模塊化巡檢監控平臺的搭建

王靜婉

（國家新聞出版廣電總局641臺，福建 泉州 362100）

模塊化巡檢監控平臺的搭建

王靜婉

（國家新聞出版廣電總局641臺，福建 泉州 362100）

智能儀表的多樣化和普及化，極大地方便了現場數據的遠程讀取和監控。模塊化智能儀表結合計算機系統可以方便地構成一個監控管理平臺。文章以國家新聞出版廣電總局641臺機房巡檢監控系統為實例，從軟硬件兩個方面介紹系統搭建的過程。

智能儀表；應用程序開發；巡檢監控平臺

當前不同功能的智能儀表種類繁多，電信號采集、物理量信號采集、圖像采集、標簽識別等，其最終被轉化為電信號被傳輸到終端進行處理。根據系統的需求，選擇需要的功能，人們可以搭建多功能的系統。

無論智能儀表采用何種工作原理工作，其最終與計算機通信的方式是固定的。計算機總線通信有串行通信和并行通信兩種。常見的串行總線有USB通用串行總線，RS232串口，RS485，RJ45網絡通信等，常見的并行總線有PCI，IEEE 488等。

為方便開發一個系統，在項目中盡量采用相同廠家或相同通信協議的設備。當無法做到時，必須根據具體設備的具體通信協議來編寫程序。本文通過集合多種外部設備，利用編程平臺Visual Studio.NET結合數據庫進行二次開發。

1 模塊化功能設計

為了保障設備安全工作萬無一失，機房在設備原有保障基礎上，附加了很多監控設備及巡視管理手段等。如機房溫濕度監控、無線測溫、水位水路監測、故障報警、巡視簽到、門禁等。不同機房，根據不同需求，選擇需要的功能模塊進行搭建。

本系統主要的功能需求有。

（1）采集設備及附屬設備工作狀態、液位、弧光檢測等參數信號。

（2）建立巡視簽到功能。根據發射機的運行任務，手動設置或自動設置巡視任務。在巡視線路上安裝多個解讀器，值班人員手持具有個人身份識別的標簽刷卡簽到。

（3）采集環境溫濕度參數。

（4）人機界面包含設備參數的狀態顯示，記錄刷卡信息，建立任務完成情況和統計巡視情況表、設備參數設置等。

2 機房巡檢監控平臺的硬件結構

根據以上功能需求，我們采用了以下設備來搭建，其硬件結構連接如圖1所示。

（1）無線溫濕度儀，用于監測發射機房的溫濕度，采用了無線射頻信號中繼，RS232串口通信方式。

（2）8路開關量輸入輸出、4路模擬量輸入的IO設備，用于采樣監控發射機的參數，采用了通用串行總線（Universal Serial Bus，USB）的通信協議。

（3）跨網關用戶數據報協議（User Datagram Protocol，UDP）讀卡器，用于巡視任務的簽到，利用射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）原理工作，通信采用UDP網絡協議，基于局域網的供電系統（Power Over Ethernet，POE）供電。

圖1 巡檢監控系統外設連接

3 機房巡檢監控平臺的軟件設計

軟件設計采用了Visual Studio 2010開發平臺，利用其強大的面對對象設計及豐富的類庫進行設計，設計出多種設備的聯合通信工作平臺。軟件編程主要解決以下幾個重點。

3.1 外部設備通信

3.1.1 串口通信

在Visual Studio.NET中面向對象的設計使得對串口通信的編寫變得極為簡單，可以采用.NET的SerialPort實現，以下是SerialPort控件的串口初始化。

如在接收數據的事件中，SerialPort1.Read（數組名）用于讀取串口數據。SerialPort1.write（數組名）用于向串口寫數據。Close（），open（）函數用來開關串口。

3.1.2 網絡通信

IP網絡交互分為兩大類：面向連接的交互傳輸控制協議（Transmission Control Protocol，TCP）與面向無連接的交互UDP。Visual Studio.NET中有Socket類庫，應用程序可以通過TCPClient，TCPListener和UDPClient類使用TCP和UDP服務。UDP是面向無連接的，其具有單播和廣播兩種方法[1]。

UDPClient類使用字節數組保存UDP數據文報。只需要使用一個端口和對應的IP地址，便可以使用Send方法向網絡發送數據，使用Receive方法接收傳入的數據文報。以下文為例，建立了一個名稱為xunshi的UDPClient的服務器端程序案例。

3.1.3 API函數調用

應用程序編程接口是提供方已經集成化好的功能函數，這些函數在二次開發中可以方便地直接使用。使用時，先引用提供的包含該API函數的dll頭文件，對API函數進行聲明，后即可對設備進行操作。

3.2 多線程工作

當以多線程的方式工作時，為每種設備建立一個線程，各設備獨立工作，保證數據處理的效率。當不同線程需要產生數據交互時，可以使用全局變量來解決。當需要跨線程調用控件時，則需要使用委托來實現。為執行巡視的時間任務，采用Timer控件，建立時間線程，每間隔一段時間刷新當前時間的任務和數據。

3.3 數據庫

數據庫是整個監控系統平臺的存儲區，承擔信息的交互存儲。本文采用了微軟的SQL Server數據庫。

3.4 軟件程序框圖

圖2描述了該巡檢監控系統的程序完整流程。應用程序啟動后，經過初始化，建立時間主線程。在時間間隔的觸發下，不斷刷新任務。發射機狀態IO線程用于處理發射機狀態信號，顯示發射機狀態，同時通過狀態信號建立巡視任務。讀卡器采集線程，不斷偵聽端口，讀取采集到的刷卡簽到信號，用于任務完成情況的判斷。最后通過串口線程發送讀取命令，接收當前溫濕度信號，刷新顯示。這個過程中，配合數據庫的操作，實現了該系統的功能。

圖2 機房巡檢監控平臺程序框圖

4 結語

以上便是一個基于多樣化智能儀表的自主開發應用程序平臺。在這類平臺的建立中，主要解決外部設備與計算機的通信編程，以及多線程的工作，結合數據庫，可以很好地建立起一個多功能的系統。

[1]鄭阿奇.Visual C#.網絡編程[M].北京：電子工業出版社，2011.

Construction of the modular inspection and monitoring platform

Wang Jingwan
（641 Platform of State Administration of Press and Publication Administration of Radio, Film and Television, Quanzhou 362100, China）

The diversification and popularization of intelligent instruments, greatly improves the remote reading and monitoring of field data. The combination of modular Intelligent instruments combined with computer systems can easily constitute a monitoring platform.In this paper, the monitoring and control system in our machine room of 641 Platform of State Administration of Press and Publication Administration of Radio is taken as an example to introduce the process of building the system from two aspects of software and hardware.

intelligent instrument; application development; inspection and monitoring platform

王靜婉（1987— ），女，福建泉州人，學士，工程師；研究方向：廣播發送。