浅析网络监控应用发展

随着计算机的发展和普及,计算机系统数量与日俱增,为了保证计算机系统安全可靠工作,网络监控系统的应用也日渐广泛。本文主要介绍机房网络监控系统的现状和发展。
1 前言
随着计算机的发展和普及,计算机系统数量与日俱增,其配套的环境设备也日益增多,计算机房已成为各大单位的重要组成部分。机房的环境设备(供配电、UPS、空调、消防、保安等)必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。因为,一旦机房环境设备出现故障,就会影响计算机系统运行,造成数据传输或存储故障,当严重事故时,会造成机房内计算机设备报废,现场电脑长时间瘫痪,后果不堪设想。因此,为了保证计算机系统安全可靠工作,对机房里面环境设备及系统主机进行自动监视和有机管理是极其必要的。尤其目前国内普遍缺乏机房场地设备的专业管理人员,对设备进行现代化管理尤显得十分重要。
监控系统原先是零散地分别地对一些专用设备,如动力设备、环境控制设备等进行监控,其形式在20世纪80年代是集散系统,90年代是总线技术。随着通信、计算机、自动化技术的发展,带动了监控技术发展与应用,其发展非常迅速,逐渐演变成集中监控系统。例如,在前几年,电信、移动通信电力等设备管理一般是传统的门卫值守方式,随着应用与发展,机房设备增多,机房数目增多而且位置分散,出现了大量增加管理人员,由于管理系统的厂家不同,又造成操作管理人机界面繁多,带来诸多不便,这样的局面非常不适应现代生产管理发展。另一方面,近年信息的交换传输、嵌入式技术、电源集成等先进和现代技术设备为集中监控、远程管理、设备网络化的建立和应用可以解决上述问题。
所以,前端一体化、视频数字化、监控网络化、管理智能化是现代监控系统的发展方向。而数字化是网络化的前提,网络化又是系统集成化的基础。所以,监控系统发展的最大特点就是数字化、网络化、智能化,具有这样特点的监控系统可以称为现代监控系统。
2 现代网络监控系统的几个特征
(1)数字化。监控系统的数字化是系统中的信息(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转为数字状态的过程,监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式都与此相关。信息流的数字化、编码压缩,加上开放式的协议,才能使监控系统与信息管理系统实现无缝连接,并在统一的操作平台上实现管理和控制。
(2)网络化。监控系统的网络化将意味着系统结构将由集总式向集散式系统过度,集散式系统采用多层分级的结构形式,具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件均采用标准化、模块化和系列化的设计。系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化等特点。系统具有运行互为热备份,容错可靠等功能。
(3)智能化。采用计算机为控制中心,通过系统软件实现控制界面的可视化、统一化,控制环境的多媒体化,可以方便地实现对视频切换、音频切换、镜头云台控制、报警输入、行动输出录象的智能化控制,进而达到自动对事件的分析、统计、处理,实现监控的智能管理。
近段时期,以前所说的监控系统多数还是专家系统,只在监控室才能看到的系统。如果把监控的视频信号置于网络上,则大大有利于任何时候对监控对象的监控。因此,网络控制系统是在计算机监控系统与通信网络的基础上发展起来的。其目的是:1)监控的地域从城市的一处扩展到多处,从一个城市扩展到几个城市。2)专业人员能够监管更多的设备,从而提高工作效率和经济效益。例如:保安人员监视的范围更宽,监视点更多,消防人员监控的楼宇、设施更多,范围更宽。3)网络监控系统为,动力房环境、大厦或具有多设施的系统,为更宽地域提供综合性智能化的管理。4)提高家庭生活素质。
3 监控系统发展经历了如下两个阶段
(1)集散系统。最初诞生的传统监控系统是单片机、PC、工控机为核心的多哥分散单元的集合体。形成早期集散控制系统的雏形。当总线出现以后,一般借助S-100或PC总线形成测控系统。但是由于连线过长和过多,用这些总线形成的测控系统的稳定性较差,抗干扰能力较弱,难以实现大范围的有效测控。随后出现的是集散控制系统(DCS),它由多台微处理器分散在现场的不同位置,彼此之间以高速数据通信进行连接。
(2)现代总线的形成。随着计算机局域网的出现,产生了基于LAN的TDCS系统。与此同时,由两线制电流为4~20mA标准信号发展而来的智能化现场设备和控制自动化设备之间的标准的确立,使现场总线与智能化测控仪器非常容易连接,随之使得网络监控得以形成。其实,现场总线网络既可以是一种信息网络,又是一种自动化系统。作为信息网络,它所传送的是数字,例如可以是接通电源、关闭电源、开闭阀门等指令和数据;作为自动化系统,与原来的自动化系统相比,其在结构上有较大的变化,最显著特征是通过网络传送信号进行联络,可由单个节点或多个网络节点共同完成所要求的自动化功能。因此,它是一种由网络集成的自动化系统。
4 现场总线技术的竞争
20世纪90年代,现场总线控制系统(FCS)成为工业控制领域的一个热点,世界上几乎所有的仪器、仪表制造商都卷入了这一场竞争,纷纷推出自己的现场总线控制系统。其目的,显示它的优势和竞争力。在国内,当时现场总线技术正处于普及与应用阶段,部分监控厂商在电源管理监控系统实施过程中,将现场总线技术如CAN Bus(控制器局域网络)等应用其中。
4.1现场总线技术的基本内容和核心
以串行通信方式取代传统的4~20ma的模拟信号,一条现场总线可为众多的可寻址现场设备实现多点连接,支持底层的现场智能设备与高层的系统通过公用传输介质交换信息。现场总线的核心是它的通信协议,这些协议必须根据国际标准化组织(ISO)的计算机网络开放系统互连(OSI)的参考模型来制定。
4.2现场总线控制系统的特点
(1)传统的DCS(分布式控制系统)现场仪表到控制站之间采用4~20ma模拟信号传输,FCS则采用数字化的信号传输。(2)传统的DCS采用“操作站―控制站―现场仪表”三层主从结构方式,而现场总线则把输入/输出单元控制站的功能融合到现场仪表中,称为智能仪表。(3)FCS采用数字通信方式,因此可以采用多种传输介质进行传输。
总之:随着网络技术的日趋成熟以及计算机技术的普及,网络监控势必会在公共场合(停车场、广场等)、机房(政府、电信运营商)、厂矿(偏僻山区)、办公场所得到广泛应用。从而,借助网络监控系统更好的为大众服务,维护社会秩序。