基于B/S模式的供水远程监控系统的研究 （毕业设计61页18957字+图+程序）
摘要：随着网络技术的不断发展，使得远程监控各种设备的运行情况成为可能。本文将B/S模式引入到监控系统中，研究了基于B/S模式的远程监控系统的实现问题。围绕B/S技术在设备监控系统中的应用，本文着重论述了三个方面的内容：首先对监控系统的研究意义和发展状况进行了简单的介绍：包括监控领域的发展动向、B/S技术在国内外的应用情况等。通过比较C/S和B/S的优劣，确定采用以B/S结构为基础设计控制中心。其次，在分析了B/S模式远程监控系统的主要技术之后，给出了基于B/S结构的供水远程监控系统的应用实例。论文对供水监控系统做了充分的需求分析，给出了系统的总体设计、框架结构设计以及功能设计等。同时介绍了系统的开发平台和开发工具，详细分析了软件部分的各个模块的实现方法、数据的保存、查询等。最后，论文展望了B/S模式远程实时监控系统的发展前景。
关键词：B/S模式；远程监控系统；Web服务；供水系统
The Research on Remote Monitor and Control system of Water-supply Based on B/S Mode
Abstract: With the development of the network technology, it has been possibly that the running state of equipments are real-timely monitored and remotely controlled. The B/S mode is introduced into the monitor and control system in this paper, and its realization is also studied. In order to illuminate how to apply B/S technology into the monitor and control system of equipment, three parts of contents are discussed in the paper. Firstly, the meaning and the current research situation of the remote monitor and control system are briefly introduced. They include the developmental tide of the monitor and control field and the applications of B/S technology in and out of our country and so on. After contrasting the advantages and disadvantages of C/S with those of B/S, the latter is finally accepted to design as its control center. Then, after analyzing the major techniques used in remote monitor and control system based on B/S mode, an application example---the remote water-supplying monitor and control system based on B/S mode is built up in this paper. The requirement of the water-supplying monitor and control system is analyzed in this paper. Overall design, dataflow design, function design and database design of the system and so on are presented. The development platform and tools are also introduced at the same time. The realization methods of every software modules, data storage and data query in the water-supplying monitor and control system are analyzed in details. Finally, the prospect of the real-time remote monitor and control system is brought out in the paper.
Keywords: B/S mode, Remote monitor and control system, Web service, Water-supplying system
目 录
第1章 绪论 1
1.1 远程监控技术的国内外发展现状和研究意义 1
1.2 基于B/S结构的远程实时监控 3
1.3 本文的组织结构 4
第2章 B/S结构的相关技术 5
2.1 B/S的基本原理和系统结构 5
2.2 动态网页技术的实现 6
2.3 Java与JSP技术简介 9
2.4 Web数据库技术 9
第3章 供水远程监控系统的方案设计 12
3.1 系统分析与设计 12
3.1.1 系统需求分析 12
3.1.2 系统功能 12
3.1.3 系统的总体结构 13
3.1.4 系统的开发流程 14
3.2 系统网络体系构建方案 14
3.3 开发平台和工具的选择 16
第4章 供水远程监控系统的软件实现 18
4.1 系统逻辑结构设计 18
4.1.1 数据层 18
4.1.2 业务逻辑层 18
4.1.3 表示层 19
4.2 数据库的设计 19
4.2.1 数据表建立 19
4.2.2 数据库的建立 22
4.2.3 数据库的连接 23
4.3 动态数据的显示 24
4.4 软件实现 25
4.4.1 总体功能分析 25
4.4.2 系统登陆模块 26
4.4.3 历史数据查询 28
4.4.4 控制功能 29
4.4.5 报警功能 31
4.4.6 留言功能 32
结论 33
致谢 34
参考文献 35
附录 36
第1章 绪 论
1.1 远程监控技术的国内外发展现状和研究意义
远程监控技术是集现代通信技术、计算机技术、故障诊断技术为一体的一门新的交叉技术。所谓远程监控，就是借助远程网络对系统进行故障监控诊断的技术，将提供故障监控诊断服务的远程客户端和服务器端通过计算机通信网络连接起来，当现场设备出现故障时，系统可以通过计算机通信网络将现场设备状态信息实时传输到远程监控诊断专家中心，由专家对设备故障进行诊断[1]。计算机监控系统是以监测控制计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被监测控制的对象(生产过程)共同构成的整体。在该系统中，计算机实现了生产过程的检测、监督和控制功能。一般计算机监控系统有如下特点：实时性、可靠性、可维护性、数据自动采集处理、通信功能、自动运行与报警、管理功能，结合网络技术的发展，各种先进的技术不断涌现，例如远程监控、远程制造等。远程实时监控是指本地计算机通过网络系统对远端的设备进行监测与控制，包括设备的远程数据采集、远程监控和远程维护。能够实现远程监控的计算机软硬件系统称为远程监控系统。
远程监控是国内外研究的前沿课题，国内外都展开了积极的研究。1997年1月，首届基于Internet的远程监控诊断工作会议由斯坦福大学和麻省理工学院联合主办，有来自30个公司和研究机构的50多位代表到会。会议主要讨论了有关远程监控系统开放式体系、诊断信息规程、传输协议及对用户的合法限制等，并对未来技术发展作了展望，由斯坦福大学和麻省理工学院合作开发基于Internet的下一代远程监控诊断示范系统，这项工作同时也得到了制造业、计算机业和仪器仪表业的Sun、HP、Boeing、Intel、Ford等12家大公司的热情支持和通力配合。之后，由这些公司共同推出了一个实验性的系统Testbed，Testbed用嵌入式Web组网、用实时JAVA和Bayesian Net初步形成在Internet范围内的信息监控和诊断推理。另外，许多国际组织，如MIMOSA(Machine Information Management Open System Alliance)、SMFPT (Society for Machinery Failure Prevention Technology)、COMADEM (Condition Monition an Engineering Management)等，也纷纷通过网络进行设备监控与故障诊断咨询和技术推广工作，并制定了一些信息交换格式和标准。许多大公司也在他们的产品中加入了Internet的功能，如Bentley公司的计算机在线设备运行监测系统可以通过网络动态数据交换的方式向远程终端发送设备运行状态信息；著名的National Instruments公司也在它的产品LabWindows/CVI以及LabVIEW中加入了网络通讯处理模块，因而可以通过WWW、FTP、E2mail方式在网络范围内进行监控数据的传送。法国ALARM研究组对生产过程的智能报警和监控系统进行了长期研究，并在多个项目中进行了应用。
国内对于远程监控技术也开展了积极的研究目前，西安交大、华中科技大学、哈尔滨工业大学、南京理工大学等高校已取得了较为先进的研究成果。如西安交通大学研制的大型旋转机械计算机状态监测系统及故障诊断系统RMMD、华中科技大学开发的汽轮机工况监测和诊断系KBGMD、哈尔滨工业大学的微计算机化机组状态监视与故障诊断专家系统MMMDES等。
远程监控系统一般有两种类型：一种是生产现场没有现场监控系统，而是将数据采集后直接送到远程计算机进行处理，这种远程监控与一般的现场监控没有多大的区别，只是数据传输距离比现场监控系统要远，其它部分则和现场监控系统相同。另一种是现场监控与远程监控并存,一般是采用现场总线技术将分布于各个设备的传感器、监控设备等连接起来，这样就从分立单元阶段进入了集成单元阶段，然后各个管理站点的服务再用局域网连接起来，这样就形成了企业内部网（Intranet）。由于建立了基本的网络信息基础结构，设备监测、维护技术进入了集成系统阶段，在一个单位的内部基本上实现了资源和信息共享。
与传统的监控方式相比，远程监控已经显示出它独有的优势，研究远程监控具有如下意义[3]：
(1) 凡是有网络的地方就能构建远程监控系统，从而节省了线路维护费用。
(2) 可直接通过Internet/Intranet(企业内部网)进行网络通信、数据交换,实现远程参数修改等。
(3) 对于使用者来说，远程监控还不受时空的限制，通过实时监控技术，可以加强企业间合作，可以更合理的安排生产，加强企业的竞争力。
(4) 操作方式的便捷性已经超过早期技术，基于WEB的远程监控软件与早期的软件相比，用户只需要打开浏览器即可完成操作。管理人员不必亲临现场，大大提高了劳动生产率。
(5) 远程监控技术可以获得现场监控数据，为远程故障诊断技术提供了物质基础。
由于传统监控系统存在着种种缺点，随着Internet和Intranet的快速发展和普及，Web技术能够弥补传统监控系统的不足，运用 Web技术实现设备的远程监控，己经越来越多地成为设备监控系统不可或缺的一部分。本文就是研究基于B/S结构的远程监控系统。
随着网络技术的飞速发展和监控范围的扩大，监控系统由过去的单机监控过渡到现在的网络监控，但目前还存在着一些问题。远程实时监控的对象是现场的控制系统，因此，用户的每一步操作都影响到实际的生产过程，这就要求整个远程监控应该完整地考虑这个特殊性。首先，保证实时性，即要求在限定的时间内正确地完成数据的传输、处理，控制系统的大部分是实时系统，实时性尤显重要；其次是可靠性和容错性，即要求在系统出现故障的情况下，能够自动或半自动地（需人工干预）采取相应的措施，保证系统恢复正常运作。另外，基于B/S模式的远程监控通常要通过Internet这个大型的公共网络传输数据包，数据包在传输过程中可能会被窃听、篡改或受到重播（Replay）攻击，因此安全问题也不可忽视，这些问题的存在对整个系统的设计与实现产生较大的影响。
1.2 基于B/S结构的远程实时监控
基于B/S的远程监控系统是以Web作为通信平台的监控系统，以HTTP技术为基础，Socket技术、数据采集技术及面向对象等软件技术实现了整个系统的系统管理、用户管理、设备监控数据显示及报警等模块。其工作原理如下：
位于监控管理终端的浏览器利用HTTP协议与中间层的Web应用服务器通信，浏览器与各Web数据库服务器之间采用B/S工作模式，即连接在系统所在的IP网络上具有Web浏览器功能的任一普通终端，无需安装任何专用软件，只需获得系统认证(通过身份认证和操作权限认证)，即可成为监控管理终端，通过访问系统Web数据库服务器完成各种监控和管理操作[4]。B/S结构的体系中，用户可以通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求。这种监控模式极大地简化了监控终端的工作，监控终端只需安装一个浏览器即可，服务器担负更多的工作，尤其是对数据库的访问和应用程序的执行都在服务器上完成。
由于B/S采用浏览器作为统一的客户端,相对于传统的C/S模式，它的用户界面一致、友好，方便了用户的使用；软件的安装、维护和升级容易，客户端只要拥有一个浏览器即可访问系统。系统具有良好的可扩展性，功能扩展的工作只需在服务器上完成，所有客户端软件都不需要改动，因此，Web技术大大减少了系统的费用，方便了用户。
1.3 本文的组织结构
基于B/S的远程实时监控系统不同于一般的管理信息系统，综合其特点主要表现在三个方面：数据传送的实时性要求、数据的事件驱动、数据源主动传送。采用何种方法能将远程实时监控系统的数据及时、安全、便捷的反映到浏览器上，针对现有监控系统的缺点，本文结合计算机技术、网络技术和监控技术，对远程实时监控系统做了大量的分析和研究。论文的组织结构如下：
(1) 对国内外远程实时监控现状做了分析和研究；
(2) 对基于B/S模式的远程实时监控系统所涉及的关键技术做了深入剖析；
(3) 介绍了供水远程监控系统的总体设计，包括系统的结构、功能等方面的内容，并对系统所用开发工具和系统运行环境进行了简要介绍；
(4) 完成了供水远程监控测控子系统部分模块的软件设计；
(5) 结论部分对所做的工作进行了总结，并对本领域的进一步研究进行了展望。
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