基于DWR框架和反向AJAX的Web監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

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(kāi)發(fā)了新的Web監(jiān)控系統(tǒng)，并應(yīng)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(jī)，達(dá)到了用戶(hù)的功能需求。

　　采用了Web作為監(jiān)控系統(tǒng)的客戶(hù)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(hù)成本。如何解決傳統(tǒng)Web監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取請(qǐng)求/響應(yīng)模式的缺點(diǎn)，以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示頁(yè)面刷新的難題[1]，一直是Web監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員不懈努力的難題。

　　在實(shí)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(wù)器端采用JavaEE還是MS.NET平臺(tái)。雖然AJAX解決了整個(gè)監(jiān)控畫(huà)面的局部刷新問(wèn)題，但AJAX依然采用HTTP請(qǐng)求/響應(yīng)模式讀取服務(wù)器端取得的Web監(jiān)控?cái)?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(wù)器推送到Web客戶(hù)端成為可能，滿(mǎn)足了監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(kāi)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(shí)際運(yùn)用。替換了原有的C/S模式的工業(yè)控制機(jī)，達(dá)到了用戶(hù)的功能需求。

　　1 DWR技術(shù)

　　1.1 DWR框架

　　DWR(Direct Web Remoting)是一個(gè)Web遠(yuǎn)程調(diào)用AJAX擴(kuò)展框架，通過(guò)DWR客戶(hù)端的JavaScript可以直接調(diào)用Web服務(wù)器上的JavaBean類(lèi)的方法，解決了原有AJAX應(yīng)用必需請(qǐng)求HTTP控制組件(如Servlet，Struts的Action等)才能調(diào)用服務(wù)器端業(yè)務(wù)類(lèi)的方法，從而簡(jiǎn)化了AJAX應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。使用DWR可以不需要編寫(xiě)復(fù)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(wù)器端的JavaBean對(duì)象方法使用正向請(qǐng)求/響應(yīng)模式，也稱(chēng)為拉模式(Pull Model)，由客戶(hù)端JavaScript調(diào)用JavaBean方法，返回結(jié)果通過(guò)回調(diào)方法更新頁(yè)面上的HTML元素，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的顯示。這種正向模式符合一般的管理系統(tǒng)應(yīng)用，但對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用卻力不從心。而反向模式即推模式(Push Model)，是適應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)的最佳方式，由服務(wù)器組件將取得的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)推送到Web客戶(hù)端，不需要客戶(hù)端主動(dòng)請(qǐng)求，而是被動(dòng)接收。因而無(wú)需進(jìn)行Web層進(jìn)行頁(yè)面刷新，即可實(shí)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(guò)反向AJAX功能，服務(wù)器端的JavaBean對(duì)象可以將取得的數(shù)據(jù)直接推送到指定的客戶(hù)端頁(yè)面，寫(xiě)到指定的HTML元素內(nèi)，這個(gè)過(guò)程不需要客戶(hù)端進(jìn)行任何的請(qǐng)求操作。

　　2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　2.1 總體結(jié)構(gòu)

　　整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)采用下位監(jiān)控子系統(tǒng)、上位Web服務(wù)器和客戶(hù)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(wù)器采用開(kāi)源Tomcat6.0.20，它針對(duì)新的JDK6進(jìn)行了性能的優(yōu)化，極大提高了響應(yīng)速度，滿(mǎn)足監(jiān)控實(shí)時(shí)性需求，在Tomcat6 Web中配置DWR Servlet，負(fù)責(zé)與客戶(hù)端Javascript進(jìn)行通信，服務(wù)器端使用JavaBean多線程技術(shù)，通過(guò)Socket和TCP/IP協(xié)議與PLC通信，讀取PLC監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，使用DWR反向AJAX技術(shù)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)推向客戶(hù)端的HTML元素進(jìn)行顯示?？蛻?hù)端使用IE瀏覽器被動(dòng)接收服務(wù)器推送的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)更新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

　　2.2 服務(wù)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(qǐng)求URL地址，同時(shí)通過(guò)設(shè)置參數(shù)activeReverseAjaxEnabled為true來(lái)啟用反向AJAX。配置代碼如下：

　　2.3 監(jiān)控業(yè)務(wù)單元JavaBean編程

　　(1)服務(wù)器端JavaBean

　　以多線程方式，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為獨(dú)立的線程，使用TCP/IP和Socket讀取Siemens Simatic S7 PLC的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并使用DWR Reverse AJAX和DOM直接寫(xiě)入到客戶(hù)端的HTML中。其中一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)線程示意代碼如下：

　　關(guān)鍵是使用DWR反向AJAX的Util對(duì)象的setValue方法，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)寫(xiě)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(guò)JavaScript就可以直接調(diào)用JavaBean的監(jiān)測(cè)方法。

　　其中，javascript屬性指定JavaScript中對(duì)象的名稱(chēng)，creator=“new”指定由DWR引擎自動(dòng)創(chuàng)建JavaBean類(lèi)的實(shí)例。

　　2.4 客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)

　　客戶(hù)端使用DWR代碼庫(kù)，用JavaScript結(jié)合HTML，DOM實(shí)現(xiàn)監(jiān)控Web頁(yè)面的數(shù)據(jù)顯示。為節(jié)省篇幅，只介紹重點(diǎn)配置和示意代碼。

　　(1)引入DWR代碼庫(kù)

　　這里使用HTML與JavaScript分離原則，JavaScript代碼放在單獨(dú)的JS文件中。

　　(2)啟用DWR反向AJAX

　　在main.js中定義所有監(jiān)控業(yè)務(wù)的函數(shù)。

　　(3)定義監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)接收HTML單元

　　在監(jiān)控頁(yè)面上使用

　　定義DWR反向AJAX推送數(shù)據(jù)的顯示位置，由服務(wù)器端JavaBean通過(guò)DWR AJAX直接讀取。客戶(hù)端頁(yè)面和JavaScript不需進(jìn)行任何請(qǐng)求操作。部分測(cè)點(diǎn)示意如下：

　　(4)JavaScript調(diào)用JavaBean方法

　　啟動(dòng)服務(wù)器端JavaBean監(jiān)測(cè)方法讀取PLC數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)推送。在監(jiān)測(cè)方法內(nèi)啟動(dòng)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)線程，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并推送到客戶(hù)端。

　　結(jié)合JavaEE平臺(tái)、AJAX、DWR和反向AJAX，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)全新的無(wú)需頁(yè)面刷新、無(wú)需進(jìn)行HTTP請(qǐng)求的全新Web監(jiān)控系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)Web的HTTP請(qǐng)求/響應(yīng)模式無(wú)法滿(mǎn)足監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求的難題。尤其是反向AJAX技術(shù)實(shí)現(xiàn)的推模式，可以將服務(wù)器端監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接通過(guò)TCP/IP推送到HTML客戶(hù)端，并直接寫(xiě)入到HTML元素中，得以實(shí)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(shí)現(xiàn)了無(wú)需進(jìn)行頁(yè)面刷新的工作模式。由于只傳輸監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，無(wú)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(mǎn)足了監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。今后無(wú)刷新、推模式的Web監(jiān)控系統(tǒng)必將得到廣泛應(yīng)用。