引言

在解決一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸問(wèn)題時(shí)，遇到了一些困難，主要的原因是該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)類型多，發(fā)送的方向雜，控制起來(lái)比較繁瑣。而引入XML文件后使得這個(gè)問(wèn)題變得簡(jiǎn)單化。

1 監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信

數(shù)據(jù)通信是依照一定的通信協(xié)議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在兩個(gè)終端之間傳遞數(shù)據(jù)信息。它可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)和終端以及終端與終端之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。在分布式監(jiān)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通信是最基本的問(wèn)題。如圖1所示是一個(gè)比較典型的站點(diǎn)式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的模型。

在這個(gè)系統(tǒng)中，監(jiān)控中心和站點(diǎn)之間要相互發(fā)送數(shù)據(jù)，基本上有三種情況：

（1） 站點(diǎn)→監(jiān)控中心

如站點(diǎn)采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、抓拍的圖片信息、報(bào)警信息、站點(diǎn)收到監(jiān)控中心發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后回發(fā)的確認(rèn)應(yīng)答信息等。

（2） 監(jiān)控中心→站點(diǎn)

如監(jiān)控中心發(fā)往站點(diǎn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、監(jiān)控中心收到站點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后回發(fā)的確認(rèn)應(yīng)答信息、監(jiān)控中心給站點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制指令等。

（3） 站點(diǎn)→站點(diǎn)

有些事務(wù)可能需要兩個(gè)站點(diǎn)共同完成（如在站點(diǎn)A稱得皮重，在站點(diǎn)B稱得毛重，兩個(gè)站點(diǎn)要相互交換數(shù)據(jù)才能得到凈重值），因此在站點(diǎn)之間也會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)監(jiān)控中心是不關(guān)心地。

由此可見(jiàn)，在這個(gè)站點(diǎn)式監(jiān)控系統(tǒng)中有多種數(shù)據(jù)要互相發(fā)送，并且數(shù)據(jù)的發(fā)送是隨機(jī)的、雜亂的、動(dòng)態(tài)的，內(nèi)容相異，格式不同，種類繁多。另外，監(jiān)控中心通過(guò)局域網(wǎng)連接Internet，可以有固定的IP地址，而站點(diǎn)使用ADSL連接，通常其IP地址是不固定的，用Socket通信機(jī)制作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道時(shí)，把監(jiān)控中心做為Socket Server，啟動(dòng)偵聽(tīng)，站點(diǎn)只能做Socket Client，主動(dòng)連接Server。站點(diǎn)之間若要相互傳送數(shù)據(jù)，則只能通過(guò)監(jiān)控中心來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)，更增加了監(jiān)控中心和站點(diǎn)之間收發(fā)數(shù)據(jù)的復(fù)雜性。

2 XML及其特點(diǎn)

XML（EXtensible Markup Language）是可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言，類似于HTML，但和HTML不同的是XML的標(biāo)記不是預(yù)先定義好的，用戶可以且必須自己定義標(biāo)記。XML是用來(lái)描述數(shù)據(jù)和保存數(shù)據(jù)的一種靈活而有效的方式，能夠清楚地表示出：什么是數(shù)據(jù)，有什么數(shù)據(jù)及如何組織數(shù)據(jù)。XML是Web上表示結(jié)構(gòu)化信息的一種標(biāo)準(zhǔn)文本格式，廣泛用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，具有“易于生成數(shù)據(jù)”的優(yōu)點(diǎn)。

XML支持世界上幾乎所有的主要語(yǔ)言，并且不同語(yǔ)言的文本可以在同一文檔中混合使用，應(yīng)用XML的軟件能處理這些語(yǔ)言的任何組合。所有這一切將使XML成為數(shù)據(jù)表示的一個(gè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，這種數(shù)據(jù)表示獨(dú)立于機(jī)器平臺(tái)、供應(yīng)商以及編程語(yǔ)言。

XML被引入許多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以便于為二個(gè)軟件提供相互通信的標(biāo)準(zhǔn)方法，如簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議（SOAP）和XML-RPC規(guī)范。

XML數(shù)據(jù)是以純文本格式存儲(chǔ)的，提供了一種與軟件和硬件無(wú)關(guān)的共享數(shù)據(jù)方法，所以XML數(shù)據(jù)文件可以被更多的用戶、更多的設(shè)備所利用，而不僅僅是基于HTML標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器。

XML是不同系統(tǒng)之間的橋梁。

3 系統(tǒng)模型的建立

根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求和XML的特點(diǎn)，將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信問(wèn)題轉(zhuǎn)化為如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)文件傳輸和如何使用XML文件表示數(shù)據(jù)這兩個(gè)子問(wèn)題。同時(shí)，為了便于實(shí)現(xiàn)，提高系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性及可維護(hù)性，采用層次結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)的功能劃分為七層模型，如圖2所示：

（1） 物理鏈路層

是指網(wǎng)絡(luò)通訊的線路，本系統(tǒng)采用電信的ADSL有線方式，其它也可以是局域網(wǎng)（雙絞線、同軸電纜、光纖等）或者無(wú)線通訊方式（GPRS、GSM、CDMA等）；物理鏈路層是系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)，但與上層的實(shí)現(xiàn)方式基本無(wú)關(guān)。

（2） 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層

是指TCP/IP（TransmissionControl Protocol/InternetProtocol）協(xié)議族，網(wǎng)絡(luò)中TCP/IP協(xié)議叫做傳輸控制/網(wǎng)際協(xié)議，又叫網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，是Internet國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，其中的TCP協(xié)議和UDP（User Datagram Protocol）協(xié)議是兩種最常用的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。

（3） 文件傳輸層

使用Socket（套接字）技術(shù)實(shí)現(xiàn)文件的傳輸。Socket是Windows與網(wǎng)絡(luò)的接口。Windows通過(guò)Socket把數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)傳輸格式，也把網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成Windows格式。Socket可以使用面向連接的協(xié)議（如TCP），也可以使用無(wú)連接的協(xié)議（如UDP）。Socket一般用來(lái)描述IP地址和端口，是一個(gè)通信鏈接的句柄。應(yīng)用程序通常通過(guò)Socket向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，可以通過(guò)Socket傳送數(shù)據(jù)，進(jìn)一步封裝成傳送任何文件（字節(jié)流）的功能。

（4） XML文件控制層

在XML中的數(shù)據(jù)可能是接收到的數(shù)據(jù)，也可能是要發(fā)送的數(shù)據(jù)，監(jiān)控中心和站點(diǎn)必須準(zhǔn)確控制XML文件的接收和發(fā)送。特別是對(duì)于監(jiān)控中心，可能同時(shí)接收到多個(gè)站點(diǎn)發(fā)送來(lái)的XML文件，發(fā)送XML文件時(shí)也要準(zhǔn)確控制發(fā)送的目標(biāo)站點(diǎn)。

（5） XML文件封裝/解析層

這是兩個(gè)相逆的過(guò)程，也是兩種相對(duì)應(yīng)的操作。XML文件封裝是指將要發(fā)送的數(shù)據(jù)按照一定的協(xié)議打包組裝成一個(gè)特定格式的XML文件，解析是指對(duì)一個(gè)XML文件按照特定的協(xié)議進(jìn)行分析解讀，還原出其中所描述的數(shù)據(jù)。

（6） 數(shù)據(jù)表示層

將采集到的數(shù)據(jù)、處理中的數(shù)據(jù)或者在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為能夠用XML文件描述的格式。這一層在本地操作的數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之間建立了一個(gè)通道，使兩者之間互不影響，從而不會(huì)降低系統(tǒng)的執(zhí)行效率。

（7） 業(yè)務(wù)邏輯層

實(shí)際上就是整個(gè)系統(tǒng)的用戶接口，或者說(shuō)是系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)層，包括打印單據(jù)、防作弊、報(bào)警處理、用戶管理、查詢統(tǒng)計(jì)、費(fèi)用計(jì)算、實(shí)時(shí)監(jiān)控、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入、系統(tǒng)管理等。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 網(wǎng)絡(luò)文件傳輸

4.1.1 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)

本系統(tǒng)使用VC++開(kāi)發(fā)專門用于網(wǎng)絡(luò)文件傳輸?shù)膭?dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLL），基于對(duì)字節(jié)流的處理可以傳輸任何文件，因此對(duì)于XML文件的傳輸來(lái)說(shuō)是透明的。該動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的主要接口及其功能如下：

（1） 初始化

服務(wù)器端要先啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)，客戶端主動(dòng)聯(lián)接。

DWORD DT_Net_InitServer（BOOL bIsServer = TRUE）；

參數(shù)：bIsServer表示是否將此Socket端用作服務(wù)返回：0或者錯(cuò)誤代碼

（2） 設(shè)置回調(diào)函數(shù)接口

DWORD DT_Net_SetCallBack（LPVOID pParam,LPNET_ACCEPT_CALLBACK pAccept,LPNET_RECV_CALLBACK pRevc,LPNET_DISCONN_CALLBACK pDisConnect,LPNET_LOG_CALLBACK pLogInfo）；

包括請(qǐng)求連接、接收到數(shù)據(jù)、斷開(kāi)連接和日志回調(diào)。

（3） 設(shè)置文件操作的回調(diào)函數(shù)接口

DWORD DT_Net_SetFileCallBack（LPCTSTR pSavePath,LPNET_SENDFILE_CALLBACK pSendFile,LPNET_RECVFILE_CALLBACK pRecvFile,LPNET_ABORTFILE_CALLBACKpAbortFile）；

包括文件發(fā)送完畢、接收到文件、文件發(fā)送中斷的回調(diào)。

（4） 服務(wù)器啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)

DWORD DT_Net_StartListen（LPCTSTR pszLocalIP,unsigned long nSvrPort）；

參數(shù)：pszLocalIP－服務(wù)器IP地址nSvrPort－服務(wù)器端口號(hào)返回：0或者錯(cuò)誤代碼

（5） 服務(wù)器停止監(jiān)聽(tīng)

DWORD DT_Net_StopListen（）；

（6） 發(fā)送文件

DWORD DT_Net_SendFile（unsigned int nIDSocket,LPCTSTR pstrFileName, LPCTSTR pszReName=NULL）；

參數(shù)：nIDSocket－Client端套接字句柄pstrFileName－文件名稱（全部路徑）pszReName－文件重命名

（7） 中止文件發(fā)送

DWORD DT_Net_AbortFile（unsigned int nIDSocket）；

參數(shù)：nIDSocket－Client端套接字句柄

（8） 斷開(kāi)連接

DWORD DT_Net_DisConnect（unsigned int nIDSocket）；

參數(shù)：nIDSocket－套接字句柄

（9） 連接服務(wù)器

D W O R D D T _ N e t _ C o n n e c t R e m o t e （ L P C T S T RpstrRemoteIP, unsigned long nRemotePort）；

參數(shù)：pstrRemoteIp－服務(wù)器IP地址；nRemotePort－服務(wù)器端口號(hào)

4.1.2 實(shí)現(xiàn)文件傳輸

將監(jiān)控中心作為Socket Server，啟動(dòng)監(jiān)聽(tīng)：DT_Net_InitServer（TRUE）；DT_Net_StartListen（ServerIP,ServerPort）；

然后設(shè)置回調(diào)函數(shù)：

DT_Net_SetCallBack（self,LPNET_ACCEPT_CALLBACK,LPNET_RECV_CALLBACK,LPNET_DISCONN_CALLBACK,LPNET_LOG_CALLBACK）；

DT_Net_SetFileCallBack（PChar（'d:\temps'），LPNET_SENDFILE_CALLBACK,LPNET_RECVFILE_CALLBACK,LPNET_ABORTFILE_CALLBACK）；

各站點(diǎn)作為Socket Client，也設(shè)置回調(diào)函數(shù)，并主動(dòng)去連接Server：

DT_Net_InitServer（FALSE）；

DT_Net_SetCallBack（self,LPNET_ACCEPT_CALLBACK,LPNET_RECV_CALLBACK,LPNET_DISCONN_CALLBACK,LPNET_LOG_CALLBACK）；

DT_Net_SetFileCallBack（PChar（'c:\tempc'），LPNET_SENDFILE_CALLBACK,LPNET_RECVFILE_CALLBACK,LPNET_ABORTFILE_CALLBACK）；

DT_Net_ConnectRemote（ServerIP,ServerPort）；

每個(gè)站點(diǎn)和監(jiān)控中心之間建立唯一的獨(dú)立通道，當(dāng)連接建立成功后，就可以利用該套接字在該站點(diǎn)與監(jiān)控中心之間收發(fā)文件：

DT_Net_SendFile（theSocket,FileName）；

4.2 XML文件封裝協(xié)議

不同的數(shù)據(jù)最終封裝成的XML文件是不同的，但是為了便于處理，把每一個(gè)XML文件分成兩個(gè)主要的部分（Head和Data），如圖3所示：

（1） Head部分系統(tǒng)中的任何一個(gè)X M L數(shù)據(jù)文件都有相同的H e a d （數(shù)據(jù)包頭）， 表明該X M L文件的優(yōu)先級(jí)（ p r i o r i t y ）、數(shù)據(jù)種類（FrameType）、來(lái)自何處（FromStationNo，站點(diǎn)編號(hào)，如果是服務(wù)器則為“0”）以及封裝時(shí)間（DateTime）。

（2） Data部分這一部分是XML文件所要封裝的數(shù)據(jù)內(nèi)容，基本按字段格式排列即可。要注意數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，任何數(shù)據(jù)都必須想方設(shè)法轉(zhuǎn)換成字符串類型的表示形式。

4.3 XML文件控制

在實(shí)現(xiàn)了文件傳輸?shù)幕A(chǔ)上，對(duì)XML文件的封裝、解析、接收和發(fā)送等操作使用多線程方式并行處理，并且引入隊(duì)列（Queue）的機(jī)制。監(jiān)控中心的基本處理機(jī)制與流程如圖4所示：

文件接收線程接收到XML文件后，先不管文件的具體內(nèi)容，只負(fù)責(zé)將文件入隊(duì)。然后由專門負(fù)責(zé)從隊(duì)列中提取文件的線程將文件取出，由處理線程進(jìn)行解析、處理，并將數(shù)據(jù)保存至數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)還要生成確認(rèn)應(yīng)答的XML文件放如發(fā)送隊(duì)列中。另外有專門負(fù)責(zé)發(fā)送文件的線程將文件發(fā)送出去。監(jiān)控中心要往各站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)有一個(gè)獨(dú)立的線程負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)封裝成XML文件放入發(fā)送隊(duì)列，等待發(fā)送。數(shù)據(jù)處理線程負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的業(yè)務(wù)處理，而系統(tǒng)監(jiān)管線程主要的任務(wù)就是監(jiān)視其它各個(gè)線程的狀態(tài)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整、修復(fù)或者發(fā)出報(bào)警，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

站點(diǎn)的處理與監(jiān)控中心的處理比較相似，但更為簡(jiǎn)單，因?yàn)楸O(jiān)控中心面對(duì)多個(gè)站點(diǎn)，而站點(diǎn)只面對(duì)一個(gè)監(jiān)控中心。

要保證監(jiān)控中西文件處理的速度和系統(tǒng)運(yùn)行的效率還要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1） 優(yōu)先級(jí)

（2） 區(qū)分文件是哪個(gè)站點(diǎn)發(fā)送來(lái)的或者要發(fā)送給哪個(gè)站點(diǎn)

（3） 文件隊(duì)列的管理

雖然XML文件的

部分有優(yōu)先級(jí)和站點(diǎn)編號(hào)信息，但是需要解析XML文件才能得到，為此要把文件名定為“優(yōu)先級(jí)_站點(diǎn)編號(hào)_流水號(hào)。xml”的格式，可在一定程度上方便處理的過(guò)程。另外，文件隊(duì)列可能存在積壓現(xiàn)象，即入隊(duì)快而出隊(duì)慢，并且會(huì)造成惡性循環(huán)使系統(tǒng)性能持續(xù)降低，針對(duì)這種情況制定一個(gè)限度，當(dāng)隊(duì)列中的文件數(shù)達(dá)到此限度，則停止入隊(duì)，即把新生成的XML文件丟棄。

5 結(jié)語(yǔ)

利用上述方法解決了一個(gè)站點(diǎn)式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，使原本錯(cuò)綜復(fù)雜地、多種格式數(shù)據(jù)相互收發(fā)控制變得邏輯簡(jiǎn)單、層次分明、實(shí)現(xiàn)方便、安全可靠、穩(wěn)定高效。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用和測(cè)試，該方法是完全可行的，效果很好。