基于C/S结构的战区监控网络搭建

蒋 越

(中国人民解放军92941部队，辽宁 葫芦岛125000)

随着计算机技术的发展，计算机监控的应用范围逐渐广泛［1］。将计算机技术应用到战区监控领域，能够对作战区域进行全程监控，从而提高战区产品的质量［2］。因此，战区监控网络搭建，已成为战区领域研究的热点［3］。现阶段，主要的战区监控网络搭建是基于单层控制网络的搭建方法［4］。这种传统的战区监控网络搭建方法搭建过程为简单，且使用便捷，但也存在其自身的缺陷［5］。假设控制端数目过多，需要同时将监控数据传递到不同的控制端，将造成监控数据混杂的缺陷，从而降低了战区监控的准确性［6］。

1 基于C/S结构的战区监控网络搭建

1.1 体系结构

C/S结构是一种常见的网络结构，众多软件均是搭建在该种网络结构之上。在战区领域中，战区监控网络的搭建也同样利用了此种网络结构。

传统的监控网络搭建方法能够使战区监控信息在战区企业的局域网中进行传递，利用该C/S网络结构搭建的监控网络，能够依靠互联网完成战区远程监控。基于C/S结构的战区监控网络控制端只要安装符合要求的网络浏览器和插件，便可获取战斗区域的相关信息，从而保证了战区监控数据快速、准确、及时的传递到控制端。另外为确保远程监控的安全性，需要控制端在监控时登录服务器。

1.2 硬件系统设计

硬件系统设计是战区监控网络搭建的基础，能够决定监控网络的性能。在战区监控网络硬件设计过程中，需要利用工控计算机，将信号接收装置获取的数据进行预处理，并将处理结果传递到控制端。在战区监控网络硬件系统中主要包括工控计算机、战区信号接收装置、战区工艺测量仪器及附属设备。基于C/S结构的战区监控网络硬件系统中，主要包含监控和服务器两部分，其结构如图1所示。

图1 基于C/S结构的监控系统结构图

在战区监控过程中，控制端需在战区监控程序中提出申请，并将该申请传递至服务器。服务器审核申请用户的信息后，将采集、处理后的战区监控图像传递到控制端。此外服务器还可同时接受并处理来自于不同控制端的申请，从而提高了监控效率。

战区监控网络硬件主要由以下几部分构成:(1)计算机硬件。计算机硬件主要包含监控控制系统和上位机监控系统。该硬件是战区监控网络硬件系统中最主要的组成部分。其中，上位机监控系统中使用的计算机是工业控制计算机，利用该计算机能够按照规定的时间间隔接收从不同监控设备上获取的监控信号，且控制端能够对战区监控数据进行查询。战区设备的开、关是由工控机向PLC发出控制指令，根据控制程序实现控制。(2)信息接收模块。信息接收模块包括两部分，即模拟量信息接收模块和数字量信息接收模块。模拟量信息接收模块，需要将信息接收装置中的标准电流信号进行变换处理，获取RS－485信号，并将获取的信号传递到上位机中作为战区控制的基础数据。数字量信息接收模块，可采集战区设备开关信号，并将其传递到工业控制计算机中。(3)战区监控网络报警。对战区相关设备进行监控，能够对不符合要求的情况发出警报，从而为战区设备维修提供参考数据。若出现不符合要求的情况，工控机会通过音箱发出报警，并将异常结果输出。(4)数据传递模块。假设战区监控网络数据传递通道较少，则可利用屏蔽电缆线进行战区监控数据传递。假设战区监控网络数据传递通道较多，则需要更加复杂的数据传递网络，在传输距离较长的情况下，甚至需利用光纤通信、无线通信等手段进行数据传递。通常情况下，基于C/S结构的战区监控网络均采取屏蔽电缆方式进行战区监控数据传递。

在基于C/S结构的战区监控网络搭建过程中，除上述硬件外，还需使用大量的信息接收装置，其中包括温度信息接收装置、图像信息接收装置和工业炉信息接收装置等。

1.3 软件系统设计

基于C/S结构的系统软件设计主要包括3个子系统:数据传递子系统、数据库子系统和战区监控子系统，其结构如图2所示。

图2 软件系统结构图

1.3.1 数据传递子系统

战区监控数据传递子系统主要用于建立服务器与控制端之间的联系，将战区监控数据从服务器传递到控制端。控制端向服务器发出监控申请，服务器会根据申请将控制端端口与服务器连接。每当有一个新的控制端需进行战区监控，则需利用一个新的线程进行数据传递。因此，需要使用并发传递结构。该种数据传递方式的可靠性较强，数据传递速度较快，传递过程中的数据误差较少，且不会出现重复传递的问题，从而保证了数据传递的效率和准确性。由于战区监控数据需在同一时间传递给多个控制端，所以需要利用多线程编程技术，将CPU分割成多个时间单元，并根据优先等级分配线程，这些线程在指定时间内共同使用CPU，从而实现战区监控数据并发传递。该模块的主要功能包括局域网络连接、监控数据传递及监控图像采集等，该数据传递子系统可传递的数据形式包括文字信息、文件和战区监控图像。

利用图3能够描述战区监控网络控制端与服务器之间的连接方式，根据此种连接方式可进行数据传递。

图3 控制端与服务器连接图

1.3.2 数据库子系统

在基于C/S结构的战区监控网络中，会产生大量的数据，其中包含战区监控数据、服务器运行数据、控制端交互信息、战区工艺数据和设备运行数据等，以上数据均需要利用数据库进行保存和管理。通常情况下，是选取SQL数据库进行相关的信息存储与管理。

为将数据库信息管理程序模块化，需编写一个数据管理功能程序，以实现数据源连接、建立数据表、数据插入、数据提取、数据删除等功能。

控制端用户登录到服务器中，则可获取数据库中的战区监控信息，且对这些信息进行添加、修改、删除等操作，其操作界面如图4所示。

图4 数据库子系统操作界面

1.3.3 战区监控子系统

由于基于C/S结构的战区监控网络采用操作系统是通用的，因此可共享PC机中的资源。建立控制端与数据库之间的连接，便可根据监控操作规则进行有效的监控。

在战区监控的过程中，需要利用数据采集装置获取战区监控数据，将这些数据存储到数据库中，对其进行判别和处理。根据控制端的申请，利用不同的线程分别传递到所需的控制端。

根据上述方法，能够获取基于C/S结构的战区监控网络搭建的硬、软件系统设计方法，最终实现了战区监控网络的搭建，并提高了战区监控的准确率。

2 实验结果分析

为验证文中算法的有效性，建立战区模拟环境，在该模拟环境中安装15个不同类型的战区信息采集设备，其空间位置分布情况如图5所示。

图5 信息采集设备分布图

对图5中的数据进行整理分析，得到信息采集设备空间位置数据如表1所示。

表1 信息采集设备分布数据表

续表1

利用传统算法进行战区监控网络搭建，获取的结果如图6所示。

图6 传统算法搭建结果

利用文中算法进行战区监控网络搭建，获取的结果如图7所示。

图7 本文算法搭建结果

根据图6和图7可知，利用本文算法进行战区监控的准确性高于传统算法。

对上述实验数据进行整理分析，所得到的结果如表2所示。

表2 战区监控结果数据表

根据表2中结果可知，利用本文算法进行战区监控网络搭建，能避免由于控制端数目过多所造成的监控数据混杂的缺陷，从而提高了战区监控网络的准确性。

3 结束语

文中提出了一种基于C/S结构的战区监控网络搭建方法。介绍了基于C/S结构的战区监控网络搭建的软硬件系统设计方法。实验结果表明，该方法可有效提高战区监控网络的准确性，取得了令人满意的效果。

［1］ 郑魁敬，袁磊，周鑫.基于C/S结构的数控设备网络监控系统［J］.机械设计，2012，29(8):5－10.

［2］ 张方，武鹏，霍锐，等.基于C/S结构的气象信息网络综合监控系统的设计与实现［J］.气象与环境科学，2009(B9):279－282.

［3］ 厉玉昇，申双和，冶林茂，等.基于C/S架构的紫外线网络监控系统［J］.计算机应用与软件，2008(7):154－155.

［4］ 张伟胜，陈刚，董金祥.一种C/S模式网络安全监控系统的设计和实现［J］.计算机工程与设计，2002(11):48－50.

［5］ 尤婷，李培江.基于无线传感网络的污水监控系统研究［J］.计算机仿真，2012，29(2):94－97.

［6］ 郑志勇，基于云.神经网络的故障诊断算法及其应用［J］.科技通报，2012，28(10):180－181，185.