董朝賢

摘 要：計(jì)算機(jī)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?jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用提供了依據(jù)。因此，文章以計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，介紹了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)基本概念，闡述了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。并以ARM下遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)下遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；B/S架構(gòu)

在網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，信息泄露風(fēng)險(xiǎn)大大增加，嚴(yán)重影響了人們?nèi)粘Ｉ?、學(xué)習(xí)工作正常進(jìn)行。而在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，可通過計(jì)算機(jī)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(duì)不同位置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)控信息進(jìn)行分析、處理。計(jì)算機(jī)軟件是遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的核心，其可以對(duì)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)提供信息處置、控制算法，進(jìn)而為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供依據(jù)。因此，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)下的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)分析具有非常重要的意義。

1 計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)下遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是利用網(wǎng)絡(luò)線路，將本地計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相連。并利用網(wǎng)絡(luò)終端對(duì)某一區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控管理。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)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(gè)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?，F(xiàn)階段常用的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)主要為服務(wù)器+客戶機(jī)的形式。通過服務(wù)器命令傳送、客戶機(jī)命令接收，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)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(jì)算機(jī)軟件技術(shù)下遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

2.1 總體框架構(gòu)建

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體框架構(gòu)建時(shí)，相關(guān)人員可從服務(wù)器端、客戶端兩個(gè)模塊，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行前期，將客戶端程序安裝在主機(jī)適當(dāng)位置，并在被控制計(jì)算機(jī)上進(jìn)行服務(wù)器安裝。

2.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)主要通過信息口令傳送、接收進(jìn)行。即利用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部控制模塊，對(duì)各項(xiàng)遠(yuǎn)程操控問題進(jìn)行分析。如在計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)控制端截取目標(biāo)計(jì)算機(jī)桌面屏幕圖形的同時(shí)，主機(jī)可對(duì)目標(biāo)計(jì)算機(jī)客戶端鼠標(biāo)、鍵盤事件內(nèi)容進(jìn)行抽取記錄。在這個(gè)基礎(chǔ)上，控制端可對(duì)屏幕圖像數(shù)據(jù)傳輸過程進(jìn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

基于ARM的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)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(biāo)計(jì)算機(jī)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(jìn)入客戶端。主機(jī)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(biāo)計(jì)算機(jī)監(jiān)控畫面。

3.2 軟件編程

基于ARM的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)主要包括視頻采集、Socket編程、結(jié)果測(cè)試3個(gè)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(jì)算機(jī)瀏覽器中顯示。因此，在視頻采集完畢后，設(shè)計(jì)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(duì)轉(zhuǎn)換后RGB格式圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。隨后調(diào)用Libjpeg壓縮程序庫，進(jìn)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(shí)，需要在Linux操作系統(tǒng)中，以Socket為接口，進(jìn)行主機(jī)進(jìn)程及主副機(jī)進(jìn)程間信息交互。由于Socket進(jìn)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(jìn)行Socket結(jié)構(gòu)創(chuàng)建。隨后返回至文件描述符，進(jìn)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(jì)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(qǐng)求響應(yīng)。若為客戶端Socket編程，設(shè)計(jì)人員可以跳過accept請(qǐng)求響應(yīng)模塊，直接向服務(wù)器端發(fā)送連接請(qǐng)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(jìn)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(shí)釋放Socket，即close模塊[3]。

在具體控制系統(tǒng)軟件編程設(shè)計(jì)過程中，考慮到各控制端特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員可綜合分析計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可操作性、靈活性、先進(jìn)性、可靠性及可冗余性，利用RAM框架，進(jìn)行B/S架構(gòu)+C/S混合結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在B/S架構(gòu)+C/S混合結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，主要包括B/S端、C/S服務(wù)端、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器4個(gè)模塊。同時(shí)為避免實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)丟失，可采用雙機(jī)熱備份模式，采用兩臺(tái)完全相同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，進(jìn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行效果，設(shè)計(jì)人員可在瀏覽器地址欄輸入arm IP及端口號(hào)。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(shí)輸入監(jiān)控主機(jī)管理員賬戶、密碼，登錄主機(jī)進(jìn)入監(jiān)控終端，獲取YUYV攝像頭、MJPEG攝像頭采集的目標(biāo)機(jī)圖像[4]。

4 計(jì)算機(jī)軟件網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

4.1 需求分析

在計(jì)算機(jī)軟件網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行過程中，一方面需要對(duì)目標(biāo)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行收集。另一方面，計(jì)算機(jī)軟件網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端需依據(jù)目標(biāo)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，自動(dòng)解除目標(biāo)機(jī)管理程序，發(fā)布控制指令。同時(shí)將獲取控制信息儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中。

4.2 應(yīng)用范圍

計(jì)算機(jī)軟件網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在服務(wù)平臺(tái)、工程建設(shè)項(xiàng)目、交通道路、變電站等方面均具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。其中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在服務(wù)平臺(tái)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(tái)計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行客戶端軟件安裝，通過信息授權(quán)，可實(shí)現(xiàn)全天候圖像輪回監(jiān)控。同時(shí)利用嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器分組、放大、手動(dòng)調(diào)節(jié)功能，還可對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)端信息進(jìn)行管理，具有檢索方便、維護(hù)成本低、信息儲(chǔ)存時(shí)間長的優(yōu)良特點(diǎn)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在工程項(xiàng)目中應(yīng)用，主要是在工程建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控?cái)z像機(jī)設(shè)置，以便對(duì)各環(huán)節(jié)施工程序進(jìn)行監(jiān)督、管理。由于計(jì)算機(jī)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)在交通道路中的應(yīng)用，主要針對(duì)各路段路面環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及路況交通。通過大規(guī)模監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置，可避免交通設(shè)備突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)車輛運(yùn)行的不利影響。

計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建一體化遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)視、遙控、消防、報(bào)警聯(lián)網(wǎng)及防盜管理。

4.3 問題及優(yōu)化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，仍然存在一定局限性。如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)缺乏通用性、無法及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)監(jiān)控目標(biāo)問題、監(jiān)控系統(tǒng)功能不全面、監(jiān)控點(diǎn)單一等。針對(duì)上述問題，設(shè)計(jì)人員可設(shè)置一定的容錯(cuò)限度，在設(shè)計(jì)前期對(duì)目標(biāo)機(jī)監(jiān)控需求進(jìn)行全面分析，以此為依據(jù)進(jìn)行監(jiān)控點(diǎn)的合理設(shè)置。同時(shí)為保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員可在目標(biāo)機(jī)上設(shè)置合理的控制權(quán)限等級(jí)，禁止一般用戶進(jìn)入控制終端。同時(shí)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(jìn)行虛擬專用網(wǎng)（Virtual Private Network，VPN）的擴(kuò)展設(shè)置。在目標(biāo)機(jī)、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(duì)服務(wù)器端、目標(biāo)機(jī)進(jìn)行認(rèn)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(jì)算機(jī)軟件技術(shù)下的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要包括服務(wù)端、客戶端及傳輸層3個(gè)模塊。根據(jù)具體監(jiān)控需求，設(shè)計(jì)人員可在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)框架中，進(jìn)行嵌入式網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件設(shè)置。同時(shí)依據(jù)TCP/IP協(xié)議，將主機(jī)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(jì)人員可登錄系統(tǒng)終端檢測(cè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況，保證計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮。

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