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首页云控制系统中的矩阵型数据监控与实现
本文主要探讨了基于云计算的控制系统(云控制系统)的监控系统设计与实现。云控制系统由云节点,包括控制器、传感器和执行器组成,这些节点通过网络进行数据交互。面对云节点分布式运行和矩阵类型数据广泛应用导致系统状态监测复杂性增加的问题,研究者提出了一种创新的云监控解决方案。 该云监控系统采用了客户端/服务器架构,通过重构技术,将性能稳定且功能丰富的控件以应用程序编程接口(API)的形式集成,这样可以方便用户自定义监控界面,极大地提升了系统的灵活性和易用性,增强了系统的可靠性和维护性。监控系统的核心在于实现云节点间的双向通信,利用TCP/IP协议确保数据传输的高效与准确性,同时支持数据在线调整,实现了对系统状态的连续监控。 为了实时性和效率,系统设计了一个线程池,采用异步通信的方式,使得监控系统能够实时获取并显示云节点的数据,保持与云节点数据的同步,从而减少了数据延迟和资源浪费。对于矩阵类型数据,该系统提供了全面的监控支持,确保所有元素都能得到实时监控,这对于处理大量复杂数据的云计算环境尤其重要。 最后,研究者通过将云监控系统应用于直流电机系统的动态仿真和实际实验,验证了该系统的实用性和可行性。基于阿里云平台和本地云平台的测试结果表明,所提出的云监控系统成功地将控制系统与云计算技术相结合,优化了实际操作中的监控和管理,为云计算在控制系统中的深入应用提供了坚实的基础和实践经验。 本文的贡献在于提出了一种高效、灵活且易于定制的云控制系统监控解决方案,为云计算与控制系统领域的融合提供了新的思路和技术支持。通过实证研究,证明了这种监控系统在提升系统性能和用户体验方面的优势,具有很高的实际应用价值。
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第 34卷 第 8期 控 制 与 决 策 Vol.34 No.8
2019年 8月 Control and Decision Aug. 2019
文章编号: 1001-0920(2019)08-1688-07 DOI: 10.13195/j.kzyjc.2018.0056
基于云控制系统的监控系统设计与实现
谭浩然
1†
, 黄志武
1
, 吴 敏
2
(1. 中南大学 信息科学与工程学院,长沙 410083;2. 中国地质大学 自动化学院,武汉 430074)
摘 要: 基于云计算的控制系统 (简称云控制系统) 由以云节点形式存在的控制器、传感器和执行器组成, 各节点
之间通过网络交换数据. 针对云控制系统中云节点分布式运行和矩阵类型数据被广泛使用使系统运行状态难以
观测的问题, 设计并实现了一种云监控系统. 该系统采用客户端 / 服务器架构, 使用重构技术将性能稳定、功能丰
富的控件以 API 的形式集成在系统中, 满足了自定义监控界面的需求, 提高了系统的可靠性. 基于 TCP/IP 协议实
现同云节点的双向通信, 在获得云节点数据的同时支持数据在线调整, 以达到连续监控的目的. 通过设置线程池,
以异步通信的方式实时获取并显示云节点的数据, 达到监控与云节点数据同步. 针对云计算中被广泛使用的矩阵
类型数据, 提供全元素的监控支持. 最后, 以直流电机系统为被控对象, 基于阿里云平台的动态仿真和本地云平台
的实际实验,验证了所提出云监控系统的可行性和实用性,促进和完善控制系统与云计算结合在实际中的应用.
关键词: 云控制系统;监控系统;异步通信;双向通信;矩阵监控;自定义监控界面
中图分类号: TP277 文献标志码: A
Design and implementation of supervisory system based on cloud control
systems
TAN Hao-ran
1†
, HUANG Zhi-wu
1
, WU Min
2
(1. School of Information Science and Engineering,Central South University,Changsha 410083,China;2. School
of Automation,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China)
Abstract: The control system based on cloud computing (cloud control systems) includes controllers, actuators and
sensors which exist as cloud nodes. Information is exchanged among cloud nodes via the network. To solve the problem
that the cloud control system is difficult to observe, which results from the wide application of the cloud node distributed
running and matrix type data, a cloud supervisory system is designed and implemented. In this paper, the client/server
architecture of this system is described. The stability and richly functional controls are integrated into the system as
the API by reconstructing, which meet the requirement of customize supervisory interface and improve the reliability of
systems. The system also supports tuning parameters online to achieve consecutive observation through the duplex channel
based on the TCP/IP protocol. The data of cloud nodes is obtained and displayed in real time through asynchronous
communication. All the elements of the matrix which is a common data type in cloud control systems are supported to
supervise. Finally, for the motor plant, the Internet cloud-based dynamic simulation and Intranet cloud-based experiment
demonstrate the feasibility and practicability of the designed system, and further promote and improve the control system
combined with cloud computing in practical application.
Keywords: cloud control system;supervisory system;asynchronous communication;duplex communication;matrix
supervise;custom supervisory interface
0 引
随 着 互 联 网 和 计 算 机 技 术 的 迅 速 发 展, 云计
算
[1-3]
已经进入了我们的日常生活. 目前, 云计算已
经超越原来的产品概念, 成为了一种服务. 它提供一
个可动态伸缩和资源虚拟化的共享工具, 如数据访
问、计算、软件和存储服务等. 作为云计算的重要组
成部分,云监控是云计算中网络分析、系统管理、数据
存储和复杂运算等服务的前提,对提高云计算的服务
质量发挥着重要作用
[4-5]
, 吸引了大批企业和学者对
其进行研究. Google 提供的 App engine system status
dashboard 使开发商能够监控其云平台上的服务
[6]
,
Hyperic 公司开发的 CloudStatus 可以监控 Amazon 服
收稿日期: 2018-01-10;修回日期: 2018-03-20.
基金项目: 国家自然科学基金项目 (61672537).
责任编委: 夏元清.
†
通讯作者. E-mail: tanhaoran@csu.edu.cn.
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