馮洋++周立輝++盧洪鋒++邵利民

摘 要：報(bào)警系統(tǒng)是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，其實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于如何對(duì)監(jiān)控對(duì)象指數(shù)超標(biāo)的情況進(jìn)行響應(yīng)，并及時(shí)將報(bào)警信息傳送至監(jiān)控中心。該文提出的基于E-mail的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警軟件，充分利用現(xiàn)存穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)軟件報(bào)警，通過Winsock實(shí)現(xiàn)對(duì)POP3協(xié)議進(jìn)行編程，對(duì)收到的報(bào)警E-mail的主題進(jìn)行分析，提取有效報(bào)警信息，并輸出報(bào)警信號(hào)，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測報(bào)警功能。該設(shè)計(jì)能有效降低整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)施投資，并提高了報(bào)警系統(tǒng)功能的擴(kuò)展性及可優(yōu)化性，已應(yīng)用于多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中。

關(guān)鍵詞：E-mail 報(bào)警軟件 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) Winsock

中圖分類號(hào)：TP872 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（b）-0012-03

報(bào)警系統(tǒng)是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于如何對(duì)監(jiān)控對(duì)象指數(shù)超標(biāo)的情況進(jìn)行響應(yīng)，并即時(shí)地將報(bào)警信息傳送至監(jiān)控中心。目前報(bào)警系統(tǒng)較多采用硬件電路與軟件的配合實(shí)現(xiàn)，該類方案設(shè)計(jì)思想簡單，但隨之帶來硬件成本提高、需要附加報(bào)警電路等問題。針對(duì)所涉及的城市下水道可燃性氣體監(jiān)控系統(tǒng)等項(xiàng)目的特點(diǎn)，該文提出了一種基于E-mail的報(bào)警軟件設(shè)計(jì)思想，采用Visual Basic語言編寫報(bào)警軟件[1]，利用現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)資源，無需追加任何硬件投資便可實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。

1 設(shè)計(jì)思想

該文涉及的城市下水道可燃性氣體預(yù)警系統(tǒng)，采用熱導(dǎo)傳感器對(duì)下水道內(nèi)可燃性氣體濃度進(jìn)行測定，具有實(shí)時(shí)、連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測的能力。系統(tǒng)依托現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，利用GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集終端與監(jiān)控中心的雙向數(shù)據(jù)傳遞。根據(jù)項(xiàng)目需要，監(jiān)控中心報(bào)警系統(tǒng)可以有兩種設(shè)計(jì)思路[2]：

（1）硬件實(shí)現(xiàn)。由單片機(jī)、通信模塊及其外圍元件構(gòu)成報(bào)警系統(tǒng)硬件?，F(xiàn)場單元采樣結(jié)果超標(biāo)則向監(jiān)控中心發(fā)送一條報(bào)警短消息，由監(jiān)控中心的通信模塊完成短消息的接收和判斷，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。

（2）軟件實(shí)現(xiàn)。利用現(xiàn)成的計(jì)算機(jī)或Internet網(wǎng)絡(luò)資源，構(gòu)造軟件報(bào)警系統(tǒng)。對(duì)采樣結(jié)果超標(biāo)情況立即向監(jiān)控中心相應(yīng)郵箱發(fā)送報(bào)警E-mail。報(bào)警軟件應(yīng)具有自動(dòng)定時(shí)查詢郵箱，對(duì)獲取的郵件關(guān)鍵字段進(jìn)行判斷，對(duì)于報(bào)警信息及時(shí)產(chǎn)生報(bào)警提示。

通過上述兩種報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路的對(duì)比分析，第一種主要是通過硬件設(shè)計(jì)，依托GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，其特點(diǎn)在于設(shè)計(jì)思路簡單清晰，但是存在需添加附加電路而導(dǎo)致硬件成本增加的問題，并且也難以實(shí)現(xiàn)即時(shí)報(bào)警信息的顯示。第二種則通過利用現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)資源，通過成熟的E-mail技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟件報(bào)警。其無需追加任何硬件成本，且具有管理方便、報(bào)警信息清晰顯示、并能隨時(shí)修改升級(jí)等特點(diǎn)，可以方便與各類監(jiān)控軟件整合。該文基于該設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)了一種基于E-mail的報(bào)警軟件。

E-mail以報(bào)文的形式通過網(wǎng)絡(luò)在工作站之間進(jìn)行信息的傳遞，其主要組成構(gòu)件如圖1所示[3]。

E-mail從用戶發(fā)出后，通過特定程序?qū)⒃撈鋬?nèi)容送至SMTP服務(wù)器（即發(fā)送郵件服務(wù)器）上，再由發(fā)送郵件服務(wù)器將郵件傳遞到目的郵箱，然后通過程序接收信箱內(nèi)郵件，包括賬號(hào)及口令。因此，一封郵件的發(fā)送至少經(jīng)過4個(gè)不同任務(wù)的處理，以及不同功能的程序。

對(duì)于E-mail的程序編程主要針對(duì)收發(fā)電子郵件的客戶端程序進(jìn)行。而收發(fā)電子郵件通常依靠標(biāo)準(zhǔn)的會(huì)話協(xié)議，其中關(guān)于發(fā)送的協(xié)議為SMTP，該協(xié)議對(duì)SMTP進(jìn)行對(duì)話的命令和過程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了相應(yīng)規(guī)定；關(guān)于接收的協(xié)議為POP3，該協(xié)議則對(duì)POP3服務(wù)器進(jìn)行對(duì)話的命令和過程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了相應(yīng)規(guī)定。

該文的報(bào)警系統(tǒng)軟件未涉及郵件發(fā)送，而只需要分析接收到的郵件。因此，該設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)軟件主要是依靠POP3協(xié)議進(jìn)行編程。

2 系統(tǒng)框架

POP3通信在Windows里是通過Winsock來實(shí)現(xiàn)的，與POP3服務(wù)器進(jìn)行通信的客戶端程序，設(shè)置Winsock連接的IP地址或域名，指定端口號(hào)[4]。若POP3服務(wù)器程序運(yùn)行在指定地址，就能夠與服務(wù)器進(jìn)行通信。POP3會(huì)話主要包括三個(gè)狀態(tài)：驗(yàn)證狀態(tài)、事務(wù)狀態(tài)和更新狀態(tài)。值得注意的是，接收郵件的POP對(duì)話大部分時(shí)間都處在事務(wù)狀態(tài)中。

信件占了電子郵件的大部分內(nèi)容，信件的內(nèi)容通常為一系列由ASCII碼字符，即文本文件。對(duì)于POP3而言，從POP3接收的信件內(nèi)容是未經(jīng)整理的，包含大量的相關(guān)信息，如發(fā)信人、主題、時(shí)間、內(nèi)容等，為了正確識(shí)別信件內(nèi)所包含的信息，就必須對(duì)取回內(nèi)容進(jìn)行分類整理。在該文的設(shè)計(jì)中，為簡化系統(tǒng)工作，程序只對(duì)信件的主題進(jìn)行讀取和判讀，分析其是否為指定格式的報(bào)警郵件。系統(tǒng)設(shè)定發(fā)自現(xiàn)場單元的報(bào)警郵件主題如下：

ALARM.LAB3205.02.LEL-XX%

其中，“ALARM”是報(bào)警郵件主題的識(shí)別字段，從而判斷是否收到指定格式的報(bào)警郵件；“LAB3205”是報(bào)警的現(xiàn)場單元地址；“02”是報(bào)警現(xiàn)場單元編號(hào)；“LEL-XX%”為報(bào)警單元的可燃性氣體LEL（Lower Explosive Limit）濃度數(shù)值。該系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)流程如圖2所示。

該文涉及的郵件報(bào)警客戶端可根據(jù)需要對(duì)報(bào)警郵箱和POP3郵件接收服務(wù)器進(jìn)行自定義設(shè)置。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，根據(jù)所設(shè)定的時(shí)間間隔與設(shè)置的POP3郵件接收服務(wù)器建立自動(dòng)連接。在經(jīng)過用戶和密碼等驗(yàn)證后，系統(tǒng)首先查詢指定郵箱內(nèi)的郵件總數(shù)，然后依次讀出郵箱內(nèi)的各則郵件。將獲取的內(nèi)容存在Text box控件中，再分析Text box控件中所存數(shù)據(jù)的郵件主題。判斷主題中是否含有“ALARM”字段，決定是否繼續(xù)操作。對(duì)于含有“ALARM”字段的郵件主題，系統(tǒng)進(jìn)一步對(duì)主題中所包含的報(bào)警信息進(jìn)行提取，包括地址、現(xiàn)場單元編號(hào)、氣體LEL濃度、日期時(shí)間等，并存入信息數(shù)據(jù)庫。郵箱內(nèi)所有郵件都讀取完畢后，系統(tǒng)將對(duì)郵箱進(jìn)行清空，從而防止郵箱內(nèi)剩余郵件太多造成堵塞。接著系統(tǒng)再查詢報(bào)警數(shù)據(jù)庫，若判斷有新的報(bào)警信息生成，則彈出含有報(bào)警信息的報(bào)警窗口，同時(shí)觸發(fā)報(bào)警聲音文件，形成告警。若查詢得知無新增的報(bào)警信息，系統(tǒng)便循環(huán)進(jìn)行下一輪判斷。

該設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)軟件，采用成熟的VB語言編寫，較為關(guān)鍵部分為Winsock控件的應(yīng)用。Winsock控件的特點(diǎn)在于其對(duì)用戶來說不可見，它為可訪問TCP及UDP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供了較為方便的途徑。采用Winsock控件編寫應(yīng)用程序，不必了解TCP的細(xì)節(jié)或調(diào)用低級(jí)的Winsock API，只需通過對(duì)控件的屬性的設(shè)置并進(jìn)行調(diào)用就可以順利連接到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向交換。該文程序中Winsock控件連接過程如下：

（1）進(jìn)入查詢周期，對(duì)Winsock進(jìn)行初始化，設(shè)定連接信息，包括協(xié)議、服務(wù)器地址、端口（110）等。

（2）進(jìn)行Winsock.connect事件，成功則返回+OK。

（3）發(fā)送“USER+用戶名”命令，成功則返回+OK。

（4）發(fā)送“PASS”命令（用戶密碼），成功則返回+OK。

（5）發(fā)送“STAT”命令，返回內(nèi)容即為郵件數(shù)量和大小。

（6）發(fā)送“RETR”命令，進(jìn)行郵件的依次取出操作，同時(shí)存入TEXT BOX控件中供分析使用。

（7）分析結(jié)束，發(fā)送“DELE”命令，刪除郵件。

（8）發(fā)送“QUIT”命令，斷開與服務(wù)器的連接，并執(zhí)行Winsock.close事件。

報(bào)警郵件獲取后，通過ADO控件與ACCESS數(shù)據(jù)庫連接實(shí)現(xiàn)所提取報(bào)警信息的存儲(chǔ)。報(bào)警信息的顯示（包括查詢窗口和報(bào)警窗口）都由MSHFlexGrid控件實(shí)現(xiàn)[5]。系統(tǒng)框圖如圖3所示。

3 軟件功能

系統(tǒng)可以在軟件運(yùn)行之前對(duì)郵箱地址、POP3郵件接收服務(wù)器和查詢的時(shí)間間隔進(jìn)行修改或設(shè)置。郵箱查詢間隔時(shí)間可根據(jù)要求由程序?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)運(yùn)行后便實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警郵箱，主界面的滾動(dòng)條可實(shí)時(shí)顯示讀取工作進(jìn)行情況。

系統(tǒng)可以根據(jù)不同檢索條件對(duì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的報(bào)警信息進(jìn)行查詢，內(nèi)容顯示在MSHFlexGrid控件中。若接收到報(bào)警郵件，系統(tǒng)將彈出對(duì)應(yīng)的報(bào)警對(duì)話框，可顯示報(bào)警地址、現(xiàn)場單元編號(hào)、報(bào)警日期時(shí)間以及報(bào)警點(diǎn)目前的可燃性氣體LEL濃度。

4 結(jié)語

該文提出的基于E-mail的報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，相比于常規(guī)的報(bào)警系統(tǒng)，無需追加任何硬件投資，僅利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)資源便可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)報(bào)警信息的及時(shí)響應(yīng)，有效降低整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)施投資，并只需通過修改軟件便可實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)功能擴(kuò)展以及優(yōu)化升級(jí)，可整合于各種類型的監(jiān)控系統(tǒng)軟件中，具有成本低、效果好的特點(diǎn)。目前該報(bào)警軟件模塊的設(shè)計(jì)思想已應(yīng)用于教育部春暉計(jì)劃的城市下水道可燃性氣體監(jiān)測系統(tǒng)項(xiàng)目，以及國網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司的變電站地基沉降監(jiān)測系統(tǒng)、變電站導(dǎo)線接頭溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)等科技項(xiàng)目中，應(yīng)用狀況良好。

參考文獻(xiàn)

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