基于Internet的嵌入式设备状态监测系统开发与研究

前言

随着计算机网络技术的发展，多数企业的内部网络已经建成，网络化的设备状态监测及故障诊断系统成为企业设备管理的发展方向。设备状态监测网络化特点在于：一方面，设备监测分析人员和专家们不再局限于在工业现场对设备进行状态监测，他们完全可以通过企业Intranet或Internet对设备运行状况进行远程状态监测和故障诊断；另一方面，由于单机版的设备状态监测数据就存在本地机中，整个企业工厂的设备状态数据分布在各个监测点上，较为凌乱，要统一集中化管理整个企业的设备数据较为困难。

基于此，作者开发了一种基于Internet的嵌入式设备状态监测和故障诊断系统，将整个企业的设备监测数据放在服务器进行集中式管理，设备监测人员通过网络，经过服务器身份验证后即可从服务器获得相应权限的设备数据进行在线状态分析，同时本系统中也加大了服务器端监控软件的监督管理功能，能够监听到所有来自有客户端的socket请求连接，并对其进行身份验证，以决定其是否可运行安装在本地机的客户端软件，系统安全性、规范性得到了保证。

系统框架整个系统基于Internet架构。在工业现场，先通过网络从服务器上下载设备巡检路径信息至现场嵌入式动态测试分析仪中，然后嵌入式动态测试分析仪按照所下传的巡检路径信息采集现场设备的数据至分析仪中，既可以利用分析仪中的信号分析方法进行数据现场分析，也可以通过网络上传数据至服务器上指定的相应测点目录下，同时将分析仪的采集数据删除（根据实际需要，采集的数据也可保留在本地分析仪中）。远程监控中心的设备管理人员或者专家经过权限认证，从服务器上在线获得所上传的设备数据，在客户端便可运用系统的信号分析软件所提供的各种信号分析方法，对设备的运行状况进行分析，进而进行故障诊断，做出相应的维修决策。

系统结构设计及实现

本系统采用服务器的集中管理模式，同时又具有C/S和B/S模式的双重特点，服务器不但提供数据库服务器的功能，而且还担任了WEB服务器的功能。WEB服务器的作用在于提供客户端用户（设备状态监测人员及专家）在线注册、下载客户端软件（包括信号分析诊断软件和动态信号采集软件两部分）、软件实时更新等功能。通过提供WEB服务这样一种方式，一方面通过用户注册，使得企业管理者可以及时了解整个厂的设备状态监测人员的实际分布情况，如所属分厂、车间、职务等信息，便于管理者统筹安排人力资源，另一方面，也为整个厂的各个监测点客户端软件的安装和以后的软件升级提供了一个平台。数据库服务器则存有整个厂的设备信息，包括设备测点路径信息和和所采集的测点数据文件。

软件实现

软件是设备监测与故障诊断的中枢神经。在本系统中，系统软件分为系统软件下载程序、客户端信号分析诊断软件、客户端嵌入式动态信号分析软件、服务器端管理软件四个部分。数据库采用SQLServer2000,开发语言工具为JSP，VC6.0。

用户注册、下载软件程序

由前所述，利用系统所提供的WEB功能，企业各设备管理人员、设备采集人员需先从服务器上下载相应权限的客户端软件，这样既可以实现企业设备管理人员的规范化管理，又为以后的软件升级提供了方便。系统采用JSP建立用户申请下载软件界面，用户通过浏览器输入网址，在页面上可以输入已分配的用户名和密码，通过服务器验证后即可从服务器下载相应的客户端软件。此外，用户可在页面上输入个人的基本信息，如年龄、性别、用户级别（厂长、车间主任、设备管理人员、采集人员等）、所属分厂、车间、电话等信息，并在服务器数据库中建立用户相应的信息表。

客户端嵌入式动态信号分析软件

数据采集人员在客户端，如现场工作站，运行嵌入式动态测试分析仪中的信号分析软件，输入相应的用户名和密码，通过服务器验证后即可连上服务器获得数据。如前所述，一方面，该采集程序通过网络从服务器上获得巡检计划/路径（分厂－车间－设备－测点）分析仪中，另一方面，将嵌入式动态测试分析仪采集到的数据存为指定的文件格式，然后将所存的数据文件上传至服务器巡检路径的指定测点目录下，以备以后的远程终端信号分析软件分析使用。

除了采集、传输功能，该测试分析仪还集成了常用的各种分析方法，如时域（自相关，互相关等）、幅值域（参数计算，直方图等）、频域（倒谱、包络谱、细化谱等），时频分析（SFFT、小波分析、小波包分析（如图２）），如果需要，在现场采完数据后即可进行信号分析，及时判断设备运行状态。

图1系统框架图

图2系统小波包分析界面

客户端信号分析诊断软件

除了利用便携式的