基于Internet的机器人远程控制系统的软件架构

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6 I M J # 实现数据的一致性$ 网络服务器与机器人控 = T 技术实现$ 制器之间的通信利用 ,M
&"结束语
J6 @ < J@ 6 我们完成了基于 Z 的机器人远程控制 系统的软件架构"基于这个架构" 实现了移动机器 人远程控制系统的平台无关性" 跨语言平台性" 扩 展性和易维护性$ 此架构可以符合以后多机器人 控制项目的需要" 而且还满足了不同语言程序员 之间的协作开发的需要$ 参考文献!
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层$
%"企业信息系统层及核心架构
在企业应用系统的逻辑层划分中" 企业信息 J6 @ < T< I ? @7 @ ) 系统 层 通 常 包 括 企 业 资 源 规 划 ! 4 # 系统&大型机事务处理 ! 3 = I Jc < = S @ ? M >< D @O E = JJI J] # 系统& 关系数据库 ! 7 : < = J? = D 6 I M JO < M D @ ? ? I J] @ E = 6 I M J # 系统及其他在构建 [ B = 6 = Y= ? @3 = J= ] @ S @ J6 !4 4分 布式应用系统时已有的企业信息管理软件$ J6 @ < J@ 6 对于所采用的基于 Z 的多层分布式移 !4 4规范的以上技术特 动机器人远程控制系统" [ 点能够完全满足系统在网络应用上的要求$ 利用 [ !4 4的组件技术和 [ ,O服务器端软件技术实现多 层分布式网络应用"可以综合两项技术的优势" 实 现服务器程序跨语言平台设计" 有利于项目的分 工协作和集体开发" 还可以提高系统效率保证系
!6%,.,/0 1234 ,5678 ,-9
$"Y$W W在移动机器人远程控制系统中的 应用
##[ !4 4定义的分布式多层应用模型将不同性 质和用途的组件部署到不 同 类 型 的 应 用 服 务 器 !4 4规范根据企业信息系统各个组成部分 中$ [ 在功能上的区别"将整个应用系统划分为客户层& Y 层& 应用逻辑层 # 和企业 中间层! 其中可包括 L@ 信息系统层三层结构" 如图 % 所示$ 各个应用层 可分别配置在不同类型的应用服务器中$
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W规范划分的企业应用系统逻辑层 图 #"基于 Y$W
$’ #"客户层 客户层用作与企业信息系统的用户进行交互 以及显示根据特定业务规则进行计算后的结果$ !4 4规范的客户端可以是基于 L@ Y 的" 也 基于 [ # 应用程 Y 的独立 ! ,6 = JG 9 E M J@ 可以是不基于 L@ 序$ Y的[ !4 4客户端应用中" 用户在 在基于 L@ ( *$!(
%!) ’% 收稿日期!!$$()
3 = < P>T 5 = J] >= ] @ "超文本链接标示语言# 代码和嵌 = A = 入其中的 [ 代码组成" 服务器在页面被客户端 = A = : ) 请求后执行这些 [ 代码" 然后生成动态的 8 3 5页面在客户端显示出来$ [ ,O程序运行在服务 器端"实现了客户端的零安装" 利于系统的维护" J6 @ < ) 使系统具有更好的可扩张性和灵活性" 适于 Z J@ 6 F Z ,O具有明显 的应用$ 和传统的 ; 相比较" [ ,O使用线程方式提供服务" 不必对每个 的优势$ [ 请求都启动一个进程" 并且利用多线程机制同时 为多个请求服务"具有很高的效率$ 在速度上" 传 F Z 统的 ; 程序需要使用系统的标准输入输出设备 ,O是直接和服务器 来实现动态网页的生成" 而 [ ,O是专门面向 L@ Y 应用开发 相关联的$ 另外" [ ,O页面组 而设计的规范" 可以很方便地将许多 [ L@ Y $ 合成为一个 应用程序
#"Y$W W的关键技术及特点
[ !4 4是由 ,>J 公司制订的软件开发规范" 其 = A = = A = 体系结构建立在 [ 技术基础上$ [ 技术的突 出特点是平台无关性" 可以实现一次编程到处使 = A = 用$ [ 编程语言是完全意义上的面向对象的编 程语言" 具 有 清 晰 的 概 念 结 构" 适 合 于 模 块 化 设 = A = J6 @ < J@ 6 计$ 同时"[ 还是一种安全可靠的面向 Z !4 !4 4规范定义基于组件 4 [ R J6 @ < ) 的开发工具$ [ # 的方式设计& 开发& 组装和部署企 T< I ? @[ = A = R @ = J? !4 4规范还定义 业应用系统的各个组成部分$ [ 了分布式多层应用系统模型& 组件重用策略& 一致 !4 4 化的安全模型以及灵活的事务控制策略等$ [ ##
# "男"湖南浏阳人"硕士研究生"主要研究检测技术和自动化装置$ 作者简介!杜华亮! %&**)
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! 冶金自动化" !$$& 年 ,%
平台独立&基于组件技术的解决方案不受软件产 品类型和不同应用环境的制约$ [ !4 4规范定义的组件主要包括’ 应用客户组 [ R企业级 [ = A = < A E @ 6 = A = ![ 件 "4 组件",@ 服务器端小 ,O组件和 9 TTE @ 6 = A = ![ 程序# 与 [ 用户端小程序# $ [ !4 4安 全 模 型 允 许 配 置 一 个 L@ Y 组件或 4 [ R组 件" 使 系 统 资 源 只 能 由 授 权 的 用 户 访 问$ [ R组件可以被配置成只让特定团体中的成 一个 4 员调用其某些方法" 或可以配置成让某个组织中 的所有人都能访问其某些方法" 同时只让该组织 中的某些享有特权的人访问其中一些方法$ !4 4的技术特点非常适合于在网络应 此外" [ 用开发中将控制逻辑& 视图& 流程控制模块进行分 离"实现网页和控制逻辑的松耦合" 使整个网络应 用更容易合作开发和维护" 其基于组件的模块化 编程方式可以提高代码的可重用性和系统的开发 效率$ Y 服务器中下载 L@ Y 客户端启动浏览器后" 从 L@ : 3 5页面或由 [ ,O或 ,@ < A E @ 6 层中的静态 8 动态生 : 3 5页面$ 成的 8 Y的[ !4 4客户端应用中" 独立 在不基于 L@ J6 @ < J@ 6 的客户端应用程序可以运行在一些基于 Z 的系统中"比如手持设备或汽车电话等$ 同样" 这 = A =9 TTE @ 6 些独立的应用也可以运行在客户端的 [ 中$ 这种类型 的 客 户 端 应 用 程 序 可 以 在 不 经 过 L@ Y 层的情况下直接访问部署在 4 [ R容器 ! 4 [ R # 中的 4 [ R组件$ ; M J6 = I J@ < $’ $"3* 4服务层 [ !4 4规 范 定 义 的 L@ Y 层由 [ ,O页 面& 基 于 L@ Y的[ = A =9 TTE @ 6 : 3 5页面 以及用于动态生成 8 < A E @ 6 的 ,@ 构成$ 这些基本元素在组装过程中通过 Y 组件$ 运行在 L@ Y 层中的 L@ Y 打包来创建 L@ Y 容器来支持诸如响应客户请求以及 组件依赖 L@ [ R组件等功能$ 查询 4 $’ %"应用逻辑层 !4 4规范构建的企业信息系统中" 将 在基于 [ 解决或满足特定业务领域业务规则的代码构建成 [ R组件$ 4 [ R组件可以完成从客 为业务层中的 4 户端应用程序中接收数据" 按照业务规则对数据 进行处理"将处理结果发送到企业信息系统层进 行存储"从存储系统中检索数据以及将数据发送 [ R 回客户端等功能$ 部署和运行在业务层中的 4 [ R容器来管理诸如事务& 生命期& 状 组件依赖于 4 态转换&多线程以及资源存储等$ 这样" 由业务层 Y 层构成了多层分布式应用体系中的中间 和 L@
H"I !""#$% &""’()*%(+, :$6EF2 8%.;%0 G!EF2 <73 5$6012 ?@@> -$./’$%0 EF2J !"#$ 1234 KL MNJ ! " # $ %&’ 324562 8=!> 78324 7890
相关的环境数据$ ! ! # 服务器层$ 包括 L@ Y 服务器和应用服务 Y 服务器为用户提供 8 : : O服务" 定义机 器$ L@ 器人远程控制系统的主界面& 用户注册登录界面 及控制界 面 等" 实 现 用 户 与 机 器 人 之 间 的 交 互$ < >6 ? U ;结构" 实现网页 软件结构采用基于 ,6 的3 " 和控制逻辑的松耦合 使整个网站更容易维护和 !4 4的 组 件 技 术 合作开 发$ 应 用 服 务 器 利 用 [ 4 [ R来实现用户管理和机器人控制逻辑的程序设 [ R的模块化程序能够提高代码的可重用性 计 "4 和系统的开发效率$ ! ’ # 后端系统层$ 相关数据库" 机器人本地控 制系统! 包括机器人控制器& 运动机器人 # 组成后 I D < M ? M c 6 ,e 5,@ < A @ < !$$$ 建立机器 端系统层$ 用 3 B R ; = A =B = 6 =R = ? @; M JJ@ D ) ![ 人相关数据库"利用 [
! 冶金自动化" !$$& 年 ,%
统的安全性和可靠性$ 移动机器人远程控制系统的软件架构主要分 为三层’客户层& 服务器层和后端系统层$ 其中" 客户层驻留在用户计算机中" 服务器层位于机器 人网络服务器上"后端系统层为数据库& 机器人控 !4 4规范 制器和机器人系统$ 图 ! 所示为基于 [ 设计的移动机器人远程控制系统的核心架构图$
!"引言
J6 @ < J@ 6 基于 Z 的远程控制机器人系统" 结合了 传统的机器人控制技术与先进的网络通信技术$ 它可以被应用于危险环境下的远程作业& 远程医 疗&远程教学&远程监护以及传统生产模式的改造 等众多 方 面" 具 有 广 阔 的 应 用 前 景$ 因 此" 基 于 Z J6 @ < J@ 6 的远程控制机器人系统的研究" 成为当今 J6 @ < J@ 6 世界的一个前沿课题和热点问题$ 基于 Z 的远程控制系统软件设计与传统的遥操作系统相 比具有一些新的特点$ ! % # 稳定性"除了机器人自身控制系统的稳定 性外"还有网络服务器的稳定性" 能经受长时间的 向网络用户提供服务" 在同一时间向大量用户提 供服务$ ! ! # 系统易于维护$ ! ’ # 系统易于扩充更多的新功能$ 传统的遥操作控制系统中" 网络应用开发使 !; " 公共网关接 F Z M S S M J F = 6 @ N = XZ J6 @ < c = D @ 用的 ; 口# 技术"每一个用户访问就需要新增加一个进程 Y 服务器 来处理" 进程的不断建立和销毁对于 L@ 是一个不小的负担$ 本文中机器人远程控制系统的网络应用程序 ! 面向网络应用程序开 = A = 的设计采用的是基于 [ !4 4技术$ 用户控制界面 ! 视 发的编程语言 # 的 [ ![ ’ !4 4的组件技术 [ ,O = A =,@ < A @ < O = ] @ 图# 利用 [ ,O是用于开发服 服务器端页面运行程序# 开发$ [ ,O页面由 8 : 3 5 X T@ < 6 @ K 6 !8 务器端的软件技术" [ ##
! 冶金自动Leabharlann " !$$& 年 ,%
< = * 6 < * = 基于 ( 的机器人远程控制系统的软件架构
杜华亮&李小坚
! 北方工业大学 机电工程学院"北京 %$$%11 # J6 @ < J@ 6 !4 4 = A = ! 4 J6 @ < T< I ? @4 GI ) ![ 摘要!对基于 Z 的机器人远程控制系统的软件架构进行了深入的研究"采用了 [ 6 I M J"[ = A = ! 企业版# 组件技术的最新网络应用解决方案" 对控制系统的网络应用进行了开发$ 系统采用基于 [ !4 4的三层体系结构的方式使得系统具有很强的伸缩性& 通用性& 兼容性和可操作性" 每一层能够专注于特定 的角色和功能$ %远程控制%[ %机器人 J6 @ < J@ 6 !4 4 关键词!Z