日益加劇，制造商在不斷地尋求新的方法和五金工具以求做到事半功倍，立足、發(fā)展市場。機(jī)電設(shè)備朝著體積大型化，控制系統(tǒng)復(fù)雜化，客戶分散化的方向發(fā)展，這就給制造商的售后服務(wù)帶來了極大的不方便，要求有遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)來降低售后成本。通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，使得遠(yuǎn)程監(jiān)控成為了可能。

　　當(dāng)前，嵌入式技術(shù)正呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢(shì)。嵌入式系統(tǒng)以其價(jià)格低廉，體積小，可在惡劣的工作環(huán)境下工作等優(yōu)勢(shì)而被廣泛的應(yīng)用于航海、石油、軍事等領(lǐng)域，用于數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制等方面。嵌入式技術(shù)和Internet技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了嵌入式Internet技術(shù)，使得設(shè)備可以輕而易舉的接入Internet網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備上網(wǎng)。人們也將嵌入式Internet技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，取得了一定的效益。當(dāng)前的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控主要有以下兩種：

　　1．嵌入WEB單一式監(jiān)控方式：在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)TCP/IP大多數(shù)協(xié)議包括HTTP/TCP/IP等協(xié)議，系統(tǒng)既充當(dāng)WEB Server角色，又要起到數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和故障診斷等作用。這種方式主要存在以下不足：
　　（1）由于嵌入式系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)WEB Server，功能過多，要求高性能的微
控制器或者嵌入式的計(jì)算機(jī)來滿足系統(tǒng)功能要求。高性能意味著高成本。在每一臺(tái)設(shè)備上附加一個(gè)高成本的嵌入式系統(tǒng)是不符合制造商的低附加成本的要求的。
　　（2）每一嵌入式系統(tǒng)都是一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，一個(gè)WEB Server，這就要求每臺(tái)設(shè)備都要有一個(gè)全球獨(dú)立IP地址。一是現(xiàn)有的IP地址資源有限，二是監(jiān)控人員要記住許多IP地址或域名，這也是很不利于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮作用的。

　　2．傳統(tǒng)的PC機(jī)集中式監(jiān)控方式：PC充當(dāng)WEB Server，起到監(jiān)控與故障診斷作用（監(jiān)控與診斷中心）。嵌入式系統(tǒng)只是起到采集現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)到診斷中心的作用。診斷中心可以同時(shí)監(jiān)控多臺(tái)設(shè)備。這種方式有利于節(jié)約IP資源和降低附加成本。但也存在不足 Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸是不穩(wěn)定的，監(jiān)控中心傳輸?shù)目刂茢?shù)據(jù)有可能不能及時(shí)地到達(dá)設(shè)備的控制系統(tǒng)，而設(shè)備有時(shí)候會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的故障。從生產(chǎn)和市場的角度來看，特意停機(jī)幾小時(shí)，甚至幾天來對(duì)大型機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢修，不符合用戶快速應(yīng)對(duì)市場需求的需要。大型機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障后，會(huì)造成停工損失，嚴(yán)重的會(huì)使得機(jī)器徹底毀壞甚至危及人身安全。這就要求遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視到嚴(yán)重故障參數(shù)異常后立即進(jìn)行停機(jī)等保護(hù)性控制操作，以避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。根據(jù)以上分析，文章提出了基于嵌入式控制的機(jī)電設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)報(bào)、預(yù)防嚴(yán)重故障產(chǎn)生的售后服務(wù)，以降低生產(chǎn)成本。

系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　目前，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)較為流行的系統(tǒng)架構(gòu)有客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）模式和瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式。C/S模式需要同時(shí)開發(fā)客戶端和服務(wù)器端的應(yīng)用程序，維護(hù)困難，并且在客戶機(jī)上必須安裝客戶機(jī)軟件，否則系統(tǒng)就不能工作了。B/S只需要開發(fā)服務(wù)器端的Web應(yīng)用程序就可以了，可以在任何安裝了瀏覽器的客戶機(jī)上進(jìn)行監(jiān)控，真正做到了隨時(shí)隨地地遠(yuǎn)程監(jiān)控。故系統(tǒng)采用B/S模式進(jìn)行集中監(jiān)控。系統(tǒng)主要由監(jiān)控與故障診斷中心和嵌入式控制裝置兩部分組成。

（一）監(jiān)控與故障診斷中心（Web服務(wù)器，簡稱中心）

　　監(jiān)控與故障診斷中心平臺(tái)由Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（0racle 8i）和數(shù)據(jù)接收與發(fā)送程序（后臺(tái)運(yùn)行程序，簡稱后臺(tái)程序）組成，置于制造商方。中心接收嵌入式控制裝置發(fā)送的現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)和故障預(yù)報(bào)信息，對(duì)多臺(tái)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷，并通過Web發(fā)布監(jiān)視信息和故障診斷結(jié)果及其維修方法等信息。設(shè)備用戶在現(xiàn)場可以通過瀏覽器獲取中心發(fā)布的故障診斷信息和維修方法等。設(shè)備用戶或制造商技術(shù)員按照不同的安全訪問權(quán)限進(jìn)入系統(tǒng)后，還可以通過嵌入式控制裝置遠(yuǎn)程地向設(shè)備控制系統(tǒng)（比如PLC）中寫入信息參數(shù)、控制代碼等，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

　　當(dāng)前開發(fā)Web Server網(wǎng)頁編譯程序比較流行的有Asp和Jsp。Asp在每次客戶請(qǐng)求時(shí)都須重新編譯，而且編譯時(shí)間一樣，而Jsp編譯第一次請(qǐng)求編譯后無需再編譯，工作效率高，因此Web服務(wù)器采用Jsp進(jìn)行開發(fā)。后臺(tái)程序采用Java語言開發(fā)，置于WEB服務(wù)器所在PC機(jī)上，PC機(jī)開機(jī)后就自動(dòng)啟動(dòng)，監(jiān)聽嵌入式控制裝置連接請(qǐng)求，建立連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫中；同時(shí)定時(shí)查看數(shù)據(jù)庫是否有新控制代碼或者控制指令，如果有則發(fā)送到嵌人式控制裝置，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。監(jiān)視界面中嵌入一個(gè)JavaBean．界面通過JavaBean定時(shí)的查詢數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)并顯示出來?？刂平缑嬷幸睬度肓艘粋€(gè)對(duì)數(shù)據(jù)庫操作的JavaBean，技術(shù)人員在瀏覽器的表單中提交控制指令或代碼后，就可以寫入數(shù)據(jù)庫的控制字段中。

（二）嵌入式控制裝置

　　嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，欽件硬件可剪裁，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它主要由嵌人式處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用軟件等部分組成，通常嵌入到設(shè)備在中以實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視和管理等功能。嵌入式開發(fā)包括硬件設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)選擇和用戶應(yīng)用軟件的開發(fā)。北京碩人科技有限公司的STEC2000型控制器支持標(biāo)準(zhǔn)串口RS232/RS485；支持TCP/IP協(xié)議，可以以電話撥入方式和以太網(wǎng)直聯(lián)方式接人Internet；具有8-32M的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；可以液晶顯示；內(nèi)嵌剪裁的LINUX操作系統(tǒng)，適合嵌入式和實(shí)時(shí)控制的要求；自帶支持Socket、串口等開發(fā)的應(yīng)用程序接口（API）。本系統(tǒng)對(duì)控制的要求較高，故可選用STEC2000作為嵌入式控制裝置的開發(fā)平臺(tái)，直接在其上利用自帶的API進(jìn)行用戶應(yīng)用程序開發(fā)，而不需再去進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，節(jié)約開發(fā)成本。

　　嵌人式控制裝置主要包括遠(yuǎn)程通信模塊、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、嚴(yán)重故障參數(shù)監(jiān)視模塊、嚴(yán)重故障報(bào)警模塊和控制模塊（包括停機(jī)等保護(hù)性控制）。遠(yuǎn)程通信模塊負(fù)責(zé)嵌入式控制裝置與中心的遠(yuǎn)程通信，即設(shè)備上網(wǎng)。數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)模塊通過RS232串口通信方式采集PLC中的數(shù)據(jù)或接收A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的油溫液壓等狀態(tài)量。SREC2000具有8M～32M的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，可本地存儲(chǔ)監(jiān)控歷史數(shù)據(jù)，掉電后也不會(huì)丟失?？刂蒲b置可每隔一段時(shí)間（這里為1.5分鐘），保留一定的數(shù)據(jù)，作為故障發(fā)生后遠(yuǎn)程專家進(jìn)行故障診斷與排除的數(shù)據(jù)依據(jù)。監(jiān)視嚴(yán)重參數(shù)模塊監(jiān)視會(huì)引起嚴(yán)重故障的參數(shù)，預(yù)防嚴(yán)重故障的產(chǎn)生，避免不必要的損失。當(dāng)該模塊監(jiān)視到了嚴(yán)重參數(shù)異?，F(xiàn)象的時(shí)候，則推動(dòng)控制模塊進(jìn)行停機(jī)等保護(hù)性控制。并同時(shí)啟動(dòng)嚴(yán)重故障報(bào)警模塊，在顯示器上顯示異常參數(shù)值，向中心發(fā)送故障警報(bào)消息。系統(tǒng)不僅在現(xiàn)場監(jiān)控嚴(yán)重參數(shù)，而且將所有數(shù)據(jù)都送往中心進(jìn)行監(jiān)視。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊則負(fù)責(zé)將采集到的所有數(shù)據(jù)發(fā)送到中心，作為遠(yuǎn)程監(jiān)視的數(shù)據(jù)依據(jù)；在故障發(fā)生后，還可以根據(jù)專家發(fā)送數(shù)據(jù)指令請(qǐng)求，將本地存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)發(fā)往中心作為故障診斷分析的依據(jù)。這樣，不僅現(xiàn)場的操作員可以看到故障顯示，異地的專家也可以在任何地方通過瀏覽器監(jiān)視到現(xiàn)場設(shè)備的工作狀況，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷。

結(jié)論

　　文章提出了一種切實(shí)可行的基于嵌入式控制的遠(yuǎn)程監(jiān)控方案，論述了系統(tǒng)的工作原理及其關(guān)鍵技術(shù)。系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控現(xiàn)場沒備運(yùn)行狀況，預(yù)防故障發(fā)生，從而降低生產(chǎn)成本。建立起了原型系統(tǒng)，通過了調(diào)試，在試用階段取得了較好的效果。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)方興未艾，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)和嵌入式控制技術(shù)的毪速發(fā)展，它必然會(huì)在網(wǎng)絡(luò)制造領(lǐng)域中發(fā)揮巨大作用。