一、引言 隨著網絡技術的廣泛應用和高速發展，現代化工業測控領域發生了根本變化，提出了許多新的要求。但是就目前而言，傳統的現場測控系統仍然應用廣泛，它是一種局部、單機封閉式控制系統，在遠程故障診斷、現場視頻監視、遠程數據采集等方面顯得極不方便，已經難以滿足現代化測控的要求。而遠程測控系統不僅可以實現上述功能，同時還可以避免危險操作環境對操作人員傷害，以及減輕操作人員的工作強度，實現無人值守等。因此利用網絡技術實現遠程測控系統具有十分重要的現實意義。 從成本及使用要求等方面考慮，不適合對原有的現場測控系統結構進行較大調整，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的功能，以實現遠程監控的功能。本文詳細介紹了基于ActiveX技術的WEB遠程監控模塊實現的關鍵技術，并結合汽車耐久性試驗系統為例，實現了從現場測控系統到遠程測控系統的轉變。 二、網絡拓撲結構 目前常用的監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場測控系統，還要作為一個WEB服務器，在某些情況下會引起系統反應緩慢，甚至崩潰。 基于上述原因，本系統采用了以B/S構架為主的多層網絡結構，即在現場測控系統和客戶端之間增加WEB服務器。以一臺較高性能的計算機作為WEB服務器，由于現場測控系統控制任務繁重，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場測控系統交互的中間橋梁，客戶端只需通過瀏覽器訪問WEB服務器，就可以通過現場測控系統對運行情況進行實時監控。 遠程監控網絡從理論上可以構建在任何網絡上：局域網或者互聯網。現有的Internet網絡帶寬很難滿足測控系統對實時性的要求，而局域網的構建成本越來越低，并且帶寬可達10M甚至100M，完全滿足測控系統對實時性的要求，因此本系統基于以太網進行開發。其網絡拓撲圖如圖1。 三、遠程測控系統的軟件設計 根據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結構的前提下，嵌入到系統中，共同組成一套完整的遠程測控系統。 （一）現場測控系統網絡模塊 現場測控系統網絡模塊接收經過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行相應的控制命令。由于現場測控系統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結構基礎上，無縫地嵌入系統中，為其提供網絡功能。 （二）現場監控模 現場監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行是由WEB服務器響應客戶端的命令請求而觸發的。前者進行視頻圖像的采集與壓縮，同時將采集的現場圖像傳輸到客戶機的瀏覽器上；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全方位地捕捉現場圖像。 （三）基于Web的監控模塊 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。本系統采用了Delphi 5的Active Form進行ActiveX控件的開發與壓縮，并將其通過網頁下載到客戶機上，從而實現了客戶機與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，負責現場測控系統與客戶機之間的交互。由于現場測控系統與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場測控系統之間的控制命令與數據的傳送，即起個中繼站的作用。 系統結構圖如圖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： 客戶機和現場測控系統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。而此時現場測控系統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場測控系統發送控制命令，這些命令通過服務器端軟件中轉以后，傳送到現場測控系統。現場測控系統分析接收到的控制命令，并執行相應的控制命令，完成相應數據的上傳和提交。實現遠程控制功能。 ActiveX控件在載入網頁以后，就像應用程序一樣自動的接收發送數據，因此利用這個特點，不斷地接收現場監控系統傳來的現場多路采集數據，包括圖像數據，使得技術人員可以對現場進行的實時監視。 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對現場的運行情況進行實時控制。 但是由于實驗現場環境較為惡劣，噪音較大，不僅不利于操作人員現場進行現場24小時值守，而且危險的操作環境可能對人員的身體造成傷害。因此要求可以增加遠程監控功能，以便于操作人員在異地便可以對現場進行監控。因此將上述模塊嵌入到汽車耐久性試驗測控系統中，構成了汽車耐久性試驗遠程監控系統。實現了以下主要的功能： 運行曲線實時顯示。客戶端不斷的接收現場監控系統傳過來的現場多路采集數據，如油門位置、汽車車速等數據，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，在發生故障的時候，給出相應的修正方案，實現遠程故障診斷的功能。如圖4所示。 現場畫面的監視。客戶端可以不斷的接收現場圖像數據，周期性的顯示在網頁上，形成動態影像，并能夠通過人機界面控制遠端云臺，實現對現場全方位實時監視。如圖5所示： 文件傳輸。現場測控系統中保存有大量的運行文件和數據采集文件，這些文件對于技術人員深入了解歷史試驗狀況，實現故障的診斷等有著重要作用。客戶端可以同現場測控系統建立起一條通路，雙方可以對等的接收和發送文件。 發送控制命令。客戶端可以向現場測控系統發送控制命令，從而遠程控制駕駛機器人的動作，以及對車輛控制參數進行遠程配置，實現了遠程操縱的功能。 用戶管理。根據用戶權限，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控系統已經在實際中得到應用，并取得較好的效果。其現實優點如下： 試驗監督部門不必到現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控，包括試驗現場畫面、實時運行曲線、試驗數據。 技術人員可以遠程配置車輛控制參數、故障確認和診斷排除，并收集汽車參數，從而建立各種車型的專家數據庫。 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據。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的遠程監控模塊，給出了實現的原理。并在汽車耐久性試驗系統中得到實際應用。本系統可以無縫嵌入到原有現場測控系統中去，擴展了原有系統的功能，可以對現場進行遠程監視，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。