基于Internet的远程测控技术

    引言

    九十年代以来，随着internet的广泛应用，计算机技术和网络技术得到迅速发展，促使其相关技术也逐渐走向成熟。这些不仅对人们传统的生活方式产生了巨大的冲击，而且对其他领域技术的发展也带来了深刻的影响。网上图书馆，电子商务和网上虚拟医院已被大家所熟悉，而基于internet的远程测控技术更引起工业界的广泛关注，并在核电站监控、石油的输送管道远程监测、电网运行监控和机器人的远程

    控制等领域得到应用。基于internet的远程测控系统实现了数据共享，具有信息传递快捷和交互性强等特点，推动着控制技术向着网络化、分布性和开放性的方向发展，这种发展趋势使控制系统功能的扩展更加灵活，性能不断提高，使用更加简便。

    1、基于internet远程测控系统的构成

    二十世纪六十年代后期，internet首先在美国出现，八十年代得到广泛的使用。尤其九十年代至今，internet已经变成覆盖全世界的计算机网络，再加上网络技术的日臻成熟和其给人们提供的数据共享、信息传递快捷可靠、不受时空限制和交互性等优点，使因特网已经成为信息时代的主要信息载体，并引起工业界和学术界的广泛关注。

    internet是采用基于开放系统的网络参考模型tcp/ip(transmission control protocol/internet protocol)模型。tcp/ip与开放系统互联模型iso（open system interconnection）不同，它有四层：应用层、运输层、网络互连层和主机和网络连接层如表1。

    表1 tcp/ip参考模型

    应用层（ftp smtp http telnet）

    运输层（tcp udp）

    网络互连层（ip）

    主机和网络连接层

    主机和网络连接层：该层在tcp/ip参考模型中不作定义，只要让主机发送的ip报文能够经连接层进行传送。

    网络互连层：该层定义了互连网络协议(ip)的报文格式和传送过程。该层的工作负责把ip报文从源端送到目的端，协议采用非连接传输方式，不保证ip报文顺序到达。负责解决路由选择，跨网络传送等问题。

    运输层：该层定义了传输控制协议(tcp)，它是面向连接的，在两个对待实体(既可以是软件实体如一个进程，也可以是硬件实体如智能输入输出芯片)间进行可靠传输的协议。它保证源终端发送的字节流毫无差错地顺序到达目的终端。该层还定义了另一个传输协议：用户数据包协议(udp)，它是一个不加差错控制、非连接的传输协议。

    应用层：它是tcp/ip系统的终端用户接口，该层包含了目前流行的、面向应用的协议，如：虚拟终端(telnet)、文件传输协议(ftp)、超文本传输协议(ht-tp)、电子邮件协议(smtp)等。

    internet得到快速的发展和广泛的应用不仅得益于采用了国际通用标准tcp/ip协议，更重要的是c/s(client/server)技术的实现。目前基于浏览器的客户端/服务器的通信方式比c/s结构更为高效。b/s工作模式下，用户只需在客户端装有通用的浏览器，就可以向网络上的某一web服务器提出请求。web服务器对用户身份进行验证后，接受用户的请求，执行相应的扩展应用程序与数据库服务器进行连接，数据库服务器接受web服务器对数据操作请求后，实现用户对数据查询、更改、更新等功能，把运行结果提交给web服务器。web服务器利用http协议把运行结果通过主页形式传到客户端，客户机接收传来的主页文件，并把它显示在web浏览器上。

    计算机网络技术发展的同时，工业控制系统也为适应控制系统越来越复杂的控制要求和满足系统多功能的需要，出现了直接数字控制(ddc)系统、监督控制(scc)系统、分级控制系统、集散型控制系统(dcs)和现场总线控制系统(fcs)。早期的控制系统dcc和scc都是采用微处理器、pc、工控机为核心，总线为std和pc，机的isa、multibus、pci总线等，这些总线由于采用集中式控制方式，降低了系统的可靠性，同时现场连线长且多，系统抗干扰性差。后来出现了集散控制系统，如日本的tdcs-2000系统和美国贝利控制公司的network-90系统等，它采用多台微处理器分散在现场进行控制，总线为高速数据通道（hdw）。由于受计算机系统早期存在的系统早期存在的系统封闭这一缺陷的影响，各厂家的产品自成系统，不同厂家的设备不能互连，难以实现互换和互操作，另外系统联网技术复杂，联网手段和网络结构不灵活。

    目前，出现了最具生命力的工业控制系统——现场总线控制系统(fcs