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计算机微机监控论文

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  微机监控(SCADA)系统是融计算机、图象显示、通讯技术为一体,完成对生产过程的监视、控制、管理的新技术。下面是学习啦小编为大家整理的计算机微机监控论文,供大家参考。

  计算机微机监控论文篇一

  非计算机专业微机原理与应用教学探索

  【摘 要】 微机原理与应用是理工科非计算机专业学生重要的基础课程。然而由于该课程信息量大,学习必须具备一定的基础,对于非计算机专业的学生学习存在较大困难。针对在上述教学过程中存在的问题和困难,考虑到非计算机专业学生的特点,我们在教学实践过程中提出必要的改进措施,进行了重要的教学探索。

  【关键词】 微机原理与应用;教学改革;教学探索;非计算机专业

  【中图分类号】G64.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)20-000-02

  自1971年美国Intel公司推出了第一代微型处理器以来,以微处理器为核心的微型计算机便以其执行结果精确、处理速度快捷、小型、廉价、可靠性高、灵活性大等特点迅速进入社会各个领域,且技术不断更新、产品不断换代,先后经历了80286、80386、80486乃至Pentium,酷睿微处理器芯片阶段。如今的微型计算机产品无论从运算速度、多媒体功能、软硬件支持性以及易用性方面都比早期产品有了很大的飞跃,便携式计算机更是以小巧、轻便、无线联网等优势正以高速发展的态势深入到我们生活和工作的各个领域。因此,为了培养具有适应能力强,综合素质高,创新水平一流的大学生,非常有必要将微机原理与应用课程作为理工科非计算机专业学生重要的基础课程进行学习[1]。

  微型计算机技术发展非常快,该技术已广泛渗透到社会生产、生活的各个领域。通过本课程的学习不仅可以使学生掌握计算机原理及应用的知识,更能启发学生对先进科技的向往,激发创新意识,推动对新知识的学习,培养自学能力,锻炼动手实践的本领。本课程以Intel8086/8088为例,重点讲授16位机的硬件组成、CPU结构、指令系统、汇编语言,存储器组成、输入/输出技术及中断系统[2]。对非计算机专业的本科学生来讲,微型计算机原理与技术是一门学习难度较大的课程,同时相对于教师来讲,教学难度也非常大。该课程所涉及的基础知识和课程繁多,比如《数字电路》、《模拟电路》,《汇编语言》等,知识基础性强,比较抽象难于直观理解。不仅需要理解的内容比较多,需要识记的内容也比较多。非计算机专业的学生,由于并不具备计算机专业基础,且很多专业词汇很难理解,这就使得学生学习起来兴趣不足,学习比较困难。教师在教授该课程时,如果采用传统的教学模型,会造成很多的教学困难。以往关于该课程教学方面的探索也大多集中在计算机相关专业领域[3,4,5]。因此,需要积极的改革现有的教学方式和方法,探索新的教学模式,使非计算机专业的学生能够更好的学习和掌握《微型计算机原理与应用》课程。

  1 教学内容改革

  1.1优化教学内容

  现在市面上常见的微机原理与应用教材,大多是针对计算机专业的学生进行编写设计的。然而,非计算机专业中的计算机教育,无论是教学目的,内容,教学体系,还是组织,教学方法等各方面都与计算机专业有很大的不同,绝不能照搬计算机专业的模式和做法[1]。对于非计算机专业的学生而言,学习该课程,不能像计算机专业的学生那样学习的那么全面和深入。而是要针对非计算机学生发展的需要,突出重点,注重基础。例如,通过教学实践,我们发现计算机专业的学生在学习该课程的时候,基础知识可以讲解的不多,直接进入8086/8088CPU的学习,但是对于非计算机专业的学生,这种安排就不适用。在学习8086/8088CPU以及后续知识之前,应该对计算机基础知识进行补充学习。因此,我们在讲授8086/8088CPU的相关知识之前,首先补充讲解了计算机的发展和基础知识,以及计算机的数制和逻辑电路以及加减法电路,还详细讲解了计算机的基本组成电路并通过设计模型机讲解了计算机的基本工作原理。通过增加以上知识的学习,使得非计算机专业的学生在学习8086/8088CPU以及后续知识的时候,变得相对比较容易理解和接受,易于教师的讲解和学生的理解。

  微型计算机原理与应用课程中涉及到汇编语言的学习。汇编语言是计算机专业的专业基础课程,也是电子、通信及自动控制等相关专业计算机技术课程的内容。汇编语言是一门重要的程序设计语言,但是同时学习难度也非常大[8]。我们在教学过程中安排了两章的内容学习汇编语言,在学习汇编语言编程之前学习了大量的8086/8088指令系统,以及汇编指令,同时结合上机实验学习,并且与计算机高级语言,比如C语言进行比较学习。教学实践证明,通过这种方式可以使非计算机专业的学生较好的学习汇编语言以及编程。

  1.2增加实验操作内容

  微机原理与应用是一门涉及知识面比较广,理论性非常强的课程。以往的教学中,基本靠教师课堂的讲授的方式学习这门课程。如果单纯依靠传统的教学模型,学生很难很好的掌握这一课程。随着教学的深入,学生的学习动力和兴趣必然会下降。因此,这就需要教师及时的调整教学方式,增加实验操作,引导学生动手学习。这样不仅增强了学生的动手能力,而且还增强的学生在实验过程中的成就感,学习的动力和兴趣就会自然的增加。在实际的教学中,我们采取软件和硬件相结合的教学方式。首先,在软件上,引入多媒体教学软件,通过多媒体教学软件的模拟,可以使学生很形象的理解微型计算机基本知识和基本工作原理,使得这门理论性强的课程变的生动形象。其次,在硬件上,我们引入教学模型机,通过操作模型机,让非计算机专业的学生能够深刻的理解和掌握计算机基本的工作原理,课堂上讲授的内容不再是枯燥的理论,而是变成现实的技术,可以操控的理论知识。

  1.3建立网络教学平台

  现代的大学生,手机,电脑等已经成了生活必需品,生活学习中已经离不开网络,越来越多的大学生通过网络沟通、交流、学习。微机原理与应用课程与多媒体网络联系非常紧密,因此更需要更好的利用网络平台实现高效的教学和学习。然而,我国高校网络教学平台相对比较落后,大多没有系统化的网络教学平台。

  所以,我们还将建立网络教学平台,将课堂上讲解使用的课件,动画演示的内容,放到网络上面,方便学生课下讨论和学习。另外,通过网络教学平台,还可以实现师生互动。教师不仅可以及时解答该课程学生的问题和疑惑,而且能够及时的得到学生反馈的信息,调整教学思路,更好的完成教学工作。建立网络教学平台可以丰富教学模式,让学生更为方便快捷的随时随地进行学习,还可以让更多的老师和学生共享教学资源   2 教学方法的探索

  教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标,完成共同的学习任务,在教学过程中运用的方式与手段的总称。国内常见的教学方法有讲授法,讨论法,演示法,练习法,任务驱动法等,而国外常见的教学方法有,巴班斯基的教学方法,拉斯卡的教学方法,威斯顿和格兰顿的教学方法[6]。

  作者认为,针对不同的教学内容,不同的教学对象(学生),应该灵活使用适合的教学方法。传统的讲授法不适用非计算专业的学生学习微型计算机原理与应用课程。对于每一小节的内容,应灵活使用各种教学方法,而不是将一两种方法一成不变的应用始终。例如,在讲授8086/8088微处理器的内部构造时,适合采用讲授法和讨论法;讲授8086/8008未处理器引线结构的时候适合采用任务驱动法和拉斯卡的教学方法;学习汇编语言时则适合应用演示法和练习法,同时也结合上机实验,并且进行实例练习。总之,在讲授本门课程时,应该针对不同的教学内容,不同的教学对象,探索制定不同的教学方法[7]。

  微型计算机原理与应用是计算机专业的基础专业课,实用性非常强,对后续课程的学习以及整个专业理论知识的建立和理解都起着非常重要的作用。非计算机专业的学生不可能像计算机专业那样系统学习计算机专业的知识,很大程度上体会不到该课程的所起的基础知识作用。因此,在教学的过程中,对教师提出更高的要求,教师不仅要系统讲授该课程内的知识和内容,同时也要联系和穿插实际的应用和与现代信息科学技术联系起来。采用举例法,这样不仅可以增加学生学习的兴趣,还能使学生体系到该课程的实用性和重要性。

  3 考核方式改革

  长久以来现行的大学考核方式,并且偏重于知识记忆,考核方式单一,对学生学习效果的评价也仅依靠最后的期末考试确定学生的最后成绩,课程考核内容局限于教材、老师划定的范围和指定的重点,对学生综合素质和创新能力的考核普遍不足。这种机械的考核方式对大学生造成了错误的引导和教育,与素质教育和创新教育不符。微机原理与应用课程是一门实用性,创新性非常强的课程,同时也注重理论知识的教育。因此,在进行微机原理与应用课程教学时,应该转变观念,树立以实用和培养人才为导向、以能力和素质考核为中心的考核观念,突出能力本位,积极探索建立新型的课程考试考核评价体系,充分发挥考核评价的引导和激励作用,促进教学内容和教学方法改革,强化学生创新精神和实践能力的培养,彻底改变存在的“会考试”而“不会做事”的“高分低能”和“有分无能”的现象。

  考试考核方法改革将以往以测试记忆为主的知识性考核转变为以实践为主的能力和素质考核。根据专业特点和课程性质的不同,微机原理与应用采用了多元化的考核评价方法。除闭卷笔试外,还采用课堂测试、上机现场实际操作、平时作业,小组讨论实践等多种方式综合运用的考核方法。具体在考核方法内容所占比重如下表:

  课堂测试 上机实践 平时作业 小组讨论 期终成绩 最终成绩

  15% 25% 10% 10% 40% 加权求得

  通过这种考核方式,使学生摆脱应试考试的思想,不再进行死记硬背,应付最后的期末考试。学生在学习的过程中,会积极的进行上机实践活动,积极的进行课堂的讨论,真正参与到课程的学习中来,最终能够圆满的完成事先设定的教学目标。

  4 结语

  总之,我们针对本院学生的专业特点和需求,以及存在的困难,对微机原理与应用这门理工科非计算机的基础课程进行了一系列的教学探索和实践。该课程信息量大,学习必须具备一定的基础,对于非计算机专业的学生学习存在较大困难。

  针对上述教学存在的问题和困难,考虑非计算机专业学生的特点,我们在教学实践过程中提出必要的改进措施,进行了重要的教学探索。对教学内容作了适当的调整,针对本专业学生的职业定位,突出基础知识的学习;增加实验教学环节,锻炼学生动手实践的能力;针对不同的教学章节,灵活采取不同的教学方法,提高课堂学习的效率;采取多种考核方式,使学生摆脱应试教育的思维模式。

  参考文献

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  [2]杨素行,等.微型计算机系统原理与应用.北京:清华大学出版社.

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  [4]谢维成.微机原理及应用课程实施双语教学存在的问题与对策研究[J].高等教育,2010(27):86-88.

  [5]徐春雪.微机原理与应用课程教学方法的分析[J].信息与电脑,2009,(12):181.

  [6]Annette Breaux,Todd Whitaker.从优秀教师到卓越教师:极具影响力的日常教学策略.北京:中国青年出版社

  [7]王建宇.浅谈计算机原理教学[J].中国科技信息,2006(22):275-276.

  [8]顾磊.针对初学者特点的高校汇编语言教学改革探讨[J].科技信息(Science),2012(05):55-57

  计算机微机监控论文篇二

  基于STC89C52计算机监控学习机的研制

  引言

  软件产业和集成电路产业是国家战略性新兴产业,是国民经济和社会信息化的重要基础。计算机监控系统集成了计算机软件、硬件和信息通信系统,并广泛应用于安防、消防、军事、工业控制、航空航天、高速公路等众多领域。在计算机监控系统中,主控机程序一般采用可视化高级语言开发,例如,文献[1]利用Visual C++开发主控程序,实现了基于MOXA 卡的多串口监控系统;文献[2]则采用C#完成主控程序的开发。受控机软件采用C语言的较多,例如,文献[3]利用C语言实现了一个基于嵌入式系统的电源管理系统。

  由于计算机监控系统所涉及的技术较多,如何在高校低成本地实践计算机监控系统的研发,提高学生的综合应用知识的能力,为企业和研究机构输送合适的人才,成为一个重要的研究课题。文献[4]利用软件仿真模块充当受控机并集成了软件接口转换工具,搭建了一个计算机监控系统仿真开发平台,成功用于教学实践,对提高教学质量起到了很好的效果。文献[5]利用W77E58单片机设计了车载终端图形显示系统,文献[6]设计了一个“基于MSP 430单片机的智能电池监测仪”,可以通过RS-485接口与上位机进行通信。本文将利用STC89C52单片机开发一个计算机监控学习机(下文简称学习机),通过USB接口获取电源,利用RS-232接口与上位机进行通信,集成了模拟量输入、开关量输入和输出,可以跟文献[4]一样,用来实践计算机监控系统的软件开发技能;也可以和文献[5]及[6]一样,用来实践计算机监控系统相关的硬件设计技能。

  1硬件设计

  学习机的硬件模型如图1所示。STC89C52单片机是一个低电压、高性能的CMOS 8位单片机,片内含8K字节的可反复擦写的Flash只读程序存储器(ROM)和256字节的随机存取数据存储器(RAM)。学习机的可执行二进制文件只有6K,所要处理的变量和其它数据不足256字节,因而,能够满足需要。

  四路开关量输出(D01-D04)连接继电器,可以由主控程序控制开关的闭合或打开。两路模拟量输入(A11-A12)采用18b20温度传感器,两路开关量输入(D11-D12)可以外接红外传感器,也可以直接短接使开关闭合。无论是开关量输出还是开关量输入,都有对应的发光二极管用来指示开关的状态。

  USB接口用来给学习机提供电源。RS-232用来将程序下载到学习机,主控程序也通过该接口采集数据或控制输出开关。另外,计算机监控模块一般都有地址,本学习机采用EPROM来保存地址,该地址可以通过RS-232接口进行设置。

  2通信协议的设计

  主控机为了对学习机进行读写控制,必须遵循一定的格式,这就是通信协议。所设计的协议用1表示开关闭合,0表示开关打开。用16进制字节作为载体,异或(XOR)校验,结尾码使用回车符CR.如果主控机发送的协议,其地址码、校验码或结尾码等不正确,学习机都不作响应。

  2.1读协议

  EOT ID Read XOR CR

  读协议占5个字节,EOT是前导字符04,ID是地址码(范围01-FF,下文同),缺省为叭,可根据需要修改(见修改地址协议),Read是读协议标志52,XOR是前面3个字节的异或校验码,CR是固定的结尾码标志0D.

  2.2读协议的响应协议

  STX ID bytel byte2 byte3 byte4 XOR CR

  读协议的响应协议占8个字节,STX是响应协议的前导字符02,bytel为输出开关字节(D01-D04),按顺序使用低4位(最低位对应第一个输出开关);byte2是输入开关字节(D11-D12),按顺序使用低2位;byte3为第一个温度字节(A11),byte4为第二个温度字节(A12)。

  2.3控制协议

  STX ID Write byte XOR CR

  控制协议占6个字节,Write是写标志57,byte是输出控制信息(D01-D04),使用低4位,由此控制输出开关的状态,此协议不需要响应。

  2.4修改地址协议

  FF Write ID XOR CR

  修改地址协议占5个字节,以16进制数FF作为前导字符,ID为需要设置的新地址,范围为01-FF.学习机收到该协议后,将原样返回,随后,将新地址保存在EPROM中。以后,主控机对学习机进行读写控制将使用新地址才有效。

  3串行通信的实现

  学习机采用标准的RS-232接口,管脚与PC机上的定义一致,接口参数固定为“9600,n,8,1”,且无任何握手信号,仅使用其中的RxD,TxD和GND引脚来收发数据。

  学习机中的程序采用K Eil C工具开发,串行通信是其中的核心技术之一。STC89C52单片机采用TI作为发送中断标志,该标志可以被查询,在一帧数据发送完成时被置位。本文设计ToCom函数用来发送一个字节,首先给SBUF寄存器赋值,等待数据发送完毕后,让TI复位。SendByteS函数建立在ToCom函数的基础之上,用来发送整条协议,只需要逐个取出协议字节然后调用ToCom发送即可。这种数据发送方法简单可靠,可以方便地移植到其它单片机系统中。

  RI为接收中断标志,在接收完 一帧有效数据后被置位,此时,需要读取SBUF寄存器中的数据,并将RI标志复位,以便接收下一个字节。每一条通信协议都是一个整体,因而,需要将接收到的字节组装起来。STC89C52单片机系统传输速度较慢,中断接收时,数据常常不均匀流畅,其中存在空白间隔,给数据处理带来困难。大部分监控模块都有串口初始化函数、数据发送和接收函数,如果直接使用数据接收函数来接收数据,则由于以上问题,常常接收到残缺的数据,使 工作无法完成,尽管逻辑上没有任何错误。在具体实现上,应该在接收到第一批数据时,开始等待T时间片,将第一批数据与随后的第二批数据相加,如此继续循环,直到新的T时间片结束而无数据到达,再跳出循环。至于T时间片大小的选取,应该根据具体的模块或设备来调整,如果T过小,则一个数据包会被截成几个小的数据包;如果T过大,则会将两个以上数据包合并为一个数据包。数据接收算法如图2所示。

  从第3节可以看到,主控机发送给学习机的协议有3条,即读协议、控制协议和修改地址协议,其中最长的占6个字节。这里的数据接收缓冲区用一个长度为9的字节数组来表示,如表1所示,其中位置0用来对接收到的字节计数,位置1开始存放有效数据。如果收到5个字节,则位置0存放5,位置1~5即是有效数据,位置6以后的数据忽略。

  4测试

  学习机采用通用多功能 计算机监控系统测试软件进行测试。该测试软件基于RS-232接口,既可以充当主控机用来测试受控机,又能充当受控机用来测试主控机,而且,可以根据用户选择自动生成通信协议或对通信协议进行校验。测试软件与学习机通过一根RS-232交叉数据线进行连接,测试软件的串口参数、校验码与结尾码等均与学习机的一致。

  测试软件能够修改学习机的地址,成功控制输出开关的状态。当向学习机发送读协议时,能够准确读取输入开关、输出开关与模拟量输入的数据。用手触摸温度传感器18b20,改变输入开关的状态,测试软件也能成功读取变化后的数据。修改学习机的地址后,测试软件使用旧地址,学习机不响应;使用新地址,学习机正常响应。连续24小时,每过5秒间隔发送读协议和控制协议,学习机正常工作不死机。测试结果表明,成品机达到了设计的预期效果。

  5 应用

  图1所示学习机的硬件模型可抽象为图3所示的功能模型,其中学习机充当虚线框所在的受控机系统,除了与主控机通信外,还采集模拟量与开关量输入及开关量输出数据,同时对开关量输出进行控制。  计算机监控系统的软件一般分为主控机软件和受控机软件,对于主控程序的开发,可以根据I/0情况设计控制逻辑。学习机有4路输入和4路输出,可以分别用两路输出绑定两路输入.例如。如果丰控机检测到D11闭合,则奇即控制D01闭合,反 之亦然,对于D12和D02也可如此配对;如果A11温度升高,则D03打开(停止加热),如果A11温度降低,则D03闭合(加热),对于A12和D04也可如此配对。这是自动控制模式,也可采用手动模式,通过点击按钮来控制输出。

  主控程序可以采用C 语言、汇编语言和可视化高级语言开发,随着学习的深入,可以加入数据库,用来保存监控策略和监控数据,可以将通过串口检测到的异常数据(温度超过上限或低于下限)通过因特网发送报警信息。这样,可以用来培养学生的学习兴趣,锻炼计算机思维,提高编程水平。对串行通信协议的学习,有助于学生进一步理解后续计算机 网络课程中的TCP/IP协议,对串口的操作,可以让学生对串口在工程中的 应用产生感性认识。由于学习机携带方便,只需要串口连接线和USB连接线,因而,可以让学生以宿舍为实验室进行 实践。

  利用C语言和汇编语言来监控学习机,主要让学生理解这些语言的工程应用,在工程实践中,一般使用这两种语言开发受控机程序。对于受控机程序的实践,可以修改学习机的协议,让学生重新编写学习机中的Kdl C程序。另外,在单片机课程设计中,可以让学生模仿单片机硬件系统的开发,从绘制线路板到元器件的焊接,程序编写和下载等整个过程都过一遍。

  6结论

  本文以STC89C52单片机为核心研制了一台计算机监控学习机,通过USB接口获取电源,利用RS-232接口与上位机通信,集成了模拟量输入、开关量输入与输出,设计了通信协议,并提出了一个通用的串行通信解决方案。该学习机通过了“通用多功能计算机监控系统测试软件”的测试,用于教学,可以从大一到大四对学生进行技能强化训练,形象直观。涉及的主要课程有:C语言程序设计、汇编语言、计算机组成原理、计算机接口、计算机网络、数据库系统原理、NET技术、Java技术、单片机原理等。同样是学习相同的课程,如果引入计算机监控学习机并以此为主线对学生进行实训,对培养掌握硬件设计和软件开发的复合型人才具有重要意义。

  参考文献

  [1]IJi,Ruixian.Implementation 0f serial communication based0n MOXA multiport serial boards in VC++[C].3rd International Conference 0n Information and Computing,Zibo,2010,v2,p230 232.

  [2]Jing Shaohong,Li Xiaolu.Design 0f host computer monitoring configuration software based 0n C#[C].InternationalConference 0n Measuring Technology and MechatronicsAutomation,Changsha,2010,vl,p1000 1003.

  [3]Su,Shiping;Liu,Guiying;Luo,xi.A new power quality monitoring and management system based 0n embeddedcomputer technique[C].Proceedings-International Confer-ence 0n Intelligent Computation Technology and Automation,Nanjing,2008,p1635 1640.

  [4]Ma Yuchun,Ii Zhuang.Comprehensive Practice Researchof Professional Platform Courses Based 0n Computer Monitor Technologies[C].2011 the 13th IEEE Joint InternationalComputer Science and Information Technology Conference,Chongqing,201l,vl,p115 118.

  [5]余振华,张其善,杨东凯.基于W77E58单片机的图形液晶显示的设计与应用[J].计算机工程与应用,2008,44(22):7173+76.

  [6]姜印平,刘江江,李杰.基于MSP 430单片机的智能电池监测仪[J].仪器仪表学报,2008,29(5):1040 1043.

  计算机微机监控论文篇三

  计算机远程监控系统的技术研究

  引言

  由于计算机网络技术的迅猛发展,计算机远程监控被广泛应用在各个领域中,但在其运用过程中都需要通过鼠标操作与键盘操作来截取实时远程监控画面,在这一过程中产生了几个关键问题需要解决。例如:如何实现远端计算机数据与网络的交换,如何使远端屏幕桌面的传输及压缩更有效?以上等等都是计算机远程监控系统技术研究所面临的主要问题。

  1 远程监控系统的设计流程

  这一远程监控系统主要由服务器端与客户端程序所组成,使用之前应先把客户端程序安装至主控制计算机上,服务器端则安装于被控计算机上。接着在主控制端计算机上运行客户端应用程序,用于建立与服务端之间的远程控制,运用该远程监控系统中的控制功能来传送口令,且通过服务器端中的控制软件来执行各项远程操作,例如:截获目标计算机桌面的屏幕图形,提取且记录远程客户端的鼠标及键盘事件等方面的内容。[1]被控制计算机的屏幕图像其截获过程实质上就是客户端接收服务端屏幕图像数据传输的过程,而传输的关键则在于怎样进行屏幕图像的无损压缩和有损压缩,除此之外屏幕图像的传送还应注意屏幕图像的相关数据的传输时间,是否每一次传输都需要全部的数据等问题。

  本文通过运用应用程序中的伪消息机制以及套接字技术,来实现服务器及客户端的数据交换,以此满足远程监控和被监控。

  2 远程监控程序服务器端和客户端中的模块

  2.1远程监控程序服务器端的模块

  该远程监控系统中服务器端的模块主要有:1)网络模块,其主要职责在于监听客户端的联接,在接收到命令后做出相应的处理;2)编码模块,主要进行屏幕图片的压缩编码,常用的方法有:行程-霍夫曼编码、行程编码等[2];3)主框架模快,负责服务器端映射及息的处理信。

  2.2远程监控程序客户端的模块

  该远程监控系统中客户端的模块主要有:1)网络模块,其主要职责在于发送操作命令、连接监听端口、接收数据以及处理数据,并将接受到得图片数据反馈于本机中;2)解码模块,具有数据解码压缩的作用,该模块由用户在压缩对话框中进行选择;3)主框架模块,负责客户端映射及信息处理的;4)对话框模块,主要有网格数目以及解码、编码选择对话框(见图2)。

  3 远程监控程序具体关键技术的实现

  3.1消息模拟技术

  一般情况下,用户在运行应用程序时的鼠标操作及键盘操作都会被驱动程序截获,并把这一系列的操作信息列入系统信息的队列,以便应用程序获取消息以及处理信息。但有部分应用程序,不具备外设驱动程序的输入功能,因此必须自行模拟外设信息且发送至系统信息的队列中,即消息模拟技术。[3]针对远程监控系统而言,客户端应用程序能够对服务器端进行自由操作,换而言之服务器端的应用程序应对客户端的键盘、鼠标操作消息进行模拟。

  3.2屏幕网格化传输在屏幕图像数据中的应用

  若每一次的数据传输都包括整个图像的数据,会对服务器的日常工作带来严重的影响。比如:颜色数是24真彩色,显示配置是1024×768的典型Windows,其整个桌面屏幕图像的数据18.9Mbit,不仅使得网络宽带被大量占用,还严重影响了Windows系统其他程序的正常响应与处理,因此可采用网格化模式减少屏幕数据的传输量,即将屏幕桌面分割成数个大小一致的网格,以网格为单位向客户端传送屏幕图像数据,当接收到Refresh命令后,服务器端则只传输本机屏幕出现变化的网格数据。[4]由于桌面图像的截取与传输过程紧密连接,通常屏幕在较短时间内只发生局部变化或不变化。

  3.3针对屏幕图像压缩编码算法的优化

  桌面屏幕中全部的网格帧可称为I帧,而出现变化的网格帧则为P帧,由此可见,一旦客户端做出Refresh时,服务器端应用程序都会只传送P帧至客户端,但是服务器端的第一次Refresh任务,实际上是传送的书完整的I帧。在实际操作中,针对I帧的图形数据可直接截取且传送;P帧的网格图像数据而是相应的新屏幕图像数据减去原本图像数据的差值,也就是P帧所包括的网格数据其实是旧网格的差图。采取Huffman算法来对I帧进行压缩,运用Run Length Encoding算法来在电脑屏幕上对P帧进行压缩。

  在电脑桌面上,经常见到大片的条形及块状区域,这些区域的背景颜色相同,且占据了计算机屏幕网格图形图像的大部分,由此可见Huffman算法十分适用于I 帧的压缩。相交P帧而言,因为其网格中的图像数据是与旧图向对比的网格差图,若是网内部数据出现变化的图形图像内容不多,必定导致差图中出现大量的零值。针对这些网格图像数据,Huffman算法其压缩效率以及压缩速度都远远小于Run Length Encoding算法。因此,利用Run Length Encoding算法对P帧的数据压缩效率更高、速度更快。

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