基于WebService的远程工业控制系统研究

函数库 ，并提供 了跨平台访问的接 口。
关键词 ：远程工业控制 Ｉ三层 架构ｌ Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ；工业机器人
Ｓ ｔ ｕBaidu Nhomakorabeaｄ ｙ Ｏ ｆ Ｒｅ ｍｏ ｔ ｅ Ｉ ｎ ｄｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｏ ｎ Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ
机仿真 、 结构工程、 机械工程等方 向的研究 。
对象访 问协 议 ） 、Ｗ Ｓ Ｄ Ｌ（ Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｌ ａ ｎ ｇ ｕ ａ ｇ ｅ ，
维普资讯 http://www.cqvip.com
第１ 期
杨正祥 ，等 ：基 于 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ的远程工业控制系统研究
在 本 系 统 中 ，我 们 采 用 ＡＳ Ｐ ． ＮＥ Ｔ 开 发 了 ＷＥ Ｂ页 面 用 户 通 过 Ｗｅ ｂ浏 览 器 以 ＨＴ ＴＰ协 议 调 用 Ｗ Ｅ Ｂ 页 面 ，得 到 机 器
基于 ＨＴＴ Ｐ ，ＸＭＬ等基本 协议和标 准 ，因此更 具有开放 性和 扩展性，应用范 围更广 ，可支持异构平台［ ４ ３ 。（ ３ ）基于中间件
（ 在本 系统 中是 Ｇ Ｔ４ ０ ０ ． ｄ ｌ １ ） （ ，进 一 步 达 到 控 制 机 器 人 的 目
的计算机智能控制 系统虽 然 比基 于简单 Ｃ ／ Ｓ的计算 机智 能控
制系统的集成 性能要好 。但是仍然属于静态集成 ，这体现在 当 组件接 口改变时 ，需要对 中间件进行相应 的修改并局部重新部 署 。然而在基于 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ的计算机智 能控制 系统 中，当由 于服务的接 口改变而导致 客户端调用失败 时，客户端会 自动从 服务注册 中心 获取 已更新 的 ＷＳ Ｄ Ｌ文档 ，重 新生成调用接 口，
・ ５ ７ ・
Ｗｅ ｂ服务 描 述 语 言 ） 、 ＵＤ Ｄ Ｌ（ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ Ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｄｉ ｓ ｃ ｏ ｖ — ｅ ｒ ｙ ，ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，通 用 描 述 、发 现 和 集 成 ） 等 技 术 ，都 是
采用 Ｗ３ Ｃ组织制定 的开放性 标准 和规范 ，对 服务 的实现与 使 用进行高度的抽象 ，以消除 由于使用 不同组件模型 、操 作系统 和 编 程 语 言 所 产 生 的系 统 差 异 ，为 实 现 数 据 和 系统 的互 操 作 性 提供 了一种有效 的解决方案 ＿ ２ ］ 。 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ由服务提供者 （ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｒ ） 、服 务注 册
收 稿 日期 ： ２ ０ ０ ５ ０ ２ —０ ２ Ｉ 修 回 日期 ： ２ ０ ０ ５ ０ ３ —０ ２ 。
基金项 目： 湖北 省教 育厅重大项 目 （ ２ ｏ ０ ３ ｚ ｏ ｏ ２ ） 。 作者简介 ： 杨正祥 （ １ ９ ７ ６ 一） ， 男， 湖北汉川人 ， 硕士研究生 ， 主 要 从 事 计算机软件 、 计算机控制方 向的研究 。
Ｙａ ｎ ｇ Ｚｈ ｅ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｘｉ ｏ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｍｉ ｎ 。 ，Ｔａ ｎ Ｂａ ｏ ｈ ｕ ａ 。 ，Ｓ ｏ ｎ ｇ Ｔｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ｎ 。
（ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ．，Ｈｕ ｂ ｅ ｉ Ｐｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕｎ ｉ ｖ ． ，Ｗ ｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ６ ８ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
中典 型的设备 ，本系统采用它作 为受控对象 ，可 以为在工业 自 动化系统 中实现基 于 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 的远程 控制 提 供一个 典型 的 范 例 ，从而为先进制造 、信息家 电等其它 网络控制设备提供基 于
Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 应 用 的基 础 。
ｌ Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ技 术 导 入
之间的交互所构成 。首先 服务 提供者 使用 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ描述语 言 （ ＷＳ Ｄ Ｌ ）对组件 的功能和接 口进行 详细 的描述 和精确 的定
义 ，然 后 把 它 发 布 到 服 务 注册 中心 ；服 务 请 求 者 通 过 网 络在 服
把互联 网应用推广到控制领域 ，是一个发展趋势 。这种新 的业
所构 成） 的体 系结 构 相 比，计算 机 工业 控制 系 统 采 用 ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ 技术构造更具 有优势 ，体 现在 ： （ １ ） 由于 ｗｅ ｂ ｅｒ Ｓ ｖ ｉ ｃ ｅ 的体系结构是 松散 耦合 的，所 以采 用何 种 组件 模 型 已经 不重
要 ，只要使用统 一 的 ＷＳ Ｄ Ｌ对 所提 供 的服务 接 口进 行定 义和
中圈分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３
文献标识码 ： Ｂ
基 于 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ的远 程 工 业 控 制 系统研 究
杨 正 祥 ，熊 健 民 ，谭 保华 ， 宋 庭新
（ １ ．湖北工业大学 计算机学 院，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ８ ；２ ．湖北工业 大学 机械工程学院 ，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ８ ）
Ｏ 引言
现今 网络技术不断发展 ，互联网 已经成为 当前最重要 的信
息载体 。同时设备控制技术也相 当成熟 ，如各种基于廉价单 片
机 的微 处 理 系 统 应 用 广 泛 ，几 乎 深 入 到 各 行 各 业 ｛ 。技 术 人 员
中心 （ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｒ ｅ ｇ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ）和 服 务 请 求 者 （ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｒｅ ｑ ｕ ｅ ｓ ｔ ｏ ｒ ）
维普资讯 http://www.cqvip.com
计算机 测 量 与 控 制 ． ２ ０ ０ ６ ． １ ４ （ １ ）
・ ５ ６ ・
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ＆
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
王趣藏
文章编号： １ ６ ７ １ ～４ ５ ９ ８ （ ２ ０ ０ ６ ） ０ １ －０ ０ ５ ６ －０ ２
２ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ． ，Ｈ ｕ ｂ ｅ ｉ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕｎ ｉ ｖ ． ，Ｗ ｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ６ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｉ Ｔｈ ｅ ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｗｅ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ｅ ｘ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ．Ｔｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｓ ｔ ｈｒ ｅ ｅ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｓ ｔ ｏ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｕ ｐ，ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｅ ｃ ｌ ｉ ｅ ｎｔ（ Ｗｅ ｂ Ｐａ ｇ ｅ ）ｏ ｆ Ｗｅ ｂ Ｓｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ＡＳ Ｐ． ＮＥＴ ，ｉ ｓ ｓ ｕ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎｅ ｔ ．Ｉ ｔ ｉ ｎｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ＤＬＬ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｉ ｂｒ ａ ｒ ｙ ｏ ｆ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｏ Ｗｅ ｂ Ｓｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎｔ ，Ｓ Ｏ ｏ ｆ ｆ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈｒ ｏ ｕ ｇｈ ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｌ ａ ｙｅ ｒ ｓ ；Ｗ ｅ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｉ ｉ ｎ ｄ ｕｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ
Ｗ３ Ｃ所制定 的开 放 的 、标 准 的协议 进 行数 据 的描 述 、传输 、
交 换 ，所 用 到 的 Ｓ ＯＡＰ （ Ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ Ｏｂ ｊ ｅ ｃ ｔ Ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ， 简 单
熊健 民（ １ ９ ５ ７ 一） ， 男， 河南信阳人 ， 教授 ， 博士生 导师， 主要从事计算
务注册中心 查找 所 需 的服 务，并 获 取该 服 务 的 ＷＳ Ｄ Ｌ信 息 ，
务应 用，由于其 自身 的特点 ，对于开发 中的新技术 、新方法 的
需求 特别 突出，传统的开发模式与技术手段 已经渐渐地无法适 应这些新 的要求 。如何将先进制造 中的各种机器设备 以及信息 家 电与 互 联 网应 用 联 系 起 来 ，从 而 提 高 控 制 系 统 的性 能 ，成 为
捕薹 ：以机器人 控制为例阐述 了基于 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ（ Ｗｅ ｂ服务 ）的远程 工业控 制系统 的理论 与实现 ｌ该 系统 采用 了三层架 构．以 Ａ Ｓ Ｐ ．ＮＥ Ｔ开发了 ＷＥ Ｂ页 面作为调用 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ的客户端 ，进行 网上发布 ；该系统 还在 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ组件 中引入 运动控制器 的 ＤＬ Ｌ
人操作界面 。ＷＥ Ｂ页面再 以 Ｓ ＯＡＰ协 议 与 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ组件 通信 ，把客户端 的控 制信号 以 ｓ ｔ ｒ ｉ ｎ ｇ类 型 的参 数形 式传 递给 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ，让 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ 调 用机器人运动控制 卡的库函数
控 制 界 需 要 解 决 的 一 个 技 术 问 题 。工 业 机 器 人 是 先 进 制 造 行 业
最 后服务请求者通 过 ＷＳ Ｄ Ｌ信 息与 服务 提供者 所提 供的 服务
进 行 绑 定 ，调 用 相 应 组 件 中 的 功 能 ， 实 现 彼 此 间 的 交 互 口 ］ 。 ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ的 工 作 模 型 如 图 １ 所示 。
描述 ，异构 的客户与 服务之间、服务 与服务之间就可以实现连 接与重用 ，提 高 了 可靠 性 和重 用 性 ，开 发 和 维护 代 价更 低。 （ ２ ）基于 中间件 的计算 机智能控制 系统中 ，数据的传输 、组件 接 口的访 问、数据描述 等协议都 是各 个组件模 型 自己定义 的 ， 不 具 有 通 用 性 。 而基 于 Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ的 体 系 结 构 中 ，完 全 采 用
作为一种 问世 不久 的全新 的组件 技术 ，Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ 使 用
基 于 ＸＭＬ的 消 息 处 理 作 为 基 本 的 接 口描 述 和数 据 通 信 方 式 ，
图１ Ｗｅ ｂ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ工 作 模 型 图
与 传 统 的基 于 中 间 件 （ 由 一组 具 有 控 制 与 管 理 能 力 的组 件