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1、华北水利水电学院毕业设计(论文)网络多媒体控制系统的设计与实现摘要:随着计算机网络技术的不断发展,网络速度越来越快,家庭办公将成为未来的时尚,远程技术支持将逐渐占据技术支持的主流;远程教学和培训也将快速发展,企业规模将迅速扩大,所有这些发展都为远程控制软件提供了一个广阔的应用天地。本文以改善网络多媒体控制系统实时性为目的,从传送数据量的角度对网络控制系统的实时性能进行了简单分析,通过采取图像处理和多线程技术,减少了网络传输时延,提高了网络控制系统的实时性能,具有重要的理论和现实意义关键词:网络多媒体控
2、制系统控制端受控端1基于网络的远程控制的发展现状控制系统的发展与计算机及网络技术的发展密切相关,20世纪60年代计算机开始进入工业控制领域,从最初的直接数字控制(DirectDigiatlCnotorl,DDC)发展到集中式控制;70年代末集散控制系统(DeeeniralizedConortlSystemDCS)开始进入控制领域;从80年代到90年代,分布式控制网络的发展与现场总线控制系统(FieldbusContorlSysetm,FC)广泛应用使网络技术延伸到了控制领域;进入20世纪90年代,以I
3、niemet为代表的计算机网络技术的迅猛发展及相关技术的完善,打破了传统通信方式的限制,它对其他领域正产生深远的影响。在计算机网络技术的推动下,控制系统向开放性、智能化、网络化方向发展。控制网络与Intemet的结合为远程控制领域的发展奠定了坚实的基础,目前国内外的专家学者对网络控制系统的理论研究主要是克服网络延时问题,目前对网络延时的处理方法主要有以下三种:(1)在控制器和执行器之间设置接收缓冲区;(2)假设延时符合某种统计规律,在已知延时统计规律的情况下,借助随机控制理论设计使系统稳定的控制器;(
4、3)将延时看成时变、有界的量,这种假设适合很大一部分网络;2基于网络的远程控制需要解决的问题当前困扰研究基于因特网的远程控制的问题主要有三个:一是安全性问题;二是传输速度即实时性的问题;三是传输效率的问题。由于因特网的本身的特点,即完全开放性的,所以容易受到不法黑客的恶意攻击,对于一些关键的控制设备来说,安全性和保密性都很重要任何对所传输控制信息的篡改和破坏都可能对控制设备产生毁灭性的后果;第二个问题是传输速度,即实时性问题利用现有的因特网技术进行远程控制,不同于传统的远程控制系统它涉及到现代网络技术
5、和控制本身的理论问题如何有机地将两者结合起来,这其中还存在着许多尚未解决的问题,特别是在工业应用领域,因为工业控制系统需要稳定的信号传输率而在目前的网络环境,特别是因特网上,传输速率却由于传输数据量的大小和网络负载的原因而波动很大。第三问题就是传输效率的问题,我们需要传输的远程控制信息一般都是一些短小的控制命令和设备状态信息,比如开关量,而因特网是传输大数据量的网络,传输以数据包的形式传输,为了传输准确,第6页华北水利水电学院毕业设计(论文)在传输的数据包上包括了对传输过程进行控制的各种其他信息,如果
6、在一个数据包中来传输这几个字节,传输效率必然很低。就像大马拉小车,为了传输几个字节,而附带的传输了几十个字节甚至几百个字节的数据,严重的影响了传输效率。系统的设计与实现网络的远程控制系统的一种实现方法就是采用传统的网络程序开发模式:C/S模式的客户端是一个可执行的程序,通过编码编译针对特定的系统平台,并实现与服务器端的通信,可以发布给拥有相同平台的用户都是采用这种模式分别用DELPHI和VC++实现了对PMAC多轴运动控制器和一种新型信息化家电的远程控制,这种开发模式可以实现比较复杂的控制,但是需要更
7、多的设计和编码,而且只能供那些基于相同平台的用户使用,系统的可移植性和开放性都较差。另一种实现方法是基于Wbe技术的B/S模式,Wbe浏览器使得设计者不需对用户界面做任何改动就可以以平台无关的方式发布到各种客户端,用户界面背后的大量处理工作由运行在服务器端的程序来做。采用B/S模式来实现对带有网络接口的家电的基于Iniemet的远程控制并结合WML语一言实现了无线远程控制,这种方法很容易实现而且可以发布到各种平台上,但这种实现方式的实时性较差。第三种实现方法是结合上述两种方式的优点,在一个系统中同时使
8、用两种模式B/S模式用于发布C/S模式中的客户端程序,而用C/S模式实现客户端对象和服务器端对象之间的直接通信,这种模式既保留了B/S模式的易于发布的特性,又在客户端对象和服务器端对象之间采用C/S模式的直接通信,保证了系统的实时性与前两种相比,这种实现方法整体性能更好。远程控制的所有功能都是建立在远程控制端和被控端的远程通信的基础之上,因此在远程控制系统中核心的功能是控制数据的传输功能,即在远程控制者和本地控制系统之间传递控制命令和反馈信息,上述三种控