一种分布式计算机监控系统及其监控方法

摘要

本发明公开了一种分布式计算机监控系统及其监控方法，包括采集控制子系统，监控子系统、实时显示子系统、数据服务子系统。各子系统通过交换机提供了高速以太网联系，为完全分布式结构，具有很好的实时性、稳定性、扩展性和安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及计算机监控和数据服务领域，具体为一种用于等离子体裂解煤制乙炔的分布式计算机监控系统及其监控方法。

背景技术

在一般的计算机测量控制系统中，通常采用上位机和下位机形式，下位机实行采集和输出控制任务，上位机实行监控任务。通常的运行方式是，上位机发送启动/停止等指令和相应的工艺参数，下位机根据上位机的指令启动/停止采集现场处理过的信号，并将采集参数和发送过来的工艺参数相比较，对采集参数进行一定的处理后，输出信号去控制现场的设备，使现场设备按人们预定的参数正常运行，同时将采集的信号值发送到上位机，供上位机实时显示用。若现场设备出现异常，下位机将异常信号传给上位机，这时下位机将按预定的方案处理异常情况或者根据上位机的指令紧急处理异常情况。在这样的系统中上位机通常即作为监视设备又作为发送指令和参数的控制设备，系统运行过程中采集数据存在本地硬盘。这种系统通常存在以下问题：

1.实验工艺数据仅存在下位机，缺乏必要的数据备份，若下位机工作中出现故障极易丢失重要的工艺数据。

2.给工艺数据的共享和外部访问造成困难。若相关人员想了解工艺参数，分析实验结果，只能在采集和控制子网内，通过安装客户端软件来浏览和分析数据。异地用户则无法通过网络来访问工艺数据。如果将下位机作为数据服务器联入外网，则用户可以对数据服务器直接访问，很难保证采集和控制子网的数据安全性。

3.由于上位机兼有控制和监视的功能，而现场需要监测的点较多，监测画面需要相互切换这就给监控带来不便。

4.下位机的采集模块触发模式通常采用软件触发，这种方式最为简单，但无法精确控制采集时序。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式计算机监控系统及其监控方法，以解决传统的监控系统和监控方法易丢失数据，无法保证数据安全性，监控不便，无法精确控制采集时序的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种分布式计算机监控系统，包括有交换机、多台计算机，其特征在于：以交换机为中心，多台计算机分别与交换机通讯连接，构成以交换机为中心的星型网络；所述交换机构成采集控制子网，所述计算机分别构成采集控制子系统、监控子系统、实时显示子系统、数据服务子系统。

所述的一种分布式计算机监控系统，其特征在于：所述实时显示子系统由一台或多台计算机构成。

所述的一种分布式计算机监控系统的监控方法，其特征在于：在构成采集控制子系统的计算机中设置有外部定时触发程序和DMA数据传送程序；构成监控子系统的计算机通过采集控制子网向采集控制子系统发出控制命令和参数；采集控制子系统接收监控子系统的控制命令和参数后，由外部定时触发程序、DMA数据传送程序控制采集控制子系统进行数据采集，采集控制子系统将采集到的数据通过采集控制子网发送至监控子系统和实时显示子系统进行显示，同时将采集到的数据储存在构成采集控制子系统的计算机中；监控结束时，采集控制子系统将储存在构成采集控制子系统的计算机中的数据，利用无损压缩算法压缩为LZO文件后，通过采集控制子网发送至数据服务子系统中。

所述的一种分布式计算机监控系统的监控方法，其特征在于：所述数据服务子系统包括数据服务器和Web数据服务器，其中构成Web数据服务器的计算机带有双网卡，所述Web数据服务器通过双网卡与采集控制子网通讯，由Web数据服务器构成采集控制子网的软路由；对Web数据服务器进行设置，采集控制子网通过Web数据服务器单向访问外部网络。

本发明监控系统包括：信号采集控制子系统，监控子系统、实时显示子系统、数据服务子系统。各子系统通过交换机提供了高速以太网联系，为完全分布式结构，具有很好的实时性、稳定性、扩展性和安全性。

采集控制子系统除具备数据采集等基本功能外，还具备外部定时触发功能和DMA数据传送功能。外部定时触发能精确控制采样时序，并与外部信号严格同步。DMA数据传送方式可以实现连续长时间高速的数据采集过程。在实验过程中采集控制子系统向监控子系统、实时显示子系统和数据服务器发送实时显示数据。实验结束时，采集控制子系统从存在本地的数据文件中按信号名读取数据，将各信号的数据利用无损压缩算法压缩为LZO文件，然后发送给数据服务器备份。

监控子系统主要完成控制命令和参数的发送，可兼作监视，接收采集控制子系统发送来的数据并显示。

实时显示子系统接收采集控制子系统发送来的实时数据，主要完成实验现场工艺参数的实时显示。同时可以根据需要，在采集控制子网内配置多台微机，以满足实时显示的需要。

数据服务子系统包括数据服务器和基于Web的实验数据发布服务器。实验数据服务器一方面接收采集控制子系统发送来的实时数据，并存入数据库中，实验结束后接收其发来的压缩文件并保存在适当路径下；另一方面响应其它客户机的连接请求，提供需要的实验数据。

为了使异地的工作人员及时了解现场情况，基于Web的实验数据发布服务器还提供Web服务功能，工作人员不仅可以通过局域网里及时了解装置运行状况，还可以通过互联网在异地获取现场信息。

综上所述，本系统实验数据在采集控制子系统和数据服务子系统中都有完整的数据备份；实时显示子系统可以让相关人员方便及时的了解实验进展情况；相关人员可以在采集控制子网内通过客户端软件访问实验数据，也可通过Internet远程分析和浏览实验数据，为相关人员提供了灵活多样的数据访问方法；采集控制子系统提供了一种精确定时、快速稳定长时间的数据采集的方法。

附图说明

图1为采集控制子系统的原理框图。

图2为本发明监控系统结构框图。

具体实施例

如图1、图2所示。一种分布式计算机监控系统，包括有交换机、多台计算机，以交换机为中心，多台计算机分别与交换机通讯连接，构成以交换机为中心的星型网络；交换机构成采集控制子网，计算机分别构成采集控制子系统、监控子系统、实时显示子系统、数据服务子系统。实时显示子系统由一台或多台计算机构成。

一种分布式计算机监控系统的监控方法，在构成采集控制子系统的计算机中设置有外部定时触发程序和DMA数据传送程序；构成监控子系统的计算机通过采集控制子网向采集控制子系统发出控制命令和参数；采集控制子系统接收监控子系统的控制命令和参数后，由外部定时触发程序、DMA数据传送程序控制采集控制子系统进行数据采集，采集控制子系统将采集到的数据通过采集控制子网发送至监控子系统和实时显示子系统进行显示，同时将采集到的数据储存在构成采集控制子系统的计算机中；监控结束时，采集控制子系统将储存在构成采集控制子系统的计算机中的数据，利用无损压缩算法压缩为LZO文件后，通过采集控制子网发送至数据服务子系统中。

数据服务子系统包括数据服务器和Web数据服务器，其中构成Web数据服务器的计算机带有双网卡，Web数据服务器通过双网卡与采集控制子网通讯，由Web数据服务器构成采集控制子网的软路由；对Web数据服务器进行设置，采集控制子网通过Web数据服务器单向访问外部网络。

出于安全方面的考虑，实验现场的计算机组成采集控制子网。采集控制子网以交换机为中心，组成星型网络，保证子网内各计算机间的数据传输速率，为实时数据监控奠定基础。WEB数据服务器通过双网卡连接采集控制子网和企业内部局域网，作为采集控制子网的软路由。采集、控制计算机可以通过软路由链接外部网路，而在外网中的主机不能访问采集控制子网。WEB数据服务器隔离了用户对数据服务器的直接访问，保证了数据的安全性。

一次实验的单道信号实验数据量很大，若传输原始数据，容易造成网络堵塞，数据传输超时等问题。故采用无损压缩技术，将单个通道的数据压缩为LZO文件，实现了数据传输的稳定的快速性。