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

隨著計算機網絡技術的發(fā)展，多數企業(yè)的內部網絡已經建成，網絡化的設備狀態(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)測數據就存在本地機中，整個企業(yè)工廠的設備狀態(tài)數據分布在各個監(jiān)測點上，較為凌亂，要統(tǒng)一集中化管理整個企業(yè)的設備數據較為困難。

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)測數據放在服務器進行集中式管理，設備監(jiān)測人員通過網絡，經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據進行在線狀態(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)場設備的數據至分析儀中，既可以利用分析儀中的信號分析方法進行數據現(xiàn)場分析，也可以通過網絡上傳數據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據刪除（根據實際需要，采集的數據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過權限認證，從服務器上在線獲得所上傳的設備數據，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，服務器不但提供數據庫服務器的功能，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。數據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據文件。

軟件實現(xiàn)

軟件是設備監(jiān)測與故障診斷的中樞神經。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。數據庫采用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，并在服務器數據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

數據采集人員在客戶端，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據。如前所述，一方面，該采集程序通過網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據存為指定的文件格式，然后將所存的數據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)場采完數據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