（电机与电器专业论文）基于web数据库的供水远程监控系统的设计.pdf

ii abstract with development of the network technology, internet has become an area which has the most potential marketthe integration between control network of industry and internet and the combination between web technology and database technology, make technician can monitor equipments through web browser. the key technology of the design and realization of the long distance supervisory control system based on web database are discussed in the paper. the web database and the water supply controller are designed, the system keep contact though telephone network. the host computer can connect with internet, and then we can realize the long distance monitor and control though internet. the development trend of supervisory control system is analyzed, and the web database of water supply systems supervisory control center is realized by using asp technology. the hardware and software of the water supply controller based on the mcu are designed. the water supply controller is used in data collection of local equipments, and controls the equipments running, and also realize the communication with the supervisory control center. the communication protocol is designed to assure the security between the supervisory control center and the water supply controller. keywords: supervisory control system, web database, server, asp technology 郑州轻工业学院硕士学位论文 1 第一章 概述第一章 概述 随着计算机技术网络技术和通信技术的发展控制系统正在向网络化与信息化 迈进在工业监测系统中实现对现场设备实时数据的远程动态采集是必要的而且成 为越来越多的监测系统不可缺少的重要组成部分控制网与 internet/intranet 的日益 融合与集成web 技术的进一步发展与完善使测控技术人员可以使用通用的 web browser(浏览器)监控现场的各种测试设备和生产设备由此可以看出工业监测系统大 大拓展了 internet 的应用领域延伸了其应用范围并丰富了其数据源而 internet 的发展为远程监测系统的实现提供了更加快捷 方便的条件 二者的结合实现了集控制 管理信息网络于一体的企业综合自动化 1 11 监控技术的发展和研究动态1 监控技术的发展和研究动态 监控系统是集计算机技术控制技术网络技术为一体的高新技术产品具有控制 功能强 操作简便和可靠性高等特点 可以方便地用于工业装置的生产控制和经营管理 在化工电力冶金等流程自动化领域的应用已经十分普及监控技术本身经过了如下 三个发展阶段 1单机监控系统即用单台计算机进行设备的监控工作 2集中式监控系统有多台计算机组成其中一台计算机控制其他多台计算进行监 控 3网络范围内的远程监控可以是 internet 范围内的也可以是一个局域网范围 内的 对于网络范围内的远程监控技术国内外展开了积极的研究其中基于 web 及 internet + intranet + infranet 一体化的远程监控与数据采集supervisory control and data acquisition, scada模式是监控系统发展的趋势也成为当前工业自动 化系统的发展方向国内外都对此开始进行研究基于 web 的远程监控系统是以 web 作 为通信平台以 http 为基础的远程监控系统它采用 browser/server 模式而传统的 远程监控系统采用的是 client/server 方式在国外著名的 national instrument 公 司就在它的产品 labview 中加入了网络通信处理模块 因而可以在基于网络范围内进行 监控数据的传送1997 年 1 月首届基于 internet 范围内的远程监控诊断工作会议由 斯坦福大学和麻省理工大学联合主办这次会议得到了制造业计算机业网络业和仪 郑州轻工业学院硕士学位论文 2 表业等许多大公司的热情支持例如 fordsunhpboeing 等之后由这些公司协同 合作共同推出了一个实验性的系统 testbed testbed 可以初步实现在 internet 范围内 的信息监控和故障会诊在国内被列为国家十五863 计划先进制造与自动化领 域的 5 个课题之一的实时数据库及监控系统其应用之一就是要通过数据库的 web 功能利用 internet/intranet 资源在浏览器上访问生产过程数据进行实时监测 近期国内外的自动化监控软件生产厂商在提供的工业生产监控方案中都开始 推出所谓的web server模式或者for internet模式其核心就是基于浏览器/ 服务器模式的一种新型的客户/服务器体系结客户端以通用的浏览器为基础服务器 端由 web 服务器及数据库两层结构组成作为全球自动化软件领袖的 wonderware 公司 在 factorysuite 2000 中包含了核心软件 factorysuite web server而 intellution 公司也同样推出了fix web server解决方案从而通过 internet 进行远程的监控 在国内北京亚控公司推出了基于 internet/intranet 的企业解决方案组态王 for internet并认为该技术在未来将成为工控软件的主流 黑龙江三维公司的 力控 2.0 提供了 web server 功能同样致力于提供通过基于 web 方式远程访问生产过程数据的 监控方案 1 12 实现远程监控的意义 2 实现远程监控的意义 基于网络技术的远程监控技术 可以有效的在网络范围内对现场数据进行采集和分 析而不必亲临现场大大提高了劳动生产率对远程监控技术进行深入的研究有如下 意义 第一远程监控技术可以充分利用异地的智力资源处于异地的专家学者可以通过 网络获得远程的监控数据并进行分析和处理找出问题所在提出改进的意见从而 可以大大提高产品的科技含量增强产品的竞争力 第二远程监控技术可以建立网络范围内的监控数据的获取建立网上的知识资源 库 第三远程监控技术可以对重点设备进行全方面的监控确保该设备的安全运行 第四 远程监控技术可以获得现场监控数据 对远程故障诊断技术提供了物质基础 1 13 课题简介及主要工作3 课题简介及主要工作 在上述监控系统发展背景下本课题作为新乡铁路水电段的实际工程项目有着积 极的现实意义铁路的供水系统对于保障铁路系统的正常运作有着重大意义需要实时 郑州轻工业学院硕士学位论文 3 监控由于铁路沿线供水的水井水塔等设施分布比较分散以往铁路供水系统的监控 是依靠电话同现场的操作人员取得联系来判断现场供水情况的为了提高铁路沿线的供 水设备管理的实时性改善体路供水水质降低成本减少损失这就需要一种更加高 效可靠的系统来代替而基于 web 技术的远程监控方案为供水系统提供了一种更加高 效的管理控制手段 本课题的主要内容分为两部分进行首先是进行监控中心的设计主要是 web 数据 库的方案选择和设计实现然后是远程供水控制器的设计控制器用于实时采集现场的 各个数据并存入相应的 ram 地址空间监控中心通过拨号通信的方式可以得到这些采 集的数据实现远程监测监控中心还可以向下发送命令实现远程控制在控制器的 设计中制定相应的通信协议保证监控中心和下位机之间的通信可靠性 1 14 论文各章节内容安排4 论文各章节内容安排 本论文各章节安排如下在第一章中介绍了实现远程监控的意义并分析了监控系 统的发展趋势以及国内外对远程监控的研究热点 并在此基础上结合实际工程项目确定 了基于 web 数据库实现远程供水监控方案在第二章中首先介绍了远程监控的总体 结构 接着对基于 web 数据库的监控系统所采用的 b/s 方式与传统的远程监控采用 c/s 方式进行了比较最后对监控中心和现场供水控制器进行了方案设计在第三章中详 细介绍了 web 数据库的关键技术对实现 web 与数据库连接的几种技术进行了分析 比较确定了用 asp 实现 web 数据库在第四章中开发了 web 数据库作为监控中 心并用于远程供水监控系统中在第五章介绍了供水控制器单片机开发的硬件接口电 路以及相应的软件流程图对通信协议进行了详细说明最后总结了现有工作并展望 了进一步的工作 郑州轻工业学院硕士学位论文 4 第二章 系统整体方案设计 第二章 系统整体方案设计 本系统在方案设计过程中通过调查研究收集和掌握最新的信息情报确定了整 个系统的设计方案远程监控系统开发是传统数据采集和控制系统与网络技术和通信技 术的结合因此整个系统不仅具有一般监控系统数据采集和控制的功能还有远程数据 共享远程可控的特点我们进行了该项目的需求分析并形成需求模型在此基础上 利用网络技术通信技术提出科学的设计方案本系统的设计原则是 1实用性和方便性 本系统的目标是为企业提供一种操作简单使用方便可以远程监测供水设备的工 作状态并可以控制相应的设备运行的监控系统实用性和方便性是用户的最大追求 这也就成为我们的首要设计目标 2高效性和通用性 设计的系统应允许用户通过局域网或 internet 对监控中心的 web 监控页面进行访 问从而达到通过监控中心监控远程现场各站点的设备运行状况的目的此外还能够 查询各站点设备运行的历史数据 3安全性 由于本课题的监控系统为企业的远程监控因此系统就必须提供一个安全可靠的使 用环境有效的进行访问控制通信校验以及用户身份验证 4可扩展性 设计的系统要易于扩充和二次开发以适应用户需求和科技手段的不断进步其提 供的接口应可以很方便的保留和扩展新的功能以及新的协议和设备 2 21 远程监控整体结构设计 1 远程监控整体结构设计 根据工程要求以及铁路供水分布比较分散的特点本监控系统采用电话线作为通 信媒介可以方便的进行远程监控系统总体结构如图 2-1 所示其基本结构由监控中 心和若干个下位机供水控制器智能终端组成监控中心由一台主机通过 modem 以拨号方式和供水控制器通信并把得到的各参数数据写入相应的数据库供水控制器 郑州轻工业学院硕士学位论文 5 由单片机系统组成分布在各供水现场负责采集现场数据,并在监控中心发出请求的 时候将采集到的数据传送给监控中心远程监控的整体结构设计可以分为两大部份 监控中心的设计和远程供水控制器智能终端的设计 图 2-1 远程监控总体结构图 2 22 监控中心方案设计2 监控中心方案设计 目前基于网络范围内数据共享的远程监控中心软件设计有两种方式一种是采用传 统的客户服务器clientserver模式还有一种是采用浏览器/服务器 browser/server模式也就是前面所提到的基于 web 数据库的方式从实质上讲 browser/server 模式是由 clientserver 模式转变来的 下面就两种方式进行简单的介绍 和比较 2 22 21 客户1 客户服务器服务器c cs s模式模式 90 年代以来客户机服务器clientserver模式发展很快客户机服务器模 式集中了主机与个人机计算方式的优点具有大型机的大量数据存储和处理能力且又 具有 pc 机与用户的交互能力 客户机服务器计算模式进行数据处理时分为两个方面服务器和客户计算机客 户机通常是预先给定的或例行的应用程序以易用易懂的图形方式给出数据和操作 这些客户机被联网至后台服务器的应用程序由服务器来完成对数据的存储检索和保 护这种体系结构提供了支持事物处理应用程序所需的框架它可以最大限度地利用客 户机和服务器的计算能力并很容易地将不同的系统与应用程序集成 1两层 cs 模式的特点 电 话 网 络 监控中心 modem 智能终端 modem 智能终端 modem 智能终端 modem 郑州轻工业学院硕士学位论文 6 典型的数据库应用可以分成三部分表示部分应用逻辑或称商业逻辑部分 数据访问部分最简单的两层 cs 体系结构如图 2-2 所示 图 2-2 两层 cs 体系结构图 基本工作方式是客户程序向数据库服务器发送 sql 请求 服务器返回数据或结果 具体来讲又可以分为两种实现方式一种是由客户来完成表示部分和应用逻辑部分 由服务器完成数据访问部分这种情况是以客户为中心的它适用于应用相对简单数 据访问量不大的情况另一种是以服务器为中心的在这种实现方式中把一些重要的 应用逻辑部分放到服务器上这样可以充分利用服务器的计算能力减少网络上需传送 的数据提高系统性能 2两层 cs 模式的不足之处 首先由于客户端和服务器端直接连接服务器将消耗部分系统资源用于处理与客 户端的连接工作那么每当同时存在大量客户端数据请求时服务器有限的系统资源将 被用于频繁应付与客户端之间的连接从而无法及时响应数据请求客户端数据请求堆 积的直接后果将导致系统整体运行效率的大幅度降低甚至全面崩渍 其次主一从式的结构中唯一在线的数据库服务器成为系统可靠性的极大隐患 如果数据库服务器因为某种原因停止工作那么整个系统将趋于瘫痪 最后 客户端应用程序的分发工作非常烦琐 令人难以接受 系统开发过程完成后 随之而来的程序分发除了要求为每台客户机客户端的执行文件exe以外还要求 安装程序运行所必需的动态链接库文件dll程序初始化文件ini等许多其他 文件另外还必须配置每台客户机的 odbc 或专用数据库接口如果要对客户端程 序进行修改和升级则意味着分发过程的又一次重复 正是由于上述的缺点cs 模式自从问世之日起人们就不断致力于改进和完善 它于是三层 cs 模式便应运而生了 2 22 22 三层 c2 三层 cs 模式及 bs 模式及 bs 模式s 模式 三层 cs 结构将应用的三部分表示部分应用逻辑部分数据访间部分明确 server client 郑州轻工业学院硕士学位论文 7 进行分割 使其在逻辑上各自独立并且单独加以实现分别称之为客户应用服务器 数据库服务器与两层 cs 结构相比其应用逻辑部分被明确地划分出来在硬件的 实现上有两种方式一客户位于客户机上应用服务器和数据库服务器位于同一主机 上这种方式在主机具有良好性能的前提下能保证应用服务器和数据库服务器之间的 通讯效率减少客户和应用服务器之间网络的数据传输使系统具有良好的性能二 客户位于客户机上应用服务器和数据库服务器位于不同的主机上这种方式比前一种 方式更加灵活能够适应客户机数目的增加和应用处理负荷的变动在增加新的应用逻 辑时可以追加新的应用服务器系统规模越大时这种方式的优点越显著 三层 cs 的体系结构如图 2-3 所示 图 2-3 三层 cs 体系结构图 其中客户是应用程序的用户接口部分负责用户与应用程序的交互它接受用户 的输入和请求将结果以适当的形式如图形报表返回给用户与两层 cs 结构 的客户部分相比三层 cs 的客户功能更加简洁清晰大部分的应用逻辑部分被转移 到应用服务器上客户的界面容易生成和修改尽量与其他两层保持独立以适应应用 的变化应用服务器是应用逻辑处理的核心它是具体业务的实现应用服务器一般和 数据库服务器有紧密的数据交换应用服务器向数据库服务器发送 sql 请求数据库 服务器将数据访问结果返回给应用服务器当应用逻辑变得复杂或增加新的应用时可 增加新的应用服务器数据库服务器以传统的基于 sql 的 dbms 实现完成数据的存 储数据的访问数据的完整性约束等 传统的两层 cs 结构实际上是一种胖客户机 fat client瘦服务器 thin server的网络计算模式而三层 cs 结构则是一种瘦客户机thin client胖 服务器 fat server的网络计算模式目前流行的趋势是客户机应更瘦服务 器更胖有些三层 cs 系统己经实现了客户端的零代码编程例如基于 www 的 数据库应用系统它采用统一的浏览器作为用户界面形成浏览器web 服务器数据 库服务器的结构这种结构就是通常所说的 bs 结构它是三层 cs 结构的一种特 殊形式 bs 结构是一种以 web 技术为基础的新型的网络管理信息系统平台模式 bs 结 database server client application server 郑州轻工业学院硕士学位论文 8 构把传统两层 cs 中的服务器部分分解为 web 服务器和数据库服务器从而构成一个 三层结构的客户服务器体系实质上客户机与 web 服务器之间类似于终端和主机的模 式而 web 服务器与数据库服务器之间类似于 cs 模式其结构如图 2-4 所示 图 2-4 bs 体系结构图 相对两层 c/s 模式b/s 结构有以下优点 第一它简化了客户端只需要在客户端安装浏览器软件既可不用在不同的客户 端安装不同的客户应用程序 第二简化了系统的开发和维护bs 结构的所有功能都在 web 服务器上实现 使开发和维护工作大大减轻 第三界面统一全部为浏览器使用户的操作使用更加简单 第四适用于网上信息的发布 近年来 随着 internetlntranet 和电子商务的快速发展 bs 结构得到了广泛应用 2 22 23 监控中心设计3 监控中心设计 根据总体设计原则选择 bs 模式作为监控中心的体系结构进行设计监控中心 的设计最后确定如下技术方案 网络系统采用以太网结构以 hub 为中心采用星形结构构成一个开放式的 browserserve体系结构远程用户可以通过 internet 访问管理系统服务器采用 windows 2000 网络操作系统采用 microsoft 公司的 iis 作为 web 服务器sql server 数据库作为系统的开发平台网络协议采用标准 tcpip系统具有良好的可 维护性可扩充性和可移植性 1采用 browserserver 结构模式 browserserver 模式b/s是一种先进的计算模式它是一种以 web 技术为基 础的新型的网络管理信息系统平台模式从目前远程监控系统发展的实际情况来看要 实现远程监控和信息的共享bs 模式是一种非常合适的体系结构 在远程监控系统中客户端采用浏览器形成瘦客户机web 服务器和数据库 database server client web server 郑州轻工业学院硕士学位论文 9 服务器集中在 nt 服务器上形成胖服务器该服务器是整个系统的核心虽然在 物理实现上可以将 web 服务器和数据库服务器分别置于不同的主机上但为保证应用 服务器和数据库服务器之间的通讯效率减少客户和应用服务器之间网络上的数据传 输使系统具有良好的性能考虑到该系统主要用于企业内部的监控用途访问量不是 很大本系统采用 web 服务器和数据库服务器放在同一台主机上并用这台主机和以 拨号方式和供水控制器连接 2选择 windows 2000 操作系统和 sql server 数据库系统 本系统为企业的远程供水监控系统属中小型应用 windows 2000 非常适合于作 为服务器windows 2000 是一个功能强大的操作系统平台不仅能适应最简单的文件 和打印服务网络而且能提供给成千上万个用户文件和打印服务的企业网络同时还提 供高级的消息和应用程序服务它具有强大的功能和易用性及可伸缩能力而诸如集中 式安全管理和强有力的容错管理等特点又使它成为用于网络服务器的理想的操作系统 它既是一个个人计算机操作系统又是一个网络操作系统 windows 2000 将网络管理 和基本操作系统完美地结合起来并且使网络易于使用和管理 windows 2000 具有极 高的性能和可靠性内部完全是 32 位体系结构它在运行时有多个线索从而可以支 持功能更为强大的应用程序 同时通过向操作系统和应用程序提供分离的内存空间以防 止数据冲突确保了系统的稳定性它的抢占多任务方式使操作系统能为每个应用程序 分配足够的处理时间针对 windows nt 网络操作系统我们选择了 sql server 数 据库 sql server 是由 microsoft 公司推出的高性能且基于 sql 和客户服务 器体系结构的关系数据库服务器同时它也可以应用于 bs 结构客户应用按照 sql 形式发出查询请求并通过 lan 发送给 sql server 进行处理它具有数据容错完 整性检查和安全保密等功能使整个网络数据库的结构更加合理另外选择 windows 2000 和 sql server也是出于故障恢复的考虑系统开始运行后为便于信息交流 web 服务器和数据库服务器将始终处于工作状态这就需要系统具有良好的在线故障 恢复能力一旦系统遭到攻击后能很快恢复到以前的状态因此我们采用安全可靠 性高的 sql server以降低由于系统停运而带来的损失 3选用 iis 作 web server 目前有好几种 web 服务器 比如 website psw 等 但考虑到采用的是 windows 2000 操作系统,11s 作为 web 服务器将获得更理想的网络运行效果 internet information serveriis是微软公司开发的一个 internet 信息发布平台它 主要包括三个功能world wide webwww服务功能 gopher 服务功能ftp 服 郑州轻工业学院硕士学位论文 10 务其中www 是最流行的服务之一它提供了图形接口用户可以下载以 www 格式存储的信息 gopher 服务能够帮助用户查询有用的信息 ftp 服务用于文件传 输在实现远程监控信息系统中主要用到 iis 中的 www 服务早期的 iis 不支持 asp 技术但 iis3040 己经允许客户访问asp 文件 2 23 远程供水控制器方案设计3 远程供水控制器方案设计 本着实用安全以及考虑整个系统的成本供水控制器采用传统的单片机系统 供水控制器用于现场采集各项参数以及实现现场设备控制数据采集包活水井水塔的 水位泵出口压力泵出口流量等模拟量参数电机三相电压三相电流等电参数以及多 种开关量参数同时如果接收到监控中心的读数据命令还要把这些相应的数据发送 到监控中心另外监控中心还可以通过拨号向供水控制器发送控制设备的命令以及 发送安全监控上下限参数这些参数数据可以存储在 eeprom 中用于掉电保护 供水控制器的硬件设计采用 ateml 公司的 at89c52 芯片作为主芯片设计相应 的数据采集电路用于采集现场各种模拟量开关量数据控制电路用于控制现场的电 机设备eeprom 电路完成掉电保护功能通过并行口扩展 emodem 通信模块 完成供水控制器和监控中心间的通信软件设计采用模块化处理编写主控程序和通信 程序供水控制器具体的软硬件设计将在第五章中详细介绍 2 24 基于 web 的远程监控方案整体说明4 基于 web 的远程监控方案整体说明 根据上述分析我们整体上采用基于 web 的远程监控系统来实现在此对基于 web 的远程监控系统的整体结构予以简单说明基于 web 的远程监控系统可分为 3 个子系统分别是现场监控子系统供水控制器监控中心子系统包括通信模 块数据库服务器web 服务器客户子系统即浏览器整体结构如图 2-5 所示 现场子系统一方面负责采集现场各设备的运行状况数据并传送给监控中心另一方面 它接受监控中心的控制命令对命令进行解析验证然后采取相应的动作监控中心 由通信模块以及 web 服务器和实时数据库服务器组成监控中心通信模块完成和现 场控制器的数据传送任务web 服务器完成与客户子系统以及现场子系统的交互数 据库则用于存储现场得到的时实数据客户子系统由浏览器实现是用户直接与之交互 的部分它接受用户的输入从监控中心获取监测数据或通过监控中心发送控制命令 郑州轻工业学院硕士学位论文 11 图 2-5 基于 web 的远程监控方案整体结构 web 服务器 监控中心子系统 浏览器 数据库 服务器 供水控制器 通信 模块 现场监控子系统 客户子系统 郑州轻工业学院硕士学位论文 12 第三章 web 数据库开发的技术分析 第三章 web 数据库开发的技术分析 3 31 web 数据库访问技术1 web 数据库访问技术 近年来 internetlntranet 的蓬勃发展对数据库技术产生了巨大影响internet 的核 心应用 web 上信息量大面广缺乏管理数据库技术发展成熟结构严谨而灵活不足 二者这种对立互补的特性使其结合成为大势所趋 如何让客户通过浏览器进行数据库 访问进行动态交互已经成为一个关键性技术现在有许多将 www 同数据库集成 进行数据动态发布的技术如 cgi web 服务器专用 api jdbc asp 等 3 31 11 通用网关接口 cgi 1 通用网关接口 cgi cgicommon gateway interface是 web 服务器在调用外部程序时的接口规范 协议开发较早技术成熟它定义了一套标准的参数格式和环境变量遵循 cgi 规范 编写的 cgi 程序的作用是扩展 web 服务器的功能使之能够执行一些 web 服务器本 身不能完成的任务比如访问数据库此时cgi 充当数据库网关将用户的操作要求 (如查询)转换成数据库的操作命令然后将操作结构返回给用户 cgi 程序一般是可执行程序以进程方式运行cgi 程序的执行一般有两种调用方 式一是通过 urluniform resource location统一资源定位器直接调用另一种 方式也是主要方式是通过交互式主页中的表单调用通常都是用户在页面上填完一张 输入信息表单后按提交按钮即启动 cgi 程序图 3-1 中示出了 cgi 进程对请求的 处理过程 当用户端按下网页表单上得 submit 提交按钮 浏览器将客户端输入的资料 传到 www 服务器服务器对请求进行分析然后按照请求启动一个新的独立于自己 的 cgi 进程然后此 cgi 进程依照传入的参数完成指定的工作如果此时又需要传回 结果的话则程序通过标准输出方式传回给服务器服务器将其组织成 web 网页形式 在传回到客户端的浏览器从而完成整个运作的流程 然而在利用 cgi 时也存在一些问题 第一 web 服务器对每个用户的请求都必须创建一个单独的网关进程 在接到通过 进程管道发回的结果后才终止该进程 所以 cgi 执行程序时资源开销较大 其中包括进 程的创建与终止开销进程间的数据拷贝开销以及进程间的切换开销如果一个 html 文件包含了大量的数据访问请求 那么 cgi 网关的性能将会很低 而且服务器很快达到 饱和 郑州轻工业学院硕士学位论文 13 第二cgi 编写繁琐维护困难缺少访问控制对数据库难以设置安全访问控制 图 3-1 cgi 进程对请求的处理过程 3 31 12 web 服务器专用 api2 web 服务器专用 api 由于 cgi 存在性能低下的缺点许多 web 服务器软件厂商开发了自己的服务器专 用api 如 微软有一套面向 internet服务的 api接口isapi internet server application program interfaceinternet 服务器应用编程接口netscape enterprise server 有 nsapi netscape server application program interfacenetscape 服务器应用编程接口等等 服务器 api 是经过扩充的 cgi 工具 用 服务器 api 编写的用户应用程序也是为了 扩展 web 服务器的功能并为 web 的程序员提供一个高级的开发环境用 api 编写 的用户应用被编译为动态链接库 dlldynamic link library作为 web 服务器的一 个函数web 服务器以线程方式运行它这样服务器 api 和 web 服务器就在同一 地址空间因此能够直接利用服务器的各种单元省去了进程间的通信开销而且线程 的建立和撤销比进程更加迅速 系统开销也小得多 比传统的 cgi 方式在性能和灵活性 方面都强大许多 服务器 api 具体工作过程为用户请求被发送到 web 服务器 web 服务器检查 该函数进程 若内存中没有 则装载它 然后函数进程从 ecb extension control block 扩展控制块中读取数据处理数据并将处理结果送回客户机最后 web 服务器终止 函数进程如有必要从内存中卸载该进程在整个过程中用户请求停留在 web 服 务器处理范围内数据由 ecb 处理因 ecb 位于 web 服务器进程空间内允许 web 服务器交换更详细的信息甚至对 web 服务器本身进行一些改动 服务器专用 api 相比 cgi 有很大的优势但是也有比较大的缺点 第一服务器 api 是各个 web 服务器专用的互相不兼容 第二开发 api 程序比 cgi 程序更加困难涉及到一些专门的知识如多线程进 程同步直接协议编程等 第三api 程序和 web 服务器处在同一地址空间以线程方式运行因此对它 的调试也比较困难 用户 浏览器 web 服务器 cgi 程序 数 据 库 请求 应答 odbc 结果 郑州轻工业学院硕士学位论文 14 3 31 13 jdbc 3 jdbc jdbc 是 javasoft 公司制订的 java 数据库连接规范它是一个支持基本 sql 功能 的通用底层的 api为 java 程序提供了一个对各种数据库的统一接口访问jdbc 是用 于执行 sql 语言的 java 应用程序接口java api它是一组由 java 语言编写的类和接 口组成的一种规范 其目的是让数据库开发商为 java 程序员提供独立于数据库的标准的 数据库访问类接口jdbc api 使开发者不必重写程序就可以建立数据库前台其中的 关键技术是一组由驱动程序实现的 java 接口 驱动程序负责标准 jdbc 对所支持的数据 库的具体调用转换应用程序只需要一次编程通过调用各种不同的数据库驱动程序 就可以实现不同的数据库之间的连接 jdbc 使用 java 语言编写的 java 小程序可以嵌入 html 页面随页面下载到浏览器所在的客户端执行并通过 jdbc 访问数据库 利用 java 的 jdbc 访问数据库的 jdbc 驱动程序其过程是 1调用目标数据库服务器的 jdbc 驱动程序 2连接数据库 3执行 sql 语言并得到结果集 图 3-2 java 访问数据库的简单模式 3 31 14 asp4 asp active server pagesasp是微软公司推出的 web 应用程序开发技术微软把 asp 描述为一个服务器的脚本环境在这里可以生成和运行动态的交互式的高性 能的 web 服务器应用程序可见asp 即不是一种语言也不是一种开发工具而 是一种技术框架其主要功能是为生成动态的交互式的 web 服务器应用程序提供一 种功能强大的方式或技术 从软件开发技术方面看asp 有如下特点 l无须编译asp 脚本集成于 html 当中容易生成无须编译或链接即可直接 解释执行 2独立于浏览器用户端只要使用可解释常规 html 的浏览器即可浏览 asp 所 设计的主页内容asp 脚本是在站点服务器端执行的除非从服务器端下载 asp用户 浏览器 web服务器 运行 servlet 数 据 库 服务器 java servlet jdbc 驱动程序 申请 url java applet 下 载 郑州轻工业学院硕士学位论文 15 端是见不到实际页面的内容的这也是保证数据库安全的一个重要手段 3面向对象在 asp 脚本中可以方便地引用系统组件和 asp 的内置组件还能够 通过定制 asp 服务器组件来扩充功能 4与 activex scripting 语言兼容除了可使用 vbscript 与 javascript 语言进行设计 外还可通过 plug-in 的方式使用由第三方所提供的其他 scripting 语言 5安全性好源程序代码不会被察看asp 脚本在服务器上执行传到用户浏览 器的只是 asp 执行结果所主成的常规 html 码保证了后台数据库系统的安全性 asp 可以通过数据链接组件 ado 和诸如 sql server access 等数据库进行链接 adoactivex data objects又叫 activex 数据对象是一项容易使用并且可扩展的 链接数据库操作数据库查询数据库并且可以将数据库访问结果添加到 web 页面 的技术可以使用 ado 去编写紧凑简明的脚本以便链接到 open database connectivity dbc兼容的数据库和 ole db 兼容的数据源 ado 链接数据库的功能非常强大 使用 activex 数据对象ado可以对来自许多种提供者的数据进行读取和写入操作 例如可以使用 ado 来访问 microsoft accesssql server 和 oracle 等数据库中的信 息 activex 数据对象ado允许用户使用客户端的 sql 查询语句经过数据库的提 供者或 odbc 数据源中的数据库驱动程序对服务器端的数据库数据进行查找和操作 与其他连接数据库和操作数据库的方法相比ado 方法具有掌握容易操作简单使 用灵活用内存和硬盘空间小等特点 通过对以上几种技术的比较可以看出 asp 方式有很好的灵活性 编程实现也相对容 易因此本监控系统采用 asp 方式完成监控中心 web 数据库的实现 3 32 asp 的基本原理2 asp 的基本原理 active server pagesasp是微软于 1996 年推出的 web 应用程序开发技术微软 把 active server pages 描述为一个服务器的脚本环境在这里可以生成和运行动态的 交互的高性能的 web 服务器应用程序 asp 属于 activex 技术中的服务器端技术因此与通常的在客户端实现的动态页面 技术如 java appletactivex controlvbscriptjavascript 等所不同的是asp 的命令 和脚本都在服务器中解释执行送到浏览器的只是标准的 html 页面从本质上讲 asp 实际上是将标准的 html 文件拓展了一些附加特征像标准的 html 文件一杆包 含 html 对象并在一个浏览器上解释并显示任何可以放在 html 中的东西如 java 郑州轻工业学院硕士学位论文 16 applets闪烁字符串客户端脚本客户端 active 控件等都可以放在 asp 中 3 32 21 asp 的内部对象1 asp 的内部对象 认识 asp 的内部对象是设计功能强大的 web 应用程序的第一步下面是 asp 的六大内部对象 request请求客户端浏览器取得信息传递给 web 服务器 response响应将信息发送客户端浏览器 server服务器提供 web 服务器的一些组件 session会话储存一个 session 会话过程中的用户信息它仅可被该用户访问 application应用在一个 asp 应用程序中可以给不同客户端共享的信息例如 变量及对象 objectcontext对象上文配合 transaction 服务器进行分布式事务处理iis40 新增 利用这些 asp 中提供的内置对象可以使脚本程序更加强大这些对象允许你从浏 览器中接受和发送信息甚至可以在授权范围内控制服务器端的文件管理系统例如 利用 request 对象可以接受客户在 html form 中填写的信息并在一个脚本中来响 应它然后再用 response 对象的 write 方法输出到客户端浏览器利用 session 对象 你可以进行会话管理也可以进行浏览者活动信息的跟踪而利用最新的 ohjectcontext 对象可以提交和终止事务进行事务处理 3 32 22 asp 访问数据库2 asp 访问数据库 在众多的 asp 应用程序中数据库的访问能力是必不可少的而数据库访问组件则 提供了灵活方便的数据库访问能力可以使用它连接任何符合 odbc 标准的数据库 ado 主要有三个对象分别是 connectioncommandrecordset connection 对象就是使 ado 与数据库之间建立一个通道就像我们打电话需要 先拨号然后才能与对方交谈而 connection 就是起了一个类似拨号连线的作用任何 需要对数据库进行的操作必须先拨号连线建立 connection然后才能进行 而 command 对象就是对数据库进行发号施令比如需要建立新的索引执行查询 等它可以通过使用标准的 sql 数据库操作语言得以实现 recordset 对象是一个数据记录集它包含了检索出来的数据通过它可以直接对数 据库进行修改这个对象很重要总的来说ado 对数据库操作的方法有很多种比 如说连接一个数据库连接语法就可以组合出很多种下面介绍两种最常用的做法 郑州轻工业学院硕士学位论文 17 asp 程序在 web 服务器端工作当前端用户请求一个 asp 主页时web 服务器 响应 http 请求并调用 asp 引擎执行该文件并解释执行其中的任何脚本 vbscript 或 javascript若脚本中有访问数据库请求立刻通过 odbc 或 ole db 与相应的 后台数据库相连由数据库访问组件 adoactivex data objects完成操作 最后 asp 根据访问数据库的结果集生成 html 语言的主页并返回给前端用户用户 看到的只是 html 网页看不到 asp 的程序代码增强了程序的保密性因此较为 安全可靠 3 33 sql server 2000 介绍3 sql server 2000 介绍 sql server 是一个关系数据库管理系统它最初是由microsoftsybase 和 ashton-tate三家公司共同开发于1988 年推出了第一个os/2 版本在windows nt 推 出后 microsoft与sybase 在sql server 的开发上就分道扬镳了 microsoft 将sql server 移植到windows nt系统上专注于开发推广sql server 的windows nt 版本sybase 则 较专注于sql server在unix 操作系统上的应用在本监控系统中采用的是microsoft sql server 简称为sql server sql server 2000 是microsoft 公司推出的sql server 数 据库管理系统的最新版本该版本继承了sql server 7.0 版本的优点同时又比它增加了许 多更先进的功能具有使用方便可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点可跨越从运行 microsoft windows 98 的膝上型电脑到运行microsoft windows 2000 的大型多处理器的 服务器等多种平台使用 sql server 2000 具有完备的web功能企业既可以将数据存储在web 页面上或 xml 文档内 也可将其存储在数据库中 完全适合构建b2b 商业到商业 或b2c 商 业到客户模式的电子商务并且通过支持具有多层体系结构的客户/服务器模式为web 应用提供高度的可扩展性和高可靠性 sql server 2000 与windows 2000 平台一起融洽 地工作从而使各种规模的企业或组织能够在web 上方便地与客户和供应商进行商业 贸易并可以把老式系统集成到下一代的商业解决方案中去sql server 2000 的网络 新特性主要表现在以下几个方面 sql server 2000 和biztalk server 2000 支持集成的xml 结构允许通过biztalk server 2000 直接从数据库应用程序中管理和发送文档 sql server 2000 提供完全集成的基于标准的xml支持它对于web 开发人员 和数据库程序员来说都是灵活高效而且易于使用的不像其它同类数据库产品sql server 2000 提供了强有力的工具来处理数据库中的xml元素使开发人员不用编写代 郑州轻工业学院硕士学位论文 18 码直接从数据库中取出基于xml的数据 sql server 2000允许通过http协议在web上进行高性能基于标准的安全访问 并支持防火墙基于web 的客户端拥有访问关系型数据存储和访问分析服务的完全能 力 郑州轻工业学院硕士学位论文 19 第四章 web 数据库在远程供水监控系统中的应用 第四章 web 数据库在远程供水监控系统中的应用 4 41 数据库服务器1 数据库服务器web 服务器的建立web 服务器的建立 本系统中w