現(xiàn)在通用的組件模型(主要有COM/DCOM、CORBA、JavaBeans等)在運(yùn)行時(shí)需要大量底層基礎(chǔ)的支持，主要運(yùn)行于非嵌入式平臺(tái)[2]。而目前國外流行的嵌入式組件模型主要有比利時(shí)IWT協(xié)會(huì)贊助的CCOM模型，飛利浦公司用于消費(fèi)電子的Koala組件模型和國內(nèi)處于起步階段的科銀京成公司的
Delta System平臺(tái)，這些模型都是不公開的限于公司內(nèi)部使用的技術(shù)，并需要相應(yīng)的CASE工具支持[3]。
針對(duì)以上分析，本文進(jìn)行了監(jiān)控組件化的設(shè)計(jì)，選用ABB公司的用于現(xiàn)場設(shè)備的組件模型PECOS作為組件化標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。
1.PECOS技術(shù)簡介
PECOS組件模型中的元素包括組件、接口和連接器。組件有3種：具有自己的控制線程的活動(dòng)組件;不具有自己的控制線程，由活動(dòng)組件調(diào)度的被動(dòng)組件[4];其功能由一個(gè)事件觸發(fā)的事件組件。這3種組件能夠組合使用。接口表明組件提供給其他組件或需要其他組件的數(shù)據(jù)。包括要傳遞的數(shù)據(jù)的類型(如浮點(diǎn))、方向(in、out、in/out)和范圍。連接器負(fù)責(zé)連接兼容的類型、方向和范圍的接口。
1.1 PECOS構(gòu)件行為
一個(gè)應(yīng)用可以通過CoCo和目標(biāo)語言類來綜合描述，被連接的對(duì)象稱為RTE運(yùn)行時(shí)刻環(huán)境。RTE是PECOS提供的標(biāo)準(zhǔn)庫。RTE的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用無關(guān)性，PECOS的構(gòu)件也是平臺(tái)無關(guān)性的，可以在不同的項(xiàng)目*享。一個(gè)具體的應(yīng)用可以分為以下四層：RTOS、RTE、 Generated Classes 、User classes。
1.2 PECOS組件模型的特點(diǎn)
用戶語言無關(guān)性 采用接口定義語言(IDL)和組件定義語言(CDL)描述接口和組件，使模型和具體實(shí)現(xiàn)分離，理論上可以映射到多種語言C、C++、Java等。
可移植性 嵌入式系統(tǒng)硬件環(huán)境多樣，所以組件模型的可移植性非常重要，在本模型中通過封裝底層接口獲得很好的移植性。
組件的易維護(hù)性 通過接口繼承和可選接口實(shí)現(xiàn)組件的易維護(hù)性。
同其它組件編程技術(shù)相比,PECOS具有很好地跨平臺(tái)性能且與編程語言無關(guān),其較好的開放性、擴(kuò)展性和實(shí)時(shí)性. 所以,我們選擇以CORBA 作為組件化標(biāo)準(zhǔn),對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行組件化編程。
2.嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)主要功能組件
基于嵌入式Web的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由3部分組成：現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備，嵌入式Web服務(wù)器和遠(yuǎn)端監(jiān)控主機(jī)[5]?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備負(fù)責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集并以某種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)傳遞數(shù)據(jù);嵌入式Web服務(wù)器負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集和發(fā)布，監(jiān)控主機(jī)則通過以太網(wǎng)實(shí)時(shí)地得到數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目標(biāo)。[nextpage]
對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言，按照功能上的要求，本著全局性擴(kuò)展性、重用性、先進(jìn)性和可靠性的原則，把系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為Web Server組件，CGI組件，串行通信組件，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組件、報(bào)警組件等幾個(gè)組件模塊。按服務(wù)劃分接口，按功能封裝在組件內(nèi)部，力求系統(tǒng)組件清晰、簡潔、便于維護(hù)。這些組件之間的關(guān)系如圖1所示：
圖1 嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)主要功能組件
Web Server組件是指實(shí)現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議的基本內(nèi)容(如HTTP協(xié)議)、能夠響應(yīng)和處理用戶請(qǐng)求、實(shí)現(xiàn)對(duì)立通信的程序模塊，通過對(duì)TCP/IP相關(guān)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，Web服務(wù)器具有與瀏覽器交互的能力，能夠處理客戶端用戶請(qǐng)求、傳遞網(wǎng)絡(luò)消息并向?yàn)g覽器返回結(jié)果，同時(shí)能夠與其他應(yīng)用程序協(xié)同工作。由于Boa是一個(gè)單任務(wù)的小型HTTP服務(wù)器，其源代碼開放，穩(wěn)定性好，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，因此本系統(tǒng)中選用Boa作為WebServer。
CGI組件是指按照CGI標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的具有獨(dú)立功能的程序模塊，是嵌入式web服務(wù)器與外部擴(kuò)展應(yīng)用程序交互的一種標(biāo)準(zhǔn)接口。通過它把現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)
時(shí)地傳遞給嵌入式web服務(wù)器我。從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端客戶與現(xiàn)場設(shè)備之間的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交互。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組件是指能夠?qū)ΜF(xiàn)場采集數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，并為其它功能組件提供讀寫方法的功能模塊。報(bào)警組件是指能提供報(bào)警功能的程序模塊。
在這些組件中，WebServer組件和CGI程序組件分別與串行通信組件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組件和報(bào)警組件相結(jié)合完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、顯示、報(bào)警等功能。
3.串行通信組件實(shí)例
下面以串口通信組件模塊為例，說明如何用PECOS實(shí)現(xiàn)其功能。
串行通信組件是指完成串行通信功能的獨(dú)立程序模塊，這個(gè)模塊主要包括云臺(tái)攝像機(jī)等硬件設(shè)備。攝像機(jī)控制主要包括控制其焦距、透鏡凹凸、光圈;云臺(tái)控制主要包括控制其自動(dòng)旋轉(zhuǎn)和方向，由其完成現(xiàn)場設(shè)備即云臺(tái)攝像機(jī)到CGI組件的數(shù)據(jù)傳送[6]，它與CGI程序組件相互配合，共同完成對(duì)嵌入式 web服務(wù)器的數(shù)據(jù)更新。
下面是串口通信組件模塊的接口定義語言IDL定義，這里省略了常量、數(shù)據(jù)定義，只提供整個(gè)模塊的總統(tǒng)框架。
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