利用Java和Web構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

文｜任慧

互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制已經(jīng)逐漸進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)程序制造人員的視線當(dāng)中。利用互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，相關(guān)的控制工作者能在任意節(jié)點(diǎn)上對(duì)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)行控制。這種系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)是：客戶端到服務(wù)端的模式，最終達(dá)到對(duì)一個(gè)固定設(shè)備的控制。實(shí)驗(yàn)人員針對(duì)這種遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建設(shè)做了大量的實(shí)驗(yàn)，最終表明是完全具有可行性和實(shí)效性的。

近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，用戶對(duì)利用瀏覽器實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程的控制需求越來越多，也成為了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師重點(diǎn)的研究方向。這種控制系統(tǒng)對(duì)用戶來說可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型的功能控制；程序支持任意終端設(shè)備，比如：手機(jī)、電腦等，進(jìn)而提升了控制的便捷性，解決傳統(tǒng)控制系統(tǒng)需要定期維護(hù)升級(jí)的問題。針對(duì)傳統(tǒng)控制程序的缺陷，Java的出現(xiàn)，在一定程度上彌補(bǔ)了上述的缺陷，同時(shí)，也為創(chuàng)建互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)提供了可行性。Java具有非常強(qiáng)的運(yùn)行能力，只要編寫一次，便可以復(fù)制運(yùn)行，是未來開發(fā)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)秀工具。大量程序開發(fā)模式的出現(xiàn)，最大限度的滿足了日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用程序需求，真實(shí)基于這種原因，使得Java逐步成為網(wǎng)絡(luò)開發(fā)應(yīng)用程序。

系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)思想

結(jié)合Java與Web設(shè)計(jì)的基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：這一結(jié)構(gòu)包含三個(gè)部分，被控設(shè)備；分控制臺(tái)；控制中心。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，被控設(shè)備分為兩個(gè)部分。系統(tǒng)控制中心是由多個(gè)部分組成的，分別是Web服務(wù)器、遠(yuǎn)程控制服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。Web服務(wù)器具有以下幾方面的作用：發(fā)布系統(tǒng)信息、嵌入控制和登陸網(wǎng)頁控制；遠(yuǎn)程控制服務(wù)器的作用是做好控制鏈路與系統(tǒng)建設(shè)的管理；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的作用是儲(chǔ)存系統(tǒng)綜合信息。

系統(tǒng)有兩個(gè)動(dòng)態(tài)過程，一個(gè)是構(gòu)建，另一個(gè)是工作。互聯(lián)網(wǎng)和被控設(shè)備做好連接，在互聯(lián)網(wǎng)控制中心注冊。如果出現(xiàn)被控制需要，用戶連入互聯(lián)網(wǎng)，通過瀏覽器進(jìn)入遠(yuǎn)程控制站，對(duì)控制人員做好身份識(shí)別。而認(rèn)證servlet程序依據(jù)用戶的登陸標(biāo)識(shí)，通過數(shù)據(jù)庫對(duì)用戶信息進(jìn)行認(rèn)證。如果用戶信息在數(shù)據(jù)庫中錯(cuò)誤，系統(tǒng)將會(huì)向用戶發(fā)出認(rèn)證錯(cuò)誤信息。如果用戶信息在數(shù)據(jù)中能完全認(rèn)證，那么系統(tǒng)將會(huì)發(fā)送給用戶控制列表。最終系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶的需求實(shí)施控制。一旦用戶不具備控制權(quán)，或者設(shè)備已被控制，系統(tǒng)將會(huì)與用戶發(fā)通告信息。系統(tǒng)反饋有兩種方式，一種是控制臺(tái)JSP,構(gòu)成控制系統(tǒng)的控制界面。控制界面的一切操作都由JavaBean進(jìn)行，另外一種是控制臺(tái)APPLET與用戶控制接口，控制臺(tái)利用固定程序，實(shí)現(xiàn)訪問遠(yuǎn)程控制中心的控制接口與本地控制接口，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備與遠(yuǎn)程控制中心連接設(shè)備的控制。

通過以上步驟，就完成了控制臺(tái)到被控制設(shè)備的遠(yuǎn)程控制結(jié)構(gòu)。第一種設(shè)計(jì)比較適合變化率不大的開關(guān)控制系統(tǒng)和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，因此，云臺(tái)和攝像機(jī)可以采用這種控制系統(tǒng)；第二種比較適合于變化率較大的，重點(diǎn)是用于對(duì)電機(jī)的控制。

在實(shí)踐過程中，控制人員發(fā)出指令，做好相關(guān)準(zhǔn)備，對(duì)電機(jī)的工作情況實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。在這一過程中，要給工控機(jī)傳出指令，必須通過控制中心進(jìn)行，工控機(jī)接到指令后，按照指令指示進(jìn)行工作，同時(shí)，將相關(guān)的運(yùn)行情況及時(shí)反饋給控制中心，并且傳輸給總控制臺(tái)。攝像機(jī)和云臺(tái)的控制指令通過控制中心發(fā)給嵌入式計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)對(duì)二者進(jìn)行有效控制。監(jiān)控圖像進(jìn)而被傳輸?shù)焦た貦C(jī)，由工控機(jī)根據(jù)自身功力發(fā)送給媒體服務(wù)器。然后，媒體服務(wù)器根據(jù)接收的內(nèi)容，傳輸給控制網(wǎng)頁，網(wǎng)頁用多媒體控制接收顯示。控制中心的整個(gè)傳輸過程叫做路由.

網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制應(yīng)用程序的具體實(shí)現(xiàn)

控制表示邏輯和控制邏輯。只要帶有Web瀏覽器的計(jì)算機(jī)，就可以成為控制臺(tái)，因?yàn)榭刂婆_(tái)的程序是由Applet設(shè)計(jì)而成。Applet是儲(chǔ)存在IE服務(wù)器上的Java程序，只要滿足支持Java，那么就可以實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。控制臺(tái)正常運(yùn)行后，就可以與控制中心相連接，進(jìn)而建成一個(gè)完善的控制系統(tǒng)。這個(gè)設(shè)計(jì)思路來源于Web服務(wù)程序設(shè)計(jì)思想。實(shí)際上，這些Servlet、JavaBean程序正是依靠Java支持的形式現(xiàn)實(shí)技術(shù)，屬于商務(wù)邏輯類型。而表現(xiàn)邏輯就是為了給客戶產(chǎn)生可視畫面，實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器交換，不影響商務(wù)邏輯。

在傳統(tǒng)的本地控制中，由于控制指令發(fā)布與執(zhí)行都是在一個(gè)設(shè)備上工作的，對(duì)二者不需要進(jìn)行區(qū)分。但是，要想實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制，要求必須對(duì)二者進(jìn)行分析，還需要進(jìn)行區(qū)分。

上文利用Web和Java設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，并不是單純的為了上面的被控設(shè)備。從本質(zhì)上來說，與被控設(shè)備關(guān)系不大。因?yàn)橄到y(tǒng)在構(gòu)建時(shí)是動(dòng)態(tài)的，而構(gòu)建過程的信息儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫里，如果有需要，方便于及時(shí)修改。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有利于別的瀏覽設(shè)備使用，全部都可以成為系統(tǒng)的控制端。

綜上所述，為了讓Java設(shè)計(jì)利用瀏覽器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，必須要支撐Java的Web服務(wù)。最好的方法是：采用最新的Tomcat4.0、pache2.0來實(shí)現(xiàn)，Apache用于處理程序的靜態(tài)內(nèi)容，Tomcat通過Java運(yùn)行環(huán)境，來運(yùn)行JSP、Servlet的控制程序內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)Tomcat和Apache的相互調(diào)換。在上述方法中，Tomcat作為JPS與Servlet的容器，通過Apache和適配器聯(lián)接起來。現(xiàn)階段，性能最優(yōu)、最安全的適配器是mod-jk，其實(shí)，modjk是Tomcat-Apache的插件。在Apache2.和Tom-cat4.0之間，適配器需要經(jīng)過Ajp13來運(yùn)行。

其中，Ajp13worker是一個(gè)剛好完成從Apache發(fā)送出來的Servlet的請求進(jìn)程，而其余的全部是其中的連接器組件。Apache發(fā)送到Servlet的請求必須先經(jīng)過mod-jk，然后在根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行合理配置，利用Ajp13協(xié)議對(duì)Servlet服務(wù)請求傳輸?shù)奖O(jiān)聽端口。Tomcat接受到服務(wù)請求后，調(diào)用相關(guān)的Servlet代碼。在運(yùn)行過程中，Servlet和Apache是在一個(gè)地址空間中，進(jìn)而有效的提升了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。

總結(jié)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論可以看出，利用Java和Web構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，有效的保障了隨動(dòng)控制與調(diào)節(jié)的性能需要。另外，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)滿足了控制路由器通過互聯(lián)網(wǎng)的動(dòng)態(tài)建設(shè)，控制操作者只需要利用互聯(lián)網(wǎng)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)別的控制點(diǎn)的設(shè)備做到控制，進(jìn)而做到了不要固定控制軟件、控制端、結(jié)構(gòu)可有動(dòng)態(tài)的對(duì)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的目的。這種系統(tǒng)的構(gòu)建，改變了以往的控制模式，改變了以往的控制測量，脫離了傳統(tǒng)控制的時(shí)空限制、經(jīng)驗(yàn)限制、設(shè)備限制，非常符合當(dāng)下客戶的需求，解決了很多傳統(tǒng)遠(yuǎn)程控制的問題。