内容简介：简要介绍了电源监控管理系统在近几年内的发展技术，对TCP/IP技术的发展做了简单的分析，重点介绍了TCP/IP在电源监控管理系统中的各种应用及实现方法，以及TCP/IP技术对今后电源监控管理系统发展方向的影响。

关键词：TCP/IP，电源监控，集中监控管理系统，WWW，HTTP，FTP，Telnet

通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统近几年来在全国范围内取得了飞速的发展，据不完全统计，全国300多个本地网之中已有100多个本地网建设了电源监控系统，还有一些地市的电信局正在着手建设电源监控系统。从已经建成的这些系统的运行效果看，电源监控系统已经成为通信局（站）实现无人或少人值守的必不可少的手段，起到了减轻维护人员的工作量、提高维护质量的作用。电源监控系统经过几年的发展，已经从仅具有三遥和告警功能的系统发展到一个具有较完备的管理功能的系统。电源监控系统不仅能够完成三遥和告警功能，还能对采集的数据进行各种智能化处理和分析，而且系统软件具有灵活的组态功能，能够满足维护人员的维护需求，提高了维护水平。

电源监控管理系统的发展最主要的是得益于计算机技术、计算机控制技术和计算机网络技术的发展。由于计算机硬件的价格越来越低，功能越来越强大，各种处理功能力强、性能可靠的计算机器件和控制器件在电源监控系统中得到了广泛的应用。同时，在计算机硬件发展的同时，计算机网络技术、计算机操作系统及开发工具也有飞速发展，各系统集成商使用了非常先进的操作系统、计算机网络和软件，运用了先进的程序设计技术，这些都极大地促进了电源监控系统的快速发展，而作为计算机网络技术的重要组成部分TCP/IP技术在其中起到了关键作用。

一、TCP/IP的发展及技术内涵

   众所周知，近几年来，Internet在全世界范围内发展非常迅猛，而作为Internet的核心技术TCP/IP也越来越被大家所熟悉，基于TCP/IP技术的WWW浏览、FTP、E-Mail和Telnet等技术在各个领域都得到了广泛的应用，同时各种基于TCP/IP技术的计算机网络技术不断涌现，例如IP Phone、IP over ATM，IP over SDH等新技术正在快速发展，具有非常好的应用前景。

TCP/IP的全称是传输控制协议/互连网协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol），它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准，它提供了面向数据包的虚电路服务，即保证数据的可靠传输，具有差错控制（检测任何数据丢失、错序或重复的信息）、流控制（发送方、接收方同步处理数据）、连接控制（端到端的连接建立，终止和中断）等功能。由于TCP/IP技术一开始只应用在教育和科研领域，其开发部门采取开放策略，以低价出售TCP/IP使用权，鼓励大家开发TCP/IP产品；另外，TCP/IP与流行的网络操作系统UNIX的成功结合，使得TCP/IP技术取得了巨大的成功。

TCP/IP技术是为包容物理网络技术的多样性而设计的，通过IP数据包和IP地址将各种网络技术的帧格式、地址格式统一起来，达到屏蔽低层细节，提供一致性的目的。TCP/IP协议作为计算机网络的通信协议，提供一种供应用程序访问通信协议的操作系统调用：socket，使程序员可以很方便地访问TCP/IP协议。在新的操作系统中，都捆绑了TCP/IP协议，同时在新的程序开发工具中，都提供了越来越方便的TCP/IP编程工具，这也使得程序员都非常愿意TCP/IP协议作为网络编程的通信协议。

同样，电源监控管理系统是一个以计算机技术为基础的实现数据采集、分析、共享和管理的计算机互连系统，不仅在各个通信局站与监控中心互连时，而且在监控中心的局域网上都需要TCP/IP技术。

二、TCP/IP在电源监控系统中的应用现况

1．作为系统组网的通信协议

电源监控管理系统经过这几年的发展，首先在组网上有了极大的进步。在早期的电源监控管理系统的组网中，一般是端局前置机用串口连入DDN通道，中心使用多串口卡连接DDN通道，以便与各个端局进行通信，这样做有其组网方便、节省投资的一方面，也有其不利的一面。首先由于Windows操作系统对串口的处理功能不是很强，在端局数量较多时，多端局同时告警，中心难免要丢失一部分告警或对告警不能及时响应；其次利用多串口方式组网没有充分发挥和利用计算机网络的优势。TCP/IP协议作为计算机网络体系的核心协议，对网络通信中从硬件故障、网络拥塞、分组延迟或丢失、数据损坏到数据重复或失序等影响通信的问题都有相应的解决和纠正办法，很好地保证了数据包的完整和收发的可靠，使原先需要程序员花很大精力去解决的问题都由协议本身来完成，极大地减轻了程序员的负担，使程序员把更多的精力放在上层软件的功能上。

因此，使用TCP/IP协议组网成为在新建的电源监控管理系统中最常见的一种组网方式。特别是随着各地“97工程”网的建成，利用“97工程” 网组网，既可支持TCP/IP协议，又可共享已建好的网络资源，所以在“97工程” 网平台上组网的电源监控系统越来越多。

使用TCP/IP协议，就要用到socket技术。socket编程界面首先出现在4BSD UNIX中，后逐渐成为开发TCP/IP程序时都需要遵循的一种机制，不论在UNIX还是在Windows下都提供了socket的开发接口。WINSOCK是在Windows下的开发标准，它提供了一套标准的函数调用库和Windows消息供系统使用。TCP/IP的通信是CLINET/SERVER方式，CLIENT在向SERVER通信之前，要向系统申请一个socket，CLIENT利用这个socket向SERVER请求连接，而SERVER一直处在等待被连接的状态。一旦SERVER方接收到了一个连接请求之后，就再为这个连接分配一个socket，这样双方各有一个socket用于进行数据的双向传输。在使用TCP/IP协议的电源监控系统中，不论是SU，还是SS或SC，都可能是通信的发出方，也可能是通信的接收方，所以在电源监控的各个TCP/IP节点都设置一个socketserver，这样就可以允许各节点的任意连接。

电源监控管理系统对于告警数据要求百分之百的准确可靠，因此为了保证数据传输准确可靠和不丢失，需要在TCP/IP协议之上再重新规定自己的通信协议以保证数据的安全可靠。同时为了防止由于操作系统本身的原因产生消息丢失，在程序编制的时候还应注意，需对每一个数据传输消息进行应答，并将应答传递到数据传输的对端节点，同时还应设定定时器，来等待数据包的确认，超时则需要重发该消息。

2．使用HTTP提供WWW浏览

现在，在国际互联网Internet里，成长得最快的部分就是万维网，World Wide Web，WWW。WWW使用的是超级文本置标语言（HTML），通过用HTML编码一个文件，就可以使用TCP/IP协议之上的HTTP（Hypertext Transport Protocol，超文本传输协议）发送到世界上任何种类的计算机，只要该计算机连接在Internet上。

电源及环境集中监控管理系统同样也可以提供Web的浏览功能，通常需要在监控中心配置一台计算机作为专门的Web服务器。该服务器不一定连接在Internet上，只要使中心的局域网有一台具有TCP/IP拨号接入功能的服务器，就可以使维护人员在任何地点通过拨号方式，用浏览器访问连接在这个局域网上的Web服务器，了解设备的运行状况，并查询历史数据。在该服务器上需要安装相应的软件，并需要进行数据库的web连接开发，以使电源监控的数据库可以通过以主页的方式按照用户输入的查询条件查询。Web服务器应用程序一般允许用户通过浏览器对某一端局的当前状态或历史数据进行查询，或对整体的历史数据进行查询，并且可以根据查询条件进行计算或报表生成工作。考虑到系统的安全，Web服务器应用程序要对访问的用户进行身份验证。

 考虑到Web服务器的成本、工作效率和开发难易程度，Web服务器可以考虑安装在Windows NT 4.0操作系统平台上，使用Windows NT自带的MICroSOFt Internet Information Server 2.0作为Web Server，对于数据库的访问通过ODBC接口，需要用到Web Server的IDC数据访问技术。

3．使用FTP用于文件的传输

从电源监控管理系统的发展过程看，客户机/服务器模式和对等网模式一直是电源监控系统发展的两个方向。客户机/服务器模式是指SC周期性地轮巡SU，SU把它所管辖的设备运行数据不断地送到SC，SC把数据写到数据库，SU的配置可以相对简单，能保存一天历史数据的能力即可，而在SC可以配置大型的数据库服务器。对等网模式是在各个端局SU保存该端局的实时数据和历史数据，中心只是在需要查看这个端局的设备状况时，才从这个端局调数据，该端局的历史数据都在SU保存，只在每天固定的时候向SC以文件包的形式发送历史数据文件。

客户机/服务器系统可以把SU配置降低，只具有简单的数据打包上送和保存一天历史数据的简单功能， SU的成本将很低，把节约下来的资金投到SC的配置上，SC可以选用性能可靠和大硬盘的UNIX数据库服务器，系统的可靠性都集中在SC的可靠性上，SC的硬件和软件必须非常可靠。

对等网系统的SU配置相对要高一些，SU需要保存设备的运行数据和历史数据，SC的配置相对可以低一些，一般的PC服务器就可以胜任，这个系统的可靠性就分散在各个SU和SC上。至于客户机/服务器系统好还是对等网系统好，现在也很难下一个结论。对等网模式系统比客户机/服务器模式系统好的一点是，SC的数据库服务器不用频繁地进行数据库写入操作，SQL数据库的写操作将在局域网上产生很大的数据流量，并且效率不是很高，对等网式系统可以避免因此而产生的数据库瓶颈。

对于对等网系统在SU保存的设备运行数据和历史数据，使用FTP进行文件的传输是一个很好的选择。文件传输是TCP/IP中使用最广泛的应用之一，FTP（File Transfer Protocol）文件传输协议就是这个应用所使用的协议。FTP是基于客户-服务器模型而设计的，客户和服务器之间利用TCP建立连接。在电源监控管理系统中一般是SC从SU下载文件，所以在SU一定要安装FTP的Server，SC作为客户访问SU的FTP Server。在进行文件传输之前，FTP Server要求客户必须首先向服务器提交注册名和口令，服务器将拒绝非法客户的访问，这样可以保证电源监控系统的安全。

4．使用Telnet远程登录，访问端局数据

Telnet也叫远程登录，就是一个远地用户象本地用户一样，在远地机建立一个用户帐号，并通过TCP/IP进入该远地帐号，访问远地机资源。远程登录的根本目的在于访问远地系统的资源，而且像远地机的当地用户一样访问远地用户的资源。Telnet也是客户机/服务器结构，在远地机安装Telnet服务器，在当地机使用Telnet程序对远地机进行访问。只有在UNIX系统中才可使用Telnet的服务器功能，在Windows的操作系统下有Telnet的客户端程序。用户远程登录到远地机后，Telnet的Server程序为此用户建立一个Shell进程，用户就可以象在本地一样进行操作，使用远地机的各种资源，不过这些应用都是基于字符的程序。现在有Windows操作系统下的可以使用具有图形界面的Telnet程序，只要远地机有支持X Window Server功能，本地机在Windows下用此程序Telnet到远地机，这样就可在Windows操作系统下使用具有X Window图形界面的各项应用程序。

在有些厂家的电源监控管理系统中提供了Telnet功能。一般是在SU使用类似于UNIX的操作系统，设置一些不同权限的用户，SC维护人员就可以使用Telnet访问SU，远程登录成功后，就可以象在本地一样操作SU。例如可以查看SU保存的历史数据，操作记录，高权限的用户还可以查看并且修改SU 的各项配置。这些操作都是以命令行的形式完成，所以端局的SU要对用户权限明确划分，一般维护人员只具有查看数据的权限，而只有系统管理员级才能对系统的配置进行修改。

使用Telnet功能使系统的远程维护十分方便，操作人员在监控中心就可象在端局一样操作SU的计算机。对于系统的软件升级，厂家也不用派人到端局，只需要在中心将端局的程序下载到SU，再将SU的程序启动起来，就可完成系统的升级。

三、发展与展望

1．类似于UNIX的操作系统会在SU大量使用

众所周知Windows只是一个个人计算机操作系统，随着Windows的不断升级，Windows的死机频率也越来越高，使用Windows的人都曾碰到过死机的现象。对于电源监控系统，就是要实现局站的无人值守，如果端局的SU经常死机，电源监控系统不仅没有减轻维护人员的维护工作量，反而还要增加维护监控系统的工作量。UNIX操作系统的稳定可靠程度明显高于Windows，而且UNIX本身又对TCP/IP有很好的支持，所以在SU级使用类似于UNIX的操作系统将是今后的一个发展方向。

但是UNIX往往又要求硬件有很高的配置，所以要在电源监控系统中使用UNIX，还需对UNIX进行简化，去掉一些对于监控系统多余的功能。现在有的公司正在研究Linux，对其进行精简，只保留其内核及一些基本的功能，使它在配置极低的计算机上就可以运行。另外一些用于工业控制的实时操作系统也具有UNIX的特性，例如微内核的QNX操作系统等也会有更多的应用。

2．基于浏览器的监控软件将会出现

随着Internet的扩展，越来越多的人习惯使用浏览器，而浏览器和HTML的功能也越来越强大，在今后将会出现全部基于浏览器的监控台软件。把软件以主页的形式做在服务器上，监控台只需要有一台装有浏览器的计算机就可进行监控，可以全部实现监控软件的各种功能，例如实时数据查看，告警自动提示等功能。监控台不用装专用的软件，任何一台装有浏览器的计算机即可进行监控，软件功能全部集中在服务器上。这样使监控中心的组织和配置变得非常简单，非常易于系统的规划和扩充。

四、结束语

    TCP/IP技术的开发者在研究制定TCP/IP的时候，根本没有会想到TCP/IP的发展会这么快，给当今社会带来的影响会这么大。随着TCP/IP技术在各个领域的发展和应用，TCP/IP技术也将在电源监控管理系统中的应用也会越来越广，必将影响到电源监控系统今后的发展方向。

参考文献：

1．《TCP/IP网络原理与技术》，清华大学出版社，作者：周明天、汪文勇。

2．《Internet Server安装与Home Page设计》，清华大学出版社，作者：张表。

3．通信电源和空调集中监控管理系统技术要求（暂行规定）（YDN 023-1996）

4．通信电源、机房空调集中监控管理系统（暂行规定）（电网综472号文）