基于实时数据驱动的远程监测方法研究

摘要

本论文提出了通过采集真实对象工作数据来实时驱动计算机三维模型，并实现远程监测的新方法。该方法首先利用三维建模软件构造真实对象的对应模型，并通过传感器采集真实对象工作时的关键数据，然后经过网络传输、通过数据传输接口实时加载采集到的关键数据，从而在异地能实现远程监测。 基于实时数据驱动的远程监测方法的意义在于充分利用计算机三维建模软件的强大功能，结合工业现场遍布传感器的特点，突破传统摄像头只能观察表面的局限，在了解系统内部运动过程之后，不但能够以一种可视的方法研究系统内部的运行状况，并且能对其进行监测。 围绕选题，本论文所开展的主要研究工作包括： 1)阐述实时数据驱动的远程监测方法的总体实现框架。作为一种远程监测的全新思路，在理论高度上对系统总体框架的阐述将显得尤为重要。通过绘制系统框架图，给出总体实现思路，然后通过分别讲述各个模块的具体实现要求、其在总体框架中的作用、可供选择的实现方案及各个方案的利弊等等，清楚讲述实时数据驱动的远程监测方法总体实现框架。 2)计算机三维模型的构建。在SGI公司开发的通用绘图平台OpenGL的基础上结合3DS MAX建造复杂逼真的三维模型，并结合个人经验将复杂的3DS MAX图形直接转化成能直接用于OpenGL建模的*.CPP文件，并对此CPP文件结构进行剖析，使得此方法能成为构造复杂三维模型的通用方法；将计算机三维模型与真实对象进行了对比，论证了建模方法的可靠性。 3)数据采集与实时数据驱动在车载卫星天线多轴转台实时数据驱动的远程监测方法上的具体实现。从车载卫星天线多轴转台数据采集电路的硬件、软件入手，分析了每一个模块实现的具体功能；然后对串口通信的采用方法及具体实现进行了讨论，再分析了计算机三维模型的的实时数据驱动方法；以实例论证了计算机三维模型的运动与车载卫星天线多轴转台运动的一致性和实时性。 4)远程监测的引入。将传统监测与现代网络技术相结合，使得操作者能在异地观察现场工况，把人从工作现场解脱出来；对远程监测的基本原理及结构介绍之后，专门实现了实时数据驱动的远程监测的设计，并以图例对其实用性进行论证。