【正文】 .........................................14 傳感器 ......................................................................................................15 基于 PSTN的組網(wǎng)設(shè)計(jì) .................................................................................19 PSTN組網(wǎng)方式 ........................................................................................19 系統(tǒng)組網(wǎng)方式 ..........................................................................................20 本章小結(jié) .........................................................................................................20 第 3章 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) ......................................................................................22 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì) .................................................................................................22 VB與 Access數(shù)據(jù)庫的鏈接 ..........................................................................23 通信程序的設(shè)計(jì) .............................................................................................25 通信協(xié)議設(shè)計(jì) ..........................................................................................26 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 IV 通信過程的設(shè)計(jì) ......................................................................................28 本章小結(jié) .........................................................................................................33 第 4章 監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)及分析 ..........................................................................34 用戶數(shù)據(jù)庫界面 .............................................................................................34 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) .............................................................................................36 測(cè)量誤差及分析參數(shù) .....................................................................................37 本章小結(jié) .........................................................................................................38 結(jié) 論 ....................................................................................................................39 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................40 哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 ............................................................43 哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書 ............................................................43 致 謝 ....................................................................................................................44 個(gè)人簡(jiǎn)歷 ....................................................................................................................45 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 1 第 1章 緒 論 課題背景及研究的目的和意義 隨著社會(huì)數(shù)字信息化進(jìn)程的加快 ,通信中心機(jī)房的設(shè)備和規(guī)模也日 趨擴(kuò)大 , 一旦機(jī)房環(huán)境和設(shè)備出現(xiàn)故障，就會(huì)影響通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行，造成數(shù)據(jù)傳輸 或存儲(chǔ)故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成機(jī)房?jī)?nèi)通信設(shè)備損壞，甚至使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓，后果 不堪設(shè)想。因此，為了保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全可靠工作，對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)境和設(shè)備應(yīng) 用自動(dòng)監(jiān)控的現(xiàn)代化管理方式尤顯得十分重要 [13]。 由于機(jī)房設(shè)備是數(shù)據(jù)存放和網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，機(jī)房的管理和維 護(hù)工作中存在以下幾個(gè)問題 [45]： （ 1）缺乏對(duì)機(jī)房設(shè)備的集中監(jiān)視與控制功能，由于設(shè)備數(shù)量過多，對(duì)設(shè) 備運(yùn)行情況難以實(shí)時(shí)把握，沒有數(shù)據(jù)分析，對(duì)可能發(fā)生的設(shè)備故障不能做到 提 前處理。 （ 2）設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，故障很難定位，特別是當(dāng)多處同時(shí)發(fā)生故障時(shí)更 無從下手。機(jī)房的安全不能保證，沒有防火、防水、防盜等監(jiān)控，不能有效保 證設(shè)備運(yùn)行安全。 （ 3）沒有監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)使故障管理工作無法實(shí)行閉環(huán)化、自動(dòng)化管理， 更無法形成一套行之有效的監(jiān)控和維護(hù)管理體系，無法對(duì)運(yùn)行工作進(jìn)行考核。 （ 4）缺乏有效的維護(hù)支撐手段，維護(hù)人員無法全面科學(xué)地了解機(jī)房?jī)?nèi)設(shè) 備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行故障，對(duì)故障的處理和分析缺乏 定量的數(shù)據(jù)使設(shè)備維護(hù)無法進(jìn)行。 （ 5）維護(hù)工作效率低，沒有故障定 量的數(shù)據(jù)分析、經(jīng)驗(yàn)式維護(hù)，不能適 應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求，耗費(fèi)了大量的人力物力。 為克服機(jī)房管理和維護(hù)中可能出現(xiàn)的以上問題，設(shè)計(jì)一個(gè)無人值守機(jī)房的 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)各種設(shè)備及環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控具有重要意義。 本文針對(duì)鐵通無人機(jī)房的傳輸設(shè)備的重要性及遠(yuǎn)程分散的特點(diǎn)，利用現(xiàn)有 的 PSTN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)房的溫度、濕度、門禁、水浸、電源、防盜及設(shè)備 運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便于有人值守機(jī)房對(duì)無人機(jī)房的管理，加強(qiáng)了設(shè) 備的安全性。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展 遠(yuǎn)程監(jiān)控的發(fā)展現(xiàn)狀 早期的監(jiān)控系統(tǒng)，采用大型儀表集中對(duì)各個(gè)重要設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并 通過操作盤來進(jìn)行集中式操作。而計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是以監(jiān)測(cè)控制計(jì)算機(jī)為主 體，加上檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與被監(jiān)測(cè)控制的對(duì)象共同構(gòu)成的整體。在該系統(tǒng) 中，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的檢測(cè)、監(jiān)督和控制功能。 當(dāng)前遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理技術(shù)的發(fā)展有如下特點(diǎn) [68]： （ 1）硬件、軟件采用模塊式、分布式結(jié)構(gòu)，適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高。性能 良好的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及成套的軟件開發(fā)包為用戶的開發(fā)和使用 帶來了極大的便利，并逐漸走向 開放化、標(biāo)準(zhǔn)化。 （ 2）通信網(wǎng)絡(luò)化。通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，使得設(shè)備之間及設(shè)備與監(jiān)控計(jì) 算機(jī)之間的信息交換更方便。 （ 3）對(duì)通信質(zhì)量要求趨高。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的通道對(duì)通信的質(zhì)量有重大影 響，目前許多單位多在對(duì)如何提高通信質(zhì)量問題進(jìn)行研究。 （ 4）工作站采用高性能的微機(jī)。高性能微機(jī)處理能力強(qiáng)、速度快、容量 大而且有支持多網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)等，為提高系統(tǒng)運(yùn)行和聯(lián)網(wǎng)性能奠定了基礎(chǔ)。 （ 5）豐富的信息管理功能。與應(yīng)用企業(yè)管理信息化相配合，尤其是與互 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展相配合，形成超遠(yuǎn)距離監(jiān)控與信息管理。 （ 6）面向信息流技術(shù)的多 媒體監(jiān)控。借助各類新型傳輸協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)通 信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的傳輸和實(shí)時(shí)播放。 （ 7）網(wǎng)絡(luò)化與超遠(yuǎn)程。借助于 Inter，理論上的監(jiān)控在距離上可以達(dá)到 任意遠(yuǎn)。 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要完成以下工作： （ 1）采集與處理功能：主要是對(duì)生產(chǎn)過程的各種模擬或數(shù)字量進(jìn)行檢 測(cè)、采樣和必要的預(yù)處理，并且以一定的形式輸出，如打印報(bào)表、顯示屏和電 視等，為生產(chǎn)人員提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)，幫助他們進(jìn)行分析，以便了解生產(chǎn)情況； （ 2）監(jiān)督功能：將檢測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還有生產(chǎn)人員在生產(chǎn)過程中發(fā)出 的指令和輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納 、整理、計(jì)算等二次加工，并分別作為實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)加以存儲(chǔ)； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 3 （ 3）管理功能：利用已有的有效數(shù)據(jù)、圖像、報(bào)表等對(duì)工況進(jìn)行分析、 故障診斷、險(xiǎn)情預(yù)測(cè)，并以聲光電的形式對(duì)故障和突發(fā)事件報(bào)警； （ 4）控制功能：在檢測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行信息加工，根據(jù)事先決定的控制策 略形成控制輸出，直接作用于生產(chǎn)過程。 盡管監(jiān)控的對(duì)象多種多樣，監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案也各不相同，但是，計(jì)算 機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)一般還是要遵循以下原則 [913]： （ 1）可靠性原則：包括前端采集設(shè) 備和執(zhí)行設(shè)備的可靠性，中間通信環(huán) 節(jié)的可靠性和上位機(jī)監(jiān)控軟件的可靠性； （ 2）使用方便原則：監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有人機(jī)界面好，方便操作、運(yùn)行，易 于維護(hù)等特點(diǎn)。 （ 3）開放型原則：系統(tǒng)應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展性，以滿足不斷變化的現(xiàn)實(shí) 需求； （ 4）經(jīng)濟(jì)型原則：在滿足計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的性能指標(biāo)的前提下，盡可能 的降低成本，保證良好的性價(jià)比，以給用戶帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益； （ 5）開發(fā)周期短原則：如果計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)使用戶 無法盡快的收回投資，影響了經(jīng)濟(jì)效益的提高；而且由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展非常 快，只要幾年的 時(shí)間原有的技術(shù)就會(huì)變得過時(shí)，設(shè)計(jì)與開發(fā)時(shí)間過長(zhǎng)等于縮短 了系統(tǒng)的使用壽命。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量選用成熟的技術(shù)和模塊。 （ 6）支持網(wǎng)絡(luò)化和超遠(yuǎn)程操作：通過 Inter，使得用戶可以在任意位置 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控和管理操作 [1417]。 目前國(guó)內(nèi)己經(jīng)有多個(gè)廠家有類似的產(chǎn)品，如金捷 “ 網(wǎng)視通 ” 系統(tǒng)，北京的 郎信通 IPVIDEO網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，利用 ADSL 或?qū)拵暇W(wǎng)，可以通過互聯(lián)網(wǎng) 實(shí)現(xiàn)機(jī)房遠(yuǎn)程管理監(jiān)控。但是上述廠家設(shè)備不太適合我國(guó)無人機(jī)房的現(xiàn)狀需 求，非模塊化設(shè)計(jì)，功能冗余。一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)就要投入 6000元左右，局端投入 更高，價(jià)格過高。另外機(jī)房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)還存在一個(gè)明顯的問題就是，一 個(gè)系統(tǒng)只能監(jiān)控一種設(shè)備，要想監(jiān)控多種設(shè)備，就得上多個(gè)系統(tǒng)，這顯然是不 合適的。為此，要把所有設(shè)備的監(jiān)控功能加以融合，才能做到比較全面的系統(tǒng) 監(jiān)控。而且各個(gè)地方的接入網(wǎng)點(diǎn)的物理環(huán)境各不相同，具體情況千差萬別，必 須從機(jī)房環(huán)境的實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)適合機(jī)房的環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)。與國(guó)際上在這 一領(lǐng)域的研究開發(fā)相比，國(guó)內(nèi)在機(jī)房設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用方 面尚處于起步階段，而由于這一領(lǐng)域的多學(xué)科性質(zhì)，使得由單一專業(yè)的機(jī)構(gòu)進(jìn) 行的 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和實(shí)施往往存在各種不合理因素，如有些產(chǎn)品只有設(shè)備監(jiān)控 而無環(huán)境監(jiān)控，有些產(chǎn)品的系統(tǒng)傳輸方式單一、組網(wǎng)不靈活等 [1820]。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 4 目前遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的主流是應(yīng)用 Inter技術(shù)，在 TCP/IP協(xié)議和 WWW 規(guī)范的支持下，合理組織軟件結(jié)構(gòu)，使工作人員通過訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來迅速獲 取自己權(quán)限下的所有信息并及時(shí)做出響應(yīng)。將來，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展會(huì)越來越 迅速，越來越成熟，這項(xiàng)新技術(shù)遲早必將用于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)上，是監(jiān)控系統(tǒng)未 來發(fā)展方向之一。嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)可以 使信息實(shí)現(xiàn)本地化處理，改善服務(wù)器性 能，可以使每一個(gè)設(shè)備具備上網(wǎng)與服務(wù)功能，即每一個(gè)設(shè)備都可以獨(dú)立進(jìn)行服 務(wù)，從而大大提高監(jiān)控的質(zhì)量和范圍。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控將 更多地應(yīng)用在