基于分布式组件的监测网络系统的设计与实现.docVIP

基于分布式组件的监测网络系统的设计与实现 随着监测技术向自动化、智能化、网络化的日益发展，监测管理的越来越复杂化，监测系统不断被赋予新的内容和组织形式，从而对监测系统提出了更高的要求。该文设计并实现了一种基于分布式组件技术的监测网络系统，能够实现各种实时监测和非实时监测功能，具有良好的可扩展性，并实际应用于全国短波监测系统中。现代监测网络系统由一套完整的信号检测、传送、分析、控制和显示系统组成，配备了先进的监测设备以及相应的控制和自动监测软件，并通过计算机和网络实现互联。 　　1 系统设计原则 　　为了提高系统响应性能和稳定性，增强代码的可重用性，可扩展性和易维护性，最大程度地满足用户日益变化的需求，整个监测网络系统设计原则为：基于分布式组件设计；基于三层结构模式设计：将设备驱动与网络监测软件分开；将数据流与业务流程分开；基于网络化结构设计；基于标准化模块设计。 　　基于分布式组件(DCOM)设计的软件每一部分模块都是一个独立运行的程序，并可以运行于不同的计算机上。这样可以使各软件功能之间、各设备之间完全独立。 　　基于三层结构模式设计，将设备驱动与网络监测软件分离开，使各部分完成各自的功能，尽可能地减少了各部分的耦合度。将数据流与业务流程分开，可以简化业务流程的逻辑复杂性，从而可以降低软件的开发难度，提高软件开发效率。 　　将监测网络中的设备根据不同的监测中心、监测站进行树型结构管理，既可以对用户、设备、功能进行统一的管理，也可以避免因统一管理而带来的网络数据瓶颈。 　　基于标准化模块设计，使得各功能模块独立运行，一个模块死掉，不影响其他无关模块工作。 　　2 系统体系结构 　　2.1 监测系统组成 　　监测网络系统通过各种测量设备，能对温度、流量、压力还有无线电等各种信号进行测量，将采集到的数据通过网络传送到各级监测中心及监测站，并对其数据进行分析和处理，及时、准确地将信号测量情况反馈给监控人员，从而监测运行情况，对出现的异常情况作出及时的处理，指导决策。 　　整个监测网络系统由监测中心、各级监测站和监测站下的监测设备通过联网组成。监测中心负责对各监测站进行控制，下达监测任务，是采集和处理数据的中心，由控制器、路由器、集线器／交换机、网络适配器、MODEM及对应的监测软件等组成，实时掌握整个监测网的运行状态。监测站至少包括一个监测服务器、一个数据库服务器和若干个监测设备，能够接受监测中心的测量任务，实现对测量信号进行自动实时和非实时监测，并进行分析处理显示，将数据发送到监测中心。监测站也可做成移动车载系统，通过无线网络接入监测系统，灵活机动地完成各种监测任务。监测站下的各种监测设备实现具体的监测功能。 　　监测中心、各级监测站和监测设备组成一个局域网络，进行树型结构管理，实现各种监测功能，达到统一管理、分工合作、数据共享的目的。在监测站内部的数据通讯直接通过分布式组件来完成，而各个监测站之间的数据通讯的实现则是通过网络通讯服务程序进行点对点通讯(PPP)，这样可以避免网络设备统一管理而带来的数据传输瓶颈问题。根据实际情况，用户可以建成只有一个监测站的小型监测网络系统，也可以扩建成全国监测网络系统。 　　2.2 系统软件结构 　　整个监测网络系统基于分布式组件设计，采取“客户端-中间层-设备底层”三层结构形式。客户端是监测系统的功能界面程序，主要完成与用户的交互功能；中间层是工程的核心组件，主要负责命令与数据的分发以及设备和用户的统一管理；底层设备封装成组件形式，主要完成用户的测量任务，并返回数据。图1是监测系统整体框架结构图。 　　客户端程序，从功能上来说是一个面向用户的窗口，主要完成的功能有两个：作为用户和设备交互的窗口，向中间层发送命令和显示中间层返回的数据；完成一些独立于中间层的数据处理功能。 　　中间层就象整个系统的中枢神经，其主要完成两大功能：一是负责整个系统数据流的管理，向上接受客户端输入的测量命令和参数，并向客户返回相应的测量数据和状态，向下将测量命令和参数发送给底层设备，并接受设备返回的数据。二是设备管理和用户管理，简单的说就是对网络中的设备和用户进行统一管理。 　　设备底层主要是设备的DCOM封装和与中间层的接口程序。 　　3 系统总体设计 　　3.1 客户端程序设计 　　怎样设计界面友好，运行稳定，实时反应迅速的监测软件是监测网络系统的首要要求。监测网络系统应用软件的交互界面和功能直接反映了用户的需求。 　　系统设计中采用基于分布式组件设计的模块化设计：每项功能设计成相对独立的功能模块，每一部分模块都是一个独立运行的程序，模块与模块之间各自预留接口，通过调用接口的方式相互调用。这就要求每个模块有自己独立的参数、变量和过程；各个模块的功能不重复，每个业务功能可以重复调用。模块化设计的优点：利于开发分工、减