基于通訊服務(wù)器的上位機軟件構(gòu)架及其應(yīng)用

蔣曉峰

摘 要：用于監(jiān)控水電站系統(tǒng)的裝置中包含不同種類的智能裝置，這些裝置用于維持通訊的暢通，是用于監(jiān)控整個系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置。本文分析了整個監(jiān)控系統(tǒng)中這些智能裝置具有的通訊特點，從而提出建立通訊服務(wù)器，該通訊服務(wù)器的功能主要是通過面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來進行實現(xiàn)的；同時提出以多通訊服務(wù)器的水電站監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，建立上位機軟件構(gòu)架，同時對該軟件的具體應(yīng)用進行了詳細描述。

關(guān)鍵詞：通訊服務(wù)器 上位機軟件 計算機監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TV73 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（b）-0131-02

在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中因為廠家眾多，同時是不同廠家是使用單獨的通訊協(xié)議，上位機與不同的智能裝置之間要實現(xiàn)通訊，就會在整個系統(tǒng)中產(chǎn)生重復(fù)工作。因此我們設(shè)計了一種軟件，名字為通訊服務(wù)器軟件，可以解決這個問題。這個軟件是目前所存在的所有通訊協(xié)議的集合，在使用過程中，工程人員只需要簡單地進行配置就可以實現(xiàn)正常的通訊功能。如果有新的協(xié)議出現(xiàn)，軟件可以將其嵌入。本文對其所使用的技術(shù)的基本概念進行闡述，同時對開發(fā)的通訊服務(wù)器的基本構(gòu)造和其在水電站中的應(yīng)用進行了論述。

1 面向?qū)ο蟮募夹g(shù)基本概念

所謂對象的概念是這樣定義的：由實體和實體間的關(guān)系組成了我們客觀世界中的所有問題，把客觀存在的實體進行抽象化，就成為了對象，存在問題域中。面向?qū)ο蟮姆椒ň哂谐橄?、繼承、封裝和多態(tài)性4個基本特征[1]。面向?qū)ο蠓椒ň哂?個主要優(yōu)點，包括：用人類習(xí)慣思維來解決問題、系統(tǒng)具有穩(wěn)定性良好的特點、可以重復(fù)使用同時系統(tǒng)的維護工作較簡單，更新方便，容易升級。

2 面向?qū)ο髤f(xié)議類生成及其具體協(xié)議派生類

盡管通訊協(xié)議的多種多樣，但研究發(fā)現(xiàn)了它們的一個共同點，即所有的協(xié)議都需要對數(shù)據(jù)進行輸送、編碼、校驗以及處理接收數(shù)據(jù)等。把這個特征進行抽象化的處理后就形成了我們所定義的“協(xié)議類”——CProtocol。這個協(xié)議類是所有協(xié)議抽象化后的產(chǎn)物，可以囊括所有協(xié)議所具有的共同特征，而不是某一個具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在使用協(xié)議類的過程中，會有在不同工程中協(xié)議類的參數(shù)是不一樣的情況發(fā)生，所以在實際應(yīng)用于每個單獨的工程時，協(xié)議類被具體化，成為一個獨立的對象，在實際中得到應(yīng)用。協(xié)議類和其對象的關(guān)系見圖1。

3 通訊服務(wù)器端口協(xié)議鏈表及其運行

雖然不同通訊設(shè)備名稱、功能都不相同，但設(shè)備使用的通訊協(xié)議和數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容才是我們關(guān)注的重點，所以在通訊角度上，每個設(shè)備需要進行抽象化處理成為協(xié)議的對象來進行應(yīng)用。而所連接的設(shè)備就被抽象成了協(xié)議鏈表，如圖2所示。本文中就不詳細介紹鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和具體的操作方法[2]了。協(xié)議鏈表的概念是按照得到的協(xié)議要求發(fā)出相對應(yīng)的協(xié)議要求，對于接收的數(shù)據(jù)首先進行編碼處理，然后發(fā)送出去[3]。設(shè)備類型不同協(xié)議節(jié)點就不同，就會形成獨特的協(xié)議鏈表。

4 工程應(yīng)用

我們設(shè)計的協(xié)議類應(yīng)用在了金銀臺水電站，該水電站位于嘉陵江上游，擁有4臺單機45MW的水輪發(fā)電機組的配置。這個水電站中計算機監(jiān)控系統(tǒng)包括兩層，一層為站控層，另一層是現(xiàn)地控制層。為了維持兩層之間的正常通訊，使用了光纖以太網(wǎng)。

針對該水電站的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使用如圖3所示的軟件架構(gòu)。

通過通訊服務(wù)器配置軟件來設(shè)計協(xié)議鏈表，整個配置過程只需要1h的時間，由此看出該軟件可以使復(fù)雜的設(shè)備通訊問題快速且較好地得到解決。

5 結(jié)語

通過通訊服務(wù)器的建立，解決了不同種類智能裝置之間維持正常通訊的問題，服務(wù)器的建立主要依靠面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來實現(xiàn)。進而在多通訊服務(wù)器的水電站監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立了上位機軟件構(gòu)架，然后將所開發(fā)出的軟件以及通訊服務(wù)器在金銀臺水電站進行了應(yīng)用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)效果良好。所以這種基于通訊服務(wù)器的上位機軟件構(gòu)架可以實現(xiàn)將復(fù)雜的設(shè)備通訊問題快速且完美地解決。

參考文獻

[1] 甘玲.面向?qū)ο蠹夹g(shù)與Visual C++學(xué)習(xí)指導(dǎo)[M].2版.北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[2] 嚴蔚敏.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C語言版[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998.

[3] 譚浩強.C++程序設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998.endprint