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【摘要】本文介绍了一种环境污染物因子远程信息管理系统的实现方式。该系统以大气污染物监测为背景，基于C#.NET的Socket类库和SQL Server数据库，使用TCP/IP协议，采用服务器/客户机架构（C/S架构），能够完成数据通信和远程控制的功能。
【关键词】远程数据通信；TCP/IP协议；信息管理系统；数据库；污染物监测
【中图分类号】TP319【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2010）12-0056-1
该系统实现可大致分为界面设计、数据库编程开发、网络通信编程开发等三个主要部分。其中，客户端和服务器端的界面设计在风格上保持了一致性，均采用了VS2005的标准控件，主菜单根据数据查询、参数设置、显示方式等功能实现划分。客户端程序将串口发送的数据进行处理后，在存储到本地数据库的同时使用TCP/IP协议向服务器端实时地传输数据，服务器端接收到数据后存入其数据库，两端均能执行数据查询操作。
通过本信息系统实现了环境污染物的远程监测和管理，为检测部门的监控和产品厂商的产品维护提供了便利。
一、综述
为了控制大气污染物的排放，不仅需对颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等加以治理，同时还需要对这些参数进行连续在线测量。实际上，监测设备数量众多，配置分散，宜采用多个直接数字控制并通过通信控制器进行互联组成多域网。这样既满足了监测部门的远程监控，也便于生产厂家的远程维护。经过研究发现，采用互联网是目前比较方便并且经济的解决方案。
本系统运行于WinXP环境，采用Visual studio.NET 2005平台，选择C#语言作为开发工具，使用SQL Server 2005数据库，实现了以下三个模块的程序：1．远程通讯类的编写。它必须允许客户端和服务器端访问使用，以实现基于Internet的数据传送和信息共享。2．客户端程序。用于接收服务器端报送的数据报文并将数据存入网络数据库，可以对数据信息进行各种统计和查询，并对服务器端进行参数设置。3．服务器端程序。用于对现场端的监测信息进行数据处理、存储，并将其报送至服务器端，以及接收用户端的控制信息并做出相应动作和反应。
二、功能分析
（一）服务器端功能分析
服务器端需要对烟尘参数进行数据检测、处理和存储，把处理后的监测结果按照一定的时间间隔和通信协议发送给客户端，并能够实时地响应客户端发出的指令。要完成该功能并能实现传输的安全可靠性，首先要考虑网络通讯方式的选择，如TCP和UDP、C/S和B/S的选择，在比较后，本系统选择了TCP/IP协议和C/S架构；其次要有自己的通讯协议，方便双方安全通讯和数据的正确；最后，在客户端发出指令（包括监测指令和其他指令），服务器端要实时无条件地响应客户端的指令，快速地将数据传输到客户端，并准确地完成客户端发出的指令。
接收客户端的控制信息并做出相应动作和反应。这个功能的实现，也是基于远程控制技术，相当于服务器端的后台程序，后台中有客户端发送的指令具体实现方法和程序，这些程序在服务器端应用一个类，很好地封装起来。需要完成的动作和反应，主要包括客户端对检测仪器的选择、参数设置以及光路控制等。
（二）客户端功能分析
客户端需要接收服务器端报送的数据报文并将数据存入数据库，并能对数据信息进行查询；对于数据的存储、查询和显示方式，類似于客户端一样，需要借用数据库处理模块和显示模块。
不同的部分在于远程控制模块，它主要是包含了客户端内所有能实现的控制功能，通过发送指令，来让服务器端执行相应指令的程序来完成参数设置和检测仪器的选择等功能。实现方法是在客户端的一个类中将包含服务器端所有能执行的指令，然后经过控件的操作，通过远程通信将控制指令传输给服务器端，来执行命令，从而实现远程控制功能。
三、设计开发
（一）界面设计
主界面设计采用父窗体方式，使用MenuStrip 控件来做菜单栏，按照文件、用户信息、实时监控、历史数据、污染物校正参数、系统参数等主题进行分组，将功能公开给用户。
文件的下拉菜单中包含了数据删除、数据备份、数据恢复以及退出；用户信息下拉菜单中包含了对用户信息的设置；实时监控的下拉菜单中包含了选择监测点（该项中包括全部、01、02、03、04几个选项）、选择多个监测点、多图形查看以及监测方式（该项主要包括采样间隔、数据、曲线和堆积图）；历史数据的下拉菜单中主要包括按时间查询、显示、关闭显示、按窗口全部打开、历史数据导出；污染物校正参数的下拉菜单包含了设置；在系统参数的下拉菜单中包括参数设置、光路控制、基本参数设置、串口参数设置、选项、历史记录导出、口令无效。
（二）服务器端设计
在收到监测仪器的数据后，调用数据处理模块转化成直观的数值形式，通过TCP/IP通讯协议将数据发送给服务器端，实现远程数据传输。在数据传输中，首先要创建套接字Socket，所创建的套接字与本地的IPEndPoint绑定，设置套接字的模式为侦听模式，在套接字上接受接入的连接并在套接字上接受介入连接。
客户端程序除了远程通信模块外，软件定义了其他相关模块类和对象，主要有：Communication类，负责与单片机的数据通讯；Viewexport类，负责图形曲线和图表的显示及图表的Excel方式导出；Alarm类，负责报警功能；DataProcess类，负责数据的处理；TableLog类，负责日志记录及数据库操作。
程序采用事件驱动工作方式，各功能模块互相协作，自动触发相应的消息事件，具有一定的灵活性。Alarm类和TableLog类与后台数据库MS SQL Server2005使用ADO.Net技术相结合，实现数据库的动态更新和复杂的查询任务。
（三）客户端设计
客户端登陆并选择好服务器IP地址后，服务器实时将处理好的数据传给客户端。一般情况下发送过来的数据是字节形式的，通过和客户端相同的字节转化，将数据转换并存入本地数据库，同时将数据显示在监视界面中DataGridView控件中的表格中。在以后需要访问的时候直接查询本地数据库。此时的访问主要通过DataRead方法从数据库中读出。
由于客户端不需要进行数据的处理，只是显示监测仪器传送的数据并存储到数据库，所以相对来说数据量会比服务器端缩减很多，处理速度也会增加，能够满足多个服务器同时监测的条件。
四、总结
借助于环境污染物因子远程信息管理系统可以将工厂监测部门的监控和政府监督部门的管理有效连接起来，方便了远程监测和产品厂商的产品维护，实现对环境污染物因子排放情况的随时掌握，实现现场运行数据的实时采集和快速集中，获得现场监控数据，为远程监测故障诊断技术提供了物质基础。
【参考文献】
［1］余成波，陶红艳，万文略．设备远程监控技术的研究［J］．计算机工程与应用，2002（8）．
［2］王刚．烟气排放连续监测系统浅议［J］．科技情报开发与经济，2005（10）．
［3］周炎涛，李立明．TCP/IP协议下网络编程技术及其实现［J］．航空计算技术，2002，32（3）．
【收稿日期】2010年10月19日
【作者简介】李凤祥（1972- ）：男，辽宁凌源人，沈阳铁路机械学校信息部，讲师，研究方向：数据库、计算机教学。
【关键词】远程数据通信；TCP/IP协议；信息管理系统；数据库；污染物监测
【中图分类号】TP319【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2010）12-0056-1
该系统实现可大致分为界面设计、数据库编程开发、网络通信编程开发等三个主要部分。其中，客户端和服务器端的界面设计在风格上保持了一致性，均采用了VS2005的标准控件，主菜单根据数据查询、参数设置、显示方式等功能实现划分。客户端程序将串口发送的数据进行处理后，在存储到本地数据库的同时使用TCP/IP协议向服务器端实时地传输数据，服务器端接收到数据后存入其数据库，两端均能执行数据查询操作。
通过本信息系统实现了环境污染物的远程监测和管理，为检测部门的监控和产品厂商的产品维护提供了便利。
一、综述
为了控制大气污染物的排放，不仅需对颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等加以治理，同时还需要对这些参数进行连续在线测量。实际上，监测设备数量众多，配置分散，宜采用多个直接数字控制并通过通信控制器进行互联组成多域网。这样既满足了监测部门的远程监控，也便于生产厂家的远程维护。经过研究发现，采用互联网是目前比较方便并且经济的解决方案。
本系统运行于WinXP环境，采用Visual studio.NET 2005平台，选择C#语言作为开发工具，使用SQL Server 2005数据库，实现了以下三个模块的程序：1．远程通讯类的编写。它必须允许客户端和服务器端访问使用，以实现基于Internet的数据传送和信息共享。2．客户端程序。用于接收服务器端报送的数据报文并将数据存入网络数据库，可以对数据信息进行各种统计和查询，并对服务器端进行参数设置。3．服务器端程序。用于对现场端的监测信息进行数据处理、存储，并将其报送至服务器端，以及接收用户端的控制信息并做出相应动作和反应。
二、功能分析
（一）服务器端功能分析
服务器端需要对烟尘参数进行数据检测、处理和存储，把处理后的监测结果按照一定的时间间隔和通信协议发送给客户端，并能够实时地响应客户端发出的指令。要完成该功能并能实现传输的安全可靠性，首先要考虑网络通讯方式的选择，如TCP和UDP、C/S和B/S的选择，在比较后，本系统选择了TCP/IP协议和C/S架构；其次要有自己的通讯协议，方便双方安全通讯和数据的正确；最后，在客户端发出指令（包括监测指令和其他指令），服务器端要实时无条件地响应客户端的指令，快速地将数据传输到客户端，并准确地完成客户端发出的指令。
接收客户端的控制信息并做出相应动作和反应。这个功能的实现，也是基于远程控制技术，相当于服务器端的后台程序，后台中有客户端发送的指令具体实现方法和程序，这些程序在服务器端应用一个类，很好地封装起来。需要完成的动作和反应，主要包括客户端对检测仪器的选择、参数设置以及光路控制等。
（二）客户端功能分析
客户端需要接收服务器端报送的数据报文并将数据存入数据库，并能对数据信息进行查询；对于数据的存储、查询和显示方式，類似于客户端一样，需要借用数据库处理模块和显示模块。
不同的部分在于远程控制模块，它主要是包含了客户端内所有能实现的控制功能，通过发送指令，来让服务器端执行相应指令的程序来完成参数设置和检测仪器的选择等功能。实现方法是在客户端的一个类中将包含服务器端所有能执行的指令，然后经过控件的操作，通过远程通信将控制指令传输给服务器端，来执行命令，从而实现远程控制功能。
三、设计开发
（一）界面设计
主界面设计采用父窗体方式，使用MenuStrip 控件来做菜单栏，按照文件、用户信息、实时监控、历史数据、污染物校正参数、系统参数等主题进行分组，将功能公开给用户。
文件的下拉菜单中包含了数据删除、数据备份、数据恢复以及退出；用户信息下拉菜单中包含了对用户信息的设置；实时监控的下拉菜单中包含了选择监测点（该项中包括全部、01、02、03、04几个选项）、选择多个监测点、多图形查看以及监测方式（该项主要包括采样间隔、数据、曲线和堆积图）；历史数据的下拉菜单中主要包括按时间查询、显示、关闭显示、按窗口全部打开、历史数据导出；污染物校正参数的下拉菜单包含了设置；在系统参数的下拉菜单中包括参数设置、光路控制、基本参数设置、串口参数设置、选项、历史记录导出、口令无效。
（二）服务器端设计
在收到监测仪器的数据后，调用数据处理模块转化成直观的数值形式，通过TCP/IP通讯协议将数据发送给服务器端，实现远程数据传输。在数据传输中，首先要创建套接字Socket，所创建的套接字与本地的IPEndPoint绑定，设置套接字的模式为侦听模式，在套接字上接受接入的连接并在套接字上接受介入连接。
客户端程序除了远程通信模块外，软件定义了其他相关模块类和对象，主要有：Communication类，负责与单片机的数据通讯；Viewexport类，负责图形曲线和图表的显示及图表的Excel方式导出；Alarm类，负责报警功能；DataProcess类，负责数据的处理；TableLog类，负责日志记录及数据库操作。
程序采用事件驱动工作方式，各功能模块互相协作，自动触发相应的消息事件，具有一定的灵活性。Alarm类和TableLog类与后台数据库MS SQL Server2005使用ADO.Net技术相结合，实现数据库的动态更新和复杂的查询任务。
（三）客户端设计
客户端登陆并选择好服务器IP地址后，服务器实时将处理好的数据传给客户端。一般情况下发送过来的数据是字节形式的，通过和客户端相同的字节转化，将数据转换并存入本地数据库，同时将数据显示在监视界面中DataGridView控件中的表格中。在以后需要访问的时候直接查询本地数据库。此时的访问主要通过DataRead方法从数据库中读出。
由于客户端不需要进行数据的处理，只是显示监测仪器传送的数据并存储到数据库，所以相对来说数据量会比服务器端缩减很多，处理速度也会增加，能够满足多个服务器同时监测的条件。
四、总结
借助于环境污染物因子远程信息管理系统可以将工厂监测部门的监控和政府监督部门的管理有效连接起来，方便了远程监测和产品厂商的产品维护，实现对环境污染物因子排放情况的随时掌握，实现现场运行数据的实时采集和快速集中，获得现场监控数据，为远程监测故障诊断技术提供了物质基础。
【参考文献】
［1］余成波，陶红艳，万文略．设备远程监控技术的研究［J］．计算机工程与应用，2002（8）．
［2］王刚．烟气排放连续监测系统浅议［J］．科技情报开发与经济，2005（10）．
［3］周炎涛，李立明．TCP/IP协议下网络编程技术及其实现［J］．航空计算技术，2002，32（3）．
【收稿日期】2010年10月19日
【作者简介】李凤祥（1972- ）：男，辽宁凌源人，沈阳铁路机械学校信息部，讲师，研究方向：数据库、计算机教学。