通信网络基于Internet的远程控制系统.pdfVIP

基于Internet 的远程控制系统 （湖南省自然科学基金“高速网络自适应拥塞控制研究”， 湖南省科技厅，编号：06JJ50135，本文作者为项目主持人） Internet-based Remote Control System （广东商学院）高文宇 摘要：基于局域网的控制系统已应用得非常广泛，但是真正基于Internet 的远程控制系统还 面临诸多挑战，如跨平台性、实时性和安全性等。本文以一个 Java 实现的远程监控系统为 例，深入研究了系统中的跨平台性支持，Java 对底层硬件的控制实现，实时性问题，安全性 问题等，应用实践表明，该系统基本满足了设计要求。 关键词：远程控制；实时性；安全性 中图分类号：T27 文献标识码：B Abstract ：LAN-based control system has been wildly used for a long time, but Internet-based remote control system is still a great challenge. Such problems as cross-platform support, real timing, security cannot be solved easily in an Internet-based system. We try to solve such problems through a remote control system implemented by Java; special discussion is given to above problems. Operation of this system showed it meet most of the demand. Keywords ：Remote control ；Real-timing ；Security 1 引言 随着计算技术的飞速发展，越来越多的工业控制系统通过计算机来完成，而网络技术的 进步也为网络控制提供了更多的可能性。在传统的工控领域，以汇编和 C 语言实现的控制 系统居多，而控制系统的实时性要求又将多数的网络控制系统局限在局域网内。真正通过 Internet 来实现远程工业控制系统还面临许多挑战[1-3] 。首先，基于Internet 的远程工控系统 要考虑到控制终端的多样性，因此系统要具有良好的平台适应性，传统的 C 和汇编难以很 好地满足系统要求，而 Java 良好的可移植性和封装性为系统的设计提供了更好的选择，因 此采用Java 实现的Web 方式的工控系统成了更好的选择。其次，基于Internet 的远程工控 系统，控制指令和数据的传输需要经过一个公共的，不可控的Internet，数据传输的实时性、 安全性都无法像在可控的局域网里那样有保障，因此需要采用一些有效的技术措施来提高系 统的实时性和安全性。 2 系统结构 某单位在几个不同的城市分别设置了几个无人值守的观测站，用于收集一些环境信息， 同时，远程控制终端还可发送控制指令对被控设备的运行参数进行调整，以调节数据采集的 频率等，每个观测站还配置了监控器，用于对观测站的现场情况进行监测。系统体系结构见 图1。 系统主要包括被控设备、控制机、控制服务器和控制终端。控制机通过 RS232 接口与 多个被控设备相连，主要包括环境数据采集设备、监控器等；控制机通过Internet 与控制服 务器相连，接收来自控制服务器的控制指令，另外，控制机也通过网络上传一些系统状态， 监控录像等；控制终端有两种，一种是与控制服务器处于同一个局域网的控制终端，这些控 制终端通过LAN 访问控制服务器，经过服务器的验证后，可以发送控制命令给服务器，由 控制服务器将控制命令转发给控制机，实现对远程设备的控制；另一种控制终端是直接连在 Internet 上的控制终端，理论上，任何一台可以访问Internet 的机器都可以当作控制终端来使 用。对于这类通过Internet 接入的控制终端，同样需要先连接到控制服务器请求认证，经验 证后方能实现对远程设备的控制，这里最重要的问题就是如何保证远程控制的安全性，这在 后面专门给予讨论。系统采用Java 及相关技术实现。 被控设备 被控设备 …