基于Web的远程控制实验系统的研究与实现

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2024年5月9日发(作者：)

信息技术　ＳＣｌＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０ＬＯＯＹ　

涠圆　

基于Ｗ　ｅ　ｂ的远程控制实验系统的研究与实现　

马越　

（河南信阳广播电视大学　河南信阳４６４０００）　

摘要：运用Ａｓｐ．ＮＥＴ等技术井蛄合三层架构，提出了一种远程控制技术的在线实验秉统研究方案。首先说明了该平台的应用背景和．　

ＮＥＴ的技术特点。其次提出了完整的系统结构，并且对构建谈平台的关键技术进行了深入的研究。置后的实验结果表明了Ａｓｐ．ＮＥＴ在远　

程控稍技术中的可幸性和有效性。　

关键词：Ａｓｐ．　ＥＴ　远程控削　一络监控　

中图分类号：ＴＰ　３　文献标识码；Ａ　文章编号：１　６７２—３７　９ｔ（２ｏ０８）１ｌ（ａ）一００３１—０２　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｏｆ　Ｒｅｍｏｔｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　

Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅ　Ｏｎ　Ｗｅｂ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ　ｔｈｒｅｅ－－ｌｅｖｅｌ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ａｓｐ．ＮＥＴ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ａ　ｓｌｏｕｔｉｏｎ　０ｆ　Ｗｅｂ－－ｌａｂｏｒａｔｅｒｙ　ｓｙｓｔｅｍ　０ｆ　

ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏ１．Ｆｉｒｓｔｌｙ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｂａｃｋｇｒｎｕｎｄ　ｔｈ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ａ　ｂｒｉｅｆ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｓｐ．ＮＥＴ　ａｒｅ　ｇｉｖｅｎ。Ｓｅｃｏｎｄｌｙ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　０ｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．ａｎｄ　ａｌｌ　ｋｉｎｄｓ　０ｆ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔＯ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　０ｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，　

ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｖａｌｉｄｉｔｙ　Ｏｆ　ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ａｓｐ．ＮＥＴ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｓｐ．　ＥＴ　Ｉ　ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｍｏｎｉｔｏｒ　

随着网络通信技术的迅猛发展，计算　

机，申请被控连接客户机程序安装成功之　

２．１．２软件结构　

机不仅可以控制本远端发送，当地接收反　后会在网络上收集服务器程序发回的确认　

远程实验软件由三部分组成：服务器　

馈传输地的设备，还可通过网络控制远端　

帧信息，并按照确认帧中的环境参数选择　

上发布的供远程操作者下载的Ｗｅｂ网页；　

的设备。远程控制技术可应用于网络的自　

和配置适当的网络协议，最后向远端计算　安装在Ｗｅｂ服务器上的远程实验管理软　

动化管理、实时监控和计算机教学等方　

机发出连接控制指令当两台计算机连通之　件；安装在控制现场设备对象的现场控制　

面。其中实现公共机房的自动化计费与管　后客户机程序根据操作员意图向远端计算　计算机上的监控代理软件。　

理、远程计算机软件的安装、计算机教室　

机发出指令，并负责根据服务器程序发回　

远程实验网页是用于远程实验的人机　

中的远程辅导等功能，可以为教学和管理　的数据信息在本机上再现远端机屏幕状态　

接口界面，用户通过网页中的发送控制命　

大大节省费用。为此本文设计了基于Ａｓｐ．　服务器程序则根据指令完成一系列进程操　令、参数，实时接收监测数据等。数据的接　

ＮＥＴ的远程控制的实验教学系统，并对系　作和数据传输。　

收发送由数据接发线程处理；运行在ｗｅｂ　

统设计中的关键技术进行分析。　

服务器上的远程实验管理软件是整个远程　

２系统结构实现及关键技术　

系统的核心部分，它不仅实现远程计算机　

１相关技术介绍　

２　１系统结构　

与现场实验计算机之间的交互，而且对用　

１　１　Ａｓｐ．ＮＥＴ技术　

２．１．１硬件结构　

户、实验等进行信息的管理，实现远程实　

Ａｓｐ．ＮＥＴ即ＡｃｔｉｖｅＳｅｒｖｅｒＰａｇｅｓ。ＮＥＴ，　

基于的远程控制实验系统的硬件结　

验的安全策略，确保实验的进行；现场监控　

是。ＮＥＴＦｒａｍｅｗｏｒｋ的一部分。通过ＨＴＴＰ　

构，一般由以下几部分组成：远程客户端、　

代理软件。首先实现数据的远程通信接　

请求建立文档时，它可以在Ｗｅｂ服务器上　

现场控制计算机、Ｗｅｂ服务器、视频服务　

口，并实现具体的监控功能，包括命令的解　

动态的创建ＨＴＭＬ、ＷＭＬ等文档。ＡＳＰ．　

器以及构建网络的设备如路由器等。　

释，与底层被控设备接口的通信等。　

ＮＥＴ提供了完整的服务器端对象模型，可　

远程客户端是普通的具有Ｗｅｂ浏览器　

２．２系统实现关键技术　

以将页面上的所有控件作为对象来访问。　的个人计算机，无需安装任何专用软件。　

２．２．１远程控制系统中的Ｓｏｃｋｅｔ技术　

ＡＳＰ．ＮＥＴ是编译后执行的，Ａｓｐｘ文件只在　

只须下载相应的控制页面后，即可进行远　远程控制系统的实现离不开网络通　

第一次被请求时进行编译，因此速度比　程实验操作。　

信，ＷｉｎｄｏｗｓＳｏｃｋｅｔ是网络通信的基本构　

ＡＳＰ要快。ＡＳＰ．ＮＥＴ采取“ｃｏｄｅ－ｂｅｈｉｎｄ”　

现场控制计算机的主要功能是：一是　

件，也是基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的应用程序接口　

（代码隐藏）方式将页面显示和代码编写相　运行常规监控系统功能的现场监控软件，　（ＡＰＩ：ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｇｒａｍＩｎｔｅｒｆａｃｅ），它是以　

分离，使结构更清晰，降低了系统的开发与　它与连接在现场总线上现场层的实验控制　

伯克利大学ＢＳＤ中流行的Ｓｏｃｋｅｔ接口为蓝　

维护的复杂度。系统在服务器端的所有页　

设备对象进行通信，进行现场控制工作，并　

本定义了一套网络编程接口。一个Ｓｏｃｋｅｔ　

面均采用ＡＳＰ．ＮＥＴ实现。　且将必要的检测数据、统计数据等存人数　对应于通信的一端，网络通信的Ｓｏｃｋｅｔ接　

１．２远程控制技术　

据库；二是作为远程监控代理，接受远程客　

口模型将通信主机或进程当作端点。每个　

远程控制是指本地计算机通过网络系　

户的命令和参数，并对这些命令进行解释　

网络对话包括两个端点：本地主机（或进程）　

统（特别是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）对远端的设备进行监测　

执行，将远程客户所需的数据或者命令的　

和远地主机（或进程）。Ｓｏｃｋｅｔ接口将网络　

与控制，基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的ＴＣＰ／ＩＰ协议，通过　执行结果反馈给远程客户。　对话的每个端点称为一个Ｓｏｃｋｅｔ。它是可　

Ｂ／Ｓ方式实现对远程设备进行实时监视和　

ｗｅｂ服务主要为用于提供远程监控服　

以被命名和寻址的通信端点，一个正在被　

控制的系统。远程控制软件以“Ｃｌｉｅｎｔ／　

务功能的网站服务器，在这台服务ｗｅｂ器　

使用的都有它的类型和与其相关的进程。　

Ｓｅｒｖｅｒ（Ｃ／Ｓ客户机／服务器）”方式式存在，　上放置若干能对现场实验设备进行远程操　

目前远程控制的Ｓｏｃｋｅｔ网络通信大多都采　

包括一个客户机程序和一个服务器程序。　

作的页面，当远程用户需要进行远程操作　

用ＴＣＰ／ＩＰ协议，而ＴＣＰ／ＩＰ环境下应用程　

服务器程序交放在被控制的计算机端，客　

时，先Ｗｅｂ通过身份验证登录到此网站，下　

序的开发都是通过系统编程接口Ｓｏｃｋｅｔ实　

户机程序安装在控制端。服务器程序安装　

载相应的页面，就可以进行远程操作。另　

现的，即Ｓｏｃｋｅｔ利用下层的协议来完成了　

成功之后便会自动收集客户机端的资料，　

外，服务器还具有连ｗｅｂ接数据库服务器　

通信工作，它与ＴＣＰ／ＩＰ核心应用程序如图　

包括ＩＰ地址、网络环境、操作系统环境等，　

和数据加密等功能。　

１所示。　

然后将获得的数据经加密处理后形成特殊　视频服务器提供现场实验设备的实时监　

２。２。２网络监控技术的实现　

的确认帧，反复发往客户机程序所在计算　

控图像，用户可以通过ＩＥ看到相应的图像。　

（下转３３页）　

科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆　ＦＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡ‘ＦＩＯＮ　

信息技术　ＳＣｌＦＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＯＹ　

圃　

机制。第三运用一种新型交换机设置，把　

和ＢＧＰ４＋协议。对于节点路由器，设置默　

ＩＰｖ６的无缝过渡。我校ＩＰｖ６试验网络的成　

ＩＳＡＴＡＰ、配置隧道和双栈三种技术定义　认路由到上一级汇聚层设备，而汇聚及核　功架设，为进行ＩＰｖ６相关技术研究提供了　

在设备内。其中ＩＳＡＴＡＰ和双栈模式如图　心层路由器，可将地址按块聚合，指向下一　

良好的试验平台。

ｌ所示。　

级网络设备。　

３　ＩＰｖ６校园网的设计与实现　

３．１实验网中关键技术　

核心的技术课题包括三部分，首先是　

建设ＩＰｖ６的应用服务器组群，其次是校园　

ＩＰｖ６试验网与核心网ＣＥＲＮＥＴ２的连接，最　

后是ＩＰｖ４向ＩＰｖ６无缝的过渡。架设纯ＩＰｖ６　

试验环网，该网络通过ＲＧＥ隧道直接与省　

网中心的ｃＥＲＮＥＴ２试验网连接，应用的服　

务器和ＩＰｖ６路由均茌这个试验环网中，其　

中应用服务器使用Ｌｉｎｕｘ操作系统。使用　

ＢＧＰ与静态路由和ＣＥＲＮＥＴ２互连，不仅可　

实现全球ＩＰｖ６网络访问，而且可以利用　

ＩＰｖ４ｏｖｅｒＩＰｖ６隧道技术，通过ＣＥＲＮＥＴ２主　

干网实现全球ＩＰｖ４网络访问。一旦接　

ＣＥＲＮＥＴ２，就要规划申请的地址空间和接　

入点，然后配置ＩＰｖ６主机和路由器。校园　

网整个规划图如图２所示。　

３　２域名解析和路由技术　

不管在ＩＰｖ４网络还是在ＩＰｖ６网络，　

ＤＮＳ保证用户都应该能够访问到。其中　

ＤＮＳ服务器采用子接口技术在一个网卡上　

配置一个ＩＰｖ６和两个ＩＰｖ４地址（其中一个　

是为ＩＰｖ６ＤＮＳ服务器指定的ＩＰｖ４地址）。域　

名解析服务器，建议配置双栈，同时提供　

ＩＰｖ４和ＩＰｖ６网络用户的查询，对于纯ＩＰｖ６　

的网络，转发查询到双栈服务器。　

静态的路由适合用在网络结构较清晰　

的场合，采用动态的路由就要用到ＲＩＰｎｇ　

３　３校园网部署过程　

首先从ＩＳＰ获得全球ＩＰｖ６地址，并与　

ＣＥＲＮＥＴ２进行连接，接着要考虑ＩＰｖ６在网　

络中的部署。部署内容大概包括以下几个　

方面。　

确定一个ＩＰｖ６防火墙或安全策略。为　

你的网络确定一个ＩＰｖ６地址方案。确定地　

址管理策略。把基础设施迁移到双协议　

栈，保证ＩＰｖ６网络能够应用。激活ＩＰｖ６服　

务和应用，启动ＤＮＳ服务。在主机系统中　

激活ＩＰｖ６。激活管理和监视器工具。　

３．４安全性　

参考文献　

【ｌ】Ｗａｄｄｉｎｇｔｏｎ　Ｇ　Ｄ，Ｃｈａｎｇ　Ｆａｎｇｚｈｅ．　

Ｒｅａｌｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　ｔｏ　ＩＰｖ６［Ｊ１．　

ＩＥＥＥ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｍａｇａｚｉｎｅ，２００２，　

４０：１３８～ｌ４８．　

【２】Ｇｏｌｄｂｅｒｇ　Ｋ，Ｇｅｎｔｎｅｒ　Ｓ，Ｓｕｔｔｅｒ　Ｃ，ｅｔ　

ａ１．Ｔｈｅ　ｍｅｒｃｕｒｙ　ｐｒｏｊｅｃｔ：Ａ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　

ｓｔｕｄｙ　ｆｏｒ　ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｒｏｂｏｔｓＩＪ１．ＩＥＥＥ　Ｒｏ　

ｏｔｉｂｃｓ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｍａｇａｚｉｎｅ．２Ｏｏｏ，　

３：３５～４０．　

１　３】Ｌｏｒｅｎｚｏ　Ｃｏｌｉｔｔｉ，ＩＥＥＥ，Ｇｉｕｓｅｐｐｅ　Ｄｉ　

Ｂａｔｔｉｓｔａ．ａｎｄ　Ｍａｕｒｉｚｉｏ　Ｐａｔｒｉｇｎａｎｉ．Ⅱ　６一　

在安全性方面，应该注意以下几个问题。　

ｉｎ—ＩＰｖ４　ｔｕｎｎｅｌ　ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ：ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　

校园网的Ｌ２和Ｌ３交换机设备的地址　

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ．ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳ—　

应该认真计划。平衡随机接口ＩＤ安全性，　

ＡＣＴ１０ＮＳ　ＯＮ　ＮＥＴＷＯＲＫ　ＡＮＤ　ＳＥＲ—　

管理设备的随机化地址。　

ＶＩＣＥ　ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ，２００４．　

控制对校园网交换机的访问。考虑ＱｏＳ　

［４１　Ｃ．Ｂ李澍凇，侯秀红，汪国安．基于隧道　

和安全性功能来保证通信量。接入层通过　

技术的ＩＰｖ６校园网建设【Ｊ】．河南大学学　

过滤一些被允许的源流量前缀来控制入口　

报（自然科学版），２００７，４（３７）：４０８～４１０．　

流量。ＩＰｖ６路由设备可以设置一定的访问　

【５】张五红，王宇．高校ＩＰｖ６校园网的部署　

控制列表来保障设备的安全性。　

与配置【Ｊ】．计算机工程与设计，２００７，２８　

（１　３）：３ｌ０６～３１ｌ０．　

４结语　

【６】吴建平，李星，李崇荣．ｃＮＧＩ核心网　

作为ＣＥＲＮＥＴ２的中坚力量，我国高校　ＣＥＲＮＥＴ２的设计【Ｊ】．中兴通讯技术，　

校园网始终站在ＩＰｖ６研究应用的最前沿，　

２００５，ｌｌ（３）．　

ＣＥＲＮＥＴ２的成功经验将会对ＩＰｖ６网络建　［７】申寿云，许又泉．基于ＩＰｖ６的校园网过　

设起到巨大示范和推动作用。它集多种过　

渡策略［Ｊ】．计算机与数字工程，３５（７）：　

渡技术于一身，可以同时满足ＩＰｖ６到ＩＰｖ４、　

ｌＯ６～１Ｏ８　

ＩＰｖ４到ＩＰｖ６之间的通信要求，实现ＩＰｖ４到　

（上接３１页）　

图１　Ｓｏｃｋｅｔ与ＴＣＰ／ＩＰ协议的关系　

网络监控技术是远程控制的一个重要　

环节，可以使用多种方法获取客户计算机　

的屏幕进行监控。如可以使用ｋｅｙｂｄｅｖｅｎｔ　

函数模拟ＰｒｉｎｔＳｃｒｅｅｎ键，将屏幕瞬态图保　

存到Ｗｉｎｄｏｗｓ的剪贴板中，再将屏幕图像　

粘贴而存入文档中。这种方法可以实现整　

个屏幕的拷贝与复制，其缺点是无法选择　

屏幕拷贝的区域与范围。可以通过程序将　

屏幕位图复制到预定义的对象中，根据显　

示模式与位图文件的头结构的形式，就可　

以将屏幕位图存放到ＢＭＰ文件中。　

然后将图像传送到主控端计算机，为　

减轻图像传输时网络的负荷，在实际使用　

中的一种方法是先将位图转换成ＪＰＧ图　

像，然后再进行图像传输。接收端接收到　

数据后通过解码来显示图像。另一种减轻　

网络传输负荷的方法是监控程序只截取当　

前活动窗口的图像，从而减小传送图像的　

大小。具体实现时首先确定当前活动窗口　

的位置与大小，然后在以上代码中设置要　

截取位图的大小与起始坐标的位置即可。　

２．２．３网络传输　

服务器和Ｉ／０接Ｖ－Ｉ机之间的接口数据　

传输和服务器与监控机之间的Ｉ／Ｏ数据的　

传输。通迅采用ＴｃＰ／ＩＰ协议，使用流式　

Ｗｉｎｓｏｃｋ套接字在网上发送和接受变量数　

据。每个变量数据用８个字节表示，为了提　

高数据传输效率，本系统专门开设一个进　

程进行变量的传送。为了保持服务器和所　

有客户机的数据同步，一个最简单的办法　

就是在服务器和客户机之间进行定期的数　

据复制，但这样会使网络负荷加重，数据传　

输的效率受到限制。考虑到每个监控机上　

所需变量数量远小于变量数据库中的变　

量，所以没有必要总是把所有数据进行传　

送，为此，只需把实时数据都保存在服务器　

上，服务器定时发送监控机当前显示画面　

的变量。当客户机上对某个变量进行了修　

改后，立即把修改后的值发送到服务器。　

这样有选择的发送数据大大减少了网络通　

信量。　

３结语　

以计算机、通讯和多媒体技术为基础　

的网络技术，使人类走进了信息时代，跨入　

网络社会，网络化使远程观测、远程信息　

反馈、远距离控制、复杂市场的多方面跟　

踪监测成为可能。基于网络的远程控制将　

Ｗｅｂ技术、网络安全技术和软件技术等融　

人了自动化控制领域，基于ｗｅｂ的远程控　

制实验系统为远程控制技术在工业自动化　

系统中的应用建立了一个很好的前期模　

型。本系统在校园网内运行良好。　

参考文献　

［１ｌ康荣学，贾海波，张优云．基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　

的远程实验研究【Ｊ】．计算机工程与应　

用，２００２，３８（１６）：１６８～ｌ７０．　

［２】孙磊，林峰．Ａｓｐ．Ｎｅｔ在远程控制中的　

应用［Ｊ］．工程设计学报，２００５，２：４４～４７．　

【３１曾志，尹建伟．基于Ｂ／Ｓ架构Ｗｅｂ远程　

控制的研究及实现【Ｊ】．计算机应用与软　

件，２００５，１ｌ：７１～７４．　

科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　３３　

本文标签： 远程控制网络进行监控