基于DWR反向AJAX的Web監(jiān)控系統(tǒng)

呂海東 ，高際邦

(1.大連理工大學 城市學院，遼寧 大連 116600；2.大連英科時代科技發(fā)展有限公司，大連 116600)

目前Web監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)得到了普遍運用，許多新的監(jiān)控系統(tǒng)都采用了Web作為監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端，極大方便了監(jiān)控系統(tǒng)的操作管理人員，減輕了監(jiān)控系統(tǒng)的維護成本。如何解決傳統(tǒng)Web監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取請求/響應模式的缺點，以及監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示頁面刷新的難題[1]，一直是Web監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)人員不懈努力的難題。

在實現(xiàn)Web監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)多種多樣，各有千秋，AJAX技術(shù)成為首選之一，不論服務器端采用JavaEE還是MS.NET平臺。雖然AJAX解決了整個監(jiān)控畫面的局部刷新問題，但AJAX依然采用HTTP請求/響應模式讀取服務器端取得的 Web監(jiān)控數(shù)據(jù)[2]。AJAX框架DWR[3]最新版本推出了反向AJAX技術(shù)，使數(shù)據(jù)從服務器推送到Web客戶端成為可能，滿足了監(jiān)控系統(tǒng)實時性要求。

采用DWR框架和反向AJAX，結(jié)合Java多線程技術(shù)和SiemensSimaticS7-400PLC TCP/IP通訊模塊CP243-1 IT，開發(fā)了新的Web監(jiān)控系統(tǒng)，并在供熱公司供熱管路監(jiān)控系統(tǒng)中實際運用。替換了原有的C/S模式的工業(yè)控制機，達到了用戶的功能需求。

1 DWR技術(shù)

1.1 DWR框架

DWR(DirectWebRemoting)是一個 Web遠程調(diào)用AJAX擴展框架，通過DWR客戶端的JavaScript可以直接調(diào)用Web服務器上的JavaBean類的方法，解決了原有AJAX應用必需請求 HTTP控制組件(如 Servlet，Struts的Action等)才能調(diào)用服務器端業(yè)務類的方法，從而簡化了AJAX應用的開發(fā)。使用DWR可以不需要編寫復雜的控制層組件。

1.2 DWR反向AJAX技術(shù)

正常情況下，DWR調(diào)用服務器端的JavaBean對象方法使用正向請求/響應模式，也稱為拉模式(Pull Model)，由客戶端JavaScript調(diào)用JavaBean方法，返回結(jié)果通過回調(diào)方法更新頁面上的HTML元素，實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)的顯示。這種正向模式符合一般的管理系統(tǒng)應用，但對監(jiān)控系統(tǒng)實時性要求較高的應用卻力不從心。而反向模式即推模式(Push Model)，是適應監(jiān)控系統(tǒng)的最佳方式，由服務器組件將取得的監(jiān)控數(shù)據(jù)推送到Web客戶端，不需要客戶端主動請求，而是被動接收。因而無需進行Web層進行頁面刷新，即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新顯示。

最新版本的DWR 2.X增加了反向(Reverse AJAX)功能，通過反向AJAX功能，服務器端的JavaBean對象可以將取得的數(shù)據(jù)直接推送到指定的客戶端頁面，寫到指定的HTML元素內(nèi)，這個過程不需要客戶端進行任何的請求操作。

2監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1總體結(jié)構(gòu)

整個監(jiān)控系統(tǒng)采用下位監(jiān)控子系統(tǒng)、上位Web服務器和客戶端三層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 供熱監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

下位監(jiān)控子系統(tǒng)采用Siemens Simatic S7-400 PLC，連接溫度、壓力及流量傳感器，并配置TCP/IP通信控制單元 (CP343)。上位Web服務器采用開源Tomcat6.0.20，它針對新的JDK6進行了性能的優(yōu)化，極大提高了響應速度，滿足監(jiān)控實時性需求，在Tomcat6 Web中配置DWR Servlet，負責與客戶端Javascript進行通信，服務器端使用JavaBean多線程技術(shù)，通過Socket和TCP/IP協(xié)議與PLC通信，讀取PLC監(jiān)控數(shù)據(jù)，使用DWR反向AJAX技術(shù)將監(jiān)控數(shù)據(jù)推向客戶端的HTML元素進行顯示?？蛻舳耸褂肐E瀏覽器被動接收服務器推送的數(shù)據(jù)，實時更新監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.2服務器端DWR配置

為使用DWR，需要在/WEB-INF/web.xml中配置DWR Servlet，并設(shè)定請求URL地址，同時通過設(shè)置參數(shù)activeReverseAjaxEnabled為true來啟用反向AJAX。配置代碼如下：

2.3監(jiān)控業(yè)務單元JavaBean編程

(1)服務器端 JavaBean

以多線程方式，每個監(jiān)測點為獨立的線程，使用TCP/IP和 Socket讀取Siemens Simatic S7 PLC的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并使用DWR Reverse AJAX和DOM直接寫入到客戶端的HTML中。其中一個監(jiān)測點線程示意代碼如下：

關(guān)鍵是使用DWR反向AJAX的Util對象的setValue方法，將監(jiān)測數(shù)據(jù)寫到DIV元素id為siteNo值的單元中。

(2)配置 JavaBean到 DWR

使用 DWR的配置文件/WEB-INF/dwr.xml，將 JavaBean引入到DWR體系中，通過JavaScript就可以直接調(diào)用JavaBean的監(jiān)測方法。

其中，javascript屬性指定JavaScript中對象的名稱，creator=“new”指定由DWR引擎自動創(chuàng)建JavaBean類的實例。

2.4客戶端實現(xiàn)

客戶端使用 DWR代碼庫，用JavaScript結(jié)合HTML，DOM實現(xiàn)監(jiān)控Web頁面的數(shù)據(jù)顯示。為節(jié)省篇幅，只介紹重點配置和示意代碼。

(1)引入 DWR代碼庫

這里使用HTML與JavaScript分離原則，JavaScript代碼放在單獨的JS文件中。

(2)啟用 DWR反向AJAX

在main.js中定義所有監(jiān)控業(yè)務的函數(shù)。

(3)定義監(jiān)控數(shù)據(jù)接收HTML單元

在監(jiān)控頁面上使用＜div id=”測點 ID”>＜/div>定義DWR反向AJAX推送數(shù)據(jù)的顯示位置，由服務器端JavaBean通過DWR AJAX直接讀取。客戶端頁面和JavaScript不需進行任何請求操作。部分測點示意如下：

(4)JavaScript調(diào)用JavaBean方法

啟動服務器端JavaBean監(jiān)測方法讀取PLC數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)推送。在監(jiān)測方法內(nèi)啟動所有監(jiān)測點的監(jiān)測線程，實時監(jiān)測數(shù)據(jù)并推送到客戶端。

結(jié)合 JavaEE平臺、AJAX、DWR和反向 AJAX，實現(xiàn)了一個全新的無需頁面刷新、無需進行HTTP請求的全新Web監(jiān)控系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng) Web的 HTTP請求/響應模式無法滿足監(jiān)控系統(tǒng)實時性要求的難題。尤其是反向AJAX技術(shù)實現(xiàn)的推模式，可以將服務器端監(jiān)測數(shù)據(jù)直接通過TCP/IP推送到HTML客戶端，并直接寫入到HTML元素中，得以實現(xiàn)與現(xiàn)有Web監(jiān)控系統(tǒng)傳統(tǒng)模式完全不同的全新系統(tǒng)，實現(xiàn)了無需進行頁面刷新的工作模式。由于只傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)，無需傳輸數(shù)據(jù)格式HTML代碼，系統(tǒng)性能得到了極大改善，滿足了監(jiān)控系統(tǒng)對實時性的要求。今后無刷新、推模式的Web監(jiān)控系統(tǒng)必將得到廣泛應用。

[1]陳群.基于 ASP.NET AJAX新型 Web Scada的設(shè)計與實現(xiàn)[J].工業(yè)控制計算機，2009(6)：42-44.

[2]張景峰，劉海燕，張云峰.基于組播的局域網(wǎng)多態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)[J].微計算機信息，2009(18)：76-77.

[3]扎米蒂.DWR實戰(zhàn)[M].北京：人民郵電出版社，2009.