Gw21x 在集中监控系统中的应用方案

在传统的集中监控系统中，一般通过Modem或E1等进行数据传输，随着网络技术的发展和网络在各行各业的普及，通过网络进行远程监控和远程数据采集成为一种最经济最可靠的方式。但由于网络跟传统通讯方式的工作模式和工作原理相比具有更好的优势，因此为了充分发挥网络通讯的优势，基于网络的远程监控和远程数据采集可以采用一些更加高效和可靠的软件设计方案。本文以下以北京市金招牌技术有限公司生产的Gw21x转换器为例，对基于网络的远程监控和远程数据采集的系统设计方案进行一些探讨。 首先我们了解一下Gw21x 的功能：Gw21x 是一个RS232与TCP/IP的协议转换器，它提供RS232到网络和网络到RS232的透明数据传输 ，Gw21x 向上提供10M以太网接口，向下提供1个标准RS232串行口，内部集成ARP,IP,ICMP,TCP,UDP,DHCP,SOCK5等协议，支持网关和代理服务器。 　　Gw21x 有三种工作模式： 1. 作为TCP服务器，转换器在指定的TCP端口上监听平台程序的连接请求；2. 作为TCP客户端，转换器上电时主动向平台程序请求连接。 3. 自动方式，转换器一般工作在TCP服务器模式，当转换器收到串口数据时自动切换到TCP客户端模式，转换器向平台程序请求连接，并将数据传送到平台，传送完后转换器自动切换回TCP服务器模式。 　　监控中心应用程序可以通过三种方式和Gw21x转换器进行数据通讯：1.使用Socket(套接字)；2.本公司提供的ActiveX控件（EDSockServer.ocx）；3.虚拟串口。 一．系统结构 使用Gw21x的基于网络的远程监控和远程数据采集的系统结构如下： 　　　　　　　　　　 　　监控平台负责与现场设备通讯，接收各种现场设备信息和控制现场设备，并把经过处理后的数据保存到数据库；数据服务器运行数据库系统，同时通过WEB服务器向数据查询终端提供数据；数据查询终端通过浏览器或专用查询工具查询所需要的信息。 二．软件设计方案 　　由于监控中心应用程序可以通过三种方式和Gw21x转换器进行数据通讯，本文以使用控件（EDSockServer.ocx）与Gw21x通讯为例说明平台软件的设计方案（使用Windows Socket与Gw21x通讯与使用控件与Gw21x通讯可以采用相同的软件设计方案）： 1． 首先监控中心软件要能识别现场设备，现场设备必须具有一个唯一的标识。一般来讲可以采用以下三种方式标识现场设备： （1）使用Gw21x的MAC地址标识现场设备。（该方式只适用于使用控件的情况） （2）使用现场设备自己的序列号。（该序列号对于每个现场设备必须是唯一的，这种方式可以同时适用于使用控件和使用Win Socket的情况） （3）使用Gw21x 的IP地址标识现场设备，但这样要求每个现场设备分配一个固定的IP地址，这样做在很多情况下会带来网络资源浪费和网络管理及维护的困难。一般不推荐使用此方式。（这种方式可以同时适用于使用控件和使用Win Socket的情况） 2． 在传统的远程监控和分布式数据采集细途中，一般采用主机轮询的方式进行数据通讯，这样做的目的主要是为了解决总线和资源（如串口，Modem）竞争的问题，但总线和资源竞争的问题在网络环境中已经不存在了，因此在网络条件下完全可以采用基于事件驱动的更加高效的通讯方式，具体来说就是： Gw21x 和平台软件建立TCP连接的过程中，将平台软件作为TCP服务器时，与平台软件连接的Gw21x设置为TCP客户端的工作方式，平台软件在指定TCP端口上被动的等待Gw21x的连接请求，Gw21x上电时主动向监控平台请求建立TCP连接，监控平台软件在收到连接请求后建立TCP连接，并且连接一旦建立，除非监控平台软件主动要求断开连接，否则连接一直保持，这样可以保证监控平台软件和Gw21x之间的数据通讯管道一直存在，由于TCP连接建立后如果不进行数据通讯，它不占用任何网络资源，因此采用这种方式不但可以保证用户程序和Gw21x之间的通讯可以时实进行，而且不会增加任何网络负担。 由于监控平台软件和Gw21x 之间的TCP连接一直存在，因此现场设备如果有数据需要传送到监控平台时，它随时可以与监控平台进行通讯，即使有两个或多个现场设备同时向监控平台发送数据也不会造成任何问题，因为监控平台与每个Gw21x的TCP连接都分别由不同的Win Socket进行管理，当某个TCP连接收到数据时相应的Win Socket会通过“接收数据事件”通知平台软件进行数据处理，当同时从几个连接收到数据时，这些TCP连接相对应的Win Socket会分别产生“接收数据事件”，这些事件进入平台软件的事件队列，由平台软件分别进行处理。当监控平台有数据需要传送到现场设备时，监控平台随时可以向现场设备发送数据，而不必理会其它现场设备和平台软件的通讯状态。 通过这种基于事件驱动方式设计的远程监控系统，当现场设备产生报警信息时，现场设备可以立即将这个信息传送到监控平台，而不必等到监控平台轮询到该现场设备时才传送。这样就大大提高了系统的响应速度，特别是当系统中现场设备数量较大时，效果更加明显。同时由于避免了轮询点名，系统中网络通讯的数据量大大减少，节约了网络带宽，也就意味着节约了网络资源和网络投资。(虽然点名时传送的数据很少，但在网络通讯中，即使只有一个字节的有效数据，它产生的一个以太网数据包也超过512字节，因为不足512个字节时协议自动用无用数据填充，而在轮询点名的系统中会产生大量的这种数据包，使网络的效率下降。) 3． 平台软件基于事件驱动时的通讯处理流程如下： （1）通过Gw21x 的MAC地址标识设备 　　　　　　　　 （2）通过现场设备序列号标示设备 将Gw21x 的工作方式设置成“TCP客户端”。