工业监控工作站桌面应用整合方案

摘  要：根据传统监控工作站既有的用户需求和新的发展趋势，提出一种工业监控工作站的桌面应用整合方案。方案使用了基于electron的桌面整合框架技术，通过制定统一的调度逻辑，在整合框架内通过设计不同层次的应用嵌入、应用调度、消息中转，最终实现工业监控工作站的各分散应用的统一入口、统一调度、消息交互，从而实现各个零散系统应用的整合。

关键词：工业监控;工作站;桌面整合

中图分类号：TP311           文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）01-0096-04

Abstract： According to the existing user requirements and new development trend of traditional monitoring workstation， a desktop application integration scheme of industrial monitoring workstation is proposed. The scheme uses the desktop integration framework technology based on electron. Based on the development of unified scheduling logic and the design of different levels of application embedding， application scheduling and message transfer， and finally realize the unified entrance， unified scheduling and message interaction of various decentralized applications of industrial monitoring workstation， so as to realize the integration of various scattered system applications.

Keywords： industrial monitoring; workstation; desktop integration

0  引  言

工業监控系统的主要功能包括对机电设备的实时集中监控功能和各系统之间协调联动功能两大部分。一方面，通过工业监控系统，可实现对电力设备、火灾报警信息及其设备、环控设备、环境参数、照明设备、门禁设备、广播和闭路电视设备、人员信息系统等进行实时集中监视和控制的基本功能;另一方面，通过工业监控系统，还可实现非运营情况下、正常运营情况下、紧急突发情况下和重要设备故障情况下各相关系统设备之间协调互动等高级功能。而工业监控系统的工作站，作为人与系统的交互界面，承担了所有系统与工作人员交互的职责。

传统的工业监控工作站，以组态监控为主，其他系统的配合使用，涉及大量应用程序的打开、使用、调度。随着工业监控系统的功能越来越多，肩负的职责越来越复杂，工业监控的工作站中部署的应用技术越来越多，对于不同种类，不同结构，不同功能的应用软件进行统一调度产生了困难。随着技术不断更新，人机交互的美观性、易用性的不断提升，新旧技术架构交织在一起，在这样的背景下，工业监控项目系统的工作站对于不同应用的整合展示，统一调度提出了要求。

本文以实际工业监控项目工作站统一调度展示的需求为基础，简单介绍了工业监控工作站的使用背景;回顾了传统工业监控工作站的应用使用逻辑;阐述了随着技术发展造成应用技术变化之后产生的综合监控工作站整合需求;进而介绍基于新整合需求的设计思路和实现方式;最后总结了本文内容并对该方案的通用性进行了思考和展望。

1  传统工作站的界面模式

在传统的工业监控工作站中，一般会配置2～3个屏幕作为内容展示区，比如1屏用于展示组态，2屏用于展示CCTV。在启动工作站的时候，会同时启动组态应用程序和CCTV的应用程序，并放置到对应的位置中。如图1所示。

现如今，随着技术的不断更迭，应用内容的不断增加，监控人员不再满足于各个系统各自为政的使用模式，而是希望不同的监控系统和应用程序之间，能够通过统一的入口，统一的调用逻辑，灵活地在统一的界面中相互配合工作。从而实现工作站中各种不同应用的整体展示和使用的需求。以环境平面图界面场景为例，在环境平面图中，用户希望能够通过组态监控画面，直接选择并展示对应的视频监控画面;或者将组态画面与一些信息化元素组合展示，例如通过设备的组态监控画面查看对应设备的检修计划等;除此之外，用户还希望能够通过一些系统运行情况自动调起其他子系统的页面配合查看。

2  应用整合后的优势

从系统的角度来讲，整合的工作站将各个孤立的展示程序结合为一个有机的整体，可以按照统一的调度逻辑进行展示，并实现各个孤立程序之间的消息交互、通信、调用，从而提高各系统展示界面的消息传递和相互调度能力，实现各个系统之间的协调配合，提高工作站的整体水平。从用户角度来讲，整合的工作站可以提供统一的交互逻辑，同时协调多个不同系统界面的交互展示，有助于提升工作站展示数据的综合能力，并为工作人员提供更加友好的人机交互体验。用户可以从各个不同应用独立使用的困境中解放，触发更多的多应用交互需求和场景的产生，从而更好地完成监控系统的统一协调工作。

3  应用整合框架的实现

3.1  功能分析

结合对监控工作站应用场景的整理和分析，应用整合需要具备以下能力：

3.1.1  唯一入口统一调度框架

首先，需要考虑为工作站程序提供唯一的入口，从而避免各个子系统程序各自为政的局面发生。

通过设定统一的入口，所有系统调度在入口程序中进行。例如，原先分别打开组态和CCTV，组态和CCTV的画面切换各自负责，而整合后，不再配置组态和CCTV程序中的独立菜单，任何页面的打开，都由入口程序负责，各个应用向入口程序发起请求和发送消息。入口程序负责收集和汇总消息并进行整体框架层面的展示和调度。

3.1.2  统一调度展示风格

其次，要保证工作站所有程序融合以后的整体感，必须保证所有应用页面的风格统一，只有通用的页面风格，才不会在页面调度和人机交互的过程中给人以突兀不和谐的感觉。

通过制定的统一的页面风格和交互模式设置入口程序及各个子系统的页面规划和规范。

3.1.3  屏蔽系统差异

由于各个子系统程序开发语言，架构，应用程序的使用方式各不相同，因此，统一的入口程序必须能够屏蔽各系统之间的这些差异，使得人机交互的模式能够有统一感、整体感，才能使得各个孤立程序犹如一个有机整体，从而提供良好的人机交互体验。

通过唯一入口登入登出后开展子系统页面调用，通过入口程序屏蔽各子系统登入方式、退出方式、锁屏机制等等差异。实现统一登入、统一登出、统一锁屏等。

3.2  整合框架设计

根据功能分析，整合框架程序至少需要包含三部分：

（1）统一调度层。该层提供工作站的统一入口，用于进行各个应用画面的统一调起、隐藏、关闭等，该层屏蔽了各个子系统原先的出入口，使得各应用画面整合消息的统一展示。对于统一调度层，必须满足以下要求，界面永远置顶，使得页面调度随时可以开展。但调度层不能影响画面展示层展示的画面的交互。因此，必须实现遮挡但鼠标操作可穿透的效果。此外，调度层需要随时监测展示层和锁定层发送的消息，以便按需进行调度控制。

（2）画面展示层。该层用于展示通过统一调度层调起的画面。该层服务于统一调度层，根据调度层的命令设定页面的展开位置、展示状态、展示高度等。同时，画面展示层可以向调度层进行消息传递，实现各个子系统消息向调度层的汇聚。对于画面展示层，必须同时实现对不同应用程序的调用，包括且不限于exe程序，网页等。此外，展示层还需要实现按需向调度层发送消息，从而实现跨应用的界面调度和消息交互。

（3）工作站锁定层。该层用于实现工作站的统一锁屏、登出、登入、修改密码等，一方面，该层实现各个子系统的统一认证等操作，另一方面，该层提供了工作站的锁定，实现了人机交互的阻断效果，可以在特定的情况下，通过调起锁定层实现人机阻隔效果。

3.3  实现原理

经过对各自桌面应用基座进行梳理，在本次应用中，选用electron作为入口程序的基座技术。Electron 是一个使用 JavaScript，HTML 和 CSS 等 Web 技术创建原生程序的框架，它基于 Chromium 和 Node.js，让你可以使用 HTML，CSS 和 JavaScript 构建应用。因此，它可以非常容易的实现web应用的集成，同时轻松实现操作系统服务、应用程序的调度和展示。此外，基于Electron开展的应用整合，具备跨平台特性，可以满足不同项目场景的展示需求。

按照框架设计的三层结构，分别封装调度应用层、展示应用层、锁定应用层。

调度应用层展示于工作站最顶层，通过异形菜单、鼠标穿透等技术实现与应用展示层的无缝衔接，一方面从视觉上融为一体，另一方面也不阻碍应用展示层的人机交互，同时，应用调度层时刻保持对应用展示层和应用锁定层的消息监听，确保实时根据消息触发调度事件，并通过汇总情报展示调度层设计的展示内容。并在调度层通过统一的控制进程对各个不同的应用层进行管理。

展示应用层负责对被展示的页面进行包装，并按照调度应用层的命令展示、隐藏、关闭于置顶的位置，同时提供给用户界面人机交互。展示应用层会根据用户的操作生成消息并发送给调度应用层，由调度应用层调起其他应用或执行相关工作。

锁定应用层负责实现工作站的锁定、提示等功能，实现工作站的全屏锁定以阻隔人机交互。用户在锁定应用层的操作后，锁定应用层向调度应用层发出解锁、切换、关闭等消息，由调度应用层执行下一步调度操作。

各层之间的调度和消息传递逻辑如图2所示。

由图中可以看出，在应用启动之后，首先打开调度应用层，通过对调度应用层进行操作，进而打开展示应用层和锁定应用层。展示应用层和锁定应用层按需被调起后，通过界面操作向调度应用层发送消息，由调度应用层进一步确定其余两层的下一步动作。与此同时，界面调度层根据当前收集的消息，展示全局相关的信息内容。

3.4  界面效果

通过对监控工作站进行整合后，监控工作站各个应用之间实现了协作和联动，使得整个人机交互体验得以完善和提升，工作站各应用之间有机结合，形成一个整体。

以环境平面图界面场景为例，界面示例如图3所示。

其中上方菜单区域为应用调度层，展示所有可以进行人机交互的界面菜单入口，应用调度层右侧展示系统整体相关的信息和系统功能区域。

通过点击应用调度层菜单或者触发应用调度逻辑，在下方画面展示层区域中分别打开组态应用画面;通过对画面展示层中的组态应用画面进行人机交互，向应用调度层发出CCTV调度消息，由应用调度层实现在指定的位置将CCTV界面调起。

通过应用调度层右侧的系统功能区域，可以调起应用锁定层，通过应用锁定层可以阻断所有人机操作。在应用锁定层，可以按照界面要求操作（如输入密码等）与界面展开交互，并将交互结果生成消息发送给应用调度层，由应用调度层根据接收到的结果进行调度，从而解除应用锁定层的锁定效果。

4  结  论

通过对监控工作站桌面应用的整合，可以改变过去各个应用各自为政的弊端，使得整个工作站桌面应用融为一体，实现统一的，完整的，友好的人机交互环境。同时，多应用的交互，更有利于对整体场景的把控，降低软件使用的难度和复杂性，有利于更好地开展监控工作。

对于应用整合这一课题，其实在很多传统的领域也存在相应的需求，如果进行合理的改造和整合，将大大有助于提升应用水平的提升，进而提升软件带来的价值。在笔者涉及的项目中，通过本文方案进行了工作站应用整合后，获得了用户的一致好评，用户对人机交互的需求得到了满足。

参考文献：

[1] 钟秀娟.工业监控组态系统的分析与研究 [J].办公自动化，2011（24）：31+33.

[2] 王虎，方建清，董永刚.使用反向代理技术实现B/S系统应用整合 [J].信息与电脑（理论版），2011（18）：116-118+120.

[3] 罗宏俊，冯瑞.基于Web技术进行桌面应用开发的研究 [J].网络新媒体技术，2016，5（2）：42-47.

[4] HEX Blog.用HTML5和Node.JS开发桌面应用 [EB/OL].（2014-05-01）.http：//hex.youdao.com/blog/.

[5] CSDN.开发桌面应用，自然用Electron！ [EB/OL].（2019-03-08）.https：//blog.csdn.net/soledadzz/article/details/88677522.

作者简介：毛瑞（1985—），女，漢族，贵州黔南人，工程师，软件工程硕士，研究方向：轨道交通行业解决方案研究和设计。