塊和現場模塊。遠程終端模塊的作用是遠程監控，一般是與Internet相連的遠離現場設備的微型計算機，其目的是對現場設備進行遠端的控制與監測；網絡模塊是數據遠距離傳輸的通道，是連接遠程終端監控模塊和現場設備監控模塊的中間環節；現場模塊實現接收遠程監控端通過傳輸通道發出的控制信息以及直接檢測與控制現場設備，并將現場設備的狀態信息及時的反饋給遠端控制機。為了提高整個系統的實時性、準確性、安全性和通用性，在軟件設計時我們應遵循以下幾條程序設計原則：

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中圖分類號：TP393.07 文獻標識碼：A文章編號：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、校園網絡遠程監控的必要性分析

隨著整個社會網絡信息工程的更加普及，高校對校園網絡建設的工作也日益重視，在眾多的校園中，校園網絡的建設工作已經初具規模，網絡結構的構建也更加復雜，服務器的數量也越來越多，特別是我國有一些高校校園結構特殊，有下級學院或者分校，對這種情況的校園網絡進行管理，就需要一個更加科學更加靈活的管理方式。利用遠程監控對校園網絡進行監控管理，是當前比較常見的一種監控方式。那么，為什么要對校園網絡進行監控，我們從以下幾個方面來分析：

（一）網絡正常運行的管理需要

網絡雖然是一種虛擬的抽象存在，但是它同眾多的客觀事物一樣，正常規范的運行也必須依賴監督和管理。在網絡的運行中，也會出現網絡擁堵、程序癱瘓、服務器異常等情況，導致這個校園網絡的運行出現障礙。一旦網絡運行出現障礙，會對學生的學習，老師教學的展開，校園各項管理工作帶來極大地不方便，特別是當前高校中已經普遍實現了信息化管理，對網絡依賴的程度越來越高，如果不能保證網絡的通暢穩定，就會給高校各種工作的開展帶來困難。同時，這些導致網絡不穩定的狀況不具有可預測性，所以必須長期的靈活的關注，一旦出現問題立即做出反應，這是校園網絡要求利用遠程監控的一個重要原因。

（二）信息安全的管理需要

隨著高校信息化水平的提高，高校的各項數據通過網絡的方式進行存儲和傳遞的數量越來越多。信息時代的一個重要問題就是網絡安全問題，在高校的網絡運行中，安全管理工作同樣重要。保障高校網絡運行的數據安全是利用遠程監控對校園網絡服務器進行監控的一個重要原因，因為校園網絡中可能包含高校行政管理的相關方案和數據、校園發展的相關動態、學校的文獻資料、圖書資料等內容，一旦這些內容被泄露，會對高校管理的工作帶來不必要的麻煩和損失。在當前的社會中，由于對網絡安全的犯罪在法律條文和具體的執行操作上都存有弊端，所以網絡安全犯罪也屢見不鮮，惡意的網絡攻擊、數據竊取已經成為危害信息數據安全的常見案例。通過遠程監控對校園網絡安全進行管理，一是要防患與未然，做好積極的應對；二是要在情況發生以后，迅速及時的予以攔截和反擊。通過主動和被動兩種方式，來保證校園網絡的正常運行。

（三）這是校園網絡群體特征的要求

校園網絡的一個最主要群體就是高校校園中的在校學生，學生作為網絡運行的適用主體，就對整個網絡提出了更高的要求。遠程監控不但體現在監督作用上，而且還體現在管理功效。對校園網絡進行管理，這其中對于學生的學習而言就是要做好網絡運行的時間管理分配工作，避免因為學生對網絡的過于依賴導致了對學業的偏廢甚至荒廢，通過外界力量的干涉，對這種不良的行為予以克制和規制，使校園網絡更好的為學生的學習服務，盡量發揮其積極功效的一面，這是使用遠程監控對校園網絡服務器進行監管的一個重要方面。

二、校園網絡遠程監控的內容分析

校園網絡的遠程監控，無論是從內容上還是功效上來看，都是一項極為復雜的工作。按照對校園網絡進行監控的目的來對遠程監控的內容進行分析，主要有以下幾個方面：

（一）對校園網絡運行的區域和時間進行監控

很顯然，校園網絡是一個覆蓋范圍較大的局域網絡，局域網絡的特征就是在特定的區域范圍內能夠正常的使用該網絡，信號或網絡連接器的設置比較特殊。對校園網絡進行遠程監控的首要內容就是對校園網絡作為一種局域網的特性進行監督，對服務器接入的范圍進行監管，將范圍控制在校園運行的范圍內，這也是保證校園網絡穩定安全運行的有一個重要內容。另外，對校園網絡的運行時間進行管理和監控，這是校園網路的特性所決定的。在當前的高校中，很多高校的信息網絡為了保證學生正常的休息時間，對網絡的運行也按照學生正常的作息時間來安排。例如一般高校在晚上十一點半以后都選擇關閉校園網絡，避免學生因為沉迷于網絡而出現的熬夜等不良現象的出現。從這點上來看，我們可以知道校園網絡的運行，也必須為校園的學習氛圍進行考量，畢竟高校是一個讓學生學習知識，強大自身的一個地方，各項工作的開展，都必須為這一主旨思想而服務，這也就決定了校園網絡監管的任務和對象。

（二）對校園網絡進行流量監管

流量監管是對網絡運行進行監管的一個比較常用的手段，流量是考察一個網絡是否穩定運行的一個重要方面。在校園網絡中，對流量的監管就更為重要。網絡作為一種校園的公共資源，同樣必須遵循的合理均衡的原則，但是在現實生活中，有很多行為非常占用流量的使用，例如利用軟件進行一些高強度的下載，玩大型網游，一些視頻播放的加速器等，這些都是非常占用流量資源的。一個網絡服務器能夠提供的能量和資源始終有限，如果這些有限的資源被某一個體高強度的占用，那么就意味著其他個體只能少用或者不用，當然，這種情況通常表現的就是網絡無法正常運行。這種資源的分配不均勻，會給他人的工作和學習帶來阻礙和困擾。當然對這種行為的規制需要靠自覺，但是我們也可以通過對流量的監控對這種現象予以應對。對于IP地址流量不正常或者說流量過于大的，管理人員可以通過技術手段對其進行限制和規制，以此來保證整個網絡的有序進行，不因某個體的行為對整個網絡的運行工作帶來困擾。

（三）對校園網絡的信息安全進行監管

這里所說的信息安全，與文中第一部分提到的信息安全有所區別，除了數據安全的內容以外，信息安全的范圍應該包含更加豐富的內容，例如信息傳播的內容和思想是否健康，是否會對學生的發展產生不良的影響。校園網絡的受眾群體就是廣大的學生，高校的學生在這一時期還處在自己的人生觀和價值觀形成的階段，而此時，也是他們獲取大量的知識來形成個人價值觀的重要時期。網絡時代是一個信息高速膨脹的社會，通過網絡可以搜索到各種各樣的新聞或者資料，積極健康的資料自然有利于學生科學價值觀的正確形成，但同時我們也應該意識到，消極不健康的信息資料在網絡上大量存在也是不爭的事實。另外，網絡論壇、BBS、SNS社區等越來越多網上交流版塊已經越來越普遍，這些已經成為高校學生交流思想的重要原地，各大學校的BBS論壇已經成為每一個高校文化獨特的風景線，但是，一些不法分子，或者說別有用心的人，正是利用這些工具散播不實信息，影響學生的判斷，故意挑起事端引導網絡上的激烈爭辯。這些現象都是校園網絡監管也應當關注的內容，通過對話題的敏感度進行篩選分析，對不良的內容和信息予以排除，以此來保證整個校園網絡的健康運行。

三、校園網絡遠程監控的措施分析

（一）基于軟件的方式

這種方式既有屬于操作系統自帶的功能，如：Windows 2000Server所支持的終端服務以及Win-dows XP 和 Windows 2003 所支持的遠程桌面等，也有一些商業軟件或第三方免費軟件，可供選擇的軟件種類繁多。但是這些功能或軟件的應用無一例外都是與操作系統本身的狀態有關，當操作系統由于種種原因停止響應，甚至崩潰死機的時候，遠程管理也就無從談起，因此這種方式更適合作為監控系統狀態、性能以及日常系統維護之用，實施常規性預防性的管理，而對于較為嚴重的系統故障和問題則無能為力。

（二）基于硬件的方式

基于硬件的遠程管理技術是通過服務器內置的硬件模塊或特殊遠程管理卡來實現，它是由專用的存儲控制器、以太網控制器以及使用單獨指令集和數據緩存的管理芯片等組成的自主管理子系統，完全獨立于服務器的操作系統，相對更為底層。這樣，無論服務器是否開機，是否安裝有操作系統或者系統是否正常運行，都可以使用標準的WEB瀏覽器通過網絡對其進行全面的控制操作，實施遠距離管理。硬件方案只需連接線材，無需逐一安裝及設定，如通常所用的KVM具備OSD工具，支持多種多計算機管理功能，再如KN9116具備畫面切割顯示的功能(Panel Array)，所以硬件方案在集群式服務器遠程控制管理上有著絕佳的優勢。

（三）iLO技術

現在許多服務器制造廠商，如：IBM、DELL、惠普等，都有各自的服務器硬件級遠程管理技術和解決方案，實現的方式和所用名稱可能各有不同，但在功能和原理上還是基本類似的。以惠普ProLiant服務器為例作一介紹。惠普ProLiant服務器的集成式遠程管理技術叫iLO（IntegratedLights-Out），按其使用功能可以分為標準功能和增值功能2種。普通ProLiant服務器缺省內置的是標準功能軟件包，而其刀片式服務器則包含完整的功能軟件包。iLO的使用非常簡便，如果局域網內存在DHCP服務器，用戶只需把網線插入服務器上的iLO網絡管理端口，使用服務器上的標簽所示出廠時初始的 DNS和密碼，就可以通過標準的WEB瀏覽器進行訪問，不需要安裝任何客戶端軟件，當然，其中部分功能需要JVM（Java Virtual Machine）的支持。若沒有DHCP服務器，則可以通過 RBSU（ROM-Based SetupUtility）來設置相關參數。在服務器啟動自檢過程中顯示“IntegratedLights-Out press [F8] toconfigure”時，按下“F8”鍵，即可進入iLO設置界面。因為iLO已經提供了工業標準的128位SSL（安全套接層）加密技術和 SSH（SecureShell）Security等一些安全措施，因此當管理員在企業外部進行遠程訪問時，既可以選擇通過防火墻端口映射或主機映射到iLO端口，也可以選擇更為安全的、通過VPN（虛擬專用網）的方式接入內部網。

參考文獻：

[1]張榮明.基于Internet的遠程監控系統研究與設計[D].中國優秀碩士學位論文全文數據庫,2007,2

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

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1前言

近年來，遠程監控技術應用于現代化農業的研究十分熱門。它起源于20世紀末西方國家提出的"數字農業"思想，是結合了GIS、GPS技術、智能決策系統、自動控制理論的一種現代化農業生產形式。據報道，截止2013年已有中藥材種植面積達110萬畝，有20余萬農民從事中藥產業，約1/4的農田種植藥材。今天，中藥材生產已經成為亳州農業的支柱產業。盡管種植中藥材的面積大，品種多，但卻存在著種植以散戶為主、技術低下，操作不規范，偏面追求產量和效益，忽視質量等問題。亳州種植中藥材的問題在全國有普遍性。中藥種植屬于高風險行業，天氣、病蟲害、化肥和農藥價格、油價、市場需求等因素都會影響收成。所以運用信息化手段管理農場將成為了一個趨勢和向導。

2現代化中藥農場管理系統基本框架

整個物聯網應用可以分為三層，見表1。

本系統由各種特征傳感器構成一個微型監護網絡，傳感器節點上使用中央控制器對所需要監測的植物生命指標、環境指標等傳感器進行控制來采集數據。通過SIM900無線接發模塊和Arduino Yun模塊二種聯網方式將數據發送至終端設備，并由該設備將數據傳輸至網絡上，通過網絡可將數據傳輸至遠程監控中心，由專業人員對數據進行分析統計，提供必要的咨詢服務，實現遠程管理。

3系統技術關鍵

3.1遠程監控技術

3.1.1遠程監控控制端介紹 本系統的一大優點就是在于其便利的遠程監控，共有兩種方式。

一種是基于"ArduinoYun模塊"聯網方式的監控（簡稱"網頁端"），該方式的好處就在于可以很方便的查看和控制。我們采用的Arduino Yun主板，自帶路由器（即無線傳輸功能），將傳感器采集到的信息傳輸到互聯網，同時移動電子設備（包括筆記本電腦、ipad、手機等一切可上網的設備）連接到互聯網網絡。就可以實現遠程監控管理操作。

該方法非常便捷使用，不限制于所使用的設備，對比手機App或PC端軟件的好處是：免去了下載安裝，避免換設備時因沒有安裝而不能使用的情況；同時網頁端的操作不受電子設備本身操作系統的影響（無論是安卓或IOS平臺都可以使用），省去了開發App時需要兼顧系統平臺的問題。

另外，考慮到系統的安全性，我們在使用網頁端時，設置了用戶名和密碼進行加密保護，避免有其他人員的使用。

目前已經可以完成：自動灌溉、實時溫濕度獲取、實時圖像獲取、檢測入侵、系統自動報警等。

操作界面，見圖1。

圖1 "網頁端"在電腦操作界面示意圖

在"網頁端"的電腦操作界面上，還可切換數據視圖，如：折線圖、柱狀圖、文本數據。同時設計有圖片保存功能，可將所需要的數據以圖片格式保存。

同時，將這些采集到的數據建立數據庫，為后期研究作準備（詳見技術關鍵信息整合部分）。

另一種則是基于"SIM900模塊"的聯網方式（簡稱"手機端"），它是基于電話撥號、短信功能。可以在沒有無線網絡的狀況下使用，保證了單一故障情況下系統的可靠性。由現場的傳感器實時監測當時的溫濕度、光強等環境數據，并把數據通過無線接發模塊SIM900定時發送到管理人員的手機上。或需主動查詢時，即通過撥號到指定號碼，隨后可以短信形式接收到實時的農場參數信息（T為溫度、H為濕度、L為光強），

目前已完成的有：短信接收溫濕度、光照度、有無人員闖入等信息，見圖2。

圖2 "手機端"系統工作流程圖

3.1.2遠程監控功能介紹 遠程監控主要可實現以下4方面的功能：①實時數據檢測：主控制器定時輪詢傳感器節點，檢測環境實時數據，包括實時圖像、溫度、濕度、光照等數據，將信息存儲到主控器的芯片卡中，用于后期環境數據的記錄，同時建立數據庫，實時獲取檢測數據的信息，便于計算機完成對數據處理和分析。②系統自動報警：當主控制器檢測到本地監控參數，會對數據進行分析，如果監控參數達到報警閾值，主控制器將根據預警方案向控制中心發送報警信息，從而提醒管理者，隨后可立即采取相應措施。以板藍根為例，當溫度超過25℃，土壤濕度超過80%時，系統就會自動報警提示，見圖3。③入侵檢測：系統可以根據人體紅外傳感器進行入侵檢測。當有動物或人員進入檢測范圍內（5～7m），系統將會發送短信提示管理者。同時觸發蜂鳴器工作，發出警報聲意圖趕走入侵者并提示現場人員采取相應措施。④反饋控制：用戶可以通過手機發送相關控制命令到主控制器，主控制器接收到指令后會根據預設規則采集相應數據信息，并將數據信息反饋至用戶終端。如用手機或電腦遠程"開啟/關閉"農場的自動灌溉裝置等。

圖3 自動報警示意圖（紅色字為報警提示）

3.2硬件平臺選擇 在硬件選擇上，我們采用當今比較流行的開源硬件-Arduino。Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，包含硬件（各種型號的Arduino板）和軟件（Arduino IDE）。

Arduino是一個基于開放原始碼的軟硬件平臺，構建于開放原始碼simple I/O介面版，并且具有使用類似Java、C語言的Processing/Wiring開發環境。

3.3傳感器的選擇 傳感器采集中藥植物各種生長參數，這些參數將通過下位機進行數據處理及融合，通過無線數據傳輸將數據發送到終端節點并由Internet發送到遠程監控中心，為管理人員提供各種重要的生長參數變化，幫助他們實時監測遠端中藥植物的生長狀況，并可以及時地采取相應措施。無線傳感器網絡節點的點框圖和處理器單元如下圖所示：

圖4 點框圖和處理器單元示意圖

對于該系統，我們將采用如下的傳感器：①光強度-BH1750；②溫濕度-SHT1x和SHT11；③生長情況-東芝MJPG UVC 720P高清攝像頭；④人體紅外感應模塊--HC-SR501；⑤有源蜂鳴器--AC-S701。

3.4充電技術與功耗 充電技術我們將采用太陽能充電的形式，但是太陽能充電的電流過小，不能很快速的充滿一節鋰電池，所以在系統中我們將加入低功耗模式。即傳感部分及數據處理部分將采每隔一段時間采集并上傳數據的形式，而非循環采集。

在設備喚醒上，我們優先采用WDT看門狗進行喚醒。

3.5數據獲取--建立數據庫 對于由分布在農場中的各個傳感器裝置采集到的數據資料，通過電腦將這些數據存儲到數據庫中。另外，作為備份，采用在軟件中建立數據庫和在Arduino YUN硬件中放置儲存芯片記錄實時檢測數據。

4總結與展望

在傳統人工逐漸被代替的今天，中藥材生產必須徹底打破小農經濟的模式，走規模化規范化的改革道路，引進高科技先進的管理模式和技術。故我們所設計的"現代化農場遠程監控管理系統"是符合當下改革潮流趨勢的，本系統有助于推動中藥種植的發展、質量控制與普及提高，并朝著客觀化、標準化、規范化方向邁上新臺階，對推動中醫藥事業實現數字化、現代化具有深遠的意義。

參考文獻：

[1]陳呂洲.Arduino程序設計基礎[M].北京航空航天大學出版社，2010.

[2]徐小龍.無線傳感器網絡技術與應用[R].南京郵電大學.

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井下皮帶運輸機監控系統是集皮帶保護監測、電機監測、遠程控制、通信于一體的皮帶監控系統。目前，煤礦行業已經進入信息化、數字化、自動化時代，井下皮帶機崗點的無人值守和井下皮帶的遠程控制是原煤運輸系統的發展方向，井下皮帶運輸機監控系統的建立有效的提高了礦井現場生產的安全系數，用數據對井下皮帶設備的運轉狀況進行科學分析，使井下皮帶的管理和控制更加科學化、高效化。

東灘煤礦井下皮帶運輸機的電控系統有PLC控制系統和KTC101控制系統兩種，利用智能分站、串口服務器分別將兩種皮帶運輸機電控系統接入工業以太環網交換機，地面監控中心的計算機通過工業以太環網對井下膠帶運輸機進行監控。

1 系統結構及工作原理

井下皮帶運輸機監控系統主要監測井下皮帶運輸機運行狀況，在地面控制室實現井下皮帶運輸機生產過程的監測和控制。皮帶運輸機監控系統分為三層：現場控制層、通信層、信息管理層。

現場控制層主要是皮帶運輸機電控系統，皮帶運輸機電控系統負責就地開停膠帶運輸機，采集膠帶運輸機各種運行參數，顯示在膠帶運輸機操控臺及液晶屏幕上，并通過PLC通訊接口、KTC101通訊串口向地面控制計算機實時傳輸數據。通信層主要由智能分站、串口服務器、工業以太環網組成，智能分站負責采集各種開關量和模擬量信號，并將其轉換成數字信號傳輸至工業以太環網。串口服務器將KTC101控制系統的RS-485信號轉換成數字信號傳輸至工業以太環網。信息管理層主要起到集成監控管理作用，工作站通過工業以太環網接收井下各條皮帶運輸機電控系統上傳的信息，完成數據采集、傳輸、遠程集中控制功能。

2 通信數據鏈接方式

數據傳輸；采集數據的準確性、高效性、時效性取決于通信質量。根據皮帶運輸機電控系統提供的通信接口、通信距離，主要采用了以下通信連接方式；

KTC101控制系統提供的是RS485通信接口，RS485信號質量取決于數據傳輸距離的長短，通信距離500m，采用光纖通信線路，使用串口服務器和光纖收發器接入工業交換機。

PLC控制系統采用光纖通信線路，使用智能分站、光纖收發器接入工業交換機。（如圖1）

3 軟件集成

井下皮帶運輸機集成軟件系統采用FactorySuite A2。通過對皮帶運輸機遠程監控系統的數據采集，將監測信息集成，存儲于統一設計的工業數據庫中。

利用OPC Server軟件與I/O Server進行通訊，實現數據采集，通過IAS模版和測點實例開發，以及Intouch實時組態畫面，實現在地面控制中心進行實施監控。

4 主要技術指標

（1）通訊協議接口：包括RS485、TCP/IP。（2）膠帶運輸機監控系統的控制方式，主要有集控方式、就地控制方式，正常生產采用集控方式、檢修期間采用就地控制方式，符合現場實際生產要求。（3）皮帶控制系統集成軟件平臺采用FactorySuite A2。（4）數據傳輸以1000M工業以太光纖網、現場總線為基礎。

5 井下皮帶運輸機遠程監控系統主要特點

（1）完成井下所有主要膠帶運輸機生產全過程的實時監測、遠程集中控制，對膠帶運輸機的開停、各種保護狀態、帶速進行監測。（2）地面控制室監控計算機界面友好、功能齊全、逼真的動態畫面和全中文顯示，實時顯示井下膠帶運輸機運行狀態，安全確認機制，操作嚴謹且簡單，易于對操作人員培訓。（3）生產數據存入數據硬盤，可由信息管理系統按需調用。（4）網絡診斷，監控計算機工控軟件監測通訊是否正常，提高故障排查效率。（5）通訊網絡速度快，距離遠，可靠性高。

6 結語

井下皮帶運輸機遠程監控系統的建立，大大促進了礦井信息自動化的建設步伐，使井下膠帶運輸機崗點達到無人值守水平，提高了現場人身安全系數。通過現場監測監控設備對膠帶運輸機的實時監控，用科學數據顯示其運行狀態，提高了井下現場設備的安全系數。地面監控室的建立，大大提升了礦井安全管理，生產管理水平。同時，該系統的建立，打破了以往的工作模式，不僅提高了工作效率，提升了工作質量，增強礦井原煤運輸系統的安全性、穩定性，為礦井的高產高效做出應有的貢獻。

參考文獻：

[1]陳鈺，戴建立.長距離帶式皮帶運輸機動態分析的發展現狀[J].煤礦機電，2003（1）：34-36.

[2]蔣衛良，韓東勁.我國煤礦帶式皮帶運輸機現狀與發展趨勢[J].煤礦機電，2010（l）：l-6.

[3]胡紹林，孫基國.過程監控技術及其應用[M].北京：國防工業出版社，2010.

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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

智能小區是現代城市住宅的發展趨勢，代表著城市住宅的發展未來，利用現代4C技術(計算機、自動控制、通訊與網絡、IC卡)，通過有效的傳輸網絡，建立的一個由安全防范、綜合信息服務、物業管理中心、家庭智能化系統組成的，集服務與管理于一體的集成系統。小區智能化系統涉及到的內容較多，本研究構建出一套智能小區的測控系統，人機統一進行監控。應用開發好的節點，實現對現場三個模塊――安全防范模塊、自動抄表模塊、智能控制模塊的測控，并能將網絡變量的更新實時上傳，實現節點對數字、開關量信號的數據采集，還有數字量、開關量及脈沖信號的輸出 [1～4]。

1監控系統結構及原理

1.1上位機監控系統結構及原理

一個LonWorks網絡由智能節點組成。智能節點使用LonTalk協議，并通過一個或多個通信信道連接，因此網絡上的節點可以相互交換信息。LNS DDE服務器是網絡監控工具，用LNS DDE服務器支持的LonWorks監控系統可以直接從節點獲取狀態，并且可以控制節點的狀態。在LonWorks設備中進行數據交換的方式有以下幾種：網絡變量、配置屬性、應用和外部幀報文。文章設計應用了ShortStack技術的智能節點，只選用網絡變量方式進行。

基于LNS DDE服務器的監控系統結構如圖1所示。

1.2遠程監控系統結構及原理

基于Internet的遠程實時監控系統構成了Internet網――企業網――現場總線三級模式不，僅可以實現異地控制，也可以實現大范圍的資源共享[5]。實現遠程監控系統結構有三個層次：LonWorks底層測控網絡；上位機中Excel應用程序與LonWorks的接口以及與數據庫的接口：Web網與數據庫的接口、底層網絡信息的。遠程監控系統結構如圖2所示[6,7]。

上圖中所示，LonWorks網絡位于底層，包括智能節點及設備；中間層包括信息數據庫、組態軟機MCGS、Excel應用程序和LNS DDE服務器；Web層包括Web服務器、Internet互聯網和遠程主機。測控系統使用i.LON1000的嵌入式Web服務器實現遠程監控，遠端通過Web瀏覽器可以直接訪問LonWorks測控網絡上的每個節點。

系統的功能包括：遠程主機(客戶)可以通過瀏覽器在線監視底層網絡設備的網絡變量；遠程主機可以通過用戶界面向底層設備命令，實現遠程控制。通過Web網頁遠程監測現場節點，主要完成一個任務：應用Asp程序編制動態網頁，并實現對數據庫的打開、連接、關閉和查詢。

2 Web數據庫的處理

ASP(Active Server Pages服務器文件或數據庫的存取以及各方面數據的運算) 以通過ADO對象(ActiveX Data Object)與SQL語法(Structured Query Language結構化查詢語言)做到存取服務器數據庫的數據。ADO主要提供～個存取數據庫的方法。ADO是ASP重要的內建對象之一，凡是由ODBC驅動程序所能提取的數據庫，都可以通過ADO對象來存取里面的數據，對這些數據做增新、修改數據的操作。ADO由ADODB對象庫與7個子對象：Connection、Command、Parameter、RecordSet、Fields、Properties、Error以及4個數據集合：parameter、fields、Properties、Error所構成，對數據庫實現簡單的打開、讀取、查詢等功能。

2.1數據庫的建立、打開與關閉連接

存取服務器端數據庫的數據時，首先要做的第一件事，就是與服務器端的數據庫建立連接，要和數據庫建立連接就要使用ADO對象中的Connection對象，其步驟如下：

第一步：產生連接對象變量：

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

ADODB是ADO對象的對象庫，而Connection是ADO對象中的一個子對象，因此可寫成ADODB．Conncention。Connection對象可以使用Server對象的CreateObject方法來產生一個名稱為newcorln連接對象。

第二步：取得目前數據真實路徑并指定給DBPa也變量：

DBPath=Server．MapPath(“dbname”)

通過Server對象的MapPath方法取得連接數據庫所在的真實路徑，并將取得的真實路徑指定給DBPath字符串變量，其中dbname為數據庫文件的路徑名稱。

第三步：開啟指定的連接數據庫：

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

newconn參數是第一步延續過來的連接對象。Dbdrvname參數指所使用數據庫的驅動程序名稱必須和第二步的“dbname”相同類型。其對照表如表1所示。

2.2數據庫的數據取得

Recordset對象也是ADO對象的子對象，當數據庫的連接打丌后，就可以使用Recordset對象來選取儲存在數據庫內的數據。Recordset對象也可以是執行一個SQL命令中的Select語句來傳回符合條件的數據集合。在Connection對象中提供了Execute方法，讓我們可以對目前所連接的數據庫做查詢以及執行SQL命令等動作，并將查詢結果放入所指定的Recordset對象變量中，其語法如下：

Set RS=newconn．Excecute(SQLcol|tblname)

Newconn參數為Connection對象變量，由上面Server．CreateObject得到；RS參數為Recordset所需，以此當Recordset對象變量的可讀性較高；SQLcomd命令會根據Select的條件式尋找出符合條件的數據放入RS對象變量內；tbName參數代表數據表名稱，則通過Execute方法取得該數據表的所有記錄，放入RS對象變量中，同時產生了一個記錄指針指到該數據表的第一筆記錄；數據輸出完成后，可以使用Close方法將Recordset對象關閉。

2.3數據查詢

上面使用的Execute方法來取得數據表中的數據，以便將數據表的數據輸出，但是無法做到查詢等功能，通過使用SQL中的Select命令可以完成查詢所要數據的功能。其語法如下：

Select fieldname，fieldname2，???fieldnameN Fromtbhame

Where condition Order By fieldname Desc

Select后面所連接的fieldname，fieldname2，…fieldnameN是指定哪些字段的數據要做輸出，字段名稱之問必須以逗號隔開；From后面所連接的tblIlame是欲查詢數據的數據表名稱；若查詢的數據是由條件的篩選，就必須加上Where子句。Where子句后面的condition參數是一個條件式，它會將符合條件的所有記錄輸出；Order By后面所連接的字段名字是以此字段數據來作排序，若省略Desc參數則數據由小排到大，若加上則數據由大排到小,。

3測控系統的網絡監控平臺

3.1上位機監控平臺

上位機監控平臺對測控系統的安防模塊和自動抄表模塊進行監控。步驟如下：

第一步：使用LonMaker對測控網絡進行組網，并生成LNS網絡數據庫。

第二步：用Excel接收網絡變量更新[8]。

(1)在LNS DDE服務器環境中的文件夾頁，查找網絡變量；

(2)右擊要監視的網絡變量并且在工具欄中選擇“CopyLink”；

(3)在Excel中，右擊Excel表格中的一個單元格，從工具欄中選擇“paste”。這將復制與下列格式相同的一個公式：=application｜topic!Item。此時Excel將接收來自LNS DDE服務器的變量更新。例如：

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

這樣可以實現excel單元格與應用程序LNS DDE，網絡Networkl子系統subsysteml的LonMark類型，設備名為N-1，網絡變量為nviFire的動態連接。

第三步：MCGS通過DDE與Excel的交互MCGS和Excel以DDE方式建立數據交換的過程。將Excel表單內網絡變量的數據輸送到MCGS數據對象中。

首先要在MCGS的“實時數據庫”窗口內進行變量定義工作，然后在MCGS組態環境的“工具”菜單中選取“DDE連接管理”菜單項，把變量設置為DDE輸入，同時對服務節點進行配置，這樣，當進入MCGS運行環境后，MCGS數據對象的值就顯示出Excel表單中網絡變量的值了從，而通過MCGS的監控界面就能直接對現場的網絡變量進行監控了。

上位機就是控制每一個節點的工作，它是構建LonWorks總線之上的，測控的重點放在住戶家庭設施方面，以每個住戶單元作為一個節點進行控制，并由小區物業統一監控管理。每戶的測控節點進行了設計，主處理器使用的是美國德州儀器公司推出的16位單片機MSP430F149。測控對象主要由三個模塊構成：安全防范模塊，自動抄表模塊，智能控制模塊，測控系統的結構如圖3所示。本文主要實現MSP430F149對三個模塊的信號采集及控制。

3.2遠程監控平臺

遠程監控平臺對自動抄表模塊進行遠程監控。在上位機監控系統中，文章已經使用Excel建立了一個小型的數據庫，擴展名為*．xls，本節使用HTML語言‘和ASP編制動態網頁，遠程主機通過Web瀏覽器對數據庫的內容進行監控[9,10]。

對數據庫的處理程序部分代碼如下：

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智能小區測控系統

構建出一套智能小區的測控系統，包括安全防范模塊、自動抄表模塊和智能控制模塊。然后給出智能節點與各模塊中設備的通信接口，并編制節點對各設備的信號采集及控制的流程圖。實現了節點對數字、開關量信號的數據采集，還有數字量、開關量及脈沖信號的輸出。對安全防范模塊及自動抄表模塊實現上位機監控，包括使用LonMaker for Windows進行組網，使用LNS DDEServer建立數據庫，供Excel調用，應用MCGS組態軟件建立一個用戶界面并調用Excel內數據，完成現場實時監控。然后在上位機監控的基礎上實現對自動抄表模塊的遠程監控，使用iLonl000內嵌的Web服務器，在網頁上嵌入實時“三表”數據，供遠程主機通過Internet進行訪問，對測控系統實現網絡監控[11-13]。智能小區測控系統的網絡監控平臺整體結構如下圖3所示。

5結論

（1）構建了智能小區測控系統的網絡監控平臺，設計了監控系統，能夠對現場設備進行現場監控和遠程監控，智能小區管理計算機通過MCGS組態軟件對各戶的“三防”、“三表”系統進行監控；

（2）智能小區管理計算機通過Web服務器，提供遠程主機對現場“三表”系統進行遠程監控，實現了智能小區測控系統的網絡監控平臺的構建；

（3）基于LonWorks網絡技術，可以向網上添加節點，不需改變整個網絡結構，便于測控系統以后的擴展。

參考文獻

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篇10

1. 引言

隨著電梯大量地投入使用，電梯困人現象也隨之增多，困人時若施救不及時或施救不適當，都將可能發生事故，為了確保電梯安全運行，迫切需要能夠有個自動報警、及時響應、及時救助的系統。

經市場調研，國內對電梯的監控報警基本都是被動式的，一般有三種型式：一是簡單的在電梯轎廂加裝監視探頭，由值班室人員時時關注轎廂內的動態，一有情況馬上組織營救，這種雖有效但要求值班人員責任心強，有專業營救知識，這一點許多單位難以做到，如2005年7月8日邵武某賓館在電梯轎廂中雖然安裝了攝像頭，但由于保安人員吃飯不在值班室，求救無人應答，被困人員掰門逃生，結果墜落死亡；二是在轎廂內加裝有線或無線的通訊設備，對于老年人和小孩常不知如何打電話求救，延誤了救援時間；三是電梯制造廠家原機配備的遠程監控，但由于造價高，且許多電梯制造、維保單位沒有配備相應運作系統，即使使用單位有配備遠程控制，也得不到利用，其次一個廠家一個設計型式，很難把一個城市所有品牌電梯整合成一個集中系統。

為此，我們研制了《電梯故障停機集中報警系統》，本報警系統通過高可靠性的通訊協議、功能齊全的管理軟件和人性化的界面，將電梯運行記錄、檔案管理、事故記錄與統計分析等功能集于一體，系統還具有遠程無線遙控、短信報警、維保人員調度、維保企業資質考評、電梯運行信息統計分析、查詢、數據打印等功能。遠程無線通信方式采用GPRS/GSM短信模式，并能在故障發生時，立即定點報警，以手機短信方式，及時把故障發生的狀況通知電梯管理員和有關部門。

2、系統的工作原理

在調研分析電梯運行狀態的主要對象之機械電氣性質和特征的基礎上，通過仿真和實驗提煉其關鍵參數識別方法，運用先進的遠程自動監測與控制技術，借助數字移動通信網絡的數據通信平臺功能，采用現代數字傳感技術，構建一套完整的智能化實時自動監測系統，實現對大量、分布廣泛的工業及民用電梯設備運行狀態的自動監測，一旦發生電梯設備故障或故障征兆時能夠自動報警，在第一時間通知有關部門進行搶修救援，盡可能避免人身和財產損失。本系統能夠實現對電梯設備日常運行情況進行跟蹤記錄，對電梯設備的維護保養情況進行分析統計，對維護保養人員的例行保養工作情況進行精細化管理，提高設備完好率、降低設備使用成本、減少事故征兆，并且對改善用戶方和維保單位的和諧關系有積極的作用。

2.1故障信號的采集

由安裝在電梯上的電梯故障監測儀收集分析接在電梯上的信號采集端口的數據信息，不間斷的對電梯運行狀況作出診斷，一旦采集到故障信號，就采用雙重信道自動選擇進行遠程數據傳輸，將電梯故障上報給維保遠程監控中心，直至得到系統主站確認并作出響應。

2.2、故障報警的處理

維保遠程監控中心接到故障監測儀的報警后，啟動報警響應系統及警鈴，自動呼叫實時通知維保人員及相關管理人員，值班人員或維保單位負責人可以根據報警類型啟動相應的應急狀態，指揮調度維保人員到現場解救被關人員或解除故障。

3、系統網絡結構

該系統由前端數據采集裝置、維保遠程監控中心、特檢監督中心組成。其中前端數據采集裝置采用GPRS( GMS備用) 通道與維保遠程監控中心進行通訊。維保遠程監控中心通過公網或專網定時將故障信息及處理結果數據上報至特檢監督中心。系統網絡結構如圖1所示：

圖1 系統網絡結構

本系統為大型軟件系統，采用分布式計算，但考慮目前一些用戶實際情況，仍支持單機運行方式。典型系統物理組成及網絡結構：電梯、監控終端、通信通道(GPRS/GSM)、查詢工作站軟件、監控工作站軟件、短信發射器(科能短信發射終端)、數據庫服務器、WEB服務器。將來可擴充WEB服務器提供Internet查詢方式等擴展服務器。

監控工作站主要是負責接收電梯監控終端上報的故障信息、維保信息，對故障信息進行統計整理生成相關的報表數據，通過短信發射器實時通知維保人員及相關管理人員，定時上報數據到特檢監督站，可查詢電梯歷史運行情況及故障信息，同時具有基本信息檔案維護功能及報表設計功能。

查詢工作站具有基本信息檔案維護功能及報表設計功能，同時可查詢電梯歷史運行情況及故障信息。

數據庫服務器包含特檢站信息、維保單位信息、維保人員信息、電梯檔案信息、電梯參數信息、電梯故障及處理信息、電梯維保信息等等組成的數據庫，同時運行數據庫管理系統，目前采用SQLServer2000系統。為了達到數據安全目的，除了在數據庫服務器運行自動備份程序外，最根本的解決方案是采用系統級的雙機熱備份方式，可達到故障自動轉移，無須停機的目的，系統的可用性相當高。

4、系統具有的功能

4.1 具有對電梯故障信號采集功能

通過15個信號采集端口接入，采用單片機技術、短距離無線通信技術、傳感器技術、GPRS網絡通信技術、射頻卡通信技術、語音技術等技術的電梯故障監測儀實現。

本系統可對電梯的運行狀況進行實時監測和記錄，當電梯出現即使是輕微或短暫的故障時，系統均能自動判斷出故障的類型并將其全部記錄在內部的存儲器中。這樣，電梯維護管理人員即可通過分析一段時間內的電梯運行記錄數據，全面了解電梯的實際運行狀態和故障分布情況，包括電梯的運行時間、啟動次數、發生故障的時刻及持續時間、故障類型等等。通過系統的故障統計功能，就可以知道該電梯在什么時候發生故障的頻率比較高、那一種類型的故障出現的幾率大、那一種故障正在呈現發展擴大的趨勢，維修人員即可據此對電梯的狀況進行全面的準確的判斷，有針對性地對問題部位進行檢查修復，消除故障和事故的隱患。并可大大加快故障處理速度，提高電梯檢修的效率，有效地降低電梯故障和運行事故發生的幾率。最重要的是當電梯發生故障后出現電梯轎廂出現困人的情況后，系統能夠及時的檢測并可以組織有效的救援調度和實施。

4.2 具有的故障信息短信通知功能及GIS地理信息顯示功能

故障信號傳輸及故障信息統計, 由前端數據采集裝置（故障監測儀）采集電梯運行數據，通過GPRS網絡或GSM網將這些事件上報給維保遠程監控中心（系統主站平臺），采用雙重信道自動選擇進行遠程數據傳輸，直至得到系統主站確認。

本系統所具有的故障信息短信通知功能及GIS地理信息顯示功能，可將故障信息及時通知相關人員，并可通過GIS直觀查看發生故障電梯的所在的地理位置，同時系統會發出報警提示聲音。對每種故障信息進行分級管理。所獨有的故障信息記錄數據庫功能夠方便地使維保中心建立起一套電梯運行、故障及維修檔案庫，被保養電梯何時出現故障、維修人員何時到現場(采用實名IC卡維保)、電梯恢復正常等數據都會記錄在數據庫中。所提供的數據記錄不是簡單的數據列表，而是標準數據庫文件（基于微軟SQL SERVSER）。維保中心的操作員可以定期進行數據整理、統計、報表打印等工作。例如可以對某臺電梯，或某組電梯，或某一特定時間段的電梯故障及維修情況進行統計。通過這些數據文件（不是記錄列表），可以清楚了解到維保中心所管轄的電梯的運行狀況以及故障狀況，還可以對維修人員在電梯故障后的到位情況、維修情況科學地、有效地監督管理。

4.3 具有安全監察功能

由維保遠程監控中心通過GPRS網絡或GSM網將故障信息、維保信息進行統計整理生成相關的報表數據，定時上報數據到安全監察中心。安全監察中心（遠程監控、調度平臺）具備接收各個維保遠程監控中心（系統主站平臺）上報的電梯運行數據，電梯報警后監督維保人員是否按要求及時趕到現場處理故障，必要時調度人員組織現場施救。安全監察中心還具有基本信息檔案維護功能及報表設計功能，同時可查詢電梯歷史運行情況及故障信息。其數據庫服務器包含特檢機構信息、維保單位信息、維保人員信息、電梯檔案信息、電梯參數信息、電梯故障及處理信息、電梯維保信息等等組成的數據。

4.4 具有電梯故障停機集中報警系統可升級為電梯安全運行信息化管理系統功能

本版電梯故障停機集中報警系統留有升級版的功能。為了實現電梯安全運行信息化管理的區域，電梯維保單位可以有效的提高維保的到位率、維保質量，通過系統分析提供的維保重點及時消除電梯安全隱患；安全監察機構可以經授權調閱電梯運行數據和故障信息，巡查該區域電梯運行安全狀況，同步實現安全監察工作信息化；電梯制造單位，可以通信協議，對該區域本單位制造的電梯運行狀況和維保狀況實現遠程實時監控，對自身產品質量、維保質量進行信息化管理。 當電梯安全運行信息化管理的區域覆蓋范圍為全國時，就實現了全國的電梯安全運行的信息化管理。電梯故障停機集中報警系統即可升級為電梯安全運行信息化管理系統。

5、結束語