关键词：无线远程监控系统实现方式操作系统选择无线通信网
无线远程监控系统是在传统监测监控系统的基础上，结合当前无线通信技术和信息处理技术而发展起来的新型测控系统。
一般而言，现有的无线远程监控系统，大都符合“控制中心—监测站”的构建模式。控制中心是整个系统运作的核心，负责收集各监测站上传的监测信息，发送各种操作命令以控制监测站的行业。监测站被布放于远离控制中心的各监测点处，负责完成信息的采集和响应控制中心发出的控制命令。控制中心可用普通微机、工作站或工控机实现，软件开发可靠基于现有的Windows或Unix操作系统。监测站的设计实现可根据不同的应用目的和应用环境，采用特定的技术形式，比如单片机、DSP或者IntelX86系列的微处理器等。无线远程监控系统的组网方式也很灵活，可利用现有的无线通信网，如GSM/GPRS网络，CDMA移动网络等，也可单独搭建专门的无线局域网。下面系统地讨论无线远程监控系统设计开发时涉及到的一些核心技术，主要包括三个方面：监测站的设计开发、无线网络的组建和控制中心的软件设计。
1监测站的设计实现
监测站的设计与实现是整个无线远程监控系统研制开发的重点，监测站对信息数据处理的能力和精度将影响整个系统的最终性能。在整个开发过程中，监测站的设计是工作量最大、所需时间最长的一部分。监测站处于工作现场，只完成数据的采集、处理和控制，任务相对单一、固定，无须用詙大的台式机来完成；考虑到节能和布放方便，监测站多为嵌入式系统。根据整个无线远程监控系统所要实现的功能，和对数据处理与对传感器控制能力的要求，监测站设计的复杂程度和采用的具体技术是不一样的。
1.1基于单片机的设计实现方式
采用单片机是大多数嵌入式系统设计时的首选方案。由于在片上集成有丰富的外设，具有良好的控制能力，单片机天生就是为嵌放式系统度身定做的，在嵌入式市场上占据了最大的份额。
基于单片机的设计方案一般适用于对数据处理要求不高，运算量不大的远程监控系统。根据需要，单片机可以选用较为低端的4位机或8位机，如8051等，也可选用功能较强的专用芯片，如MSP430FE42X系列。单片机主要用于监测站端的系统控制。片外存储器一般为RAM、EEPROM和Flash等存储器；I/O设备一般为键盘、LCD等供设计调试用的人机交互接口；传感器一般为话筒、摄像头、扬声器和伺服马达一类的设备。无线通信接口实现相对较为复杂。编解码器是可取舍的，对于低速率数据一般没有必要。根据系统的处理任务和信息的类别，编解码器可选用不同的芯生，如CMX639（用于音频）或LD9320等，也可用编程逻辑器件实现。监测站软件可直接通过C或汇编语言实现，也可在实时操作系统上开发应用软件。对于低档的4位或8位单片机，控制能力较低，系统简单，一般采用直接编写控制程序的方法。对于功能较强大，各设备间交互复杂的系统而言，大多数是利用操作系统来进行任务管理、设备交互，应用软件只是完成上层的数据处理等工作。
1.2基于DSP的设计实现方式
众所周知，DSP的数字处理方面能力较强，技术已经很成熟，能处理各种运算的通用、专用芯片也很多。以DSP为核心设计开发的监测站，可以完成高速率数据处理，保证系统实时性方面的要求。
这类设计方案一般适用于数据处理运算量比较大，实时性要求高而对控制能力要求相对较低的监控系统。与以单片机为基础的监控系统不同的是，DSP除了作控制器以外，还可兼作数据计算、编/解码之用。对于较复杂的编/解码以及压缩解压运算（比如对图像视频数据的处理等）是否仍由DSP完成，须综合考虑。若DSP在系统控制和实现传输协议方面负担太重，则这部分运算需要由专门的处理芯片完成；若系统控制和传输协议较简单，或根本没有到上层协议栈，则这部分复杂的运算可由DSP完成。
1.3基于MCU+DSP的设计实现方式
显然，这种设计方式吸取了单片机和DSP各自的优点：单片机的特点决定其擅长于控制，DSP的内部结构保证较强的数据处理能力。两者的组合可实现一些相当复杂的系统功能，但由于系统中采用了两个处理器，其间的信息交互是设计这类监测站时须着重考虑的问题。只有单片机和DSP之间较好地协同工作，才能充分发挥各自的优点；否则，由于两者间的协调而耗费了大量资源，整体性能未必高于采用单一处理器的系统。实现单片机和DSP间通信协调的常用方法是采用双口RAM。
目前，有些DSP或单片机厂家为了扩大芯片的适用范围，在原有基础上进行扩展，相互间容入了对方的特点，使同一芯片在数据处理和控制方面同时具有较好的性能。比如Microchip公司推出的dsPIC，使客户能方便地将单片机的功能转移到DSP上，目前推出的产品有dsPIC30FXXX系列。由于DSP和MCU两个功能模块在同一芯片内实现，提高了系统的可靠性、降低了监测站的设计难度并节省印制板空间。这类芯片得到广大用户的青睐。
1.4基于MPU的设计实现方式
设计嵌入式产品的另一可选方案是采用基于微处理器的设计方式。与工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点；同时，在该领域技术成熟、产品类型多、选择空间大，满足各种性能需求的处理器比较容易获得。随着采用RISC体系的高性能MPU（比如采用ARM构架的处理器芯片等）的出现，MPU在嵌入式领域中的地位经久不衰；但是，由于在设计监测站时，电路板上必须包括ROM、RAM、Flash、总线接口和各种外设等器件，系统的可靠性将有所下降，技术保密性差，实现难度也较大。
1.5实时操作系统选择和嵌入式实时软件开发
目前已有的实时操作系统（RTOS）种类繁多，软件结构各异，可适用于复杂程度不同的各种环境，包括循环查询系统、前后台系统、实时多任务系统和多处理机系统等。具体实例有VxWorks、pSOS、QNX、PalmOS、WindowsCE、lynxOS和嵌入式Linux等。选择适合监测站乃至整个无线远程监控系统的RTOS的重要性是不言而喻的，它可能关系到整个系统研制的成败。选择过程杂而又需要耐心：要了解各RTOS的特点和适用范围，比较其间的区别，才能找到最为合适的一种。选择比较时，需要考虑的因素主要有：
①RTOS能否支持在项目中使用的语言和微处理器；
②RTOS能否与ICE、编译器、汇编器、连接器及源代码调制器共同工作；
③RTOS是否支持设计中要用到的服务，如消息队列、定时和信号量等；
④RTOS能否达到应用产品的性能需求，比如实时性需求；
⑤能否获得产品开发时必要的组件，比如协议栈、能信服务、实时数据库、Web服务等；
⑥RTOS是否能为公开出售的硬件提供设备驱动程序；
⑦使用RTOS是否免费；
⑧能否获得目标代码；
⑨获得的技术支持有多少；
⑩对于需要授权的RTOS，授权方式是怎样的。
嵌入式实时软件的开发与传统软件的开发有许多相似之处，继承了许多传统软件的开发习惯；但由于嵌入式实时软件的功能和运行环境特殊，决定其与传统软件的开发有所区别。嵌入式实时软件的开发使用交叉开发方式。所谓交叉开发是指，程序代码的实现、编译和连接的环境与对其进行调试和运行的环境不同。前者基于普通微机平台，后者则基于嵌入式系统的硬件平台。调试过程多是在有通信连接的宿主机与目标机的配合下进行的，开发完成后需要进行固化和固化测试。另外，开发过程还需要相应的开发工具，包括交叉编译器、交叉调试器和一些仿真软件。嵌入式应用系统以任务为基本执行单元，用多个并发的任务代替通用软件的多个模块，并定义了应用软件任务间的接口。由于整个无线远程监控系统的实时性能受RTOS和应用软件的影响，所以，在软件的需求分析阶段就充分考虑其实时性要求。再加之嵌入式应用软件对稳定性、可靠性、抗干扰等性能的要求都比较严格，所以嵌入式实时软件的开发难度较大。
2无线通信的设计实现
无线通信的设计相对于监测站而言较简单，有许多现有的产品和通信系统可以利用，重点只是在于从多种实现方式中作出最优的选择。
常用的实现方式有：利用现有的通信网络（GSM/GPRS、CDMA移动网等）和相应的无线通信产品；通过无线收发设备，如无线Modem，无线网桥等专门的无线局域网；利用收发集成芯片在监测站端实现电路板级与监控中心的无线通信。
2.1利用现有网络实现监测站与监控中心的无线通信
现有的通信网络较多，按业务建网是3G以前通信网络的特点，无线网络也不例外。设计无线远程监控系统可以借用的无线网络主要有：全球数字移动电话系统（GSM）、通用分组无线业务（GPRS）、采用码分多址（CDMA）技术的移动网、蜂窝式数字分组数据（CDPD）系统。
GSM（GlobemSystemforMobile）是全球最主要的2G标准，能够在低服务成本、低终端成本条件下提供较高的通信质量。就其业务而言，GSM是一个能够提供多种业务的移动ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork，综合业务数字网络）。
GPRS（GeneralPacketPacketRadioService）在现有的GSM网络基础上增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体。它以分组交换技术为基础，采用IP数据网络协议，提高了现有的GSM网的数据业务传输速率，最高可达170kb/s。GPRS把分组交换技术引入现有GSM系统，使得移动通信和数据网络合二为一，具有“极速传送”、“永远在线”、“价格实惠”等特点。
CDMA（CodeDivisionMultipleAccess）网络采用扩展频谱技术，使用多种分集接收方式，使其具有容量大、通信质量好、保密性高和抗干扰能力强等特点。
CDPD（CellularDigitalData）无线移动数据通信基于数字分组数据通信技术，以蜂窝移动通信为组网形式，是数据朎与移动通信的结合物。这种通信方式基于TCP/IP，系统结构为开放式，提供同层网络无缝连接和多协议网络服务。CDPD网络具有速度快、数据安全性高等特点，可与公用有线数据网络互联互通，非常适合传输实时、突发性和在线数据。
对使监控中心与监测站间的无线通信能利用现有的网络，对于特定的无线网需用相应的接入设备。这类设备市面上有现成的产品可供选择。接入GSM网络的通信模块有西门子的SIEMENSTC35i，接入GPRS可用西门子的MC35GPRS模块，接入CDMA网络的有华立H110CDMA模块和AnyDATA公司的CDMAModem(DTS-800/1800)，遵循CDPD方式的无线调制解调器（Modem）有OmniSky和NovatelMinstrel。
利用现有的网络组建无线远程监控系统，网络连接如图1所示。其中无线接入模块产品一般都提供有RS232作为外通信接口，有些天线是内置的。利用现有的网络覆盖面广和可漫游等特点，使监测站和控制中心的位置不受距离的限制；但由于利用公网，安全性会有所降低。
2.2通过专用无线收发设备建立无线局域网
这种设计实现方式结构简单，且无须向网络运营商付费；利用专网，安全性高。无线传输以微波作传输媒体，根据调制方式的不同，可分为扩展频谱方式和窄带调制方式两种。扩展频谱方式系统的抗干扰能力和安全性高，对其它电子设备的干扰小。窄带调制方式占用频带少，频带利用率高；通常选择专用频段，需要申请；相邻频道间影响大，通信质量、通信可靠性无法保障。
采用专用无线收发设备建立无线局域网的拓扑结构如图2所示。无线收发设备包括无线Modem和无线网桥等。无线Modem与监测站和控制中心之间采用RS232通信。若采用网桥为网络组建设备，网络拓扑结构将更为灵活，如图3所示。其中在无线网两端的有线网络是可取舍的，可以是以太网、令牌环网或点对点网络等本地局域网。也可以城域网，甚至是因特网，但使用公网时须考虑安全性和费用问题。
2.3利用收发集成芯片在监测站端实现的无线通信
前两种组网方式的一个特点是采用现有的网络系统和产品，无线通信部分不须专门开发，实现较为容易。但由于所购买的产品均是独立器件，使整个系统特别是监测站一端结构复杂、体积庞大，往往在系统推广时会带来不利，且外购产品会增加系统的成本。若能将外购产品的功能与监测站集成在一起，在电路板级实现，将可以避免上述不利因素；但这会增加系统开发的难度，延长研制周期。须权衡利弊，根据项目组的开发实力和系统生命周期作最有利的选择。
采用此方法设计监测站需要实现的部分只是图1、2和3中的无线通信接口（可参看本文的网络版全文）。这部分的硬件实时框图以及处理器、存储器的关系大致如图4所示。各个子模块都有多种芯片可供选择，比如射频前端可用ML2751和RTF6900，实现调制/解调的有ML2722，扩频、解扩可用LD9002DX2和Stel-2000A等。
3控制中心的设计实现
控制中心的设计相对于监测站的设计开发来讲较为简单，硬件设计少，除了普通微机（或工作站、工控机）外，还需要网络接入设备（若无线通信采用自行设计的模块实现，则须开发专用的无线网卡插入微机主板的预留总线插槽中）。控制中心的设计开发主要集中在应用软件的设计开发上，一般是基于Windows和Unix等常用操作系统的。当前用于此类软件开始、调试的工具较多，且功能强大，给控制中心软件的设计带来便利。
关键词：高速动车组；远程监控系统；诊断与维护
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.225
0 前言
高速动车组的远程监控系统主要是指车辆段和远程服务中心对列车进行的实时监控系统，而且支持多个地面站点与多个列车之间同时进行监控。对高速动车组远程监控系统进行快速准确的诊断，能够及时分析高效的分析出故障原因，为系统的维护工作提供保障。
1 高速动车组远程监控系统网络的构建
Internet/Intranet和LON网络是高速动车组远程监控系统在远程地面站点与列车设备之间传输监控信息的主要网络。具体先由远程地面站点发出监控指令，后经Internet/Intranet传输到各高速动车组的监控主站；然后再由主站通过LON网络，按照地面站点发出的监控指令查询需要的信息，再通过Internet/Intranet将查询到的信息发送出去，最后到达地面站。
高速动车组的远程监控系统采用WinSock通信来传输监控数据，监控系统的通信协议选择TCP。系统在进行通信时首先需要为通信双方建立连接，并由一方请求另一方。本文中远程监控系统的通信双方是指远程地面站点和列车，其中请求方为列车。由于不可能做到让每列车都拥有自己固定的域名或IP地址，所以在这个系统中会引入网络通讯服务器使其通过Internet节点直接接入网络。列车中的自动门控制系统、照明设备、空调设施等都属于被监控的列车设备，同时列车中设有监控从站和主战，其中从站负责列车每一节车厢内的设备，主要设在每节的车厢的乘务室；主站主要负责监控列车所有车厢的设备情况，设在列车的总控室内，同时接受地面站点的远程监控。
2 高速动车组远程监控系统的诊断
从多学科理论发展来看高速动车组远程监控系统故障诊断技术，其具有很强的学科交叉性。如现代人工智能学科的不断发展、信号处理技术的不断加强、控制理论和模式识别理论的逐渐成熟，这些现代先进科学理论的迅速发展和成熟为解决远程监控系统的故障诊断问题打下了坚实的理论基础，随之产生了各种能够有效解决问题的具体办法。所以有关远程监控系统的故障诊断技术也得到了快速发展，在技术进步和需求扩大的驱动下，一些动态系统的诊断专家系统已经达到了实际应用的水平。但是随着高速动车组的远程监控系统也在日趋先进化和复杂化，且目前我国高速动车组远程监控系统比较滞后、其参数时变性和非线性、祸合度等都有不同程度的变化和加强。同时监控系统的数学模型也越来越复杂，所以此时已经不在适用传统的基于系统模型的故障诊断方法了。因此本文主要选择人工智能作为高速动车组远程监控系统诊断的技术方法，人工智能已经成功的故障诊断领域进行实际应用。人工智能技术与传统系统故障诊断的结合，将其提升到了更高的技术水平，远程监控系统的智能化诊断水平。能够在一定程度上解决传统诊断方法存在的一些的局限和问题，和复杂监控系统的故障诊断问题。专家系统、古樟树、神经网络、实例推理等都是目前比较常用的远程监控系统故障诊断的智能方法和技术。
3 高速动车组远程监控系统的维护
对于高速动车组远程监控系统的维护，首先需要在故障诊断过程中具备扎实的远程监控系统故障诊断知识，还需掌握系统中各设备的设计知识，另外对于诊断出的监控系统故障问题利用维护知识去科学有效的排除故障。本文采取故障树的远程监控系统诊断方法，为列车建立起高速动车组故障树。从而很好的实现远程监控系统出现复杂故障时的快速及时查找和科学的定性分析。但故障树的方法过程仍比较抽象，所以可以考虑将其与先进的三维Catia模型相结合，对高速动车组远程监控系统中的各级子系统和最小的维护单元进行开发。
将故障树远程监控系统分析方法和高速动车组系统的三维模型库进行科学的结合，以实现一一对应关联。通过三维模型将动车组的各系统部件进行层次化显示，然后运用系统程序将存储在关系型数据库中的三维数据库调用出来，再随着故障树系统诊断方法分析过程中的一级级展开，就可以对应的将高速动车组的内部结构单位部件进行可视化的显示，为高速动车组远程监控系统的诊断和维护提供了方便。本文在对三维模型的处理上选择了Crotona3DRapidAuthor来进行轻化处理，有效的提高了三维模型系统的数据读取和展示速度。同时也使高速动车组远程监控系统的故障维修维护更加精确，可操作性进一步提高。从而实现了三维模型与故障树分析的结合，形象、动态、可视地查找到动车组故障部件，并显示了个部件和子系统在各自上一级系统的中相对位置，有利于更快速、更准确地完成故障诊断和排查。
4 总结
本文主要针对我国目前的高速动车组远程监控系统的诊断和维护，进行了分析和探讨。其中对于远程监控系统的诊断和维护，都是基于先进科学理论发展的基础上来讨论的。对于高速动车组远程监控系统中出现故障采取的诊断和维护方法仍需进一步的改进和完善。
参考文献：
【关键词】Web技术嵌入式系统网络视频监控系统
一、引言
随着现代网络通信技术的飞速发展，越来越多的企业、集团呈现出跨地域式的发展，而在这样的背景下，利用网络实现远程监控，对于降低企业的生产成本，提高劳动生产率，进而提高生产安全是有利无弊；另一方面，随着生产规模的扩大，设备分布的越来越离散，而视频监控以其实时直观的优势迅速被广大用户所接受，结合物理通信技术，能够非常容易的实现基于网络的远程视频监控。但是过去的视频监控网络通常都是采用普通的双绞线或者同轴电缆实现远程传输和监控的，对于具有大流量数据的视频图像而言的视频负载，通常会容易造成网络的拥塞，而且基于这种模式组建的网络视频监控系统后期维护较为繁杂，对系统的更新也比较困难。为此，必须要想方设法实现新技术在远程网络视频监控系统中的应用。
本论文主要结合嵌入式系统的设计特点，详细探讨基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统的设计与应用，以期能够从中找到嵌入式网络视频监控系统的可靠设计与应用方案，并以此和广大同行分享。
二、嵌入式技术在网络远程视频监控中的应用分析
2.1嵌入式技术分析
嵌入式技术是一种以实际应用为中心，结合实际功能对软硬件进行裁剪，从而构建专用计算机系统的一种技术。嵌入式技术的发展为嵌入式网络视频监控系统的发展和应用提供了有利条件和基础平台。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统以及其他应用软件等组成。与PC相比，嵌入式系统具有成本低、耗电少、实时性好、稳定性好以及易于升级扩展等优点，具有良好的应用前景。
随着硬件设备的升级，现在很多基于嵌入式的摄像头都作为前端视频监控设备，这样直接在摄像头内部进行图像视频数据的压缩，通过嵌入式视频服务器的转播，用户用普通的浏览器输入对应的嵌入式网络摄像头的IP地址，就可以实现对远程网络摄像头的视频监控，大大简化了整个系统的硬件构成，同时由于基于嵌入式技术构成的远程网络视频监控系统，用户也无需在PC机上开发专用的视频监控管理软件，只需要用普通的浏览器就能够实现远程视频监控，大幅降低了系统的开发成本。
2.2基于嵌入式技术的网络视频监控系统需求分析
（1）功能需求分析
基于嵌入式技术的网络视频监控系统，主要是实现远程网络视频监控，其具体功能需求主要体现在以下几个方面：
①基于嵌入式的网络摄像头负责前端现场的视频图像的采集，同时在摄像头内部进行视频图像的压缩，以远程网络支持的通信协议传输至网络视频服务器，由服务器向用户提供视频监控画面。
②客户通过浏览器与服务器进行交互，获取远程网络视频监控画面；客户也可以直接通过IP管理访问远程网络摄像头，直接获取远程视频监控画面。
③网络视频服务器负责对远程视频监控画面数据的管理，包括存储、调用和访问，同时通过对客户的权限设计与管理，确保不同权限等级的客户拥有不同权限的远程视频监控画面的管理；另一方面，网络视频服务器还必须要设计必要的安全管理程序，确保视频监控数据在网络中的传输安全。
（2）系统软硬件平台分析
①系统硬件平台
基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统的硬件平台主要由嵌入式系统构成，包括基于嵌入式技术的网络摄像头，网络视频服务器；其中基于嵌入式技术的网络摄像头，主要由嵌入式微处理器，存储器、通信接口等部分构成。嵌入式微处理器的核心部件是ARM内核，该内核能够支持多线程任务的并行开发，并且针对具体的功能对软件进行裁剪，大大简化了网络摄像头的硬件结构和硬件平台成本。
②系统软件平台
系统软件主要是在前端网络摄像头内部实现视频图像数据采集和压缩处理的软件平台，该平台采用嵌入式Linux系统为基础平台进行裁剪和开发。Linux内核能够轻易实现对设备的硬件驱动、I/O数据的读取与存储、进程的调度以及多任务协调等任务，因此，只要提供具体的功能，就能够利用Linux内核实现具体的功能开发。
三、基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统的实现
3.1系统架构
基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统，其整体结构采用了嵌入式+Web网络相结合的方式进行架构，因此整个系统的架构可以分为以下三个层次：
（1）前端嵌入式网络摄像头
作为整个视频监控系统的前端设备，该系统采用了基于嵌入式技术的网络摄像头，该摄像头具备独立的IP通信能力，同时由于内部具有嵌入式微处理器，因此该摄像头支持对视频图像监控功能的专业化裁剪，从而实现网络视频监控功能的一对一通信和管理。另一方面，通过对嵌入式网络摄像头内部程序的裁剪，能够实现对视频图像数据的采集、压缩、存储和传输等多任务的协调，大幅降低了对网络传输的负载压力，从而提升了系统整体的健壮性。
（2）网络传输层
为了实现网络视频监控的远程传输，网络传输层选用数据传输实时性较好的工业以太网作为网络传输介质，选用环形拓扑结构作为网络传输层的物理结构，这样能够有利于提高数据传输的可靠性。
（3）终端视频监控管理层
作为整个嵌入式网络视频监控系统的管理层，主要由网络视频服务器和显示终端两部分构成，网络视频服务器参与对视频监控画面数据的管理和远程调取等访问任务，而显示终端则主要用来完成对远程视频监控画面的访问。
3.2嵌入式视频监控程序的设计
嵌入式操作系统的主要特点之一，就是能够实现多任务的并行处理，尤其是本论文所选取的以Linux作为核心内核，适宜将可移植性很强的uC/OS-II操作系统内核移植到以Linux作为核心的操作系统中去，从而为多任务的并行处理的实现打下了良好的技术基础。
关于具体的利用Linux操作系统和uC/OS-II内核实现多任务的并行处理，可以从以下几个步骤入手实施：
（1）划分任务流程：所有的任务需要实现进行规划处理，将任务的流程规划好，并按照具体的流程执行相应的进程，从而将所有任务的并行处理转变为进程的并行处理；
（2）按优先级顺序处理：按照预先定义的中断优先级顺序处理各个任务进程，当不同的任务进程同时处理时，按照优先级顺序进行处理；当相同优先级的任务进程需要处理时，可以按照任务的范围度实现中断嵌套处理，从而保证了多任务的并行处理；
（3）任务在事件库中被执行：当任务被分解为进程之后，按照优先级的顺序被定时器响应就进入了事件库，在事件库中主要是针对任务的属性和需要完成的目标，对任务的进程进行封装，封装主要包括文件封装和接口封装，封装的目的是为了实现在同时并行处理多个任务的时候，不会因为进程的相似性而发生任务的错误执行的情况。
总之，在嵌入式系统中，多任务的并行处理需要借助于进程处理，并按照优先级的顺序进行处理，当然，也可以借助于Linux内核的事件调度，辅以合适的任务执行策略，即可实现预期的多任务并行处理的机制。
四、结语
基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统，相较于传统的网络远程视频监控系统，具有突出的优势，如适合更远距离的传输，简化了系统结构和开发成本等，因此在近几年，基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统得到了广泛的应用，因此基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统已经成为网络远程监控系统的发展必然趋势。本论文结合嵌入式系统详细探讨了网络远程视频监控系统的开发与实现，对于网络远程视频监控技术的研究，无论是从理论研究方面，还是从实际应用方面，都具有较好的指导借鉴意义。当然，本论文所设计的嵌入式网络视频监控系统只是从嵌入式角度对系统进行了开发设计，针对Web技术尚有很多具体的技术问题有待解决，这有待于广大技术人员的共同努力，才能够最终实现基于Web技术的嵌入式网络视频监控技术的飞速发展和应用。
参考文献
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关键词：远程监控技术；机房管理；应用
中图分类号：TP308；TP872
1 计算机网络远程控制技术概述
1.1 计算机网络远程控制技术的定义
计算机网络远程控制技术是指，通过某台指定的远距离终端计算机依赖于网络，去控制及监视另一台或多台终端设备（如计算机、自动化设备等）的技术，其主要应用于远程监控、远程技术支持等。
如果从计算机控制技术的对象来看，早期的计算机控制技术主要是针对单变量线性的对象，而现代网络远程控制技术的对象则由一变多，也就是我们所谈到的多变量非线性的对象；而从实现远程控制技术的元器件来看，早期监控技术主要依赖于独立模拟元器件，而现代网络远程控制技术则建立在大规模集成电路的基础上。互联网与通信科学的进步，一方面改变了控制技术早期的技术基础及系统结构，另一方面也使得控制技术与网络有了更好的融合，也就是我们现在所谈论的计算机网络远程控制技术。基于网络的远程控制技术，主要会使用四种网络接入模式，包括LAN、WAN、电话拨号及互联网接入。
1.2 远程控制的关键技术
1.2.1 Web技术
Web技术主要基于超文本技术，包括HTTP及HTML两大技术标准。
1.2.2 Activex技术
这一项技术主要是针对互联网相关应用开发出来的技术，其主要依托于组件或分布式组件对象模型。
1.2.3 Magic Packet技术
Magic Packet技术是又AMD公司所开发的，又称作网络唤醒技术，其主要通过MAC地址来进行网络中计算机的辨识。
1.2.4 远程屏幕监视技术
这一技术主要利用TCP/IP协议来完成远程监控，服务器端基于Winsock控件建立连接、发送指令到客户端，在完成监控屏幕指令后，客户端会通过图片格式的文件反馈回服务器。
1.2.5 Sockets技术
Sockets技术，又称为套接字技术，其主要分为流套接字及数据包套接字两大类。
1.3 远程控制技术的原理及实现
1.3.1 远程控制技术的原理
远程控制技术可以帮助建立多台计算机之间的数据交换通道，从而使得专业工程师利用互联网或通信技术来进行多台计算机的控制成为可能。远程控制技术的实现需要依靠三大核心构成，包括互联网、远程控制软件、专业工程师。通常情况下，其实现原理如下：位于远程终端的计算机（称为服务器端或控制端），利用远程控制软件，向被控制的多台终端设备（称为客户端或被控制端）发出指令，并利用远程终端的计算机来进行各种程序的操作，比如针对客户端所在计算机文件的使用、查看及管理客户端的多个应用程序、远程使用与客户端所在计算机已建立连接相关外部设备等某些特定的工作。
但在使用远程控制技术前，有三点需要注意的地方：第一，“远程”不代表距离或位置的远近，客户端及服务器端所在的设备完全可以是在同一数据中心机房的任意设备，或通过互联网接入的任意设备；第二，如果需要通过互联网来使用远程控制技术，必须通过远程控制软件作为载体，即将远程控制软件预装或安装到需要被控制的终端设备上；第三，服务器端的主要职责是发送指令与最终执行结果的查看；客户端的主要作用是根据指令完成操作、反馈执行结果。为了便于专业IT人员的后续工作，很多现代远程控制技术，都会基于互联网技术、利用浏览器来运行相关程序。
1.3.2 远程控制系统实现框架
网络远程控制系统由三大核心系统组成，包括有现成设备检测与控制系统、远距离数据传输系统及远程监控终端系统。在进行实际远程控制技术的实现时，需要注意以下两点：综合考虑整体远程控制系统的安全性及个性化操作需要，建议服务器端开发语言采用Linux系统下的C语言、客户端采用Windows系统下的C++语言；参照Socket技术及流程，并对所有远程控制指令进行加密，服务器及客户端仅识别加密语句；在Socket技术与数据库技术基础上，建立远程有效访问和监控机制，隔离并控制异常数据情况。
2 计算机网络监控系统中存在的问题及解决对策
2.1 存在的问题
计算机网络监控系统在各行各业的应用越来越广泛，解决了很多部门的监控管理问题，但是其自身也有许多问题有待解决。计算机网络远程监控存在很大局限性，其通用性不是很强，只能对特定对象进行服务，无法实现多方面共享。其次，远程监控的可操作性有待加强，出现问题监控需要暂停一段时间才能解决问题。第三，监控系统功能不全，对客户的不同需求无法满足，处理监控点的方法单一。
2.2 解决方案
解决上述问题的对策就是要保证信息的实时性，要求所获监控信息是最新信息，保证及时获取监控点的实际情况，有利于发现问题并有效做出反应。同时要保证信息的可靠性，小的错误不要影响到大局。另外要加强监控人员的操作技能和对系统故障的维修技能，保证出现故障可以在最短时间得到处理，不要影响系统的运行，做好网络安全保护，防止信息被盗或者篡改。
3 远程监控技术在机房管理中的应用
3.1 捕捉系统
信息捕捉系统包括摄像系统和温湿度测量系统。摄像系统主要完成监控图像的摄取。机房是支持信息系统正常运行的重要场所。制度管理还有适当的捕捉系统是管好机房的保障。
3.2 传输系统
传输设备主要是完成整个系统的视频信号和控制号等的数据传输，分为前端传输系统和远程传输系统。控制、管理和储存的全过程，能够架构在局域网/广域网之上，并与现有网络设备实现无缝对接，真正实现远程实时监控、集中监督管理的目的。
3.3 控制系统
控制系统分为前端控制设备和教师控制设备。前端位控制设备用来完成各个学生本地监控系统的显示、控制、录像等功能。前端各捕捉信号通过同轴电缆传输送到控制室的硬盘录像机上，由硬盘录像机完成模拟信号向数字信号的模数转换，同时硬盘录像机对监控图像进行录像，对各时点温湿度进行记录。
3.4 显示系统
在监控中心配备一套管理服务器，对监控系统显示的数据进行综合管理。大大提高了工作效率，为工作人员减轻了不少负担。
4 结束语
远程监控系统是现代科技的千里眼，为各行各业提供远程监控管理提供技术支持，未来的网络远程控制技术操作会更加简单更加完善，要合理合法的运用才可以更全面和稳定的促进网络化的发展，带来更高的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]姜卫华.现代信息化机房建设浅议[J].河南科技，2013（20）.
[关键词]图像监控监控系统GPRSInternet
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120039-01
远程监控技术的出现,是计算机网络技术与故障监控技术相结合的必然结果。早期远程监控技术是非实时非在线监控方式,而现代远程监控技术,借助于计算、互联网和通信技术,实时在线监控。
一、无线远程监控系统简介
远程监控系统主要由现场监控单元、通信系统和监控中心组成。现场监控单元一般包含传感器、控制器和微处理器,主要负责完成信息的采集和响应监控中心发出的控制命令。通信系统负责传输监测数据和命令。监控中心是整个系统运作的核心,负责收集各监控单元上传的监控信息,发送各种操作命令以控制监控单元的行为。监控中心一般由计算机组成,运行专门的图形化监控管理软件,将各监控点的状态形象地显示出来,同时对监测数据进行处理,为决策提供重要参考。
远程监控技术的模式与通信技术的发展密不可分,伴随着通信技术的发展,出现了三种远程监控模式。
1.人工远程监控。这种方式是通过人工对现场参数及现场运行情况进行记录,然后带回总控室由工程师进行分析推理。该方式比较原始,人为因素多,且无法实现实时在线监控,弊端明显。
2.有线网络远程监控。有线网络监控方式是现代远程监控模式,将现场各个采样点通过通信线将其连成网(以太网、光纤网等),是现在广为使用的方式,如现场总线。其最显著特点是现场的采样设备将各种传感器获取的设备状态信息转变为数字信号后,通过网络传送给远程诊断工程。远程诊断工程师再利用计算机和现代数字信号处理技术对收到的数字信号进行分析处理,对设备状态进行评估,给出诊断结论并将结果返回给现场人员。诊断结论可靠性高,可实现实时在线远程监控与诊断。但该方式在网络铺设上投资巨大,且受距离限制,各数据点间距离越远投资就越大。
3.无线网络远程监控。无线网络远程监控又分为两种:一种是单独构建无线网,另一种是利用公GSM。第一种方式由于要自己进行网络构建包括传输设备,中继站,传输协议制定,工作量较大。第二种用GSM网络实现,依托遍布全球的GSM网,打破了距离的限制,可以实现全国乃至全球漫游监控。这类监控主要是利用GPRS数据业务通过Internet进行通信,GPRS网络传输数据,永久在线、实时传输且运营费用低。
二、图像监控背景
图像监控,直观、信息内容丰富,成为安全监控的主要手段。图像监控系统是根据使用目的和应用条件,由图像采集、图像处理、图像传输、图像管理和系统控制等相关电子设备和传输介质组成的一个有机整体。在很多场合,由于客观条件限制,人不可能进入现场进行直接的观察,只能用适应性更强的电子图像设备来代替完成。
三、图像监控系统的发展与现状
目前在图像监视系统领域,有线方式的图像监视系统较为普遍,而在设备分布广泛和数据不易采集的场合,有线图像监视方式受到了固有物理布线的限制,但无线远程图像监视方式则没有这种限制。随着计算机技术和通信技术的发展,将嵌入式系统技术、无线通信技术和基于TCP/IP的Internet技术结合在一起的无线远程图像监视系统成为可能。基于嵌入式系统的该类监视系统对嵌入式系统的软硬件开发提出了新的挑战,而图像、视频等大信息量的多媒体无线传输要求也给无线通信技术提出了新的挑战。
嵌入式应用系统与无线网络互连的结合,是现在乃至将来嵌入式应用的必然趋势,利用嵌入式的无线网络传输视频数据也成为目前人们研究的热点,而解决在无线网络带宽资源限制的情况下,实现实时传输视频图像,成为研究的关键。
随着电子技术与通信技术的发展,图像监控系统就图像、监控的方式,大致分为三种:
1.本地模拟图像监视。上个世纪八十年代初,主要是以模拟设备为主的闭路电视监视系统,称之为第一代模拟图像监视系统。该系统由摄像机、电视机、录像机等组成,由视频线、控制线缆等连接。一般采用采用模拟方式传输,将图像信号直接送入视频电缆,再通过电缆线连接到中心控制室的多路切换器上。该系统功能简单、可靠性差,易受干扰,传输距离有限且使用寿命短,应用范围小,如大楼监控等,监控图像只能在控制中心查看。
2.基于PC的多媒体监控。数字视频压缩编码技术的成熟,微机的普及,为基于PC的多媒体监控提供了条件。基于PC机的远程图像监视系统由PC机插视频卡构成。多媒体监控系统一般结构:在远端监控现场,由若干个摄像机、各种检测、报警探头与数据设备,通过各自的传输线路,汇接到多媒体监控终端上,多媒体监控终端可以是一台PC机,也可以是专用的工业机箱组成多媒体监控终端。除了处理各种信息和完成本地所要求的各种功能外,系统利用视频压缩卡和通信接口卡,通过通信网络,将这些信息传到一个或多个监控中心,即是通过各自的传输线路,汇接到监视终端机上。基于PC的视频监视系统终端功能较强,便于现场操作,但稳定性差,视频前端,如CCD等视频信号的采集、压缩、通讯较为复杂,可靠性不高,PC机也需专人管理,特别是在环境或空间不适宜的监视点,这种方式不理想。
3.基于嵌入式技术的网络数字监控系统。基于嵌入式技术的监视系统不需处理模拟视频信号的PC,而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器自接转换成数字信号。嵌入式视频监视系统具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能,自接支持网络视频传输和网络管理,使得监视范围达到前所未有广度。
四、未来嵌入式图像监视系统的发展趋势和前景
将嵌入式系统技术、无线通信技术和基于TCP/IP的Internet技术结合在一起的视频监视系统将成为监视系统的未来发展方向。利用嵌入式技术采集并对现场信息进行相应处理,再通过无线通信方式传输到Internet上,用户通过Internet来管理和使用信息。由于采用了GPRS等无线数据通信方式,以省去了有线方式下必须采用的物理布线。而且无线方式有利于对监视点的合理安排,克服了传统系统只能用于固定现场的监视。
因此,这种监视方式在工农业生产、移动通信、家用电器自动化等领域都具有相当广阔的应用前景。
参考文献:
[1]雷峰成,嵌入式网络数字图像监控系统,微计算机信息,2006,(9).
[2]孙宏伟,基于ARM9的远程图像无线监控系统,单片机与嵌入式系统,2006,(7).
关键词 IP多播；转播台；远程监控；系统；应用
中图分类号G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）133-0085-01
所谓单播通信是指网络中的一台主机只能向连接入网络的另一台主机单独地发送信息和数据。由此可见，单播技术数据传输效率不高，信息传播速度十分慢，性能上存在相当大的局限性。此外，广播通信是指一台主机一次性地将信息传输进网络，所传入的数据能连接入网络上的任何一台主机。虽然广播通信符合信息高速传播的要求，但信息传输数量过多也会导致相关网络载荷过重，降低信息传播的效率，不但会造成宽带资源的浪费也容易造成信息泛滥。由此可见，不论是单纯的单播通信还是广播通信都不能使信息得到有效且快速地传播。传统的IP通信技术不能解决多台主机接受单台主机信息传送的问题。因此，传统IP通信技术的不足就为IP多播技术的研发和产生起到了很大程度上的促进作用。
1 IP多播技术的概述
IP多播技术可以达到单点向多点进行数据信息传输的目的。这样既保证了数据及时有效的传送也不会加大传输负担，占用过多的网络资源。
1.1 IP多播技术的概念
IP多播技术区别于传统的IP通信方式，其传播方式介于单播和广播之间。此种技术允许单点向接连入网络的任何一台主机发送数据。由此可见，应用IP多播技术不论存在多少个数据分享者，在整个数据分享过程中只要同处于一个数据分享组就能完成数据传输。如此，采用IP多播技术很容易就能完成单点向多点的数据分享过程。不仅能避免因传输数据过量而引起的网速过慢，减轻网络传输的载荷，节省数据传输的时间，还能提高传输点与接收点的工作效率，大大节省了人力的消耗，促进了资源的有效配置。
1.2 IP多播地址
在IP多播技术中，向网络发送出信息的计算机被称为多播源。在具体操作的过程中，多播源通过将需要传输的信息发送至网络中的固定地址以完成数据的传输过程。数据接受者若想要分享到相应数据就必须前往数据所在的网络地址才能完成数据接收。传输者将数据传送到的网络地址和接受者的接收地址必须一致。IP多播技术将这个传输者和接受者共同使用的网络地址称为IP多播地址。将共享相同的多播地址、共同完成整个数据传输过程的传输者和接受者划分入一个多播组。此外，IP多播地址会在上传者传送信息时由网络进行动态分配。建立多播组时，网络会为其安排多播地址，当一个信息多播的过程结束，安排的多播地址将被回收，以备下一次多播传输时使用。但IP多播过程中分配的多播地址只能作为目的地址不能当作源地址来使用。
1.3 IP多播协议
所谓IP多播协议可以分为两种类型，即主机与路由器之间的管理协议和路由器与路由器之间的动态多播路由协议。主机和路由器之间的管理协议最主要的类型是IGMP（Internet Group Management Protocol），即互联网管理协议。而路由器与路由器之间的动态多播路由协议则又包含域间协议和域外协议两种类型。如果某一多播主机想要参与某一数据多播过程，可以采用IGMP来向本地多播器发送请求以完成信息接收。IP多播协议作为IP多播技术的重要组成部分为IP多播技术实现信息的有效传输提供可能，大大提高了分享过程中数据以及信息传播的速度和效率，提高了IP多播技术的应用优势，并为IP多播保持技术优越性提供支持。
2 IP多播于转播台远程监控系统中的应用
因为IP多播技术具备特有的传送功能，若实现其在转播台远程监控系统中的应用将加快视频信息传输，大幅度提升系统的工作效率，并为保持远程监控系统优异的工作性能提供保障。
2.1 增快传输速率节省网络资源
转播台远程监控系统由于其工作性质的特殊，决定了它必须在最短的时间内以最快的速度实现数据信息的传播，系统必须处于高效运作以及高速传播的过程之中。当远程监控系统处于工作状态时若运用单播通信进行信息传输将会使视频播放时使用的服务器一直处于监听状态。这样将会造成对视频服务器资源相当大的浪费，容易造成系统的不稳定的同时也容易影响信息数据传输的速度。若运用广播通信的方式进行数据传输，将会使所有局域网的网络用户都接收到信息，造成严重的资源浪费问题。但将IP多播技术应用于转播台远程监控则不然。作为介于单播和广播通信之间的技术，IP多播技术能实现单点对多点的信息传输。由此可见，相较于将单播通信以及广播通信应用于远程监控系统的方案而言，IP多播技术的应用将有效地节省网络资源并实现信息快速传送。
2.2 传输及时快速避免数据漏洞
将IP多播技术应用于转播台远程监控系统中能提高系统效率，加快信息传输。其特有的信息传输方式意味着处于不同地点的多个系统监控人员可以通过网络对同一个监控地点和对象进行实时监控。只要系统运行正常就不存在时间断裂，从而实现对监控对象的有效监控。这就为远程监控系统能及时有效的进行数据传送提供可能，也在一定程度上减少了数据传送的时间避免了数据漏洞的出现，能使监控人员提高对突发事件的预警能力并保障其对应急事件能及时作出反应，提出解决方案。因此，实现IP多播技术在转播台远程监控系统中的应用，能切实有效的提高监控人员对突发事件的处理能力。
2.3 提高工作效率节省人力资源
由于IP多播技术能实现一台主机对多台主机的信息数据传输功能，其及时有效的数据传输能使转播台远程监控系统实现一点传输多点接收。相较于单播通信的一点传送一点接收的方式，IP多播技术显然具有相当高的优越性。不但在一定程度上节省了大量的人力资源，同时还保证了信息的高速传输，提高了系统的工作效率。由此可知，实现IP多播技术在转播台远程监控系统中的应用能有效地解决系统监控多个对象以及多个终端的问题。由此可见，此技术的应用不但能有效的提高监控系统性能，还能有效的减轻监控系统工作人员的工作
负担。
3 结论
由上述可知，由于监控系统在众多银行、写字楼保安系统中都扮演着重要角色，所以实现IP多播技术在转播台远程监控系统中的应用具有相当大的必要性以及重要性。不仅能提高系统的数据传输速度，实现高效的信息传递功能，还可以加强监控人员对监控现场的掌控，提高监控人员对突发事件的反应速度保证监控现场秩序的稳定和人员安全。
参考文献
关键词:电厂安全生产;远程监控;自动控制;远程监控
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).
[2]倪海燕,马常旺,胡超.基于多线程技术的智能小区管理服务系统构建[J].宁波大学学报(理工版),2006,19(1).
