基于XML技术的新型DCS组态软件Web发布的研究与开发

摘要

随着组态软件的不断发展完善，传统的基于C/S架构的监控模式已经不能满足用户的要求。为了寻求一种更加灵活方便的监控方式，于是人们把目光转向了蓬勃发展的Internet技术，事实证明基于浏览器的B/S架构能够满足人们随时随地对组态运行画面进行监控的目的。所以组态软件的Web发布已经成为组态软件发展的一个重要方面。
　　 目前大多数的组态软件Web发布技术还存在许多不足之处，主要表现在两个方面[1,2]:1、信息发布大多采用位图或ActiveX的方式。位图文件由于编码格式的原因占有信息量大，在浏览器上难以显示完整。ActiveX控件在安全性、跨平台性、可扩展性上存在一系列问题，而且监控过程中需要频繁的在客户浏览器与服务器端来回的传送整个监控画面，占用了大量的网络带宽。2、数据传输和交换方式上由于采用基于DCOM的0PC规范，导致了平台的局限性。在工业控制软件中广泛使用的基于DCOM的OPC规范无法在非微软操作系统下使用，DCOM技术穿越防火墙的能力差，限制了位于远处的中央监控系统通过Intemet进行连接。因此长久以来，组态软件Web数据发布一直受到信息量过大、网络拥塞、应用范围受限的困扰。为了实现更高效的web数据发布，我们将目光转向XML及其相关技术，寻求一种有效的解决方案。
　　 分布式、网络化、可扩展己经成为组态软件的重要发展方向。XML技术的出现和发展，给工控组态软件的发展提供了新的契机，它的推广也将改变现有组态软件的某些使用模式，以改变现有的体系结构.满足更为灵活的应用需求。作为一种基于XML的二维矢量图形描述语言，SVG目前已经成为网络矢量图形的业界标准，其应用领域也在不断扩展。
　　 本课题的来源是山东省科技厅重大科研攻关项目：基于工业以太网与现场总线技术的新型控制系统，项目编号为31400004010437。根据开发的实际需求，采用面向对象(OOP)的程序设计方法，在Windows2000平台下，利用MicrosoftVisual C++6.0，完成了针对此新型DCS系统组态监控和Web发布的设计。
　　 本文选用SVG作为描述各种组态图形的标准图形格式，文中将系统描述如何将特定格式的组态图形转换为SVG、如何操控SVG中的图元，以实时控制其数值、形状的改变，甚至采用动画来反映各种运行状态。Web发布所需要的实时数据取自本系统的实时数据库，数据被存为XML格式，与SVG图元相对应。本文采用PHP作为Web发布的服务器端脚本语言，采用JavaScript作为客户端脚本语言，引入AJAX作为整个系统的控制中心，调度服务器端脚本语言PHP和客户端脚本JavaScript，以实现实时数据请求与SVG刷新的异步操作。
　　 通过上述技术手段，使得本Web发布系统具有网络传输数据量少，服务器负载量低，画面无闪烁等优点。

目录

文摘

英文文摘

CONTENTS

第1章 绪论

1.1 课题的目的和意义

1.2 Web发布的研究现状

1.2.1 Web发布的传统解决方案

1.2.2 XML用于动态的Web发布

1.2.3 本文采用的技术方案

1.3 本文工作要点和创新点

1.4 本章小结

第2章 WEB发布中的XML技术

2.1 XML简介

2.1.1 XML的产生

2.1.2 XML的优点

2.2 XSLT技术

2.2.1 XSLT的转换原理

2.3 SVG技术

2.4 文档对象模型(DOM)

2.5 本章小结

第3章 WEB发布系统功能分析和设计

3.1 Web发布系统功能分析

3.1.1 自主创新的FCS体系结构介绍

3.1.2 组态软件Web发布系统模型

3.2 组态功能模块

3.2.1 组态功能概述

3.2.2 组态信息的定义和存储方式

3.3 实时数据采集和输出

3.3.1 多线程设计思想

3.3.2 数据采集和输出的结构设计

3.4 Web发布中原始数据的处理

3.5 自定义脚本

3.6 本章小结

第4章 组态软件图形格式与SVG图形格式转换的研究

4.1 SVG简介

4.2 SVG图形转换模块

4.2.1 DCS组态软件系统中自定义的图形结构

4.2.2 图形数据在内存中的组织结构

4.2.3 SVG的图形结构

4.2.4 SVG的图形存储结构分析

4.2.5 组态软件自定义图元与SVG图形的映射与转换

4.3 图形发布系统

4.3.1 Web发布的文档格式

4.3.2 Web发布所需要的双网卡结构

4.3.3 图形发布框架

4.4 本章小结

第5章 WEB发布系统中数据的处理

5.1 图元动态数据的存储

5.1.1 DOM简介

5.1.2 XML文档的生成

5.2 对XML文档的解析操作

5.2.1 DOM在客户端脚本语言中的应用

5.2.2 DOM在服务器应用程序中的应用

5.3 本章小结

第6章 组态软件WEB发布的通信模型

6.1 通信方式的选择

6.1.1 PHP简介

6.1.2 AJAX技术的引入

6.2 提高数据库访问效率的方法

6.2.1 历史数据库访问方式

6.2.2 采用存储过程和事务提升数据库访问效率

6.3 本章小结

第7章 WEB发布系统的整体实现与应用测试

7.1 整个系统的关系模型

7.2 系统的应用测试

7.2.1 图形转换模块的功能测试

7.2.2 数据存储模块的功能测试

7.2.3 PHP脚本模块的功能测试

7.2.4 动画流畅性测试

7.3 本章小结

第8章 总结与展望

主要符号对照表

参考文献

致谢

攻读学位期间研究成果

学位论文评阅及答辩情况表