联合储库远程控制 系统改造

联合储库远程控制 系统改造

杨细莲 邹彩平

（江西农业工程职业学院 江西樟树 331200）

摘要：针对传统的联合储库远程控制系统存在的弊端，提出了新型的控制层结构通过分析服务器、电脑客户端的构架，实现管理层和控制层之间的信息交互；设计采用MPEG-4技术的无线WLAN进行通信，实现了远程控制层与现场层的信息传输和机上无人化远程自动化操作。经过测试，系统具有实用性、即时性、可靠性及快速性，确保了对联合储库设备的有效控制，具有一定的工业价值和推广价值。

关键词：联合储库；远程控制；即时通信系统；MPEG-4

0 引言

目前储库采用的远程控制系统，管理层服务器直接将控制数据传给库区执行设备，点对点通信存在连通性问题，同时难以有效控制延时。数据传输的实时性、安全性无法保障。

基于以上因素，同时针对厂区联合储库现状，本文设计了分布式三层构架的远程控制系统，在管理层和执行设备中间构建了控制层；设计Web Service应用于远程控制系统中，实现管理层和控制层之间的信息交互；同时采用基于MPEG-4技术的无线WLAN通信，实现远程控制层与现场层的有效信息传输。

1系统总体设计

远程控制系统是分布式三层网络结构的数据传输系统，如图所示。整个系统分为管理层、控制层和现场层三层。控制流从管理层电脑端，发送控制信息到控制层，再到设备执行的远控PLC，同时抓斗行车的状态实时反馈给管理和控制层，形成数据闭环和数据保护。管理层与控制层之间采用Webservice服务进行数据交互，控制层与现场层设备的PLC之间采用MPEG-4技术的无线WLAN通信进行数据交互。

图1 系统功能框图

管理层控制系统进行数据交互，管理层发出作业指令，控制层接收到相应指令，对指令进行解析并根据相应算法和设备状态发送给远控PLC、远程远程监控台等现场层机构执行。

2即时通信系统设计

管理层和控制层之间的通信通过IM系统实现，管理层通过IM系统的电脑客户端将控制数据发送到服务器，IM系统的移动客户端（控制层）接收数据，同时控制层管理层进行通信。IM系统采用客户/服务器模式的即时通信系统，通过服务器实现客户端的信息交互。

2.1 服务器的架构

系统采用基于XML的、自由的XMPP协议。XMPP协议的服务器可以独立公众XMPP网络（如企业内部网络），可靠安全性技术自带于核心XMPP技术规格中。XMPP除了可用在实时通信的应用程序，还能用在协同工具远程系统监控,实现控制层对现场层控制。系统服务器端采用基于Java语言实现的Openfire，及时消息传输平台的协作服务器。

2.2 IM系统的电脑客户端

系统的电脑客户端采用JavaME构建，Smack是XMPP功能实现，提出了一套可扩展、强大的API，只需短短几行代码就可向客户发送文本信息，Smack提供了智能的、更高级的构造，有效提高编程效率。

2.3 IM系统的移动客户端

IM系统的移动客户端即控制层基于Java ME，可以在Android手机平台运行，手机操作界面方便易用。且客户端开发可自行编写能满足用户功能需求的XML解析库。具体可分为界面设计、XML封装、XML解析事件相应模块。

2.3.1用户界面设计

用户界面模块遵循简单易用、界面友好、合理布局和整体统一的原则。并针对此系统自身特点，界面主要分布为:登陆界面，好友列表显示界面，好友添加/请求界面，发送/接收信息界面。

2.3.2 XML的封装模块

XML封装是将用户输入的字节流信息转化为服务器可识别的XML字符流信息的过程，用户在界面中输入信息或向服务端发送请求，将该信息封装成XMPP协议中定义的各功能对应的XML格式。

2.3.3XML解析模块

采用基于DOM4的Java解析XML法。客户端在接受服务器发送的信息后，根据数据结构进行XML解析。解析先找到XML根节点的开始，读取标签名并判断XML节的类型，将传来的XML消息分支依次解析。其次转入这一层下面的第一个元素节点，对子节点数据或通过层级路径拿到的节点内容进行解析，从而解析出相应内容。

2.3.4事件响应模块

事件响应模块负责显示XML解析的具体内容，解析模块程序解析到相应内容时，响应模块则启动对应的响应程序，界面上显示相应信息，提示用户的下一步操作。

3现场层的设计

3.1 MPEG-4图像压缩技术

MPEG-4是一套用于音频、视频信息压缩编码标准。以具有高数据压缩率在视频压缩领域应用越来越广泛。基于MPEG-4的图像压缩技术应用可支持25帧/s的720×57.6高清视频，并可以实现音频和视频的播放、记录。该技术符合联合储库传输大容量场景数据的需求，实现了对远程语音、视频的实时压缩和同步传输，支持远控系统配置和控制。

3.2 远程终端设计

现场的硬件电路安装在远程监控台和行车PLC控制柜中。将监控台、视频音频系统和库区、行车链接起来。在远程监控台的后面集成有控制箱，控制箱内远程西门子PLC，通过以太网接口与堆场内抓斗行车上的PLC进行基于MPEG-4的无线WLAN传输模块网络通信。

4结论

针对传统的储库远程控制系统工艺复杂、使用不便、智能化不彻底以及有线的缺陷，提出的分布式三层构架的远程控制系统，更好的适应联合储库库区生产管理需要。将即时通信系统应用于远控系统中，保证了管理层发送控制信息、控制层及时反馈。基于MPEG-4图像压缩的无线通信，其传输速率高、抗干扰强，为信息安全、快速、高效传递奠定了基础。降低了故障率，推进了节能高效。结果表明能实现现场层远程控制终端可靠、安全自动化作业。

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作者简介：杨细莲（1978-），女，江西樟树人，副教授，工程硕士，主要研究方向:汽车电子，