計算機監控軟件程序設計方法的論文

　　摘要：現代工業(yè)自動(dòng)化水平的逐漸提高，計算機被廣泛應用到工業(yè)領(lǐng)域中，人們對工業(yè)自動(dòng)化的需求不斷增加，實(shí)現了面向對象計算機監控軟件程序的設計。對軟件的設計思想進(jìn)行全面分析，對系統設計特點(diǎn)進(jìn)行分析，包括智能化報警管理設計、可視化的順控流程、關(guān)系型的歷史數據庫、光字顯示等，實(shí)現面向對象的計算機監控軟件程序的設計，包括設備對象及功能需求的收集、對象模板的設計、區域模型的設計、安全模型的設計、驅動(dòng)程序的設計、實(shí)時(shí)數據庫的設計等，希望由此能夠提高系統的運行能力。

　　關(guān)鍵詞：面向對象；計算機；監控軟件；程序設計

　　０引言

　　系統的分析和設計屬于工業(yè)自動(dòng)化軟件設計過(guò)程中具有較強實(shí)用性及系統性的工作，在二十世紀九十年代之前，系統分析還是使用傳統從上到下的順序結構方法，此方法要求數據實(shí)體屬性，但是并不重視其操作及功能，所以面向對象就成為軟件設計的主要發(fā)展趨勢。面向對象屬于對事物進(jìn)行認知的全面方法，其能夠實(shí)現問(wèn)題空間解概念模擬人類(lèi)的自然思維，以此到軟件解空間中實(shí)現映射，從而能夠保證人類(lèi)對于問(wèn)題分析、求解與軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程相互一致。面向對象是將系統作為利用對象相互影響的集合，其的每個(gè)對象都具有自身的行為，利用此行為能夠有效實(shí)現類(lèi)對象的交互。面向對象方法還包括多態(tài)性、繼承性及封裝性的特點(diǎn)，此特點(diǎn)能夠促進(jìn)面向對象的發(fā)展。因為面向對象思想的多種優(yōu)勢，使面向對象技術(shù)能夠朝著(zhù)軟件領(lǐng)域有效發(fā)展，并且還應用到軟件設計、分析及測試等過(guò)程中。

　　１軟件的設計思想

　　本文實(shí)現煤礦監控軟件的設計，其主要包括傳感器、電力設備、通訊傳輸接口及監控分站構成，其中的電力設備主要包括刀閘、開(kāi)關(guān)、斷電儀、傳送機和升降機等。其中的檢測信息利用傳感器收集之后到監控分站中傳送，分站能夠保證數據傳輸到通訊接口設備中，通過(guò)通訊傳輸接口將數據都到工業(yè)控制計算機中傳輸。系統的監控控制主要包括專(zhuān)門(mén)電力控制設備，其中的監控分站檢測控制設備具有一定的相似性，以實(shí)際的使用出現一定的變化。監控系統對煤礦中的實(shí)際對象都有另外和其相互對應的對象，對于每個(gè)系統對象監控都能夠利用監控對象實(shí)現。監控軟件的構成主要包括監控系統、維護系統、數據庫系統與用戶(hù)界面，其和系統中的監控對象進(jìn)行聯(lián)系，從而創(chuàng )建完善的監控管理系統［１］。計算機監控軟件的組成關(guān)系�；蛘邉h除，還能夠對其進(jìn)行修改，其還能夠通過(guò)監控對象實(shí)現實(shí)際受控系統中相應監控對象的監控。其中的用戶(hù)界面能夠將監控對象監控信息進(jìn)行充分的展現，從而有效實(shí)施人機的交互處理。數據庫系統能夠實(shí)現監控對象狀態(tài)信息的存儲，監控對象是監控系統的主要內容，能夠對煤礦系統進(jìn)行監控。假如系統維護過(guò)程中實(shí)現監控對象的創(chuàng )建，其是維護內容，能夠對系統進(jìn)行維護。在監控系統及維護系統用戶(hù)界面中，其中的監控對象是界面元素，能夠進(jìn)行人機交互。利用面向對象技術(shù)，能夠有效實(shí)現軟件維護，而且還能夠實(shí)現系統擴展的便捷性。在系統要添加全新類(lèi)型的時(shí)候，能夠利用新類(lèi)的添加實(shí)現，新類(lèi)還能夠對原本類(lèi)的屬性特征進(jìn)行集成，不需要調整軟件。系統監控對象及數據庫具有良好的對應關(guān)系，監控對象狀態(tài)信息能夠存儲，用戶(hù)能夠對監控功能對象狀態(tài)信息進(jìn)行隨時(shí)的查看。對監控對象信息數據進(jìn)行分析和處理，以此全面統計各種類(lèi)型報表。在監控對象異常工作的時(shí)候，系統就能夠實(shí)現自動(dòng)報警，并且對相應的設備進(jìn)行自動(dòng)控制，以此對工業(yè)生產(chǎn)安全進(jìn)行有效的保證［２］。

　　２系統設計的特點(diǎn)

　�。玻�１智能化報警管理設計

　　要求系統具備智能化管理的功能，比如：具備不同類(lèi)型事件的報警記錄，并且能夠實(shí)現用戶(hù)登錄的顯示、復歸記錄、控制操作記錄等顯示，主要的事件類(lèi)型為故障、事故、越線(xiàn)等。另外，還要具備優(yōu)先級語(yǔ)音報警及自動(dòng)退出故障的處理；能夠對所有報警信息的屬性進(jìn)行有效查看；具備是那種報警確認的方法，分別為根據對象、全部及逐條等確認方式。

　�。玻�２可視化的順控流程

　　在煤礦控制過(guò)程中，要使用順序控制的方式。在實(shí)現系統過(guò)程中，能夠利用預編譯順序控制流程，保證流程在工作過(guò)程中能夠高效且正確的實(shí)現。在流程比較復雜的時(shí)候，可以利用大步標示框。在正常執行的過(guò)程中，要根據大步顯示，如果發(fā)現問(wèn)題，可以利用切換按鈕將流程詳細的執行過(guò)程進(jìn)行顯示。在執行流程之后，還能夠實(shí)現回放功能，方便事后的分析。并且，還能夠實(shí)現流程加鎖和解鎖，在執行出現異常的過(guò)程中還能夠對其進(jìn)行處理［３］。

　�。玻�３關(guān)系型的歷史數據庫

　　以無(wú)人值守作為設計的主要目標，通過(guò)歷史數據庫將現場(chǎng)的維護、運行及管理人員對故障的分析和處理等數據進(jìn)行充分的展現，利用ＳＱＬ作為數據庫平臺，根據開(kāi)放接口標準開(kāi)發(fā)關(guān)系型歷史數據庫，從而對此需求進(jìn)行有效的滿(mǎn)足。

　�。玻�４光字顯示

　　本文所研究的系統要求具備光字查詢(xún)和顯示的功能，比如：不同光字或者故障能夠實(shí)現不同顏色的定義，極為顯眼；具備多光字牌確認的方式，根據對象進(jìn)行確認，或者全屏、逐個(gè)進(jìn)行確認；能夠根據類(lèi)型、對象對光字進(jìn)行查詢(xún)；具備對象光字報警功能，也就是利用對象樹(shù)圖標的顏色對此對象是否具有光字報警進(jìn)行區分［４］。

　　３計算機監控軟件程序的設計

　�。常�１設備對象及功能需求的收集

　　在使用面向對象技術(shù)實(shí)現軟件系統設計的過(guò)程中，要對此軟件系統涉及的對象進(jìn)行分析，包括對象功能及屬性，從而能夠方便系統設計。比如，在煤礦控制系統中具有大量的電動(dòng)閥門(mén)，閥門(mén)中還具有大量的輸入輸出控制點(diǎn)，并且部分閥門(mén)還具有開(kāi)度等屬性，此就是需要收集的數據。

　�。常�２對象模板的設計

　　針對工業(yè)自動(dòng)化系統對象類(lèi)型和特點(diǎn)提供相應應用模板，比如Ｂｏｏｌｅａｎ、ＡｎａｌｏｇＤｅｖｉｃｅ、Ｓｔｒｉｎｇ等，將此模塊充分使用面向對象技術(shù)封裝性，使對象中的數據及操作都在此模板中進(jìn)行封裝，并且還要提供機制，使對象中的私有數據具備私有操作，并且還使模板可重用性進(jìn)行提高，以此使系統開(kāi)發(fā)過(guò)程中能夠降低重復的操作。利用分析設備對象及系統的需求，尋找同種類(lèi)型的設備共同屬性及相同功能，就能夠抽象系統部分應用模板，此應用模板能夠通過(guò)面向對象繼承性特點(diǎn)再添加個(gè)性化需求。在此設計過(guò)程中，主要包括對象結構及應用基礎模板的設計，其中的對象結構設計是以對象屬性特點(diǎn)實(shí)現的［５］。

　�。常�３區域模型的設計

　　在實(shí)現監控系統中應用模板設計之后，就要以系統需求實(shí)現實(shí)例的生成，并且實(shí)現系統區域模型的設計。區域模型屬于應用邏輯組合，表示了此系統的層次結構。此模型能夠以物理位置、用戶(hù)及動(dòng)作為基礎設計邏輯參數。區域模型的結構，此模型中添加了關(guān)鍵結構，對于部署、報警及執行實(shí)現了對象分組機制的設計.

　�。常�４安全模型的設計

　　工業(yè)自動(dòng)化監控系統制的實(shí)現現場(chǎng)信息在線(xiàn)檢測及控制，要求不同操作人員的授權也各不相同，比如系統管理人員能夠實(shí)現全系列系統的維護及配置，系統工程師能夠實(shí)現局部控制系統配置。以此要求監控系統具備一定的安全控制策略，不僅能夠實(shí)現配置界面操作控制，還能夠實(shí)現某對象控制的單獨授權。在傳統監控系統設計過(guò)程中，都是利用簡(jiǎn)單腳本語(yǔ)言在控制對象中進(jìn)行簡(jiǎn)單授權。因為操作人員的不同分工，要求更加良好和具有維護性的安全策略，并且還要求監控系統能夠和操作系統控制系統進(jìn)行集成。操作系統是利用角色、組與用戶(hù)實(shí)現安全策略，此種策略便于維護和理解，并且還能夠有效實(shí)現復雜安全授權［６］。安全模型的設計結構。

　�。常�５驅動(dòng)程序的設計

　　驅動(dòng)程序和設備之間數據的交換使用串行通訊方式、板卡、ＤＤＥ方式等實(shí)現，驅動(dòng)程序體系結構的設計。在設備驅動(dòng)程序設計過(guò)程中，使用動(dòng)態(tài)鏈接庫方式實(shí)現，其工作流程為：首先，將硬件設備和動(dòng)態(tài)鏈接庫相互對應，之后為硬件設備設置不同設備序列，在系統接收設備刷新消息的時(shí)候，系統就會(huì )實(shí)現通信子程序的創(chuàng )建，之后利用設備接口實(shí)現參數的設置，并且對相應動(dòng)態(tài)鏈接庫進(jìn)行調用，然后實(shí)現數據解析，從而能夠得出設備讀寫(xiě)指令，最后以設備參數的設置，從而實(shí)現底層通信動(dòng)態(tài)鏈接庫的調用，實(shí)現設備數據傳輸。監控組態(tài)軟件封裝通信功能，能夠實(shí)現底層通信動(dòng)態(tài)鏈接庫文件的創(chuàng )建。以此，驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)工作人員只需要實(shí)現和通信協(xié)議相互對應的設備驅動(dòng)程序文件就行。一般的串行通信包括三種方法，分別為串行ＡＰＩ函數、ＭＳＣｏｍｍ及標準通信函數［７］。

　�。常�６實(shí)時(shí)數據庫的設計

　　實(shí)時(shí)數據庫的設計思想也是使用面向對象編程設計技術(shù)，使實(shí)時(shí)數據庫定義類(lèi)，從而能夠便于數據庫擴展及維護。在實(shí)施數據查詢(xún)及更新的過(guò)程中，報警響應等都是利用實(shí)時(shí)數據庫功能及管理程序進(jìn)行實(shí)現。實(shí)施數據庫管理程序功能都是在專(zhuān)用實(shí)時(shí)數據庫管理類(lèi)中進(jìn)行封裝，利用對類(lèi)成員函數進(jìn)行調用，從而實(shí)現數據庫操作及管理。實(shí)施數據庫的主要模塊為：其一，管理模塊。此模塊的主要目的就是實(shí)現事務(wù)調度，時(shí)間管理及系統安全管理。事務(wù)調度數據實(shí)時(shí)數據庫系統的核心內容，其和系統穩定性及高效性具有密切的聯(lián)系。因為實(shí)時(shí)數據庫系統中的事務(wù)具備一定的時(shí)限性，那么時(shí)間管理就非常重要，假如時(shí)間管理出現問(wèn)題，那么就會(huì )導致出現災難性的后果。其二，數據存取模塊。數據存取效率與系統實(shí)時(shí)性具有密切的聯(lián)系，其與整個(gè)系統的穩定性具有密切的聯(lián)系。在數據過(guò)時(shí)的時(shí)候要求存盤(pán)，根據系統存儲策略，使用歷史數據庫到歷史數據庫中進(jìn)行存儲。其三，圖形顯示與報警操作模塊。以歷史數據庫數據實(shí)現計算統計之后，能夠有效實(shí)現歷史及實(shí)時(shí)趨勢的顯示。在出現事務(wù)的時(shí)候，此模塊就會(huì )將報警窗口控件進(jìn)行觸發(fā)，從而出現報警記錄。其四，讀取設備操作模塊。通信設備的管理能夠對設備目前工作狀態(tài)進(jìn)行有效的讀取，對于指定設備實(shí)現操作［８］。

　　４總結

　　在計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)也在不斷的發(fā)展。監控軟件是現代工控領(lǐng)域中研究的主要內容。本文以滿(mǎn)足工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展需求及軟件開(kāi)發(fā)為基礎，實(shí)現監控軟件的設計與開(kāi)發(fā)，能夠滿(mǎn)足設計的目標，為監控軟件的研究及開(kāi)發(fā)提供了基礎。本文基于軟件工程角度，為了便于監控軟件的開(kāi)發(fā)，以軟件系統、結構實(shí)現基于面向對象的計算機監控軟件程序設計，開(kāi)發(fā)獨立基本功能模塊，最后形成了較為實(shí)用的軟件。

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