基于網絡通訊的設備監控系統

岳強

摘要：本章首先分析網絡監控軟件的總體需求。隨后根據總體需求確定軟件的總體結構，設計網絡通訊服務、軟件架構。最后，總結網絡監控軟件開發過程涉及到的關鍵技術。

關鍵詞：網絡通訊;設備監控系統;關鍵技術

隨著企業發展的不斷擴大，傳統的本地設備監控方式已不能滿足企業大范圍、遠距離監控的需求，因此通過網絡將設備進行監控、數據進行傳輸的遠程監控系統應運而生。

一、網絡監控軟件總體需求

以一個堆垛搬運的產線為例，單件產品通過傳輸帶由其他地方輸送到裝箱機器人工作區域，裝箱機器人負責將單件產品裝箱，裝箱完畢后發送一個信號給碼垛機器人，碼垛機器人準備作業，同時裝箱機器人將裝好的單件產品放入碼垛機器人的傳輸帶上，通過傳輸帶將裝好的單件產品運輸到碼垛機器人工作范圍內，碼垛機器人開始碼垛作業。

從上面的生產線產品流程可知，生產線需要具備以下幾點要求：

（1）由于生產線中機器人較多，各個機器人之間需要良好的協調性;

（2）及時發現每一個機器人的運行故障，并且需要立即處理，以把現場損失降低到最小降低勞力和財力的輸出;

（3）為客戶企業提供機器人的在線監控、管理等服務。

依照以上需求，我們建立的機器人網絡監控軟件必須具有以下功能：

（1）機器人設備組織管理。用戶可以自行添加或刪除機器人設備的相關信息，比如機器人設備的出廠口期、控制器型號等，便于操作者了解當前機器人的信息。

（2）通訊功能。通過網絡監控軟件必須能夠獲取或者發送相應指令，并且網絡狀態穩定，同時具有網絡連接狀態提示功能，在此基礎知識，還需滿足同時連接多臺機器人設備的要求。

（3）監測功能。包括機器人各坐標軸的位置數據顯示、各坐標軸的速度數據顯示、工作狀態顯示和工作模式顯示以及寄存器顯示功能及各舊點的狀態顯示等。為了便于操作者觀察，所有信息其中速度和位置形成曲線圖，更加形象顯示出機器人設備的運行狀態。

二、網絡監控軟件架構設計

根據軟件的總體需，監控軟件需要一套與機器人運動控制器能夠進行數據傳輸的通訊功能，包括程序文件的傳輸和參數的傳輸。在通訊功能的基礎上，監控軟件需要對網絡數據進行分析和處理，并且需要同時連接多臺機器人運動控制器，實時監測每一臺控制器的工作狀態，另外對于機器人的附加信息比如制造廠商等信息進行錄入和存儲。由于監控軟件是面向用戶的，必須有一個良好的操作界面，對相關信息進行管理。

在線機器人層：在線設備通過以太網與監控軟件進行數據的交互。

傳輸層：通過網絡橋接的方式將各個路由器聯網，形成局域網。

三、基于網絡通訊的設備監控系統的關鍵技術

根據機器人網絡監控軟件的總體架構把模塊分為：網絡通訊功能、并行監控功能和由人機交互界面，數據監控包括實時數據與非實時數據的監控，網絡通訊包括協議的選擇與實現，界面模塊包括四個界面開發。

（一）網絡通訊功能

網絡通訊功能必須要滿足連接多臺控制器的功能需求，每一臺控制器通過以太網連接到局域網中，同時安裝有監控軟件的電腦也通過網絡連接到同一個局域網中，通過識別不同IP來識別不同控制器，達到連接多臺控制器的目的，以便集中管理及監控;由于整個局域網絡中既有Windows操作系統的平臺（安裝監控軟件），又有Linux操作系統的平臺（控制器系統），通訊功能必須具有跨平臺通訊服務功能;準確并且穩定的數據傳輸功能是監控軟件進行數據分析的基礎，通訊服務的內容包括參數服務、文件服務等內容，參數服務具有傳輸數據的功能，文件服務具有傳輸文件的功能;根據不同的數據類型和數據功能需要采用不同的通訊協議，合理利用不同通訊協議的優點進行網絡數據的傳輸，減少資源浪費，避免丟幀現象的發生。

所以，其他功能模塊的實現都會受到通訊功能模塊的影響，繼而影響整個監控軟件的功能。通訊模塊必須滿足以下幾點要求：第一，能夠準確的與控制主機進行數據交互;

第二，能夠與控制主機建立穩定的網絡連接，保證網絡的穩定性。

（二）監控功能

監控軟件的核心功能根據功用劃分為并行監控、實時監測和信息管理三大功能，具體功能的特征描述如下：

（1）并行監控功能實現了同時對多臺機器人的監控，通過界面上相應控件的切換實現不同在線機器人的狀態顯示，并保持每一臺機器人與PC端的網絡狀態不變，隨時提供報警功能。

（2）實時監控功能提供對機器人各項數據的監控，包括周期性數據和非周期性數據。周期性數據包括機器人各坐標軸的位置數據顯示、各坐標軸的速度數據顯示、工作狀態顯示和工作模式顯示等;非周期性數據包括寄存器顯示功能及各舊點的狀態顯示等，通過以上兩類數據可以幫助用戶診斷當前機器人的狀態。

（3）信息管理提供機器人相關信息錄入和保存，包括該機器人的控制系統型號、生產廠家、所在的生產部門、網絡IP地址、機器人ID等信息，其中機器人的控制系統型號、生產廠家、所在的生產部門為非必須信息，網絡IP地址、機器人ID為必須信息，合理分配計算機資源，使操作簡單。

（三）人機交互界面

與用戶直接接觸的就是界面模塊，用戶通過界面直觀了解機器人的具體信息，用戶可以通過鼠標的點擊、鼠標中鍵的滑動訪問或者修改數據。界面模塊按功能需求分為五個子界面，針對不同數據類型，設計了實時數據界面和非實時數據界面，另外設計了為了保存數據的數據庫參數界面、歷史數據界面以及樹形控件，其中樹形控件是為了操作者能夠快速導航以選擇相應的機器人，數據庫參數界面是為了保存機器人的編號、出廠口期等，歷史數據界面是為了保存機器人的實時數據與非實時數據。在界面的風格和布局以及操作方式上做了再三斟酌，目的是為了呈現一個美觀并且操作方便的界面。

四、結語

基于網絡通訊的設備監控系統已實現了對現場的運行狀態及數據信息傳輸到監控中心的監控，并可對突發緊急情況進行處理，以確保在第一時間發現安全隱患，實現了環境監控的現代化管理，不足之處在于監控部分尚不具備入侵檢測的功能，以后將繼續完善這方面的工作。

參考文獻：

[1]胡建.基于PLC的設備監控管理系統的研究與應用[J].世界有色金屬，2018（23）.

[2]陳菊.網絡通訊設備的檢修與安全監控系統分析[J].電子世界，2018（17）.

[3]趙立春，梁一平，林悅，等.搭建基于H3C的網絡設備監控系統[J].電腦知識與技術，2012，8（13）：52-54.