基于A(yíng)SP.NET技術(shù)的遠程機艙自動(dòng)化系統的研究

1 引言

隨著(zhù)計算機技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，船舶機艙自動(dòng)化技術(shù)也在不斷發(fā)展。目前，國內外對船舶監控系統的研究也較多，而數據傳輸大多數是通過(guò)衛星傳輸，但資源有限，費用也很高；一些使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的系統則安全性比較低，并且傳統的窄帶無(wú)線(xiàn)通信速率往往比較低，不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)傳輸的要求；對于基于RS 422或者RS 485的單機監控系統無(wú)法實(shí)現系統冗余。另外，對于系統的安全性和可靠性也沒(méi)有處理，數據傳輸協(xié)議大多使用TCP／IP，此協(xié)議頭以及傳輸控制比較復雜，傳輸效率也比較低，UDP協(xié)議適于小數據量的傳輸，這些原因使得數據丟包泄密的情況經(jīng)常發(fā)生，系統也不穩定，漏報警也經(jīng)常發(fā)生。

本文在船舶監控系統中采用了GPRS通信模塊，將.NET三層架構模型運用其中，采用基于TCP的Socket協(xié)議解決以往監控系統的傳輸存在的問(wèn)題。在數據傳輸過(guò)程中采用了SHA512加密算法，使數據泄密和丟包的可能性大大減??；對硬件采用冗余技術(shù)，軟件采用合適的編碼方案，提高系統的可靠性。同時(shí)使用全新的C#語(yǔ)言，并將組態(tài)軟件運用其中，使界面操作更加直觀(guān)。操作人員通過(guò)身份驗證后可自由訪(fǎng)問(wèn)、查詢(xún)船舶運行的各項參數，及時(shí)掌握船舶運行情況，降低了系統的成本，提高資源利用率。

2 系統總體結構設計

如圖1所示，本系統主要由移動(dòng)終端、GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊、GPRS無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )、局域網(wǎng)、監控中心等部分組成。

移動(dòng)終端被裝載在被控船舶上，連接數據采集模塊。數據采集模塊使用研華公司的ADAM-5000／TCP，將采集到的信息通過(guò)A／D轉換器進(jìn)行處理送至GPRS通信模塊。

GPRS通信模塊采用西門(mén)子公司的MC55模塊，主要負責將船舶運行情況以無(wú)線(xiàn)的方式傳送給監控中心，實(shí)現監控中心和船舶的信息交互。

GPRS無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )是基于TCP協(xié)議的，用戶(hù)不需要知道協(xié)議的具體內容，就可以通過(guò)此協(xié)議將信息傳送給監控中心的服務(wù)器。

系統優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)被控船舶機艙只需要一臺PC機與Internet相連就可以實(shí)現系統監控功能，系統建設成本低，簡(jiǎn)單可靠。

(2)使用GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸方式，降低了系統傳輸成本；同時(shí)將移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )與局域網(wǎng)相結合，使覆蓋范圍擴大。

(3)用戶(hù)可以實(shí)時(shí)地與數據采集點(diǎn)進(jìn)行通信。通過(guò)對監測信息的分析，可以及時(shí)地發(fā)現各個(gè)部件的報警信息并進(jìn)行處理。

(4)對硬件采用冗余技術(shù)，軟件采用合適的編碼方案，提高系統的可靠性。

(5)提高了系統的安全性。在數據傳輸過(guò)程中將SHA512加密算法應用其中，在接收時(shí)解密，減小了數據被截獲的概率。并且.NET和IIS一起使用，它的安全是一個(gè)雙層處理過(guò)程，所有的請求先經(jīng)過(guò)IIS處理，再傳遞給.NET，保證了系統的安全性。

3 監控中心軟件設計

3.1 軟件平臺

根據系統功能與結構設計，采用如下軟件平臺：

(1)開(kāi)發(fā)環(huán)境：Visual Studio 2005；

(2)服務(wù)器端操作系統：Windows XP；

(3)WEB服務(wù)器：IIS 6.0；

(4)數據庫管理系統：SQL Server 2000；

(5)客戶(hù)端瀏覽器：Internet Explore 6.0。

另外還采用組態(tài)軟件，以圖形化監控界面代替了數字化界面，并實(shí)現技術(shù)參數和管理數據，使界面操作更加直觀(guān)方便。