0 引言 　　隨著計算機技術和網絡技術的發展，控制系統向網絡化、開放性方向發展成為控制系統技術發展的潮流。對于大型的工業現場，由于被控對象、測控裝置等設備的地域分散性，以及控制任務的實時性要求，基于Internet遠程信息處理和控制是一個很好的解決方案。 　　嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件硬件可裁剪，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統以其網絡化、小型性、專用性、廉價性、可靠性高的特點，已經在工業控制領域得到了廣泛的應用。 　　本文設計的基于Internet的嵌入式遠程監控系統，充分發揮了嵌入式設備的特點，利用先進的軟件技術（如OPC、ActiveX、ASP、網絡安全技術、數據庫技術等）實現了對嵌入式系統的遠程監控，也為控制網絡與信息網絡的信息集成奠定了堅實的軟硬件基礎。 1 基于Internet的嵌入式遠程監控系統體系結構 　　如圖1所示，基于Internet的嵌入式遠程監控系統（以下簡稱監控系統）可以分為三層：現場智能設備層、智能控制層和遠程監控層。 　　1.1 現場智能設備層 　　智能設備層是指安裝在工業現場的PLC、智能儀表、采集器等數據采集和控制設備，它完成對現場設備的控制及現場數據的采集，并與監控層進行數據交互，是整個系統的基礎，系統的控制邏輯都集中在此層，因此該層應具有較高的可靠性、穩定性及冗余度?，F場智能設備層的核心是現場總線，現場設備以網絡節點的形式掛接在總線上。 　　1.2 智能控制層 　　監控系統的第二層是智能控制層，這一層從現場設備中獲取數據，完成各種控制策略、運行參數的監測、報警、分析等功能，另外還包括控制組態的設計和下裝，即實現本地監控功能。該層的核心設備是嵌入式控制器，嵌入式控制器通過以太網接口和總線接口與上層和下層相連，協調網絡節點之間的數據通信，這種連接方式使系統配置更加靈活。 　　1.3 遠程監控層 　　遠程監控層的主要目的是在分布式網絡環境下構建一個安全的遠程監控系統。該層采用B/S結構，將智能控制器的數據庫中的信息轉入上層服務器的關系數據庫中，上層服務器通過Web服務器與通用Internet網絡相連，這樣遠程用戶就能隨時通過瀏覽器查詢網絡運行狀態以及現場設備的工作狀況，在線修改控制參數，對生產過程進行實時監控。[2] 2 基于Internet的嵌入式遠程監控系統的關鍵技術 　　2.1 嵌入式控制器 　　系統中的嵌入式控制器采用的是符合PC104標準的嵌入式工控機磐儀EmCORE-n513，嵌入式操作系統采用Microsoft公司的Windows CE.net。在此平臺上，應用Microsoft公司專為嵌入式系統提供的應用程序開發工具eMbedded Visual Basic開發系統的監控程序和通信程序。圖2為監控系統的主監控界面。監控程序運行時，單擊“參數設置”按鈕可以調用參數設置窗口進行控制參數的設置。針對中藥滴丸生產的特點，監控程序提供數據的永久存儲功能，用戶可以將設置好的參數成組存放，通過組號可以調用已存儲的數據配方，單擊“查詢與轉存” 按鈕將調用查詢與轉存窗口進行數據的查詢與存儲。此外，監控軟件還實現了歷史曲線功能，這為生產過程的分析和工藝水平的提高提供了有力的工具。 　　EmCORE-n513本身沒有提供向下的現場總線接口。在此，自行設計了一個多路現場總線接口，可以提供與Profibus-DP、CAN等主流總線的連接。 　　 2.2 Web服務器 　　系統中開發的Web服務器是一個提供遠程監控服務功能的網站服務器。在Web服務器中通過作為OPC客戶端的ActiveX控件從OPC數據服務器實時獲得現場數據。在Web服務器上建立了嵌入了人機交互ActiveX控件的ASP動態頁面，用戶使用該控件提交數據服務請求。Web服務器為遠程用戶提供嵌有數據監控ActiveX控件的監控頁面，遠程用戶只需登錄該監控頁面，即可進行遠程監控[3]。 　　Web服務器程序主要包括以下控件：服務器頁RemoteMonitor、數據顯示窗口DataDis play、客戶端頁Client、時鐘類Ctimer、接口類IOPCDataCallBack和多種ActiveX控件如人機交互控件、實時數據視圖控件CRDataView、實時數據控制控件CRDataControl、歷史數據視圖控件CHDataView、歷史數據控制控件CHDataControl、歷史數據模型控件CHData Model、數據庫接口控件CAdoDC、OPC客戶端控件COPCClient?！? 　　2.3 監控系統容錯性設計 　　中藥生產線監控系統要求較高的可靠性，從兩個方面提高監控系統的可靠性：提高設備硬件的可靠性與提高軟件的穩定性及容錯性。監控系統的穩定性與可靠性在很大程度上依賴于嵌入式智能控制站。鑒于此，本系統采用網絡冗余和智能控制層服務器故障切換技術以提高系統的穩定性與可靠性。 　　網絡冗余就是在客戶端和智能控制層服務器間建立兩個物理網絡，給相同的過程數據提供兩個網絡路徑，當在一個網絡路徑連接中斷時，控制軟件自動切換到另一個網絡路徑。 　　使用智能控制層服務器故障切換就是使用兩個不同的監控操作站，通過設置可以實現一個監視設備為主設備，另外一個為從設備。正常時，主機和從機都從網絡上采集數據，從機采集的數據與主機采集的數據相同，從機監視主機運行，只是從機I/0 Server不啟動，若從機發現主機工作不正常，從機I/0 Server啟動，從機成為主機。 　　同時使用服務器故障切換和網絡冗余，當軟件出現故障時，智能控制層服務器故障切換優先網絡冗余。也就是說，控制軟件首先試圖切換到備用節點，如果備用節點不能用，故障切換再試圖切換到備用網絡路徑。 　　2.4 監控系統網絡安全設計[4] 　　由于應用于具體的工業生產過程，必須考慮監控系統的安全性問題。 　　中藥滴丸生產線的監控系統可以分為內網和外網，內網是指本地監控站和遠程客戶端，外網是指Internet網。采用如下幾種措施來加強網絡安全。 　　第一，系統采用網絡隔離（網關隔離）的辦法將內部控制網絡與外部網絡系統分開，另外還采用二級防火墻系統，即除在內/外邊界處設立防火墻之外，仍需在內部網絡設置防火墻，進一步實現對內部控制網絡的訪問進行限制，防止非授權用戶得到網絡的訪問權等。 　　第二，監控系統在內網的訪問中，不論是在遠程客戶端還是在本地服務器端都是使用內部IP，以保證內部信息資源的安全。 　　第三，必須加強監控軟件訪問控制，對用戶名、口令及用戶權限進行嚴格驗證。系統對用戶的權限劃分為兩個級別：系統管理員和普通用戶。系統管理員不但可以對現場設備狀態進行監測，還可以對各控制設備進行控制；普通用戶對現場設備狀態進行監測。 　　最后，在系統中，一個系統管理員是不能下達遠程控制指令的，要執行遠程控制命令，必須還要有一個監護人，以防止出現誤操作。另外無論完成什么操作，系統都將記錄在案，并且存儲在數據庫中，以備查詢。 3 結論 　　隨著嵌入式技術、網絡技術和監控技術的發展，基于嵌入式的遠程監控系統在工控領域將得到越來越廣泛的應用。嵌入式技術、工業以太網技術和Internet技術的緊密結合，使得通過Internet對嵌入式工業控制系統進行遠程監控成為自動化系統一種新的實現方法。本文介紹的基于Internet的嵌入式遠程監控系統，為用戶提供了動態監測現場數據、查詢、下載、歷史數據瀏覽和報表輸出等功能，在嵌入式控制器、網絡服務器、控制系統與信息系統的信息集成方面提出了一些實現的技巧。 　　本文作者創新點： 　　結合最新的嵌入式技術、網絡技術與控制技術，提出了一種以嵌入式工控機為中介的網絡控制系統的設計方案并予以具體實現，為遠程監控系統的設計與實現及其管－控一體化的實現提供了參考依據。 參考文獻 　　[1]. 萬家富,張文斐,張占松.網絡監控系統原理與應用[M].北京:機械工業出版社,2003.4 　　[2]. Min-Hsiung Hung ,Kuan-Yii Chen ,Shih-Sung Lin. Development of a Web-Services-based remote monitoring and control architecture[C]. Robotics and Automation, 2004. Proceedings. ICRA ‘04. 2004 IEEE International Conference 　　[3].康軍,戴冠中.基于Internet的工業以太網遠程監控系統設計[J].控制工程,2004（7） 　　[4]. 張坤,段寶霞. 企業網絡系統的安全策略[J].微計算機信息,2003（1）,61-62頁