計算機網絡自動檢測控制系統的軟件開發與設計

張焱 段浩杰 王昺翔

摘要：計算機網絡自動檢測控制系統能夠對系統進行遠程檢測和診斷，在系統發生故障時能夠自動檢測和識別，并將所發現的故障進行隔離，從而避免影響網絡正常工作。文章對計算機網絡自動檢測與控制系統軟件開發與設計中的主要環節及各功能模塊進行了分析與討論。

關鍵詞：計算機;自動檢測;控制系統;軟件開發

中圖法分類號：TP311文獻標識碼：A

Software development and design of automatic detectioncontrol system for computer network

ZHANG Yan，DUAN Haojie，WANG Bingxiang

（Inner Mongolia Kunming Cigarette Limited Liability Company，Hohhot 010030，China）

Abstract：The automatic detection and control system of the computer network enables remotedetection and diagnosis of the control system， automatic detection and identification in case of systemfailure， and isolation of the detected faults so as not to affect the normal operation of the wholenetwork. The article analyzes and discusses the main aspects and functional modules in the softwaredevelopment and design of the automatic detection and control system.

Key words： computer，automatic detection， control system，software development

21世紀以來，計算機網絡技術在經濟和科技的快速發展下取得了巨大突破。計算機網絡系統依附于巨大的數字網絡體系，計算機網絡自動檢測控制系統無法依靠現存的人工能力來解決計算機在運行中產生的問題（包括其影響計算機運行的不穩定因素），傳統網絡工作已無法滿足計算機技術的發展。因此，針對計算機網絡自動檢測控制系統的研究就非常有意義。

1整體設計

1.1整體結構

整體方案的設計關系到計算機網絡自動檢測控制系統軟件設計的走向，檢測裝置的用戶分布的區域范圍廣，是不受控制的，經由計算機網絡傳輸至服務器，再經過分析和處理后，最終將其發送給用戶。在與計算機網絡自動檢測控制系統的互相配合下，該系統可以實現對用戶界面的處理，并對特定的探測單元進行有效控制。檢測單元是整個系統的關鍵部件，它直接影響整個系統的運行，在相應的接口的支持下，將被檢測的部件與接收端相連，然后進行信號的采集和輸出。計算機網絡自動檢測控制系統以服務端為中心，分析并處理用戶數據，并向客戶反饋最終的數據。計算機網絡通信連接了客戶端和服務端，它的適用性確保了網絡規范和通信的一致性。數據庫在計算機網絡自動檢測控制系統中占有舉足輕重的地位，存儲和讀取數據是其核心功能，數據庫中數據的續寫需要通過服務器完成。

1.2硬件平臺

在系統的總體架構設計中，硬件平臺的搭建是必不可少的。硬件平臺上所涵蓋的內容很多，如開關系統，檢測控制器等。在實際運行中，PXI，VXI 等總線測試系統的應用較為廣泛。在選擇硬件時要注意考慮多種因素，確保其科學性和合理性，并滿足系統的工作需要。

1.3通信模式

最常用的通信模式是 C/S，與其他通信模式相比，它具有比較強的優勢。在塑造多個用戶與服務器角色的同時，在客戶端虛擬設備的運行操作中，其也起到了關鍵作用;多個計算機完成各自的功能，承擔不同的服務器和使用者的角色，通過網絡環境，對數據進行遠程檢測和處理。

1.4 PID 控制算法

PID 控制算法具有實際應用周期長、應用范圍廣、便捷、適用功能強等特點[1]?；诋斍暗膶嶋H應用狀況，在計算機網絡自動檢測控制系統中，PID 控制算法得到了很好的應用，使有關問題得以快速高效的解決，極大的提高了計算機網絡的工作效率。利用外部傳感器進行參數采集，采用 A/D 技術進行數據變換，并將其發送至控制器，以達到高效的接收效果。傳統計算方法有一定的局限性，會對運算精度造成一定的負面影響。在實際應用中，控制算法的使用會受到很多因素的影響，因此需要有經驗的技術人員進行周期性調節，以確保其正常使用。為提高系統的實時性，采用 PB 神經網絡與常規控制方法相結合，既可以提高運算精度，又可以調節參數。

1.5 BP 神經算法

神經元的數學模型算法受到了重視，經過有關專家和學者的不懈努力，它在很多方面得到了廣泛應用。在當今世界經濟與技術的飛速發展下，在具體實踐中，計算機網絡自動檢測控制系統的數據上升速度加快，但由于傳統計算機控制方式存在諸多問題，無法滿足當代高效、精準、快速的要求，因此計算機網絡自動檢測控制系統應用于行業發展中，是智能技術發展的趨勢和社會應用的要求。BP 神經算法具體模式由前向式和反向式兩個階段構成。其具體算法表現形式為：首先，計算已經收集好的數據;其次，將已收集處理好的信息通過系統做進一步的傳輸;再次，通過加權法計算后的數據會在下一步傳輸的數據基礎上有一定的改變[2]。將其與相應的預設值進行比較，得到整體誤差，并將其反向傳播。在信號反饋之后，通過反復學習和修正相關數據，即可以迅速、精確地調節輸出，盡量減小外部環境對系統的影響。

1.6數據表設計

在此系統的 E?R 圖設計完成后，必須將其轉換為一種相互關聯的模式，這就要求在數據庫中專門設計表格。在本系統的設計工作中，以使用關系型數據庫為主。關系型數據庫對各數據間的關系形式呈現更為清晰和準確，關系型數據庫的設計原理如下：（1）對數據信息有一定的標準要求，可以避免數據出現過多的重復;（2）數據庫表格在降低數據的重復率上效果可以達到最優;（3）在數據庫的設計中，為方便編寫程序，通常將操作和結構設計相融通，常常會產生大量的冗余數據。雖然這和第二個條件有些矛盾，但考慮到設備的等級和型號，這些數據并不會影響內存，它可以有效地減少程序的工作量，這個方法經常被用于設計[3]。

2工作過程與功能模塊

2.1系統軟件工作過程

在計算機網絡自動檢測控制系統中，應滿足安全、高效的要求，對工作過程進行了詳細分析：（1）用戶登陸被測系統;（2）對用戶進行身份認證，并與遠程服務器進行連接;（3）成功登陸;（4）將被測對象成功地與試驗裝置的相應界面進行連接;（5）對激勵信號控制進行檢測;（6）將檢測到的數據傳送給服務器;（7）通過檢測診斷程序對檢測數據進行分析和處理;（8）通過檢測診斷程序將檢測數據處理的結果返回到上一層;（9）將檢測診斷程序診斷的結果顯示在客戶端上。

2.2系統軟件功能模塊

（1）系統管理模塊

系統管理模塊的主要作用是記錄用戶端的配置狀況，若客戶端的數據發生變化，系統管理模塊便會對其各項數據進行詳細記錄。系統管理模塊可以通過操作管理方法遠程檢測用戶的請求，并對用戶的請求進行詳細分析和計算。只有完全使用系統管理模塊相關程序，才能確保用戶的請求命令有序進行。系統數據是操作人員管理的主要工作，檢測任務管理的主要作用是檢測系統故障診斷，并將檢測故障結果數據存儲起來。檢測、診斷、分析、存儲等多個流程共同構成了計算機網絡。計算機網絡自動檢測控制系統的正常運行與系統管理模塊的流程緊密相連。根據系統功能特點，軟件功能模塊如圖1所示。

（2）分析診斷模塊

在對系統進行檢測的過程中，分析診斷模塊的主要功能是對故障進行在線診斷，并進行故障定位和隔離，以確保系統正常運行。分析診斷模塊具有在線診斷功能，以及具有高效、準確等特點，該系統能夠根據現場實際狀況進行故障定位，防止產生更大的影響，并具有專家系統的輔助功能。

（3）網絡通信模塊

可通過多種方式使用網絡通信模塊的功能，網絡通信連接、數據傳輸、數據接收是網絡通信模塊應用最為廣泛的方式。服務器與客戶端成功連接可以完成數據輸送，必須先完成數據傳送，才能進行數據分析和接收，然后建立緩沖區，從用戶端傳輸來的數據，可以放到緩沖中，作為后續工作的輔助[4]。當數據資料傳送時，用戶端會接收從緩沖中傳送來的數據資料。不管是服務平臺的網絡通信功能還是客戶端平臺的網絡通信功能，都具有相似的特定功能，它們都是基于網絡中的結點相互通信而建立起可靠、穩定的聯系，可以通過發送和接收信息，實現整個網絡的通信。

（4）檢測資源模塊

在計算機自動檢測過程中，檢測適配器模塊的文件，并將檢測到的適配器相關信息進行儲存是檢測資源模塊的主要作用，檢測資源模塊實現了計算機對系統的自動檢查。對配置模型文件、適配器文件進行修改，整合適配器模型中的資料信息可以滿足用戶的個人需要。

（5）檢測執行模塊

檢測模塊集中了設備的各種功能和控制方式，通過與數據庫連接，可對系統進行檢測和驗證。檢測執行模塊包含對控制和激勵信號的檢測。利用檢測控制方法探測系統資源，由所述輸入激勵信號獲得相應的輸出信號，為所述激勵信號所獲取的輸出對應信號提供了支撐。

3軟件設計

計算機網絡自動檢測控制系統的軟件設計主要涵蓋通信設計、數據庫設計、客戶端設計和服務器設計。協議選擇室系統是計算機網絡自動檢測控制系統軟件設計的一個關鍵因素，其中 DSTP 協議是應用中最被認可的系統。多線程技術在計算機網絡自動檢測控制系統的客戶端中設計了登錄界面，只有在通過客戶端系統登陸界面的驗證后才可進入功能界面，從而進行下一步操作。在計算機網絡自動檢測控制系統的軟件設計中，還設計了遠程操作、信號設置、用戶管理、結果發布、模擬輸入與輸出等程序。

3.1通信設計

在計算機網絡自動檢測控制系統中，通信設計在各組件之間的聯系起到了重要作用，DSTP 協議能夠達到這個目的，它的功能非常強大，可以支持各種數據傳送協議、分析 URL、確保協議的使用。數據接收與傳輸通信不受干擾，從而可以對數據項目進行設計和分析。

3.2數據庫設計

數據庫在計算機網絡自動檢測控制系統中所發揮的作用是無可替代的。利用 VItest 數據庫對計算機網絡自動檢測控制信息通過 VItest 數據庫進行有效管理，設備信息表、用戶信息表等其他信息表都包含在數據庫信息管理中，因此在計算機網絡自動檢測控制系統中需要注重對數據庫的設計，以及對系統維護與使用者的相關信息進行存儲。

3.3客戶端設計

通過客戶端設計可對計算機網絡自動檢測控制系統的功能要求進行分析，多線程技術是客戶端檢測用戶程序設計的有效方法之一，與其他技術相比，多線程技術具有很多優勢，可以同時滿足多種激勵信號的輸入和采集需求，以及滿足數據通信的要求?？蛻舳斯ぷ髁魇呛車乐數?，需按照用戶登錄、身份驗證、系統控制界面選擇相應程序的步驟來進行。

在控制面板的設計上，建議使用多個面板，這樣操作會更加快捷和方便。利用 LabVIEW 中的 SubPanel 方法進行 VI 的動態加載，這節省了系統的存儲空間，保證系統正常運行。

在客戶端設計中，通過條件結構與事件結構實現激勵信號組態 VI 模塊的設計，使用者的信號配置可以使激發信號發生改變。采用電壓測量程序、模擬信號測量程序等對激勵信號進行采集，這些程序彼此之間是不會互相影響運行的。用戶登錄 VI 模塊的功能是獨立的，用戶登錄后將信息保存至數據庫，在進行身份認證時，只要登陸用戶的數據庫，然后登陸系統。在用戶管理模塊中使用了有條件結構的程序設計來實現相關功能，包括添加用戶和刪除用戶等。

3.4服務器設計

服務器程序設計涉及的問題很多，所以其設計相對復雜。計算機網絡自動檢測控制系統面對的使用者是數以萬計的，為了使用戶需求都能得到實現，采用并發處理的方法是最具有實施效果的，并發處理方法在計算機網絡檢測中的實際反應和效率占具優勢地位。并發處理方式包含用戶請求線程的處理、服務程序的管理。并發處理方式采用事件觸發機制實現各個程序之間的協同。

4系統檢測軟件檢驗

通過對波形的測試和分析，我們對所設計的測試系統進行了測試。兩個客戶端將所獲得的模擬信號分別傳送給服務器端，由服務器端對所測得的波形進行分析，再將測試結果反饋給客戶端。數據分析如表1所列。

5結語

隨著人們對計算機網絡的要求越來越高，計算機網絡自動檢測控制技術成為計算機網絡技術的重要組成部分。整體方案的設計和硬件平臺的構建對系統設計起到了輔助作用。實時和精確的數據傳送是決定系統使用效果的關鍵。隨著計算機技術的不斷發展，該系統將在今后的一段時間里繼續完善。

參考文獻：

[1]劉曜碩，郭昱瑩.計算機網絡自動檢測控制系統軟件開發設計分析[J].中國新通信，2021，23（15）：91?92.

[2]李禮.計算機網絡自動檢測控制系統軟件開發設計探索[J].電腦知識與技術，2017，13（26）：34?35.

[3]高昕.計算機網絡技術在檢測數據自動處理方面的應用[J].中外交流，2020（23）：28.

[4]任鈞，張竹欣，張文斌.計算機網絡安全自動檢測控制系統軟件設計[J].數字化用戶，2019，25（21）：121.

作者簡介：

張焱（1986—），本科，工程師，研究方向：信息化。段浩杰（1987—），本科，研究方向：信息化。

王昺翔（1990—），碩士，工程師，研究方向：網絡安全。