3 基于ERTSDP的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

　　3.1 系統(tǒng)需求分析

　　遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)深透到社會的各個方面，簡而言之，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)就是將現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)端加以監(jiān)測和控制。本系統(tǒng)投入運(yùn)行后預(yù)期的用戶有三類：普通用戶、系統(tǒng)管理員、故障專家。他們具有不同的職責(zé)，因而賦予了不同的權(quán)限。圖1的Use Case框圖可以清晰地反映出他們各自的權(quán)限職責(zé)。

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　　圖1 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的Use Case框圖

　　3.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　本系統(tǒng)包含三個子系統(tǒng)--NetWeb、NetIO和RemoteClient(見圖2)。NetWeb是整個系統(tǒng)的核心，承擔(dān)著實時/歷史數(shù)據(jù)管理、報警條件檢測，存貯用戶組態(tài)信息等功能；NetIO用于實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集(輸入)和裝置的控制(輸出)；RemoteClient則實現(xiàn)了客戶端圖形用戶界面的功能。其中NetWeb和NetIO通過RS485總線進(jìn)行通訊，NetWeb 和RemoteClient則通過socket進(jìn)行信息交換。

　　NetWeb運(yùn)行在嵌入式開發(fā)板上，操作系統(tǒng)是自主研發(fā)的嵌入式實時Linux，采用的方案設(shè)計是uClinux+RTAI。

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　　圖2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的五層體系結(jié)構(gòu)視圖

　　3.3 子系統(tǒng)視圖

　　子系統(tǒng)視圖是表示重要子系統(tǒng)的類圖，多用于對系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)化時。圖3是細(xì)化后的NetWeb子系統(tǒng)，從圖中可以看到，特殊的雙內(nèi)核OS--uClinx+RTAI決定了NetWeb模塊分為實時應(yīng)用和非實時應(yīng)用。下面將從初始化和運(yùn)行兩方面對圖3詳細(xì)解釋。

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　　圖3 NetWeb模塊的子系統(tǒng)視圖

　　3.3.1 NetWeb子系統(tǒng)初始化

　　NetWeb子系統(tǒng)初始化過程主要由KernelInit模塊和UserInit模塊(圖中灰色的模塊)實現(xiàn)。首先KernelInit模塊執(zhí)行，完成內(nèi)核空間的初始化任務(wù)；然后啟動UserInit模塊，這個過程比較復(fù)雜，首先Store模塊將系統(tǒng)存儲的配置信息和數(shù)據(jù)信息傳給UserInit模塊(標(biāo)注{1}所示)，然后KernelInit模塊驅(qū)動485Driver模塊實時采集當(dāng)前模塊的信息，傳送給UserInit模塊(標(biāo)注{3}、{2}所示)，UserInit模塊經(jīng)過兩者信息的比較，確定采集的對象，以及模塊信息的變更、系統(tǒng)狀態(tài)的變更等，最終完成初始化工作。

　　3.3.2 NetWeb子系統(tǒng)運(yùn)行流程

　　當(dāng)系統(tǒng)完成初始化開始運(yùn)行后，Gather模塊調(diào)用485Driver模塊相關(guān)接口API對底層32個NetIO模塊進(jìn)行輪詢式采集，采集上來的數(shù)據(jù)經(jīng)過過濾整合后，正常的數(shù)據(jù)傳送至Transfer模塊，這時調(diào)用RTAI內(nèi)核中的RT_SHM模塊實現(xiàn)內(nèi)核和用戶空間大規(guī)模數(shù)據(jù)的共享(見標(biāo)注{4})。Receive模塊從RT_SHM接受到數(shù)據(jù)，送到Store模塊存儲，然后根據(jù)用戶要求送到Socket模塊傳到遠(yuǎn)程客戶端。如果過濾整合時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，就驅(qū)動AlarmKernel模塊，這個模塊啟動RTAI的RT_FIFO模塊，將需報警數(shù)據(jù)通過管道(見標(biāo)注{5})傳送至用戶空間的AlarmUser模塊。AlarmUser模塊再驅(qū)動Email模塊以郵件的形式完成報警。