【正文】 .......................................................... 20 視頻解碼方案 ....................................................................................... 22 監(jiān)控終端的實(shí)現(xiàn) ............................................................................................. 23 界面主控件模塊 ................................................................................... 23 工具條模塊 ........................................................................................... 23 視頻顯示模塊 ....................................................................................... 23 系統(tǒng)測(cè)試 ......................................................................................................... 24 測(cè)試的步驟 ........................................................................................... 24 哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 測(cè)試的主要內(nèi)容 ................................................................................... 24 本章小結(jié) ......................................................................................................... 26 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 28 個(gè)人簡歷 ...................................................................................................................... 30 致 謝 .......................................................................................................................... 31 哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 1 第一章 緒論 選題背景 進(jìn)入二十一世紀(jì)后，我國的高校進(jìn)行了一定程度的改革，高校的規(guī)模得到了擴(kuò)展。同時(shí)，高校的招生規(guī)模也大幅度提高，這就需要高校 增大教學(xué)規(guī)模。在這種背景下，就同時(shí)要求教學(xué)質(zhì)量和水平的提高，尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的監(jiān)控和管理又是整個(gè)高校教學(xué)水平的一個(gè)重要的表現(xiàn)方面。 正是本著這個(gè)原則，高校需要建立一個(gè)對(duì)于高校機(jī)房的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，來對(duì) 機(jī)房的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程和質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督，以提高整個(gè)高校的 教學(xué)水平和學(xué)校的整體發(fā)展 [1]。 高校的教師需要具備較多的能力，例如教學(xué)、科研和育人等。而 一個(gè)完善的高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端能夠?qū)υ跈C(jī)房的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理。機(jī)房的管理相關(guān)的 部門也很多，例如 實(shí)驗(yàn)中心、 教務(wù)處和 后勤部門 等。一個(gè)完善的 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 需要涉及的人員、部門和管理內(nèi)容是很多的，需要包括上述的內(nèi)容和部門，還需要涉及教師、學(xué)生和管理人員等用戶。所以， 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 的主要目標(biāo)就是提高 實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐 教學(xué) 的 質(zhì)量和效率，并能整合學(xué)校的各種資源 為教學(xué)這個(gè)中心服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)高校各個(gè)部門的數(shù)據(jù)信息資源的整合實(shí)現(xiàn)數(shù)字化校園的建設(shè)。 正是基于這個(gè)目標(biāo)，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于 GPRS 的高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。 研究意義 隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步， 高校 院校也越來越多的采用現(xiàn)代化的信息技術(shù)來輔助高校的 機(jī)房 管理。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，高校 也開始采用信息技術(shù)來進(jìn)行 高校機(jī)房 的 遠(yuǎn)程 監(jiān)控工作。而在 機(jī)房 的監(jiān)控過程中會(huì)用到一些設(shè)備，對(duì)這些設(shè)備的良好運(yùn)行是 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 是否能夠發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。 近年來，隨著傳感器技術(shù)、 無線組網(wǎng)技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)等感知設(shè)備的 不斷發(fā)展， GPRS 越來越多的應(yīng)用到了人們的日常生活中。 GPRS 利用它的 無線組網(wǎng) 、可靠傳送和智能處理的特性有效地將 這種設(shè)備 聯(lián)系起來。在 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的設(shè)計(jì) 中可以 利用 GPRS 來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控終端和監(jiān)控設(shè)備的連接 [2]。 利用 GPRS 技術(shù)將機(jī)房 內(nèi)的 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和 監(jiān)控設(shè)備連接起來，實(shí)時(shí)傳送監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和工作參數(shù)。結(jié)合國內(nèi)外監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀同時(shí)通過 GPRS 的思想將使 機(jī)房 監(jiān)控方案成為一個(gè)通甩性好，覆蓋范圍大，信息傳遞可靠迅速的 機(jī)房 監(jiān)控解決方案。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 與分析 由于國外發(fā)達(dá)國家的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展較早，現(xiàn)在 已經(jīng)在很多發(fā)達(dá)國家內(nèi)形成了四通八達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)。所以， 以無線網(wǎng)絡(luò)為 依托 的監(jiān)控系統(tǒng)也迅速發(fā)展起來 ，法國“ ALARM”研究組開展了長期的理論和應(yīng)用研究工作，并且在多個(gè)實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目中取得了很大的成果。由法國巴黎大學(xué)信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室研制的“基于 GPRS 的家庭實(shí)時(shí)遠(yuǎn)控系統(tǒng)”也取得了很好的運(yùn)行效果 [3]。 近年來，國內(nèi)在遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域開展了大量的理論及應(yīng)用研究，并且取得了長足的進(jìn)步。很多知名企業(yè)與國內(nèi)的高等學(xué)府和科研機(jī)構(gòu)在遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域開展了大哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 2 量的合作項(xiàng)目，并取得了諸多成果，遍及各行各業(yè)。中國電信就針對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控推出了“全球 眼”業(yè)務(wù) [4]。浙江大學(xué)開發(fā)的“家庭無線智能監(jiān)控系統(tǒng)”、華中科技大學(xué)研發(fā)的“渦輪監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)”、哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的“配電網(wǎng)監(jiān)控與診斷系統(tǒng)”等 [5]。 專門在高校應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)也有一些范例： 廣州市信和電信發(fā)展有限公司的 教學(xué) 監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)Ω咝?shí)現(xiàn)院系管理、專業(yè)管理、權(quán)限設(shè)置、考試管理、成績管理和 教學(xué) 管理等 [6]。系統(tǒng)的接口是開放的，但是系統(tǒng)偏重成績管理，對(duì)不同高校的教學(xué)模式的研究還不夠。 合肥工業(yè)大學(xué)開發(fā)的高校教學(xué)管理系統(tǒng)，是一種 B/S 結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，在Inter 上運(yùn)行，系統(tǒng)能夠處理批量的數(shù)據(jù)，能夠管理大 量的用戶和分布式應(yīng)用 [7]。但是系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)是 Asp，不夠先進(jìn)，另外系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和安全管理也較為薄弱。 筆者通過搜集的國內(nèi)外 教學(xué) 監(jiān)控系統(tǒng)的分析和對(duì)比， 得出了這些系統(tǒng)的一些重要的特點(diǎn)，主要有如下兩點(diǎn)。 監(jiān)控系統(tǒng)的功能往往較為詳細(xì)和強(qiáng)大。通過分析，大多數(shù)的 教學(xué) 監(jiān)控系統(tǒng)都會(huì)具有服務(wù)器端和客戶端組成 [8]。 監(jiān)控 系統(tǒng) 的架構(gòu)一般會(huì)采用 B /S 或者 C/S 架構(gòu) [9]。 C/S模式是發(fā)展較早的分布式概念，應(yīng)用 C/S可以使得一個(gè)應(yīng)用程序在不同的電腦上執(zhí)行，雖然這些程序被分開，但是它們不是孤立的，彼此之 間還關(guān)聯(lián)，相互協(xié)作進(jìn)行計(jì)算 [10]。 但是 C/S架構(gòu)還是存在比較明顯的缺點(diǎn)的，它的不同的電腦上存在界面不統(tǒng)一的情況，所以，這些程序在不同的電腦上運(yùn)行時(shí)，復(fù)用性、集成性和擴(kuò)展性都存在很大的問題，這些問題通過 C/S模式很難克服。所以，如果應(yīng)用 C/S模式來進(jìn)行教學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)是存在很多缺陷的 [11]。 B/S 模式實(shí)際上時(shí)擴(kuò)展的 C/S 架構(gòu)，它能克服 C/S 架構(gòu)的服務(wù)器負(fù)擔(dān)重的缺陷，將 C/S 架構(gòu)的服務(wù)器分解為兩個(gè)職能不同的服務(wù)器，一個(gè)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，一個(gè)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理。這樣就能將 C/S 的“胖服務(wù)器”的負(fù)擔(dān)減輕。而且， B/S架構(gòu)有開放的和統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，這樣，不同的 B/S 服務(wù)器就能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交互，提供了系統(tǒng)的信息處理能力和用戶服務(wù)能力 [12]。 研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu) 本文的研究內(nèi)容主要是圍繞 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 的 管理展開的，通過對(duì)基于 GPRS 技術(shù)的 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 的分析、設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn) 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 的部分功能。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用提高 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 的效率。論文的結(jié)構(gòu)如下： 第一章：給出本研究的背景、目的、內(nèi)容等。 第二章：介紹 基于 GRPS 的 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)理論基礎(chǔ)，例如 GPRS 技術(shù)、開發(fā)模式 和開發(fā)技術(shù)等。 第三章：對(duì) 基于 GRPS 的 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 進(jìn)行需求分析。通過需求過程的分析，確定系統(tǒng)的功能需求和非功能需求。 哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 3 第四章：對(duì) 基于 GRPS 的 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要包括系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、主要模型的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù) 庫 的設(shè)計(jì)等。 第五章：實(shí)現(xiàn) 基于 GRPS 的 高校機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控終端 的部分功能并進(jìn)行一些必要的測(cè)試工作的分析。系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)包括表示層的實(shí)現(xiàn)、業(yè)務(wù)邏輯層的實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)層的實(shí)現(xiàn)，并討論了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全方案的實(shí)現(xiàn)。 結(jié)論。 對(duì)系統(tǒng)開發(fā)和論文中所做的工作進(jìn)行總結(jié)，并提出了進(jìn)一步工作的展望。 哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 4 第二章 相關(guān)理論和技術(shù) GPRS 技術(shù)分析 GPRS（ General Packet Radio Service，通用分組無線服務(wù)技術(shù)） 經(jīng)常被描述成 “”，也就是說 GPRS 是處于 2G 和 3G 之間的無線通信技術(shù) [13]。 GPRS 能夠 通過 GSM（ Global System for Mobile Communications，全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)） 的未使用的 TDMA(Time Division Multiple Access，時(shí)分多址 )信道 ，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞 [14]。 GPRS 和傳統(tǒng)的 GSM 網(wǎng)絡(luò)是不同的，傳統(tǒng)的 GSM 智能通過電路完成信息的交換，而 GPRS 可以通過所有現(xiàn)實(shí)中的實(shí)體和基站進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。雖然這種改造并沒有花費(fèi)太多成本，但是得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?速率卻相當(dāng)可觀。而且，GPRS 不需要中介轉(zhuǎn)換器， 這就使得其和其他無線網(wǎng)絡(luò)相比，傳輸更為 容易。 由于 數(shù)據(jù)的傳輸在多數(shù)情況下都是 突發(fā) 的 ， 這就要求傳輸?shù)?信道 的 帶寬 能夠適應(yīng)較大的變化 ，因此 在本文中將機(jī)房采集到的視頻和音頻信息 采用分組方式進(jìn)行 傳輸 [15]。這樣就能夠 更好地利用信道資源。 圖 21 是 基于分組的通信過程示意圖。 圖 21 基于分組的通信過程示意圖 在 本課題中采用 GPRS 通信使用 分組通信技術(shù)， 機(jī)房數(shù)據(jù)往監(jiān)控終端進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中不會(huì) 固定占用無線 信道 ，因此 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于 信道資源能夠更合理 使用 。 開發(fā)技術(shù)分析 .Net 開發(fā)技術(shù) 的前身是 ASP 技術(shù)，它的實(shí)現(xiàn)最早是在微軟 IIS 上，但是 發(fā)展最快的階段卻是在 IIS 上， 技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)是服務(wù)器端一個(gè)非常熱門的開發(fā)工具 [16]。 本節(jié)就課題研究需要的 分析一下特點(diǎn)： 有非常強(qiáng)的適應(yīng)性。在 中使用通用語言進(jìn)行程序開發(fā)，這就使得其適應(yīng)性非常強(qiáng)。在 開發(fā)的程序的跨平臺(tái)性非常好。 非常容易學(xué)習(xí)。 的開發(fā)時(shí)用模塊和組件實(shí)現(xiàn)的，所以 在開發(fā)一些其他開發(fā)平臺(tái)比較難實(shí)現(xiàn)的任務(wù)，如通過提交表單的方式進(jìn)行用戶身份驗(yàn)證、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分布式配置等都是相對(duì)非常容易實(shí)現(xiàn)的。 有非常高的管理性能。 的配置信息是存儲(chǔ)在文件內(nèi)的，哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 5 這就是的其服務(wù)器的配置很容易實(shí)現(xiàn)。并且在實(shí)現(xiàn)新的配置時(shí)，僅僅需要對(duì)本地管理工具進(jìn)行重新啟動(dòng)就可以，而不需要重新配置新的文件內(nèi)容。 如果在 環(huán)境下要?jiǎng)?chuàng)建 Windows 類型的應(yīng)用程序需要用到 .Net 本身的基礎(chǔ)框架，基礎(chǔ)框架的組成主要是 CRL、 .Net 框架類庫以及改寫的 ，具體如圖 22 所示。 C o m m o n L a n g u a g e R u n t i m e ( 通 用 語 言 進(jìn) 行 時(shí) )W i n d o w s 操 作 系 統(tǒng)A S P . N E TW i n d o w sF o r mA S P . N E T W e bS e r v i c e sE n t e r p r i s eS e r v i c e sA D O . N E T. N E T F r a m e w o r k C l a s s L i b r a r y ( . N e t 框 架 類 庫 )應(yīng) 用 程 序圖 22 .Net 框架