摘 要： 采用DWR框架和反向AJAX，結(jié)合Java多線程技術(shù)和Siemens Simatic S7-400 PLC TCP/IP通訊模塊CP243-1 IT，開發(fā)了新的Web監(jiān)控系統(tǒng)，并應用在供熱公司供熱管路監(jiān)控系統(tǒng)中。其替代了原有的C/S模式的工業(yè)控制機，達到了用戶的功能需求。
關(guān)鍵詞： Web監(jiān)控；DWR；AJAX；推技術(shù)
目前Web監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)得到了普遍運用，許多新的監(jiān)控系統(tǒng)都采用了Web作為監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端，極大方便了監(jiān)控系統(tǒng)的操作管理人員，減輕了監(jiān)控系統(tǒng)的維護成本。如何解決傳統(tǒng)Web監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取請求/響應模式的缺點，以及監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示頁面刷新的難題[1]，一直是Web監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)人員不懈努力的難題。
在實現(xiàn)Web監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)多種多樣，各有千秋，AJAX技術(shù)成為首選之一，不論服務器端采用JavaEE還是MS.NET平臺。雖然AJAX解決了整個監(jiān)控畫面的局部刷新問題，但AJAX依然采用HTTP請求/響應模式讀取服務器端取得的Web監(jiān)控數(shù)據(jù)[2]。AJAX框架DWR[3]最新版本推出了反向AJAX技術(shù)，使數(shù)據(jù)從服務器推送到Web客戶端成為可能，滿足了監(jiān)控系統(tǒng)實時性要求。
采用DWR框架和反向AJAX，結(jié)合Java多線程技術(shù)和Siemens Simatic S7-400 PLC TCP/IP通訊模塊CP243-1 IT，開發(fā)了新的Web監(jiān)控系統(tǒng)，并在供熱公司供熱管路監(jiān)控系統(tǒng)中實際運用。替換了原有的C/S模式的工業(yè)控制機，達到了用戶的功能需求。
1 DWR技術(shù)
1.1 DWR框架
DWR(Direct Web Remoting)是一個Web遠程調(diào)用AJAX擴展框架，通過DWR客戶端的JavaScript可以直接調(diào)用Web服務器上的JavaBean類的方法，解決了原有AJAX應用必需請求HTTP控制組件(如Servlet，Struts的Action等)才能調(diào)用服務器端業(yè)務類的方法，從而簡化了AJAX應用的開發(fā)。使用DWR可以不需要編寫復雜的控制層組件。
1.2 DWR反向AJAX技術(shù)
正常情況下，DWR調(diào)用服務器端的JavaBean對象方法使用正向請求/響應模式，也稱為拉模式(Pull Model)，由客戶端JavaScript調(diào)用JavaBean方法，返回結(jié)果通過回調(diào)方法更新頁面上的HTML元素，實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)的顯示。這種正向模式符合一般的管理系統(tǒng)應用，但對監(jiān)控系統(tǒng)實時性要求較高的應用卻力不從心。而反向模式即推模式(Push Model)，是適應監(jiān)控系統(tǒng)的最佳方式，由服務器組件將取得的監(jiān)控數(shù)據(jù)推送到Web客戶端，不需要客戶端主動請求，而是被動接收。因而無需進行Web層進行頁面刷新，即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新顯示。
最新版本的DWR 2.X增加了反向(Reverse AJAX)功能，通過反向AJAX功能，服務器端的JavaBean對象可以將取得的數(shù)據(jù)直接推送到指定的客戶端頁面，寫到指定的HTML元素內(nèi)，這個過程不需要客戶端進行任何的請求操作。
2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
2.1 總體結(jié)構(gòu)
整個監(jiān)控系統(tǒng)采用下位監(jiān)控子系統(tǒng)、上位Web服務器和客戶端三層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
下位監(jiān)控子系統(tǒng)采用Siemens Simatic S7-400 PLC，連接溫度、壓力及流量傳感器，并配置TCP/IP通信控制單元(CP343)。上位Web服務器采用開源Tomcat6.0.20，它針對新的JDK6進行了性能的優(yōu)化，極大提高了響應速度，滿足監(jiān)控實時性需求，在Tomcat6 Web中配置DWR Servlet，負責與客戶端Javascript進行通信，服務器端使用JavaBean多線程技術(shù)，通過Socket和TCP/IP協(xié)議與PLC通信，讀取PLC監(jiān)控數(shù)據(jù)，使用DWR反向AJAX技術(shù)將監(jiān)控數(shù)據(jù)推向客戶端的HTML元素進行顯示。客戶端使用IE瀏覽器被動接收服務器推送的數(shù)據(jù)，實時更新監(jiān)測數(shù)據(jù)。
2.2 服務器端DWR配置
為使用DWR，需要在/WEB-INF/web.xml中配置DWR Servlet，并設(shè)定請求URL地址，同時通過設(shè)置參數(shù)activeReverseAjaxEnabled為true來啟用反向AJAX。配置代碼如下：
<servlet>
<servlet-name>dwr-invoker</servlet-name>
<servlet-class>org.directwebremoting.servlet.DwrServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>activeReverseAjaxEnabled</param-name>
<param-value>true</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>pollAndCometEnabled</param-name>
<param-value>true</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>dwr-invoker</servlet-name>
<url-pattern>/dwr/*</url-pattern>
</servlet-mapping>
2.3 監(jiān)控業(yè)務單元JavaBean編程
(1)服務器端JavaBean
以多線程方式，每個監(jiān)測點為獨立的線程，使用TCP/IP和Socket讀取Siemens Simatic S7 PLC的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并使用DWR Reverse AJAX和DOM直接寫入到客戶端的HTML中。其中一個監(jiān)測點線程示意代碼如下：
public void run() throws InterruptedException
{
WebContext wctx=WebContextFactory.get()；
String currentPage=wctx.getCurrentPage()；
Collection sessions=wctx.getScriptSessionsByPage(currentPage)；
//通過TCP/IP讀取PLC指定監(jiān)測點的數(shù)據(jù)
double data=PLCRemote.getData(ip，siteNo)；
Util utilAll=new Util(sessions)；
//將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過DWR反向AJAX直接寫入客戶HTML頁面<div>元素中
utilAll.setValue(siteNo，String.valueOf(date))；
}
關(guān)鍵是使用DWR反向AJAX的Util對象的setValue方法，將監(jiān)測數(shù)據(jù)寫到DIV元素id為siteNo值的單元中。
(2)配置JavaBean到DWR
使用DWR的配置文件/WEB-INF/dwr.xml，將JavaBean引入到DWR體系中，通過JavaScript就可以直接調(diào)用JavaBean的監(jiān)測方法。
<dwr>
<allow>
<convert match=“com.lushu.control.value.*” converter=“bean”></convert>
<create creator=“new” javascript=“DataChecking”>
<param name=“class” value=“com.lushu.control.business.DataChecking”/>
</create>
</allow>
</dwr>
其中，javascript屬性指定JavaScript中對象的名稱，creator=“new”指定由DWR引擎自動創(chuàng)建JavaBean類的實例。
2.4 客戶端實現(xiàn)
客戶端使用DWR代碼庫，用JavaScript結(jié)合HTML，DOM實現(xiàn)監(jiān)控Web頁面的數(shù)據(jù)顯示。為節(jié)省篇幅，只介紹重點配置和示意代碼。
(1)引入DWR代碼庫
這里使用HTML與JavaScript分離原則，JavaScript代碼放在單獨的JS文件中。
<script type=‘text/javascript’ src=‘/lsweb/dwr/util.js’></script>
<script type=‘text/javascript’ src=‘/lsweb/dwr/interface/DataChecking.js’></script>
<script type=‘text/javascript’ src=‘/lsweb/dwr/engine.js’></script>
<script type=‘text/javascript’ src=‘main.js’></script>
(2)啟用DWR反向AJAX
在main.js中定義所有監(jiān)控業(yè)務的函數(shù)。
function checkInit()
{ dwr.engine.setActiveReverseAjax(true)； }
window.onload=checkInit；
(3)定義監(jiān)控數(shù)據(jù)接收HTML單元
在監(jiān)控頁面上使用<div id=”測點ID”></div>定義DWR反向AJAX推送數(shù)據(jù)的顯示位置，由服務器端JavaBean通過DWR AJAX直接讀取。客戶端頁面和JavaScript不需進行任何請求操作。部分測點示意如下：
<tr>
<td>一小區(qū)#2</td>
<td><div id=“no01”></div></td>
<td><div id=“no02”></div></td>
<td><div id=“no03”></div></td>
</tr>
(4)JavaScript調(diào)用JavaBean方法
啟動服務器端JavaBean監(jiān)測方法讀取PLC數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)推送。在監(jiān)測方法內(nèi)啟動所有監(jiān)測點的監(jiān)測線程，實時監(jiān)測數(shù)據(jù)并推送到客戶端。
function startChecking()
{
//通過DWR直接調(diào)用服務器端JavaBean的監(jiān)測數(shù)據(jù)方法
DataChecking.sendCheckData()；
}
結(jié)合JavaEE平臺、AJAX、DWR和反向AJAX，實現(xiàn)了一個全新的無需頁面刷新、無需進行HTTP請求的全新Web監(jiān)控系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)Web的HTTP請求/響應模式無法滿足監(jiān)控系統(tǒng)實時性要求的難題。尤其是反向AJAX技術(shù)實現(xiàn)的推模式，可以將服務器端監(jiān)測數(shù)據(jù)直接通過TCP/IP推送到HTML客戶端，并直接寫入到HTML元素中，得以實現(xiàn)與現(xiàn)有Web監(jiān)控系統(tǒng)傳統(tǒng)模式完全不同的全新系統(tǒng)，實現(xiàn)了無需進行頁面刷新的工作模式。由于只傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)，無需傳輸數(shù)據(jù)格式HTML代碼，系統(tǒng)性能得到了極大改善，滿足了監(jiān)控系統(tǒng)對實時性的要求。今后無刷新、推模式的Web監(jiān)控系統(tǒng)必將得到廣泛應用。
參考文獻
[1] 陳群.基于ASP.NET AJAX新型Web Scada的設(shè)計與實現(xiàn)[J].工業(yè)控制計算機，2009(6)：42-44.
[2] 張景峰，劉海燕，張云峰.基于組播的局域網(wǎng)多態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)[J].微計算機信息，2009(18)：76-77.
[3] 扎米蒂.DWR實戰(zhàn)[M].北京:人民郵電出版社，2009.