通信電源集中監控軟件體系結構的探討

2019-11-03 09:54:43

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通信電源集中監控軟件體系結構的探討（戴爾晗、梅杓春）通信電源集中監控，是通信建設的一個重要方面；其體系結構關系到整個監控系統的實時性，安全性和可靠性。軟件體系結構主要包括：軟件成分的劃分、描述，成分之間的交互關系，以及系統的軟件結構等。在考慮系統實際條件的基礎上，遵循成功的體系結構范型或借鑒現有系統的體系結構來構造新系統的方法，是設計的重要形式。一個完善的通信電源集中監控系統，應具備可靠性、實時性和可擴充性。而可靠性、實時性和可擴充性從根本上來說，不僅取決于硬件體系結構，更多的取決于系統軟件體系結構。常用的通信電源監控系統體系結構分以下三種：（1）采集機與監控機合二為一模式：（2）采集權與監控機分布模式：（3）采集機與監控機Web連接模式。本文在分析比較了上述三種常用的通信電源集中監控軟件體系結構的基礎上，提出了一種全新的集中監控軟件體系結構，本軟件體系結構已經在一些電信局的集中監控系統中得到了應用。一、當前常用的電源監控系統軟件作系結構一般的通信電源集中監控系統的硬件結構，由各類傳感器、數據采集模塊、數據采集機、通信線路，以及監控機等組成。傳感器一方面與被監控設備相連接，將電壓、電流、溫度、濕度等模擬量采集，并轉換成數據采集／控制機易于處理的直流電壓、電流；另一方面與數據采集模塊相連接，將轉換后的直流電壓、電流送入數據采集模塊，以便完成A／D轉換。數據采集機接受從采集模塊送來的數據并儲存。監控機可將采集來的數據顯示，并提供接口供操作人員對被監控設備進行控制。通信電源集中監控系統的軟件體系結構，關系到硬件體系能否充分發揮作用，真正滿足實時監控的需要。目前常用的電源監控軟件體系結構如下所述：1．采集機與監控機合二為一模式此種模式為采集機與監控機合二為一模式，其特點是同一臺計算機具備兩種功能；它既完成對采集模塊的數據采集，又給用戶提供人機操作界面。采集機在完成數據采集后，可將數據存入硬盤或內存，監控機將采集來的數據從硬盤或內存中讀出，通過輸出設備將結果顯示給用戶。一般而言，此種模式僅用于一個較小的集中監控系統，若采集數據較多，監控的實時性將大大降低。針對一個較小的賽中監控系統，由于數據的存儲公一臺計算機上完成，可以做到實時性較高，但此種模式不符合遠程監控的需求。2．采集機與監控機分布模式一方面，電信系統的通信電源監控系統監控的范圍大，設備分布在整個城市；另一方面，設備種類多，包含空調、高低壓設備、電池組、油機等不同設備，且每一個種類中又包含不同廠家制造的多種不同類型設備。若集中監控系統中被監控的設備較多，需采集的數據量較大，仍舊采用模式一，系統的實時性將降低。為解決此難題，一般按分布系統的要求，在功能上進行分布。監控機通常采用Visual Basic，DELPHI進行編程。監控機一方面定時向采集機發出命令，獲得采集機中的實時數據：另一方面為操作人員提供友好的人機界面，人機界面由編程完成。在該系統中，通信線路上僅傳送數據，因而實時性較高，但由于集中監控系統的不斷擴充性，需經常重新編寫、編譯源程序以達到系統擴充的需求。這對一個普通的操作人員來說較個方便。3．采集機與監控機Web連接模式利用力進的Web技術，監控機直接與Internet連接，米集機在接入Internet之前與一個Web Server連接，再通過Web Server接入Internet。通過Internet在采集機與監控機之間建立物理連接。當遠端的監控機發出數據請求時，首先通過Internet向Web Server發出數據請求，Web Server接受到請求后向采集機發出數據請求，采集機按要求向Web Server傳送相關數據；Web Server接受到數據后，由Web Server對數據進行重組生成html文件發送給監控機。監控機接受到數據后，將數據輸出到輸出設備，也可通過監控機對被監控的設備進行控制等操作。在該模式下，采集機提供數據，WebServer完成數據解釋與重組，監控機完成顯示。 Web技術在集中監控中的運用，提高了集中監控的先進性，但同時也帶來了一些問題。為了提供較好的人機操作界面，不可避免的需要使用圖形。Web Server發給監控機的文件，不僅要包含html文件，還需包含圖形文件。從而使網絡傳輸的時間延長，影響了集中監控系統的實時性。必須為每一被監控設備編寫一個html文件和CGI程序，系統擴充時，若擴充設備屬已有設備類型，Server上需編寫 html文件；著擴充設備不屬已有設各類型，Server上需編寫html文件和CGI程序，從而影響系統的擴充性。 “Web Server在完成數據的重組，也浪費了CPU時間，影響集中監控系統的實時性。即使將來Internet向高速寬帶網發展，計算機的速度需會大大提高，但上述的情況仍然存在。對于一個實時性要求不高的監控系統可以采用此種模式。二、新模式透過分析上述幾種軟件體系結構后俄們發現其在功能上的分布，仍不能達到大型監控系統在實時性上的需求，從而影響監控系統的安全性。作者根據通信電源監控系統的特點，在實踐中提出了集中監控體系結構的新模式。新模式的思想主要是滿足分布式計算環境中的監控Server僅完成數據的采集、存儲和發送，對數據的解釋則由監控機完成。該體系繼承了模式三可通過遠程訪問、html文件容易編寫等特點，以及繼承了模式二實時性的高等優點。監控 Server上述行了一個基于TCP/ip協議的Server程序：該Server程序接收來自監控機的請求，從采集機中收集數據后，僅將數據發送給監控機。內監控機上運行了一個例覽器，該瀏覽器由VisualC++編程完成。通過該瀏覽器從本機調入一個由標記性語言編寫的文件，該文件提供數據來源和顯示格式等信息。監控機根據數據來源，可向不同的監控Server發出數據請求：當監控機接收到來白Server的數據后，會根據標記性語言編寫的文件中提供顯示相式，而瀏覽器則完成數據的解釋與重組，并輸出到輸出設備上，從而完成一次數據的采集。該模式一廠，采集機提供數據；監控Server完成數據的傳送；監控機完成數據的解釋、重組與顯示，使系統的分布更能滿足遠程監控的需求。在監控機上編寫如下標記性程序，該程序由瀏覽器解釋廣執行。監控機后臺運計一個瀏覽器程序，該程序對以上程序解釋執行。瀏覽器程序分析標記性程序前兩行，得到監控Server的IP地址（202.119.1.1），模塊序號（10）及需要得到的數據項數（2），從而生成一個數據請求命令包。瀏覽器程序，將數據請求命令包發送給監控Server，監控Server提取信息10、2后，從采集機中取出設備序號為10的兩個數據項，生成響應包并發送給監控機，監控機接受到數據后執行第4到12行程序，將文字圖形與數據重組，最終將數據、文字與圖形顯示在監控機上供操作人員查詢。程序的第三行表示數據每5秒鐘更新一次，因此監控機必須每5秒鐘與監控Server通信一次以取得最新數據。以上述的軟件體系結構應用于集中監控系統，監控系統將具有以下特點：（1）采用TCP/IP協議，方便遠程監控；（2）滿足分布式系統的要求，按照遠程監控的需求，使分布更加合理：（3）不需寫大量的CGI程序，便于系統擴充；（4）數據與圖形的重組在監控機上完成，提高了Server的效率：（5）通信線路上傳輸的數據僅包含數據，提高了通信線路的使用效率，提高了監控系統的實時性，增強了系統的安全性：（6）采用標記性語言，軟件體系結構是開放的，用戶編寫容易。三、結束語綜上所述，采集機與監控機合二為一模式，適合小型監控系統；采集機與監控機分布模式，適合中型監控系統，但其軟件系統不開放，不利于系統的擴充；采集機與監控機Web連接模式，適合大型監控系統，但其只不過是新技術在集中監控領域的應用，沒有根據監控系統本身的特點，因此也不能滿足監控系統的實時性需求。新模式在滿足監控系統實時性的基礎上，其本身的軟件體系結構是開放的，因此適用于通信系統中各種大中小型的電源監控系統。摘自《中國電信建設》

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