基于ASP.NET技术的远程机舱自动化系统的研究

1 引言

随着计算机技术和移动通信技术的发展，船舶机舱自动化技术也在不断发展。目前，国内外对船舶监控系统的研究也较多，而数据传输大多数是通过卫星传输，但资源有限，费用也很高；一些使用无线网络技术的系统则安全性比较低，并且传统的窄带无线通信速率往往比较低，不能满足实时传输的要求；对于基于RS 422或者RS 485的单机监控系统无法实现系统冗余。另外，对于系统的安全性和可靠性也没有处理，数据传输协议大多使用TCP／IP，此协议头以及传输控制比较复杂，传输效率也比较低，UDP协议适于小数据量的传输，这些原因使得数据丢包泄密的情况经常发生，系统也不稳定，漏报警也经常发生。

本文在船舶监控系统中采用了GPRS通信模块，将.NET三层架构模型运用其中，采用基于TCP的Socket协议解决以往监控系统的传输存在的问题。在数据传输过程中采用了SHA512加密算法，使数据泄密和丢包的可能性大大减小；对硬件采用冗余技术，软件采用合适的编码方案，提高系统的可靠性。同时使用全新的C#语言，并将组态软件运用其中，使界面操作更加直观。操作人员通过身份验证后可自由访问、查询船舶运行的各项参数，及时掌握船舶运行情况，降低了系统的成本，提高资源利用率。

2 系统总体结构设计

如图1所示，本系统主要由移动终端、GPRS无线通信模块、GPRS无线通信网络、局域网、监控中心等部分组成。

移动终端被装载在被控船舶上，连接数据采集模块。数据采集模块使用研华公司的ADAM-5000／TCP，将采集到的信息通过A／D转换器进行处理送至GPRS通信模块。

GPRS通信模块采用西门子公司的MC55模块，主要负责将船舶运行情况以无线的方式传送给监控中心，实现监控中心和船舶的信息交互。

GPRS无线通信网络是基于TCP协议的，用户不需要知道协议的具体内容，就可以通过此协议将信息传送给监控中心的服务器。

系统优点如下：

(1)被控船舶机舱只需要一台PC机与Internet相连就可以实现系统监控功能，系统建设成本低，简单可靠。

(2)使用GPRS无线传输方式，降低了系统传输成本；同时将移动通信网络与局域网相结合，使覆盖范围扩大。

(3)用户可以实时地与数据采集点进行通信。通过对监测信息的分析，可以及时地发现各个部件的报警信息并进行处理。

(4)对硬件采用冗余技术，软件采用合适的编码方案，提高系统的可靠性。

(5)提高了系统的安全性。在数据传输过程中将SHA512加密算法应用其中，在接收时解密，减小了数据被截获的概率。并且.NET和IIS一起使用，它的安全是一个双层处理过程，所有的请求先经过IIS处理，再传递给.NET，保证了系统的安全性。

3 监控中心软件设计

3.1 软件平台

根据系统功能与结构设计，采用如下软件平台：

(1)开发环境：Visual Studio 2005；

(2)服务器端操作系统：Windows XP；

(3)WEB服务器：IIS 6.0；

(4)数据库管理系统：SQL Server 2000；

(5)客户端浏览器：Internet Explore 6.0。

另外还采用组态软件，以图形化监控界面代替了数字化界面，并实现技术参数和管理数据，使界面操作更加直观方便。

3.2 三层结构模型

本系统将整个系统按逻辑层次分为：表示层、业务逻辑层和数据服务层。在本系统中表现为数据库服务器，Web服务器和客户端浏览器，如图2所示。表示层为用户提供可视化的显示和操作的界面，在图中主要对应客户端浏览器，包括aspx页面、用户界面、数据显示以及某些与安全相关的类和对象。

业务逻辑层即Web服务器，用于访问数据层，并将结果返回给表现层，主要用动态网页对数据和一些相关事务进行处理。

数据服务层由数据库和数据访问组件组成。在图2中对应的是数据库服务器，包括实时数据库和历史数据库。

3.3 系统的主要功能

系统的主要功能如下：

管理功能 管理授权用户的登录。用户经过注册信息登录后，可修改个人信息、密码等；管理员可以拥有一般用户所没有的权限，除了对用户进行管理外，还可以进行报警参数的设定操作等，保证了系统的保密性和安全性。

数据查询功能 主要根据查询项目和查询时间，动态提供各重要参数的实时查询和历史值查询。可以选择需要查询的日期，再选择你要查看的参数选项，就可以获知当天的运行情况。比如选择2008.3.5，#1主机转速，#2主机转速，#1主机滑油压力，#2主机滑油压力，查询情况入即在页面中显示；另外还可以选择当日的时间进行查询，如图3所示。

监控功能不停地从实时数据库中取得实时数据，动态显示各设备的运行参数，通过监控界面，实时了解各设备的运行状况。如图4所示动态显示#2主机各项参数的监控界面，数据将显示在框内。如有数据