基于Internet 的先進(jìn)控制技術(shù)遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)

【摘要】建立RSP（Remote Service Platform）遠(yuǎn)程服務(wù)平臺，可以通過 Internet 和工業(yè)實際過程相連接，并能夠方便的下載先進(jìn)控制算法，遠(yuǎn)程修改先進(jìn)控制算法參數(shù)，實時調(diào)整現(xiàn)場實際過程。通過該平臺可以在教室和實驗室演示先進(jìn)控制算法在工業(yè)過程運行的實際情況，增強研究生的理解能力和動手能力，培養(yǎng)研究生獨立設(shè)計復(fù)雜工業(yè)過程的先進(jìn)控制算法的能力。

【關(guān)鍵詞】先進(jìn)控制；遠(yuǎn)程調(diào)試；Internet

Remote Testing System of Advanced Co ntrol Based on Internet Technology

REN ZHENG-YUN， CHEN LIANG

Department of Automation， Donghua University， 2999 North Renmin Road， Songjiang， Shanghai 201620， China

【Abstract】The practical industrial process can be accessed remotely through internet by the establishment of remote service platform （RS P）. Download advanced control algorithm， remote modification of advanced control algorithm parameters and real-time adjustment of p ractical process can be realized conveniently. Thr ough this platform we can demonstrate advanced control algorithm and operate industrial practical process in the classroom and laboratory， wh ich is very useful for the ability enhan cement of graduate students in understanding and in independent design of complex advanced control algorithm for industrial process.

【Key words】Advanced control， Remote testing， Internet

【中圖分類號】TP271【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】2095-3089（2012）13-0001-03

1引言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合起來。采用 Internet 進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，在工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測、水資源管理、電網(wǎng)監(jiān)控、交通指揮、樓宇自動化等許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

由于Internet 分布范圍廣、技術(shù)成熟，使遠(yuǎn)程觀測、遠(yuǎn)程反饋、遠(yuǎn)距離控制的多方面跟蹤監(jiān)測控制成為可能。基于Internet 的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的研究，不僅充分利用了現(xiàn)有資源，拓寬了因特網(wǎng)的使用范圍，而且也能夠減少差旅成本，擴(kuò)大遠(yuǎn)程化距離，增加遠(yuǎn)程工作的靈活性，進(jìn)一步方便人們的生活。采用 Internet 作為遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺，是一項很有前途和潛力的技術(shù)，可以應(yīng)用到設(shè)備遠(yuǎn)程診斷、監(jiān)測、控制、調(diào)試等領(lǐng)域，成為當(dāng)前工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域的研究熱點。

目前，基于 Internet 的遠(yuǎn)程監(jiān)控是國內(nèi)外研究的前沿課題，國內(nèi)外都展開了大量的研究。相對來說，由于歐美國家在信息技術(shù)和計算機控制技術(shù)的發(fā)展上的領(lǐng)先優(yōu)勢，他們在研究基于 Internet 的遠(yuǎn)程監(jiān)控方面相對早一些，而且有些公司有相關(guān)的商業(yè)產(chǎn)品問世。1997 年1 月，首屆基于 Internet 的工業(yè)遠(yuǎn)程診斷研討會由斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院聯(lián)合主辦，會議主要討論了有關(guān)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)開放式體系、診斷信息規(guī)程、傳輸協(xié)議及對用戶的合法限制等，并對未來技術(shù)發(fā)展作了展望。會議決定由斯坦福大學(xué)和麻省理工學(xué)院合作開發(fā)基于 Internet的下一代遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷示范系統(tǒng)，后來在Sun，HP，Intel 等多家公司的支持和配合下，共同推出了一個實驗性的 Testbed系統(tǒng)，Testbed初步形成了在 Internet 范圍內(nèi)的信息監(jiān)控和故障診斷[1]。

如在波音公司的設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)中，采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行遠(yuǎn)程探測和檢修機器故障。美國幾家機床公司也在他們的產(chǎn)品上，開發(fā)了具有基于機器監(jiān)測和遠(yuǎn)程檢修的遠(yuǎn)程服務(wù)或類遠(yuǎn)程服務(wù)功能。另外，許多國際組織也紛紛通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控與故障診斷咨詢和技術(shù)推廣工作，并制定了一些信息交換格式和標(biāo)準(zhǔn)，德國的FLENDER 服務(wù)狀態(tài)監(jiān)測公司，已開發(fā)出基于現(xiàn)代遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的面向狀態(tài)的維修技術(shù)。許多大公司也在他們的產(chǎn)品中加入了 Internet的功能，如 Bently 公司的計算機在線設(shè)備運行監(jiān)測系統(tǒng)。

國內(nèi)對于遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)也開展了積極的研究，許多研究機構(gòu)和高等院校現(xiàn)已開始或準(zhǔn)備開始從事工業(yè)領(lǐng)域的遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷技術(shù)的研究與開發(fā)，如大型電站設(shè)備的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測和診斷研究，制造企業(yè)遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)，基于 Internet的快速成型和快速加工技術(shù)，基于 Internet 的遠(yuǎn)程故障診斷相關(guān)理論，大型旋轉(zhuǎn)機械計算機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng)等。另外，根據(jù)國內(nèi)外遠(yuǎn)程服務(wù)技術(shù)的現(xiàn)狀，我國提出了國內(nèi)發(fā)展的動向，并基于企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，搭建遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測、診斷和控制，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及制造業(yè)的自動化的水平。當(dāng)前，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)在遠(yuǎn)程實驗室、水電站監(jiān)控、石油管道監(jiān)測、電網(wǎng)運行監(jiān)控和機器人的遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)了將工業(yè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控信息接入 Internet，管理人員遠(yuǎn)程監(jiān)視生產(chǎn)運行情況，根據(jù)需要及時發(fā)出調(diào)度指令控制生產(chǎn)過程和現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)和各種參數(shù)，節(jié)省了大量人力物力。

先進(jìn)控制技術(shù)，特別是預(yù)測控制算法比較復(fù)雜，計算量比較大。正因為復(fù)雜，算法的實施周期長，參數(shù)整定復(fù)雜，即便是有豐富經(jīng)驗的工程技術(shù)人員，也得花費較長的時間來進(jìn)行模型建立以及在線或離線參數(shù)整定過程。一般說來，先進(jìn)控制技術(shù)在現(xiàn)場調(diào)試的時間為 3～6 個月，有些甚至超過 1 年。這樣消耗了大量的人力、物力和財力，使得先進(jìn)控制項目的實施成本大大的提高，對先進(jìn)控制算法進(jìn)一步的推廣起到了嚴(yán)重的制約。同時由于成本問題，使學(xué)生，特別是研究生了解和掌握先進(jìn)控制算法在工業(yè)現(xiàn)場實施和調(diào)試的情況增加了相當(dāng)?shù)睦щy，這又嚴(yán)重的限制了學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。一方面是我國迫切的需要先進(jìn)控制技術(shù)人才，一方面是具有動手能力強的先進(jìn)控制技術(shù)人才的短缺。這對矛盾嚴(yán)重抑制了我國流程工業(yè)自動化水平的提高。

通過Internet 進(jìn)行工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程瀏覽正在得到廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外許多人都在研究基于 Internet 技術(shù)的先進(jìn)控制調(diào)試系統(tǒng)。大部分先進(jìn)控制策略安裝在上位機上，因此，只要將上位機通過各種方式接入到 Internet 上，遠(yuǎn)程調(diào)試便成為可能。對于部分安裝在相關(guān)硬件上的先進(jìn)控制策略，可以通過其對應(yīng)的操作站而操作和調(diào)試。當(dāng)前主流的DCS 和PLC 的操作站均為基于 Windows， Mac， Linux 和Pocket PC平臺的，如：Honeywell公司最新 DCS 控制系統(tǒng) TPS ，它的操作站就是基于 MS Windows NT的，接入到 Internet 非常方便和快捷，進(jìn)而為遠(yuǎn)程調(diào)試提供了基礎(chǔ)。 當(dāng)前，但由于現(xiàn)有條件下，網(wǎng)絡(luò)存在傳輸延時、傳輸效率和數(shù)據(jù)安全等問題，使得遠(yuǎn)程調(diào)試還存在一些問題和困難，另外由于實時性的要求，先進(jìn)控制領(lǐng)域的許多功能不能夠完全按照遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的要求實現(xiàn)，那些能夠在遠(yuǎn)程通過Internet 實現(xiàn)的功能，由于存在空間和時間的差異，也必須重新進(jìn)行分析和研究。

2遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

從先進(jìn)控制遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 1 可以看出：：整個基于 Internet 的遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)通常由工業(yè)控制系統(tǒng)子系統(tǒng)、先進(jìn)控制子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程服務(wù)器、遠(yuǎn)程調(diào)試客戶服務(wù)端等四大部分組成，具體見圖 1 。

2.1工業(yè)控制系統(tǒng)子系統(tǒng)：工業(yè)控制系統(tǒng)子系統(tǒng)一般包括各種測控單元（ 如前端機、檢測儀表、DCS 、PLC 等） ，聲音、視頻采集系統(tǒng)，信號傳輸線路，信號接收、轉(zhuǎn)換設(shè)備，操作員站和工程師站，相關(guān)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）等。一方面負(fù)責(zé)控制各個現(xiàn)場對象，如溫度、流量、壓力等，經(jīng)過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接到各個操作員站和工程師站，一些比較復(fù)雜或用常規(guī)方法難于控制的對象和需要優(yōu)化的系統(tǒng)，采用以太網(wǎng)或者其它通訊方式接入先進(jìn)控制子系統(tǒng)。另一方面它接受先進(jìn)控制子系統(tǒng)發(fā)送過來的控制作用，對過程對象采取優(yōu)于常規(guī)控制算法的控制策略。工業(yè)控制系統(tǒng)子系統(tǒng)操作員站內(nèi)裝有監(jiān)控軟件，接受現(xiàn)場傳來的過程數(shù)據(jù)，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、操作，向操作人員提供監(jiān)控界面，實現(xiàn)設(shè)備的現(xiàn)場監(jiān)測、控制和管理。

為了保證系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性，先進(jìn)控制子系統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)子系統(tǒng)一般采用直接連接方式，即，先進(jìn)控制子系統(tǒng)和DCS 和PLC 等硬件連接，而不是采用間接連接的方式，即，先進(jìn)控制子系統(tǒng)和 DCS 和PLC 的操作員站連接。連接的方式有：工業(yè)以太網(wǎng)、串口等。工業(yè)控制系統(tǒng)子系統(tǒng)不需要連接 Internet 的功能。

2.2先進(jìn)控制子系統(tǒng)：先進(jìn)控制子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理、模型建立、實時控制、仿真、操作、安全聯(lián)鎖、通訊等7 個部分。幾個組成部分既相互獨立又彼此配合共同構(gòu)成有機的整體。一般來說，傳統(tǒng)的先進(jìn)控制策略在上位機上運行，這種模式有它的局限性。在此，我們采用先進(jìn)控制策略直接在硬件中（如美國 OPTO22 控制器）實施，硬件系統(tǒng)和 DCS 或者PLC 系統(tǒng)通過硬連線的方式進(jìn)行通訊，而上位機和硬件系統(tǒng)直接相連。這種先進(jìn)控制系統(tǒng)設(shè)計模式比在上位機上實現(xiàn)先進(jìn)控制算法更具有優(yōu)勢。這是因為上位機模式是基于操作系統(tǒng)的，一旦操作系統(tǒng)癱瘓，整個先進(jìn)控制系統(tǒng)也將癱瘓，而算法在硬件中實現(xiàn)安全性、穩(wěn)定性、可靠性將得到大幅度的提高，促使先進(jìn)控制系統(tǒng)的投用率提高，見圖 2 。

先進(jìn)控制子系統(tǒng)既要和工業(yè)控制系統(tǒng)子系統(tǒng)通訊，又要和遠(yuǎn)程服務(wù)器通訊。為實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試，上位機的硬件要求為具有聯(lián)網(wǎng)能力的工業(yè)用計算機或通用計算機，有一定的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備。同時為實現(xiàn)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)試，系統(tǒng)又引入了一個數(shù)據(jù)庫，用于對遠(yuǎn)程調(diào)試終端的身份驗證，以及反映設(shè)備運行情況的歷史數(shù)據(jù)的存儲。在遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)中，每個先進(jìn)控制系統(tǒng)的的上位機主要完成三方面的工作：設(shè)備數(shù)據(jù)信息的提取、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接入、數(shù)據(jù)通訊。先進(jìn)控制系統(tǒng)需要遠(yuǎn)程調(diào)試服務(wù)時，向遠(yuǎn)程服務(wù)器申請，得到應(yīng)答后相關(guān)信息數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，遠(yuǎn)程服務(wù)器對先進(jìn)控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試。

上位機和遠(yuǎn)程服務(wù)器通訊采用兩種通訊方式：一種方式是通過網(wǎng)線連接到 Internet 上，另一種方式是通過 3G 模塊連接到Internet 上。后種方式對不能夠上網(wǎng)的對象，更為簡單和方便，僅僅在通訊費用上增加一些而已。

2.3遠(yuǎn)程服務(wù)器：遠(yuǎn)程服務(wù)器是整個遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的核心，是一個中介系統(tǒng)，主要由防火墻、Web 服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器等共同組成。它負(fù)責(zé)對整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的管理、協(xié)調(diào)和維護(hù)。服務(wù)器響應(yīng)客戶服務(wù)端的請求，一方面，它接受客戶服務(wù)端的響應(yīng)，從數(shù)據(jù)庫中的取出過程對象實時數(shù)據(jù)，發(fā)布到瀏覽器上供用戶察看；另一方面，它將收到的客戶服務(wù)端的控制命令存入數(shù)據(jù)庫，供先進(jìn)控制子系統(tǒng)使用。遠(yuǎn)程服務(wù)器采用三層框架：Web 服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。遠(yuǎn)程客戶端可以通過瀏覽器直接訪問遠(yuǎn)程服務(wù)器，用戶可以以任何方式上網(wǎng)，真正實現(xiàn)了多點對多點的結(jié)構(gòu)模式。

2.4遠(yuǎn)程調(diào)試客戶服務(wù)端：遠(yuǎn)程調(diào)試客戶服務(wù)端是用戶直接與之交互的部分，它接收用戶的輸入，從遠(yuǎn)程服務(wù)器獲取遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)或向其發(fā)送控制命令等，通過遠(yuǎn)程服務(wù)器對先進(jìn)控制系統(tǒng)調(diào)試?？蛻舴?wù)端無需安裝任何專用軟件，可以是普通的具有 Web 瀏覽器的個人計算機或終端設(shè)備，能夠連入互聯(lián)網(wǎng)即可。當(dāng)遠(yuǎn)程用戶需要對先進(jìn)控制系統(tǒng)調(diào)試時，首先通過客戶服務(wù)端的瀏覽器登陸遠(yuǎn)程服務(wù)器，通過身份驗證后，找到相應(yīng)控制網(wǎng)頁，下載先進(jìn)控制系統(tǒng)的調(diào)試控件。通過控件與先進(jìn)控制系統(tǒng)連接并實施調(diào)試。目前，遠(yuǎn)程調(diào)試實現(xiàn)的途徑就是通過 Internet。由于涉及實際的生產(chǎn)過程，必須保證網(wǎng)絡(luò)安全，可以采用的技術(shù)包括防火墻、用戶身份認(rèn)證以及密鑰管理等。

客戶服務(wù)端第一個任務(wù)就是先進(jìn)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的表示問題，將數(shù)據(jù)以用戶可以理解的方式在瀏覽器上顯示出來，供用戶察看最新的設(shè)備運行狀況，以便發(fā)出控制命令。遠(yuǎn)程服務(wù)器不會主動的向客戶瀏覽器發(fā)送數(shù)據(jù)文件，而是瀏覽器在發(fā)出請求后，服務(wù)器才響應(yīng)，并將需要的數(shù)據(jù)以網(wǎng)頁的形式發(fā)布到用戶瀏覽器上。所以，對于要持續(xù)的得到先進(jìn)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)，只有通過客戶瀏覽器不斷的向服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器才可以根據(jù)客戶的請求做出響應(yīng)，將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)給客戶服務(wù)端。

對于遠(yuǎn)程控制來說，使用圖表或者圖線等形式來動態(tài)顯示先進(jìn)控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，一直是監(jiān)控端的一個基本功能要求。然而，采用傳統(tǒng)的靜態(tài)的網(wǎng)頁，即使在網(wǎng)頁中嵌入腳本語言，這方面的功能也是不可能實現(xiàn)的。對于先進(jìn)控制系統(tǒng)操作界面的動態(tài)顯示，目前有兩種辦法來解決，一種就是遠(yuǎn)程服務(wù)器將先進(jìn)控制系統(tǒng)操作界面處理后，生成一定格式圖片發(fā)給客戶端，通過瀏覽器顯示出來。瀏覽器不斷的刷新，就可以不斷的得到遠(yuǎn)程服務(wù)器上的最新操作界面。這種方式由于大量的采用圖像來傳輸，數(shù)據(jù)流量相當(dāng)?shù)拇?，影響了網(wǎng)絡(luò)的速度，服務(wù)器的負(fù)擔(dān)也很重。另一種，是采用控件來顯示，客戶端的控件通過直接讀取存于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，同時將其顯示出來。這種方式明顯減少了數(shù)據(jù)流量，唯一的缺點就是需要開發(fā)符合要求的控件。對于數(shù)據(jù)量大，網(wǎng)絡(luò)速度難以達(dá)到要求的情況下，采用這種方法是一個比較理想的方法。

3遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)主要軟件

遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件通常指的是對遠(yuǎn)程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的軟件程序，可對監(jiān)控遠(yuǎn)程電腦的桌面、文件、和操作記錄等內(nèi)容。當(dāng)前國內(nèi)外均開發(fā)了不少的遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件，如：NTRsupport 、GoToMyCloud、易通遠(yuǎn)程屏幕監(jiān)控軟件、網(wǎng)絡(luò)人遠(yuǎn)程電腦監(jiān)控軟件、百絡(luò)網(wǎng)警遠(yuǎn)程控制軟件、QQ、速幫遠(yuǎn)程協(xié)助、遠(yuǎn)程桌面等。一些是免費的，而另外一些是收費的。這些軟件面向的用戶各有差異，一般說來能夠用于遠(yuǎn)程監(jiān)控的軟件都可以遠(yuǎn)程調(diào)試。

3.1NTRsupport軟件：NTRsupport 是總部位于西班牙巴塞羅那的 NTR Global 公司開發(fā)的。NTR Global是一家致力于為企業(yè)提供最簡單和快捷的遠(yuǎn)程連接、IT 基礎(chǔ)架構(gòu)管理和客戶在線支持解決方案。每天，全球有1.7萬個企業(yè)在使用 NTRglobal 的按需使用解決方案。

NTRsupport 有以下幾大特點：

3.1.1使用起來性能穩(wěn)定，連接速度快，市場領(lǐng)先的 256 位AES 加密系統(tǒng)保證為客戶提供安全專業(yè)的遠(yuǎn)程服務(wù)。

3.1.2NTRsupport 高安全性的遠(yuǎn)程支持服務(wù)包括兩種 SaaS 版本：托管在 NTRglobal 或在客戶自己的服務(wù)器上。

3.1.3NTRsupport 與Windows， Mac， Linux 和Pocket PC系統(tǒng)兼容，支持多種瀏覽器，包括 Internet Explorer， Firefox， 和Netscape Navigator 。

3.1.4提供五種遠(yuǎn)程控制模式：完全控制，共享型控制，查看模式，系統(tǒng)管理模式，演示模式。

3.1.5跨平臺遠(yuǎn)程支持：不管何種操作系統(tǒng)、設(shè)備、瀏覽器及帶寬，都能用同一種解決方案支持所有客戶。

3.1.6NTRsupport 是基于網(wǎng)絡(luò)的，不需要安裝任何程序或硬件，操作員或者調(diào)試人員就能與客戶快速建立連接，完成

相關(guān)調(diào)試工作。

3.2 易通遠(yuǎn)程屏幕監(jiān)控軟件：易通遠(yuǎn)程屏幕監(jiān)控軟件是一套面向公司/機關(guān)/學(xué)校等企事業(yè)單位開發(fā)的一套電腦屏幕監(jiān)控軟件。屏幕監(jiān)控采用了先進(jìn)的屏幕變化量監(jiān)控技術(shù)，感覺像操作本機一樣。可以同時流暢地監(jiān)控多臺計算機屏幕，監(jiān)控時可以設(shè)置自動保存屏幕圖像。軟件采用了多種安全技術(shù)保證軟件能安全穩(wěn)定的工作運行。特點與應(yīng)用：局域網(wǎng)屏幕監(jiān)控軟件，電腦屏幕監(jiān)控，遠(yuǎn)程監(jiān)控，遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程桌面控制，電腦遠(yuǎn)程監(jiān)控，遠(yuǎn)程屏幕監(jiān)控，桌面監(jiān)控系統(tǒng)，屏幕監(jiān)控軟件，屏幕監(jiān)視軟件。

其特點是：

3.2.1被控端全自動上線：軟件采用反向自動連接管理端，被控端自動上線不需要人為添加計算機。

3.2.2流暢而清晰的屏幕畫面：屏幕監(jiān)控采用了先進(jìn)的屏幕變化量監(jiān)控技術(shù)來保證屏幕監(jiān)控的實時性，感覺像操作本機一樣。

3.2.3同時監(jiān)控多個被控端屏幕：管理端可同時對多個被控端屏幕進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，也能保證流暢而清晰的屏幕畫面。

3.2.4隨時保存當(dāng)前被控端屏幕圖像：屏幕監(jiān)控過程中，管理員可隨時保存當(dāng)前被控端的屏幕圖像。

3.2.5方便的系統(tǒng)控制功能：提供發(fā)送消息、遠(yuǎn)程關(guān)機、遠(yuǎn)程重啟、遠(yuǎn)程注銷、遠(yuǎn)程待機、遠(yuǎn)程鎖定/解鎖等系統(tǒng)控制功能。

3.2.6安全穩(wěn)定的軟件運行機制：軟件采用了多種安全技術(shù)保證軟件能安全穩(wěn)定的工作運行。

3.3 GoToMyCloud軟件：GoToMyCloud 是深圳市云舒網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司（ 簡稱云舒） 自主研發(fā)的遠(yuǎn)程控制軟件，包含兩個客戶端：

GoToMyCloud主控端、GoToMyCloud被控端?？蛻舳讼螺d之后易于安裝，GoToMyCloud自動啟動、安裝以及自身配置，無需重新啟動。使用 GoToMyCloud對遠(yuǎn)程電腦進(jìn)行操作，非常流暢，當(dāng)連接到遠(yuǎn)程計算機上，所看到的是計算機屏幕上的實時圖像，可以從任何地方即時使用遠(yuǎn)程計算機上的程序或者文檔，GoToMyCloud使用遠(yuǎn)程計算機猶如操作本地電腦那樣方便，鼠標(biāo)、鍵盤以及圖像都非常流暢，猶如操作本地計算機一樣，非常方便。

GoToMyCloud使用先進(jìn)的安全功能包括 SSL 加密的網(wǎng)站，端對端高級加密標(biāo)準(zhǔn)（AES ）128 位加密的數(shù)據(jù)流以及鍵盤、鼠標(biāo)輸入信息；多密碼保護(hù)，訪問代碼駐留在主機上，絕不會傳送到或存儲在 GoToMyCloud的服務(wù)器上，其它功能還包括鎖定保護(hù)，閑置超時保護(hù)，主機屏幕消隱以及主機的鍵盤、鼠標(biāo)鎖定功能。

GoToMyCloud提供 GoToMyCloud的輔助產(chǎn)品：云舒遠(yuǎn)程硬件開關(guān)機卡 CSK300，可以進(jìn)行電腦遠(yuǎn)程開機、關(guān)機等操作。即使遠(yuǎn)程電腦處于關(guān)機狀態(tài)，也能讓您隨時隨地開機使用。

通過GoToMyCloud，可以隨意自由選擇被控電腦，對家庭電腦、辦公室電腦、實驗室電腦、教室電腦進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程調(diào)試。

3.4 網(wǎng)絡(luò)人遠(yuǎn)程電腦監(jiān)控軟件：網(wǎng)絡(luò)人遠(yuǎn)程電腦監(jiān)控軟件（Netman）是一款免費的遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程電腦監(jiān)控、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控軟件，輸入對方的 IP和密碼就能實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。軟件使用 UDP 協(xié)議穿透內(nèi)網(wǎng)，免殺，不用做端口映射，在任何能上網(wǎng)的地方使用本地電腦就能遠(yuǎn)程控制或遠(yuǎn)程監(jiān)控分布于不同地點的多臺電腦，如工業(yè)過程上位機、辦公室電腦等。軟件正規(guī)合法，通過安全軟件認(rèn)證，不會被殺毒軟件查殺，不會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。配合網(wǎng)絡(luò)人開機卡可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程開機。軟件還可作為讀取器讀取定時屏幕錄像器、鍵盤記錄器生成的加密文件。

3.4.1實現(xiàn)隱蔽監(jiān)控：隱藏被控端網(wǎng)絡(luò)人程序圖標(biāo)及相關(guān)提示，被控時不被發(fā)覺。

3.4.2遠(yuǎn)程訪問桌面：同步查看遠(yuǎn)程電腦的屏幕，能使用本地鼠標(biāo)鍵盤如操作本機一樣操作遠(yuǎn)程電腦。

3.4.3可對遠(yuǎn)程電腦屏幕進(jìn)行拍照或錄像，控制端只需點擊功能鍵便可以切換雙方身份，應(yīng)用于遠(yuǎn)程電腦維護(hù)、遠(yuǎn)程技術(shù)支持、遠(yuǎn)程協(xié)助等。

3.4.4遠(yuǎn)程文件管理：上傳、下載文件，遠(yuǎn)程修改、運行文件，實現(xiàn)連接雙方電腦的資源共享，用于遠(yuǎn)程辦公等。

3.4.5遠(yuǎn)程開啟視頻攝像頭：開啟遠(yuǎn)端電腦攝像頭，進(jìn)行現(xiàn)場工業(yè)過程實時監(jiān)視。

3.4.6遠(yuǎn)程命令控制：遠(yuǎn)程開機（需配合使用網(wǎng)絡(luò)人電腦控制器硬件）、遠(yuǎn)程關(guān)機、遠(yuǎn)程重啟、遠(yuǎn)程注銷、鎖定本地或遠(yuǎn)端電腦的鼠標(biāo)鍵盤等。

3.4.7支持來訪權(quán)限設(shè)定：可設(shè)定來訪人員操作權(quán)限、功能權(quán)限。

4遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的操作步驟

遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的操作步驟比較簡單，主要為硬件的安裝與配置，軟件的安裝與操作。在硬件安裝與配置方面主要是使先進(jìn)控制系統(tǒng)的上位機與遠(yuǎn)程調(diào)試客戶服務(wù)端計算機具有上網(wǎng)功能，這個步驟比較常規(guī)，在此不再贅述。

部分遠(yuǎn)程調(diào)試軟件不需要任何安裝，非常方便與簡潔，如 NTRsupport 。對于操作，分為兩個部分的操作：先進(jìn)控制系統(tǒng)上位機側(cè)的操作與遠(yuǎn)程調(diào)試客戶服務(wù)端側(cè)的操作。下面以NTRsupport 為例，介紹遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的軟件操作步驟。

遠(yuǎn)程調(diào)試客戶服務(wù)端側(cè)：

步驟1：

在瀏覽器中輸入遠(yuǎn)程調(diào)試服務(wù)器網(wǎng)址，如：http：//118.113.166.111/setbox/，出現(xiàn)以下界面。

步驟2：

輸入相關(guān)的用戶名和密碼（遠(yuǎn)程調(diào)試服務(wù)器運行商申請），并登陸界面。

等候先進(jìn)控制系統(tǒng)的上位機的調(diào)試請求。

步驟3：

當(dāng)有請求發(fā)生了，工作窗口發(fā)生變化了。在右下角新增了如下工具條。

首先，只要硬件條件具備，可進(jìn)行語音對話和視頻交互。

其次，可以響應(yīng)先進(jìn)控制系統(tǒng)的上位機的要求，對其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。請點擊工具條上的[遠(yuǎn)程控制]按鈕。注意：有

很多種方式實現(xiàn)與用戶的互動，如下圖所示：

接著，就可以完全控制先進(jìn)控制系統(tǒng)的上位機的操作，進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試任務(wù)。最后，當(dāng)調(diào)試工作完成后，直接關(guān)閉系

統(tǒng)即可。

步驟4：系統(tǒng)設(shè)置

為了提高遠(yuǎn)程調(diào)試的響應(yīng)速度，通過設(shè)置不同顏色分辨率。從理論上講，分辨率越低響應(yīng)的速度越快。

先進(jìn)控制系統(tǒng)的上位機側(cè)：

對您的計算機沒有過多要求，但必須能上網(wǎng)，否則操作員就無能為力了。操作步驟簡單如下：

步驟1：

在瀏覽器中輸入遠(yuǎn)程調(diào)試服務(wù)器網(wǎng)址，這個網(wǎng)址和遠(yuǎn)程調(diào)試客戶服務(wù)端側(cè)輸入的網(wǎng)址有所不同。進(jìn)入服務(wù)器網(wǎng)站。

步驟2：

點擊，將自動進(jìn)入 NTR 支持系統(tǒng)（如下圖）。如果顯示，說明沒有遠(yuǎn)程調(diào)試客戶服務(wù)端在線上，可以離線發(fā)送信息給客戶服務(wù)端。如果希望立刻與客戶服務(wù)端取得聯(lián)系，可先打電話要求客戶服務(wù)端立即上線，只要客戶服務(wù)端具有上網(wǎng)條件，便會當(dāng)即響應(yīng)請求，出現(xiàn)以下界面。

這樣就已經(jīng)與客戶服務(wù)端建立直接聯(lián)系了。可以通過文字、語音、視頻等方式與客戶服務(wù)端交流，也可以邀請客戶

服務(wù)端直接操作上位機。

步驟3：

當(dāng)客戶服務(wù)端請求操作上位機，將出現(xiàn)下述的請求申請。

可以選擇同意，也可動用否決權(quán)。當(dāng)選擇同意時，客戶服務(wù)端將“親臨現(xiàn)場”操作上位機。

5遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)實時性與安全性

在過程控制遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)中， 影響遠(yuǎn)程調(diào)試實時性主要有以下幾個方面[2]：

5.1網(wǎng)絡(luò)硬件性能：包括網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、通信媒體、網(wǎng)絡(luò)接口的傳送速率等。

5.2網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議：括媒體的訪問控制方式、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)、傳輸?shù)目煽啃?、有無連接控制等。層次結(jié)構(gòu)越簡單，系統(tǒng)的實時性就越高。

5.3網(wǎng)絡(luò)的信息量：也稱為網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，是指網(wǎng)絡(luò)在一定時間內(nèi)需要傳送信息的多少。

5.4實時性與通信子網(wǎng)信道利用率的矛盾性：通信子網(wǎng)信道利用率越低，網(wǎng)絡(luò)傳輸中產(chǎn)生碰撞的幾率就越低，實時性越高。在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中，為了提高系統(tǒng)的實時性，不得不犧牲一部分信道利用率。

基于Internet 的遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)中的實時性問題是一個技術(shù)難點，至今沒有非常成熟和權(quán)威的解決方案。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)條件下，基于 Internet 的遠(yuǎn)程調(diào)試并不能完全做到實時調(diào)試，它存在一定延時。為了提高整個遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的實時性，可以從下面幾個方面提出改進(jìn)措施：

5.4.1在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，采用高速網(wǎng)絡(luò)，避免因網(wǎng)絡(luò)硬件原因產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)延遲及碰撞。

5.4.2針對實時性要求不同的信息采用不同的調(diào)度算法。

5.4.3選擇和建立適當(dāng)?shù)男畔⒔换ツＪ?。對于實時性要求較強的數(shù)據(jù)，可以通過繞過 Web 服務(wù)器和實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，通過Java 現(xiàn)場代理服務(wù)器，直接在瀏覽器與數(shù)據(jù)源之間建立基于 WinSock 面向會話的通訊。這種方案將極大地擴(kuò)展所能調(diào)試的數(shù)據(jù)范圍，使整個系統(tǒng)更加靈活，更好提供系統(tǒng)的實時性，Web 服務(wù)器所受到的壓力將減輕許多。直接通過Socket 通信，需在瀏覽器端安裝遠(yuǎn)程操作所需的 ActiveX控件[3]。

對于遠(yuǎn)程調(diào)試技術(shù)來說，它的安全威脅主要來自所連接的外部網(wǎng)絡(luò)。不管系統(tǒng)組網(wǎng)的方式如何，通過網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程通道訪問造成的安全威脅總是存在的。

遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的安全性與計算機網(wǎng)絡(luò)安全性大體上一致，是指利用網(wǎng)絡(luò)管理和控制措施，保證在一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里，信息數(shù)據(jù)的機密性、安全性及可使用性受到保護(hù)。它的主要目標(biāo)是確保經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔?，在到達(dá)目的地時沒有任何增加、改變、丟失或被非法讀取。為了對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)安全策略必須能夠覆蓋計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中存儲、傳輸和處理等各個環(huán)節(jié)，否則安全策略就不會有效。為了保證遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的安全性，確保先進(jìn)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和算法不會被竊取、篡改和攻擊，必須采用以下措施：

（1）數(shù)據(jù)加密：數(shù)據(jù)加密是保障安全的最基本、最核心的技術(shù)措施和基礎(chǔ)，就是通過編碼的方式將簡單明了的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成難以閱讀的其他格式，只有擁有解密密鑰才能將這些轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)還原成可讀數(shù)據(jù)。NTRsupport 采用市場領(lǐng)先的 256位AES 加密系統(tǒng)保證為客戶提供安全專業(yè)的遠(yuǎn)程服務(wù)。

（2）防火墻技術(shù)：防火墻是一類防范措施的總稱，它隔離內(nèi)部網(wǎng)與外部網(wǎng)，但同時又能夠識別和抵抗非授權(quán)訪問的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。

（3）訪問控制技術(shù)：訪問控制技術(shù)允許用戶對其常用的信息庫進(jìn)行適當(dāng)權(quán)利的訪問，限制他隨意刪除、修改或拷貝信息文件。

5.4.4安全協(xié)議：整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全強度實際上取決于所使用的安全協(xié)議的安全性。安全協(xié)議實現(xiàn)身份鑒別、密鑰分配、數(shù)據(jù)加密等安全機制。GoToMyCloud使用先進(jìn)的 SSL 安全協(xié)議。

6遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的作用與意義

建立遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的作用是不言而喻的，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

6.1遠(yuǎn)程調(diào)試：由于先進(jìn)控制技術(shù)的復(fù)雜性，它的調(diào)試周期非常長，一般需要 3-6 個月，有些甚至需要 1 年以上。通過先進(jìn)控制遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)，不論何時、何地工程師都可以對先進(jìn)控制項目進(jìn)行調(diào)試。

6.2遠(yuǎn)程教育：利用遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)，先進(jìn)過程控制工程人員可以實現(xiàn)和用戶的遠(yuǎn)程交流，采用交互式的教學(xué)模式，通過實際操作來培訓(xùn)用戶，使用戶從技術(shù)支持專業(yè)人員那里學(xué)習(xí)示例知識變得十分容易。而本科生和研究生也可以利用這種遠(yuǎn)程調(diào)試技術(shù)實現(xiàn)教學(xué)、培訓(xùn)與指導(dǎo)，學(xué)生可以不用出差到工業(yè)實際現(xiàn)場，而直接在實驗室與教室，就可以了解工業(yè)實際對象，觀看和參與先進(jìn)控制的調(diào)試、整定與運行情況，提高學(xué)生的實踐動手能力。

6.3遠(yuǎn)程維護(hù)與協(xié)助：先進(jìn)控制技術(shù)調(diào)試工程師通過遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)維護(hù)先進(jìn)控制系統(tǒng)，進(jìn)行配置、安裝、維護(hù)、監(jiān)控與管理，解決以往調(diào)試工程師必須親臨現(xiàn)場才能解決的問題。大大降低了先進(jìn)控制系統(tǒng)的維護(hù)成本，最大限度減少用戶損失，實現(xiàn)高效率、低成本。

6.4遠(yuǎn)程技術(shù)支持：通常，先進(jìn)控制的遠(yuǎn)距離技術(shù)支持必須依賴工程師和用戶之間的電話交流來進(jìn)行，這種交流既耗時又容易出錯。許多用戶對先進(jìn)控制系統(tǒng)知道得很少，然而當(dāng)遇到問題時，無法描述問題的癥狀，描述往往不得要領(lǐng)，說不到點子上，這就給先進(jìn)控制工程師判斷故障制造了非常大的障礙。有了遠(yuǎn)程調(diào)試技術(shù)，先進(jìn)控制工程師就可以遠(yuǎn)程控制用戶的上位機，就像直接操作本地電腦一樣，只需要用戶的簡單幫助就可以得到該機器存在的問題的第一手材料，很快就可以找到問題的所在，并加以解決。

遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)的意義在于：

一是高效快捷：無論在外出差，還是正在上班的路上，都可以對先進(jìn)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、維護(hù)與監(jiān)視等。因Internet的無處不在，遠(yuǎn)程調(diào)試可以不受地理條件的限制，只要找到與 Internet 網(wǎng)的互聯(lián)的插口，就可以控制遠(yuǎn)端的設(shè)備，從而真正實現(xiàn)了無處不在的遠(yuǎn)程調(diào)試。由于工業(yè)過程對象的復(fù)雜性，經(jīng)常發(fā)生工程師到工業(yè)現(xiàn)場后，運行狀況發(fā)生變化，而不具備調(diào)試的條件，使得調(diào)試難以進(jìn)行，而使用遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)可以不受該限制。對于教學(xué)來說，學(xué)生可以同時觀看到多個先進(jìn)控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，可以自由的進(jìn)行比較與分析。

二是低成本、低支出：可以減少工程師的出差頻率，避免工程師為一點點本來可以遠(yuǎn)程協(xié)助的細(xì)小問題忙碌奔波，將大大降低調(diào)試的差旅費，縮短開發(fā)周期，節(jié)省開發(fā)、維護(hù)費用。

7結(jié)論及展望

總之，基于 Internet 的遠(yuǎn)程調(diào)試系統(tǒng)，不僅能夠方便先進(jìn)控制技術(shù)的實施與調(diào)試，提高工作效率，減少成本消耗，而且對于研究生的動手能力的培養(yǎng)，對先進(jìn)控制技術(shù)的發(fā)展有著積極的推動作用。

參考文獻(xiàn)

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[3]陳兵， 王立松. 網(wǎng)絡(luò)安全體系結(jié)構(gòu)研究[J]. 計算機工程與應(yīng)用， 2004， 4： 40-44