基于計算機軟件技術(shù)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)分析

董朝賢

摘 要：計算機軟件技術(shù)的發(fā)展，不僅改變了人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妫覟橛嬎銠C監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用提供了依據(jù)。因此，文章以計算機遠程控制系統(tǒng)為研究對象，介紹了計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)基本概念，闡述了計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計流程。并以ARM下遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計為例，對計算機軟件技術(shù)下遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用進行了簡單的分析。

關(guān)鍵詞：計算機軟件技術(shù)；遠程監(jiān)控系統(tǒng)；B/S架構(gòu)

在網(wǎng)絡(luò)信息時代，信息泄露風險大大增加，嚴重影響了人們?nèi)粘Ｉ睢W習工作正常進行。而在計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，可通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)的應(yīng)用，脫離地理位置限制，對不同位置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)控信息進行分析、處理。計算機軟件是遠程監(jiān)控系統(tǒng)的核心，其可以對計算機遠程監(jiān)控系統(tǒng)提供信息處置、控制算法，進而為遠程監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供依據(jù)。因此，對計算機軟件技術(shù)下的遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行適當分析具有非常重要的意義。

1 計算機軟件技術(shù)下遠程監(jiān)控系統(tǒng)概述

計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要是利用網(wǎng)絡(luò)線路，將本地計算機與遠程計算機相連。并利用網(wǎng)絡(luò)終端對某一區(qū)域進行監(jiān)控管理。計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要包括服務(wù)端、控制信息端、客戶端3個模塊[1]。其中服務(wù)端主要為信息管理及命令發(fā)送模塊；控制信息端主要為信息傳送、接收模塊；客戶端主要為軟件資源提供模塊。現(xiàn)階段常用的計算機遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)主要為服務(wù)器+客戶機的形式。通過服務(wù)器命令傳送、客戶機命令接收，計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)終端可執(zhí)行常規(guī)信息監(jiān)控功能。

2 計算機軟件技術(shù)下遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計流程

2.1 總體框架構(gòu)建

在計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)總體框架構(gòu)建時，相關(guān)人員可從服務(wù)器端、客戶端兩個模塊，在計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)運行前期，將客戶端程序安裝在主機適當位置，并在被控制計算機上進行服務(wù)器安裝。

2.2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能實現(xiàn)主要通過信息口令傳送、接收進行。即利用計算機遠程監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部控制模塊，對各項遠程操控問題進行分析。如在計算機遠程監(jiān)控系統(tǒng)控制端截取目標計算機桌面屏幕圖形的同時，主機可對目標計算機客戶端鼠標、鍵盤事件內(nèi)容進行抽取記錄。在這個基礎(chǔ)上，控制端可對屏幕圖像數(shù)據(jù)傳輸過程進行無損壓縮，從而為后期信息處理提供依據(jù)。

3 基于ARM的計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

3.1 拓撲結(jié)構(gòu)

基于ARM的計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要為瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)（Browser/Server，B/S）架構(gòu)+客戶端/服務(wù)器模式（Client/Server，C/S）混合結(jié)構(gòu)。即目標計算機監(jiān)控視頻由YUYV攝像頭、MJPEG攝像頭等USB攝像頭輸入，經(jīng)USB傳輸線路至ARM開發(fā)板[2]。隨后經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)線路進入客戶端。主機管理員可在瀏覽器地址欄輸入網(wǎng)絡(luò)IP，登錄瀏覽器查看目標計算機監(jiān)控畫面。

3.2 軟件編程

基于ARM的計算機遠程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控功能實現(xiàn)主要包括視頻采集、Socket編程、結(jié)果測試3個模塊。首先，在視頻采集功能設(shè)置模塊，由于YUYV攝像頭、MJPEG攝像頭采集的視頻數(shù)據(jù)并不能在計算機瀏覽器中顯示。因此，在視頻采集完畢后，設(shè)計人員需將YUYV攝像頭、MJPEG攝像頭輸出YUV格式圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)圖像格式及文件格式轉(zhuǎn)換后，利用C語言編寫Libjpeg壓縮程序庫。并對轉(zhuǎn)換后RGB格式圖像數(shù)據(jù)進行壓縮處理。隨后調(diào)用Libjpeg壓縮程序庫，進行JPEG格式視頻圖像輸出。

其次，在基于傳送控制協(xié)議（Transmission Control Protocol，TCP）/IP協(xié)議的Socket視頻傳輸程序編寫時，需要在Linux操作系統(tǒng)中，以Socket為接口，進行主機進程及主副機進程間信息交互。由于Socket進程信息保存端為sockaddr-in結(jié)構(gòu)，因此，在Linux操作系統(tǒng)軟件編程中可將信息傳輸端設(shè)置為文件，進行Socket結(jié)構(gòu)創(chuàng)建。隨后返回至文件描述符，進行TCP/IP傳輸層協(xié)議構(gòu)建。

在服務(wù)器端Socket編程過程中，首先設(shè)計人員需創(chuàng)建通信基礎(chǔ)，即Socket。隨后將IP端口與服務(wù)器相連，調(diào)用accept程序，等待IP端監(jiān)聽功能連接請求響應(yīng)。若為客戶端Socket編程，設(shè)計人員可以跳過accept請求響應(yīng)模塊，直接向服務(wù)器端發(fā)送連接請求，即connect。在服務(wù)器端與客戶端通信協(xié)議綁定成功后，通信端、客戶端可進行數(shù)據(jù)信息接收、發(fā)送。在通信結(jié)束后，服務(wù)器端、客戶端需同時釋放Socket，即close模塊[3]。

在具體控制系統(tǒng)軟件編程設(shè)計過程中，考慮到各控制端特點，設(shè)計人員可綜合分析計算機遠程監(jiān)控系統(tǒng)可操作性、靈活性、先進性、可靠性及可冗余性，利用RAM框架，進行B/S架構(gòu)+C/S混合結(jié)構(gòu)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。在B/S架構(gòu)+C/S混合結(jié)構(gòu)遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，主要包括B/S端、C/S服務(wù)端、實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器4個模塊。同時為避免實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)丟失，可采用雙機熱備份模式，采用兩臺完全相同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，進行服務(wù)器端+磁盤陣列備份模式的設(shè)置。

最后，在基于ARM程序編寫完畢后，為確定該計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)運行效果，設(shè)計人員可在瀏覽器地址欄輸入arm IP及端口號。即http：//175.16.65.118：8282/。并在output-init函數(shù)內(nèi)，指定監(jiān)控端口。同時輸入監(jiān)控主機管理員賬戶、密碼，登錄主機進入監(jiān)控終端，獲取YUYV攝像頭、MJPEG攝像頭采集的目標機圖像[4]。

4 計算機軟件網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

4.1 需求分析

在計算機軟件網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中，一方面需要對目標機運行狀態(tài)信息進行收集。另一方面，計算機軟件網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控終端需依據(jù)目標機運行狀態(tài)信號，自動解除目標機管理程序，發(fā)布控制指令。同時將獲取控制信息儲存在數(shù)據(jù)庫中。

4.2 應(yīng)用范圍

計算機軟件網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)在服務(wù)平臺、工程建設(shè)項目、交通道路、變電站等方面均具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢。其中計算機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在服務(wù)平臺中應(yīng)用主要是采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中嵌入網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器。并在每臺計算機內(nèi)進行客戶端軟件安裝，通過信息授權(quán)，可實現(xiàn)全天候圖像輪回監(jiān)控。同時利用嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器分組、放大、手動調(diào)節(jié)功能，還可對遠程服務(wù)端信息進行管理，具有檢索方便、維護成本低、信息儲存時間長的優(yōu)良特點。

計算機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在工程項目中應(yīng)用，主要是在工程建設(shè)項目現(xiàn)場進行監(jiān)控攝像機設(shè)置，以便對各環(huán)節(jié)施工程序進行監(jiān)督、管理。由于計算機軟件網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)具有較為優(yōu)良的兼容性及安全性，工程建設(shè)管理人員可以通過登錄網(wǎng)絡(luò)終端，實時監(jiān)測各模塊工作人員工作情況，并與質(zhì)量監(jiān)管人員在線上溝通交流。

計算機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在交通道路中的應(yīng)用，主要針對各路段路面環(huán)境、設(shè)備運行狀態(tài)及路況交通。通過大規(guī)模監(jiān)控點的設(shè)置，可避免交通設(shè)備突發(fā)風險對車輛運行的不利影響。

計算機網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用，主要是利用計算機軟件構(gòu)建一體化遠程圖像監(jiān)控平臺，對變電站進行監(jiān)視、遙控、消防、報警聯(lián)網(wǎng)及防盜管理。

4.3 問題及優(yōu)化

計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，仍然存在一定局限性。如計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)缺乏通用性、無法及時準確發(fā)現(xiàn)監(jiān)控目標問題、監(jiān)控系統(tǒng)功能不全面、監(jiān)控點單一等。針對上述問題，設(shè)計人員可設(shè)置一定的容錯限度，在設(shè)計前期對目標機監(jiān)控需求進行全面分析，以此為依據(jù)進行監(jiān)控點的合理設(shè)置。同時為保證計算機網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)安全運行，設(shè)計人員可在目標機上設(shè)置合理的控制權(quán)限等級，禁止一般用戶進入控制終端。同時在監(jiān)控信息傳輸端設(shè)置數(shù)據(jù)加密算法。如在傳統(tǒng)安全套接字層（Secured Socket Layer，SSL）的基礎(chǔ)上，利用安全超文本傳輸協(xié)議（Secure Hypertext Transfer Protocol，SHTP），進行虛擬專用網(wǎng)（Virtual Private Network，VPN）的擴展設(shè)置。在目標機、服務(wù)器端設(shè)置安全仿真端間傳輸線路，通過安全傳輸線路對服務(wù)器端、目標機進行認證處理，可保證數(shù)據(jù)發(fā)送過程的正確、完整[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，計算機軟件技術(shù)下的遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要包括服務(wù)端、客戶端及傳輸層3個模塊。根據(jù)具體監(jiān)控需求，設(shè)計人員可在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)框架中，進行嵌入式網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控軟件設(shè)置。同時依據(jù)TCP/IP協(xié)議，將主機與各DCS系統(tǒng)相連。在數(shù)據(jù)采集層及服務(wù)器端、客戶端設(shè)置完畢后，設(shè)計人員可登錄系統(tǒng)終端檢測遠程監(jiān)控系統(tǒng)運行情況，保證計算機遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮。

[參考文獻]

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