基于Internet的嵌入式設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)與研究

前言

隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，多數(shù)企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡已經(jīng)建成，網(wǎng)絡化的設備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)成為企業(yè)設備管理的發(fā)展方向。設備狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡化特點在于：一方面，設備監(jiān)測分析人員和專家們不再局限于在工業(yè)現(xiàn)場對設備進行狀態(tài)監(jiān)測，他們完全可以通過企業(yè)Intranet或Internet對設備運行狀況進行遠程狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷；另一方面，由于單機版的設備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)就存在本地機中，整個企業(yè)工廠的設備狀態(tài)數(shù)據(jù)分布在各個監(jiān)測點上，較為凌亂，要統(tǒng)一集中化管理整個企業(yè)的設備數(shù)據(jù)較為困難。

基于此，作者開發(fā)了一種基于Internet的嵌入式設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，將整個企業(yè)的設備監(jiān)測數(shù)據(jù)放在服務器進行集中式管理，設備監(jiān)測人員通過網(wǎng)絡，經(jīng)過服務器身份驗證后即可從服務器獲得相應權限的設備數(shù)據(jù)進行在線狀態(tài)分析，同時本系統(tǒng)中也加大了服務器端監(jiān)控軟件的監(jiān)督管理功能，能夠監(jiān)聽到所有來自有客戶端的socket請求連接，并對其進行身份驗證，以決定其是否可運行安裝在本地機的客戶端軟件，系統(tǒng)安全性、規(guī)范性得到了保證。

系統(tǒng)框架整個系統(tǒng)基于Internet架構。在工業(yè)現(xiàn)場，先通過網(wǎng)絡從服務器上下載設備巡檢路徑信息至現(xiàn)場嵌入式動態(tài)測試分析儀中，然后嵌入式動態(tài)測試分析儀按照所下傳的巡檢路徑信息采集現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)至分析儀中，既可以利用分析儀中的信號分析方法進行數(shù)據(jù)現(xiàn)場分析，也可以通過網(wǎng)絡上傳數(shù)據(jù)至服務器上指定的相應測點目錄下，同時將分析儀的采集數(shù)據(jù)刪除（根據(jù)實際需要，采集的數(shù)據(jù)也可保留在本地分析儀中）。遠程監(jiān)控中心的設備管理人員或者專家經(jīng)過權限認證，從服務器上在線獲得所上傳的設備數(shù)據(jù)，在客戶端便可運用系統(tǒng)的信號分析軟件所提供的各種信號分析方法，對設備的運行狀況進行分析，進而進行故障診斷，做出相應的維修決策。

系統(tǒng)結構設計及實現(xiàn)

本系統(tǒng)采用服務器的集中管理模式，同時又具有C/S和B/S模式的雙重特點，服務器不但提供數(shù)據(jù)庫服務器的功能，而且還擔任了WEB服務器的功能。WEB服務器的作用在于提供客戶端用戶（設備狀態(tài)監(jiān)測人員及專家）在線注冊、下載客戶端軟件（包括信號分析診斷軟件和動態(tài)信號采集軟件兩部分）、軟件實時更新等功能。通過提供WEB服務這樣一種方式，一方面通過用戶注冊，使得企業(yè)管理者可以及時了解整個廠的設備狀態(tài)監(jiān)測人員的實際分布情況，如所屬分廠、車間、職務等信息，便于管理者統(tǒng)籌安排人力資源，另一方面，也為整個廠的各個監(jiān)測點客戶端軟件的安裝和以后的軟件升級提供了一個平臺。數(shù)據(jù)庫服務器則存有整個廠的設備信息，包括設備測點路徑信息和和所采集的測點數(shù)據(jù)文件。

軟件實現(xiàn)

軟件是設備監(jiān)測與故障診斷的中樞神經(jīng)。在本系統(tǒng)中，系統(tǒng)軟件分為系統(tǒng)軟件下載程序、客戶端信號分析診斷軟件、客戶端嵌入式動態(tài)信號分析軟件、服務器端管理軟件四個部分。數(shù)據(jù)庫采用SQLServer2000,開發(fā)語言工具為JSP，VC6.0。

用戶注冊、下載軟件程序

由前所述，利用系統(tǒng)所提供的WEB功能，企業(yè)各設備管理人員、設備采集人員需先從服務器上下載相應權限的客戶端軟件，這樣既可以實現(xiàn)企業(yè)設備管理人員的規(guī)范化管理，又為以后的軟件升級提供了方便。系統(tǒng)采用JSP建立用戶申請下載軟件界面，用戶通過瀏覽器輸入網(wǎng)址，在頁面上可以輸入已分配的用戶名和密碼，通過服務器驗證后即可從服務器下載相應的客戶端軟件。此外，用戶可在頁面上輸入個人的基本信息，如年齡、性別、用戶級別（廠長、車間主任、設備管理人員、采集人員等）、所屬分廠、車間、電話等信息，并在服務器數(shù)據(jù)庫中建立用戶相應的信息表。

客戶端嵌入式動態(tài)信號分析軟件

數(shù)據(jù)采集人員在客戶端，如現(xiàn)場工作站，運行嵌入式動態(tài)測試分析儀中的信號分析軟件，輸入相應的用戶名和密碼，通過服務器驗證后即可連上服務器獲得數(shù)據(jù)。如前所述，一方面，該采集程序通過網(wǎng)絡從服務器上獲得巡檢計劃/路徑（分廠－車間－設備－測點）分析儀中，另一方面，將嵌入式動態(tài)測試分析儀采集到的數(shù)據(jù)存為指定的文件格式，然后將所存的數(shù)據(jù)文件上傳至服務器巡檢路徑的指定測點目錄下，以備以后的遠程終端信號分析軟件分析使用。

除了采集、傳輸功能，該測試分析儀還集成了常用的各種分析方法，如時域（自相關，互相關等）、幅值域（參數(shù)計算，直方圖等）、頻域（倒譜、包絡譜、細化譜等），時頻分析（SFFT、小波分析、小波包分析（如圖２）），如果需要，在現(xiàn)場采完數(shù)據(jù)后即可進行信號分析，及時判斷設備運行狀態(tài)。

圖1系統(tǒng)框架圖