專利名稱：一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機監(jiān)控和數(shù)據(jù)服務(wù)領(lǐng)域，具體為一種用于等離子體裂解煤制乙炔 的分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
在一般的計算機測量控制系統(tǒng)中，通常采用上位機和下位機形式，下位機實行采 集和輸出控制任務(wù)，上位機實行監(jiān)控任務(wù)。通常的運行方式是，上位機發(fā)送啟動/停止等指 令和相應(yīng)的工藝參數(shù)，下位機根據(jù)上位機的指令啟動/停止采集現(xiàn)場處理過的信號，并將 采集參數(shù)和發(fā)送過來的工藝參數(shù)相比較，對采集參數(shù)進行一定的處理后，輸出信號去控制 現(xiàn)場的設(shè)備，使現(xiàn)場設(shè)備按人們預定的參數(shù)正常運行，同時將采集的信號值發(fā)送到上位機， 供上位機實時顯示用。若現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)異常，下位機將異常信號傳給上位機，這時下位機將 按預定的方案處理異常情況或者根據(jù)上位機的指令緊急處理異常情況。在這樣的系統(tǒng)中上 位機通常即作為監(jiān)視設(shè)備又作為發(fā)送指令和參數(shù)的控制設(shè)備，系統(tǒng)運行過程中采集數(shù)據(jù)存 在本地硬盤。這種系統(tǒng)通常存在以下問題1.實驗工藝數(shù)據(jù)僅存在下位機，缺乏必要的數(shù)據(jù)備份，若下位機工作中出現(xiàn)故障 極易丟失重要的工藝數(shù)據(jù)。2.給工藝數(shù)據(jù)的共享和外部訪問造成困難。若相關(guān)人員想了解工藝參數(shù)，分析實 驗結(jié)果，只能在采集和控制子網(wǎng)內(nèi)，通過安裝客戶端軟件來瀏覽和分析數(shù)據(jù)。異地用戶則無 法通過網(wǎng)絡(luò)來訪問工藝數(shù)據(jù)。如果將下位機作為數(shù)據(jù)服務(wù)器聯(lián)入外網(wǎng)，則用戶可以對數(shù)據(jù) 服務(wù)器直接訪問，很難保證采集和控制子網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全性。3.由于上位機兼有控制和監(jiān)視的功能，而現(xiàn)場需要監(jiān)測的點較多，監(jiān)測畫面需要 相互切換這就給監(jiān)控帶來不便。4.下位機的采集模塊觸發(fā)模式通常采用軟件觸發(fā)，這種方式最為簡單，但無法精 確控制采集時序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，以解決傳統(tǒng)的監(jiān) 控系統(tǒng)和監(jiān)控方法易丟失數(shù)據(jù)，無法保證數(shù)據(jù)安全性，監(jiān)控不便，無法精確控制采集時序的 問題。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)，包括有交換機、多臺計算機，其特征在于以交換機 為中心，多臺計算機分別與交換機通訊連接，構(gòu)成以交換機為中心的星型網(wǎng)絡(luò)；所述交換機 構(gòu)成采集控制子網(wǎng)，所述計算機分別構(gòu)成采集控制子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、實時顯示子系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)。所述的一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述實時顯示子系統(tǒng)由一臺或 多臺計算機構(gòu)成。
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所述的一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于在構(gòu)成采集控制子 系統(tǒng)的計算機中設(shè)置有外部定時觸發(fā)程序和DMA數(shù)據(jù)傳送程序；構(gòu)成監(jiān)控子系統(tǒng)的計算機 通過采集控制子網(wǎng)向采集控制子系統(tǒng)發(fā)出控制命令和參數(shù)；采集控制子系統(tǒng)接收監(jiān)控子系 統(tǒng)的控制命令和參數(shù)后，由外部定時觸發(fā)程序、DMA數(shù)據(jù)傳送程序控制采集控制子系統(tǒng)進行 數(shù)據(jù)采集，采集控制子系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)通過采集控制子網(wǎng)發(fā)送至監(jiān)控子系統(tǒng)和實時顯 示子系統(tǒng)進行顯示，同時將采集到的數(shù)據(jù)儲存在構(gòu)成采集控制子系統(tǒng)的計算機中；監(jiān)控結(jié) 束時，采集控制子系統(tǒng)將儲存在構(gòu)成采集控制子系統(tǒng)的計算機中的數(shù)據(jù)，利用無損壓縮算 法壓縮為LZO文件后，通過采集控制子網(wǎng)發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)中。所述的一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)服務(wù)子系 統(tǒng)包括數(shù)據(jù)服務(wù)器和Web數(shù)據(jù)服務(wù)器，其中構(gòu)成Web數(shù)據(jù)服務(wù)器的計算機帶有雙網(wǎng)卡，所述 Web數(shù)據(jù)服務(wù)器通過雙網(wǎng)卡與采集控制子網(wǎng)通訊，由Web數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)成采集控制子網(wǎng)的 軟路由；對Web數(shù)據(jù)服務(wù)器進行設(shè)置，采集控制子網(wǎng)通過Web數(shù)據(jù)服務(wù)器單向訪問外部網(wǎng)本發(fā)明監(jiān)控系統(tǒng)包括信號采集控制子系統(tǒng)，監(jiān)控子系統(tǒng)、實時顯示子系統(tǒng)、數(shù)據(jù) 服務(wù)子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)通過交換機提供了高速以太網(wǎng)聯(lián)系，為完全分布式結(jié)構(gòu)，具有很好的 實時性、穩(wěn)定性、擴展性和安全性。采集控制子系統(tǒng)除具備數(shù)據(jù)采集等基本功能外，還具備外部定時觸發(fā)功能和DMA 數(shù)據(jù)傳送功能。外部定時觸發(fā)能精確控制采樣時序，并與外部信號嚴格同步。DMA數(shù)據(jù)傳 送方式可以實現(xiàn)連續(xù)長時間高速的數(shù)據(jù)采集過程。在實驗過程中采集控制子系統(tǒng)向監(jiān)控子 系統(tǒng)、實時顯示子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)送實時顯示數(shù)據(jù)。實驗結(jié)束時，采集控制子系統(tǒng)從存 在本地的數(shù)據(jù)文件中按信號名讀取數(shù)據(jù)，將各信號的數(shù)據(jù)利用無損壓縮算法壓縮為LZO文 件，然后發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)器備份。監(jiān)控子系統(tǒng)主要完成控制命令和參數(shù)的發(fā)送，可兼作監(jiān)視，接收采集控制子系統(tǒng) 發(fā)送來的數(shù)據(jù)并顯示。實時顯示子系統(tǒng)接收采集控制子系統(tǒng)發(fā)送來的實時數(shù)據(jù)，主要完成實驗現(xiàn)場工藝 參數(shù)的實時顯示。同時可以根據(jù)需要，在采集控制子網(wǎng)內(nèi)配置多臺微機，以滿足實時顯示的需要。數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)服務(wù)器和基于Web的實驗數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器。實驗數(shù)據(jù)服 務(wù)器一方面接收采集控制子系統(tǒng)發(fā)送來的實時數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)庫中，實驗結(jié)束后接收其 發(fā)來的壓縮文件并保存在適當路徑下；另一方面響應(yīng)其它客戶機的連接請求，提供需要的 實驗數(shù)據(jù)。為了使異地的工作人員及時了解現(xiàn)場情況，基于Web的實驗數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器還提 供Web服務(wù)功能，工作人員不僅可以通過局域網(wǎng)里及時了解裝置運行狀況，還可以通過互 聯(lián)網(wǎng)在異地獲取現(xiàn)場信息。綜上所述，本系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)在采集控制子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)中都有完整的數(shù) 據(jù)備份；實時顯示子系統(tǒng)可以讓相關(guān)人員方便及時的了解實驗進展情況；相關(guān)人員可以在 采集控制子網(wǎng)內(nèi)通過客戶端軟件訪問實驗數(shù)據(jù)，也可通過Internet遠程分析和瀏覽實驗 數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員提供了靈活多樣的數(shù)據(jù)訪問方法；采集控制子系統(tǒng)提供了一種精確定時、 快速穩(wěn)定長時間的數(shù)據(jù)采集的方法。


圖1為采集控制子系統(tǒng)的原理框圖。圖2為本發(fā)明監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例如圖1、圖2所示。一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)，包括有交換機、多臺計算機，以交 換機為中心，多臺計算機分別與交換機通訊連接，構(gòu)成以交換機為中心的星型網(wǎng)絡(luò)；交換機 構(gòu)成采集控制子網(wǎng)，計算機分別構(gòu)成采集控制子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、實時顯示子系統(tǒng)、數(shù)據(jù) 服務(wù)子系統(tǒng)。實時顯示子系統(tǒng)由一臺或多臺計算機構(gòu)成。一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，在構(gòu)成采集控制子系統(tǒng)的計算機中設(shè)置 有外部定時觸發(fā)程序和DMA數(shù)據(jù)傳送程序；構(gòu)成監(jiān)控子系統(tǒng)的計算機通過采集控制子網(wǎng)向 采集控制子系統(tǒng)發(fā)出控制命令和參數(shù)；采集控制子系統(tǒng)接收監(jiān)控子系統(tǒng)的控制命令和參 數(shù)后，由外部定時觸發(fā)程序、DMA數(shù)據(jù)傳送程序控制采集控制子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，采集控 制子系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)通過采集控制子網(wǎng)發(fā)送至監(jiān)控子系統(tǒng)和實時顯示子系統(tǒng)進行顯 示，同時將采集到的數(shù)據(jù)儲存在構(gòu)成采集控制子系統(tǒng)的計算機中；監(jiān)控結(jié)束時，采集控制子 系統(tǒng)將儲存在構(gòu)成采集控制子系統(tǒng)的計算機中的數(shù)據(jù)，利用無損壓縮算法壓縮為LZO文件 后，通過采集控制子網(wǎng)發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)服務(wù)器和Web數(shù)據(jù)服務(wù)器，其中構(gòu)成Web數(shù)據(jù)服務(wù)器的 計算機帶有雙網(wǎng)卡，Web數(shù)據(jù)服務(wù)器通過雙網(wǎng)卡與采集控制子網(wǎng)通訊，由Web數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu) 成采集控制子網(wǎng)的軟路由；對Web數(shù)據(jù)服務(wù)器進行設(shè)置，采集控制子網(wǎng)通過Web數(shù)據(jù)服務(wù)器 單向訪問外部網(wǎng)絡(luò)。出于安全方面的考慮，實驗現(xiàn)場的計算機組成采集控制子網(wǎng)。采集控制子網(wǎng)以交 換機為中心，組成星型網(wǎng)絡(luò)，保證子網(wǎng)內(nèi)各計算機間的數(shù)據(jù)傳輸速率，為實時數(shù)據(jù)監(jiān)控奠定 基礎(chǔ)。TOB數(shù)據(jù)服務(wù)器通過雙網(wǎng)卡連接采集控制子網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，作為采集控制子網(wǎng) 的軟路由。采集、控制計算機可以通過軟路由鏈接外部網(wǎng)路，而在外網(wǎng)中的主機不能訪問采 集控制子網(wǎng)。WEB數(shù)據(jù)服務(wù)器隔離了用戶對數(shù)據(jù)服務(wù)器的直接訪問，保證了數(shù)據(jù)的安全性。一次實驗的單道信號實驗數(shù)據(jù)量很大，若傳輸原始數(shù)據(jù)，容易造成網(wǎng)絡(luò)堵塞，數(shù)據(jù) 傳輸超時等問題。故采用無損壓縮技術(shù)，將單個通道的數(shù)據(jù)壓縮為LZO文件，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳 輸?shù)姆€(wěn)定的快速性。
權(quán)利要求
一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)，包括有交換機、多臺計算機，其特征在于以交換機為中心，多臺計算機分別與交換機通訊連接，構(gòu)成以交換機為中心的星型網(wǎng)絡(luò)；所述交換機構(gòu)成采集控制子網(wǎng)，所述計算機分別構(gòu)成采集控制子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、實時顯示子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述實時顯示子 系統(tǒng)由一臺或多臺計算機構(gòu)成。
3.基于權(quán)利要求1所述的一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于在構(gòu) 成采集控制子系統(tǒng)的計算機中設(shè)置有外部定時觸發(fā)程序和DMA數(shù)據(jù)傳送程序；構(gòu)成監(jiān)控子 系統(tǒng)的計算機通過采集控制子網(wǎng)向采集控制子系統(tǒng)發(fā)出控制命令和參數(shù)；采集控制子系統(tǒng) 接收監(jiān)控子系統(tǒng)的控制命令和參數(shù)后，由外部定時觸發(fā)程序、DMA數(shù)據(jù)傳送程序控制采集控 制子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，采集控制子系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)通過采集控制子網(wǎng)發(fā)送至監(jiān)控子 系統(tǒng)和實時顯示子系統(tǒng)進行顯示，同時將采集到的數(shù)據(jù)儲存在構(gòu)成采集控制子系統(tǒng)的計算 機中；監(jiān)控結(jié)束時，采集控制子系統(tǒng)將儲存在構(gòu)成采集控制子系統(tǒng)的計算機中的數(shù)據(jù)，利用 無損壓縮算法壓縮為LZO文件后，通過采集控制子網(wǎng)發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于權(quán)利要求1所述的一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方 法，其特征在于所述數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)服務(wù)器和Web數(shù)據(jù)服務(wù)器，其中構(gòu)成Web數(shù) 據(jù)服務(wù)器的計算機帶有雙網(wǎng)卡，所述Web數(shù)據(jù)服務(wù)器通過雙網(wǎng)卡與采集控制子網(wǎng)通訊，由 Web數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)成采集控制子網(wǎng)的軟路由；對Web數(shù)據(jù)服務(wù)器進行設(shè)置，采集控制子網(wǎng)通 過Web數(shù)據(jù)服務(wù)器單向訪問外部網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分布式計算機監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，包括采集控制子系統(tǒng)，監(jiān)控子系統(tǒng)、實時顯示子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)通過交換機提供了高速以太網(wǎng)聯(lián)系，為完全分布式結(jié)構(gòu)，具有很好的實時性、穩(wěn)定性、擴展性和安全性。
文檔編號H04L29/08GK101917467SQ20101024295
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者叢杰, 孟月東, 方世東, 沈潔, 舒興勝, 陳龍威 申請人:中國科學院等離子體物理研究所