工業監控工作站桌面應用整合方案

摘? 要：根據傳統監控工作站既有的用戶需求和新的發展趨勢，提出一種工業監控工作站的桌面應用整合方案。方案使用了基于electron的桌面整合框架技術，通過制定統一的調度邏輯，在整合框架內通過設計不同層次的應用嵌入、應用調度、消息中轉，最終實現工業監控工作站的各分散應用的統一入口、統一調度、消息交互，從而實現各個零散系統應用的整合。

關鍵詞：工業監控;工作站;桌面整合

中圖分類號：TP311? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：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

工業監控系統的主要功能包括對機電設備的實時集中監控功能和各系統之間協調聯動功能兩大部分。一方面，通過工業監控系統，可實現對電力設備、火災報警信息及其設備、環控設備、環境參數、照明設備、門禁設備、廣播和閉路電視設備、人員信息系統等進行實時集中監視和控制的基本功能;另一方面，通過工業監控系統，還可實現非運營情況下、正常運營情況下、緊急突發情況下和重要設備故障情況下各相關系統設備之間協調互動等高級功能。而工業監控系統的工作站，作為人與系統的交互界面，承擔了所有系統與工作人員交互的職責。

傳統的工業監控工作站，以組態監控為主，其他系統的配合使用，涉及大量應用程序的打開、使用、調度。隨著工業監控系統的功能越來越多，肩負的職責越來越復雜，工業監控的工作站中部署的應用技術越來越多，對于不同種類，不同結構，不同功能的應用軟件進行統一調度產生了困難。隨著技術不斷更新，人機交互的美觀性、易用性的不斷提升，新舊技術架構交織在一起，在這樣的背景下，工業監控項目系統的工作站對于不同應用的整合展示，統一調度提出了要求。

本文以實際工業監控項目工作站統一調度展示的需求為基礎，簡單介紹了工業監控工作站的使用背景;回顧了傳統工業監控工作站的應用使用邏輯;闡述了隨著技術發展造成應用技術變化之后產生的綜合監控工作站整合需求;進而介紹基于新整合需求的設計思路和實現方式;最后總結了本文內容并對該方案的通用性進行了思考和展望。

1? 傳統工作站的界面模式

在傳統的工業監控工作站中，一般會配置2～3個屏幕作為內容展示區，比如1屏用于展示組態，2屏用于展示CCTV。在啟動工作站的時候，會同時啟動組態應用程序和CCTV的應用程序，并放置到對應的位置中。如圖1所示。

現如今，隨著技術的不斷更迭，應用內容的不斷增加，監控人員不再滿足于各個系統各自為政的使用模式，而是希望不同的監控系統和應用程序之間，能夠通過統一的入口，統一的調用邏輯，靈活地在統一的界面中相互配合工作。從而實現工作站中各種不同應用的整體展示和使用的需求。以環境平面圖界面場景為例，在環境平面圖中，用戶希望能夠通過組態監控畫面，直接選擇并展示對應的視頻監控畫面;或者將組態畫面與一些信息化元素組合展示，例如通過設備的組態監控畫面查看對應設備的檢修計劃等;除此之外，用戶還希望能夠通過一些系統運行情況自動調起其他子系統的頁面配合查看。

2? 應用整合后的優勢

從系統的角度來講，整合的工作站將各個孤立的展示程序結合為一個有機的整體，可以按照統一的調度邏輯進行展示，并實現各個孤立程序之間的消息交互、通信、調用，從而提高各系統展示界面的消息傳遞和相互調度能力，實現各個系統之間的協調配合，提高工作站的整體水平。從用戶角度來講，整合的工作站可以提供統一的交互邏輯，同時協調多個不同系統界面的交互展示，有助于提升工作站展示數據的綜合能力，并為工作人員提供更加友好的人機交互體驗。用戶可以從各個不同應用獨立使用的困境中解放，觸發更多的多應用交互需求和場景的產生，從而更好地完成監控系統的統一協調工作。

3? 應用整合框架的實現

3.1? 功能分析

結合對監控工作站應用場景的整理和分析，應用整合需要具備以下能力：

3.1.1? 唯一入口統一調度框架

首先，需要考慮為工作站程序提供唯一的入口，從而避免各個子系統程序各自為政的局面發生。

通過設定統一的入口，所有系統調度在入口程序中進行。例如，原先分別打開組態和CCTV，組態和CCTV的畫面切換各自負責，而整合后，不再配置組態和CCTV程序中的獨立菜單，任何頁面的打開，都由入口程序負責，各個應用向入口程序發起請求和發送消息。入口程序負責收集和匯總消息并進行整體框架層面的展示和調度。

3.1.2? 統一調度展示風格

其次，要保證工作站所有程序融合以后的整體感，必須保證所有應用頁面的風格統一，只有通用的頁面風格，才不會在頁面調度和人機交互的過程中給人以突兀不和諧的感覺。

通過制定的統一的頁面風格和交互模式設置入口程序及各個子系統的頁面規劃和規范。

3.1.3? 屏蔽系統差異

由于各個子系統程序開發語言，架構，應用程序的使用方式各不相同，因此，統一的入口程序必須能夠屏蔽各系統之間的這些差異，使得人機交互的模式能夠有統一感、整體感，才能使得各個孤立程序猶如一個有機整體，從而提供良好的人機交互體驗。

通過唯一入口登入登出后開展子系統頁面調用，通過入口程序屏蔽各子系統登入方式、退出方式、鎖屏機制等等差異。實現統一登入、統一登出、統一鎖屏等。

3.2? 整合框架設計

根據功能分析，整合框架程序至少需要包含三部分：

（1）統一調度層。該層提供工作站的統一入口，用于進行各個應用畫面的統一調起、隱藏、關閉等，該層屏蔽了各個子系統原先的出入口，使得各應用畫面整合消息的統一展示。對于統一調度層，必須滿足以下要求，界面永遠置頂，使得頁面調度隨時可以開展。但調度層不能影響畫面展示層展示的畫面的交互。因此，必須實現遮擋但鼠標操作可穿透的效果。此外，調度層需要隨時監測展示層和鎖定層發送的消息，以便按需進行調度控制。

（2）畫面展示層。該層用于展示通過統一調度層調起的畫面。該層服務于統一調度層，根據調度層的命令設定頁面的展開位置、展示狀態、展示高度等。同時，畫面展示層可以向調度層進行消息傳遞，實現各個子系統消息向調度層的匯聚。對于畫面展示層，必須同時實現對不同應用程序的調用，包括且不限于exe程序，網頁等。此外，展示層還需要實現按需向調度層發送消息，從而實現跨應用的界面調度和消息交互。

（3）工作站鎖定層。該層用于實現工作站的統一鎖屏、登出、登入、修改密碼等，一方面，該層實現各個子系統的統一認證等操作，另一方面，該層提供了工作站的鎖定，實現了人機交互的阻斷效果，可以在特定的情況下，通過調起鎖定層實現人機阻隔效果。

3.3? 實現原理

經過對各自桌面應用基座進行梳理，在本次應用中，選用electron作為入口程序的基座技術。Electron 是一個使用 JavaScript，HTML 和 CSS 等 Web 技術創建原生程序的框架，它基于 Chromium 和 Node.js，讓你可以使用 HTML，CSS 和 JavaScript 構建應用。因此，它可以非常容易的實現web應用的集成，同時輕松實現操作系統服務、應用程序的調度和展示。此外，基于Electron開展的應用整合，具備跨平臺特性，可以滿足不同項目場景的展示需求。

按照框架設計的三層結構，分別封裝調度應用層、展示應用層、鎖定應用層。

調度應用層展示于工作站最頂層，通過異形菜單、鼠標穿透等技術實現與應用展示層的無縫銜接，一方面從視覺上融為一體，另一方面也不阻礙應用展示層的人機交互，同時，應用調度層時刻保持對應用展示層和應用鎖定層的消息監聽，確保實時根據消息觸發調度事件，并通過匯總情報展示調度層設計的展示內容。并在調度層通過統一的控制進程對各個不同的應用層進行管理。

展示應用層負責對被展示的頁面進行包裝，并按照調度應用層的命令展示、隱藏、關閉于置頂的位置，同時提供給用戶界面人機交互。展示應用層會根據用戶的操作生成消息并發送給調度應用層，由調度應用層調起其他應用或執行相關工作。

鎖定應用層負責實現工作站的鎖定、提示等功能，實現工作站的全屏鎖定以阻隔人機交互。用戶在鎖定應用層的操作后，鎖定應用層向調度應用層發出解鎖、切換、關閉等消息，由調度應用層執行下一步調度操作。

各層之間的調度和消息傳遞邏輯如圖2所示。

由圖中可以看出，在應用啟動之后，首先打開調度應用層，通過對調度應用層進行操作，進而打開展示應用層和鎖定應用層。展示應用層和鎖定應用層按需被調起后，通過界面操作向調度應用層發送消息，由調度應用層進一步確定其余兩層的下一步動作。與此同時，界面調度層根據當前收集的消息，展示全局相關的信息內容。

3.4? 界面效果

通過對監控工作站進行整合后，監控工作站各個應用之間實現了協作和聯動，使得整個人機交互體驗得以完善和提升，工作站各應用之間有機結合，形成一個整體。

以環境平面圖界面場景為例，界面示例如圖3所示。

其中上方菜單區域為應用調度層，展示所有可以進行人機交互的界面菜單入口，應用調度層右側展示系統整體相關的信息和系統功能區域。

通過點擊應用調度層菜單或者觸發應用調度邏輯，在下方畫面展示層區域中分別打開組態應用畫面;通過對畫面展示層中的組態應用畫面進行人機交互，向應用調度層發出CCTV調度消息，由應用調度層實現在指定的位置將CCTV界面調起。

通過應用調度層右側的系統功能區域，可以調起應用鎖定層，通過應用鎖定層可以阻斷所有人機操作。在應用鎖定層，可以按照界面要求操作（如輸入密碼等）與界面展開交互，并將交互結果生成消息發送給應用調度層，由應用調度層根據接收到的結果進行調度，從而解除應用鎖定層的鎖定效果。

4? 結? 論

通過對監控工作站桌面應用的整合，可以改變過去各個應用各自為政的弊端，使得整個工作站桌面應用融為一體，實現統一的，完整的，友好的人機交互環境。同時，多應用的交互，更有利于對整體場景的把控，降低軟件使用的難度和復雜性，有利于更好地開展監控工作。

對于應用整合這一課題，其實在很多傳統的領域也存在相應的需求，如果進行合理的改造和整合，將大大有助于提升應用水平的提升，進而提升軟件帶來的價值。在筆者涉及的項目中，通過本文方案進行了工作站應用整合后，獲得了用戶的一致好評，用戶對人機交互的需求得到了滿足。

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作者簡介：毛瑞（1985—），女，漢族，貴州黔南人，工程師，軟件工程碩士，研究方向：軌道交通行業解決方案研究和設計。