CN101086667A - 一种远程控制的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种远程控制的系统，包括远程端计算机、本地服务器和测试仪器，其中，还包括：仪器测控装置，设置于远程端计算机中，用于发送源数据格式的控制信令，接收和显示测试仪器生成的测试信息；远程端转换装置，与远程端计算机和Internet网络连接，用于将控制信令由源数据格式转换为网络传输格式，向Internet网络传送，或将测试信息由网络传输格式转换成源数据格式，发送至远程端计算机；数据转换装置，设置于本地服务器中，用于将控制信令由网络传输格式转换为源数据格式，发送至测试仪器，或将测试信息由源数据格式转换为网络传输格式，向Internet网络传送；此外，本发明还提出了一种使用上述系统实现远程控制的方法。

Description

一种远程控制的系统和方法

技术领域

本发明涉及远程控制领域，特别是有关于一种远程控制的系统和方法。

背景技术

面对基于计算机控制的测试仪器，实现其远程操作的方案分两大类：依赖于控制仪器的源代码方案和不依赖源代码的方案。依赖于源代码的方案可以通过对测试仪器软件系统升级或对测试仪器数据测控系统的改造实现。已有的不依赖源代码的解决方案又可细分为三个层次：1，截获测试仪器计算机的人机交互接口信息，通过远程操作测试仪器计算机系统来实现测试仪器的远程操作；2；通过Netmeeting或类木马软件控制计算机软件系统来远程操作测试仪器的计算机软件系统，从而实现测试仪器的远程操作；3，应用软件测控技术实现对测试仪器的软件进行远程操作，从而实现测试仪器的远程操作。

网络化远程控制的最大特点就是可以实现资源共享，使现有资源得到充分利用，从而实现多系统、多用户的协同操作。它解决了已有总线在仪器台数上的限制，使一台仪器为更多的用户使用，实现测量信息的共享，实现整个测控过程的高度自动化、智能化，同时减少了硬件的设置，有效降低了系统的成本。另外，网络可以不受地域限制，这就决定了网络化测控系统可以实现远程测控，使测试人员不受时间和空间的限制，随时随地获取所需的信息，同时网络化远程控制系统还可以实现被测控设备的远距离测试与诊断，这样可以提高测试效率，减少测试人员的工作量。正是由于网络化远程控制系统的这些优点，使得网络化远程控制的实现技术倍受关注。

国际上，大型测试仪器存在远程控制的发展趋势，不仅是因为能够提高仪器的使用效率、节约成本，而且支持多名用户异地实时联合操作仪器实验，能够聚集多人的智慧，提高实验水平，还是一种打破时空界限的科研方式，可能促进科研方式的变革。但基于Internet公共网络环境下，以远程实时操作实验为目的的大型测试仪器远程共享系统目前在国际上仍处于起步阶段。

中国发明专利“远程控制医疗仪器的方法及其装置”(公开号CN1533739)该方案针对具有符合医用数字影像通信的控制命令组的医疗仪器，是依赖于充分掌握了仪器的控制逻辑和控制接口，属于依赖于仪器控制源代码方案的范畴，这种方案针对性强，适用的仪器种类有限，通用性低、因而推广性也不高。

已有的远程测控技术存在以下局限性：实时性的通信模型可能造成系统不稳定；依赖于操控平台；存在安全性方面的威胁等。目前，网络化远程控制系统的发展趋势是使测量和控制在限定范围的延时和可靠传输，否则可能造成系统不稳定甚至造成事故；实现操控平台的无关性，软硬件必须互联网协议化，兼容性强，达到系统的设计不依赖特定供应商的设备、计算机硬件和软件技术；提高系统、软硬件的安全性设计。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提出一种远程控制的系统，该远程控制系统既要保证能够将数据传输到远程端，还要保证本地测试仪器接收到的指令与远程端计算机系统发出的指令源码完全相同，以及远端计算机系统接收到的数据与本地计算机系统所直接接收到的数据完全相同——都是测试仪器产生的源数据。

同时还可以实现正在进行信息交互的计算机和测试仪器被其他计算机监视，观测，实现一个控制端、多个观测端。在不更改测试仪器、计算机系统的前提下，实现远程控制测试仪器，多个异地用户实时或者事后观测操作仪器的运行，与在仪器端观测仪器运行一样

为实现上述目的，本发明提出了一种(待权利要求书确认后由代理人补上)

本发明所提出的远程控制测试仪器系统及其方法，使科学家们就可以在Internet网上在线操作测试仪器，在线实时获取所需的数据，同时，还可以使Internet网上异地的科学家通过文字、语音、图像进行实时或事后的观测和监控，充分参与和协助实验的进行。

附图说明

图1是本发明远程控制仪器的系统示意图；

图2、图3和图4是利用网络服务器组网的系统示意图；

图5、图6是本发明第一种具有监控功能的系统示意图；

图7是本发明第二种具有监控功能的系统示意图；

图8是本发明系统中各个装置的功能示意图；

图9是本发明控制指令和操作过程信息的传送流程图；

图10是测试仪器生成的测试信息的传送流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体说明。

图1是本发明远程控制测试仪器的系统示意图。如图所示，该系统包括：远程端计算机110，远程端转换装置120、Internet网络130、本地服务器140和测试仪器150。其中，远程端计算机110中设置有仪器测控装置100，而本地服务器140中设置有数据转换装置。远程端计算机110与远程端转换装置120通过原通信方式连接，用户操作仪器测控装置100向本地测试仪器发送控制信令，该控制信令为协议A格式，A格式是原测试仪器与其本地控制计算机相通信的数据格式，也是原本地计算机上仪器测控程序可以识别的，远程端转换装置120与Internet网络130通过接口连接，本地服务器140与Internet网络130通过接口连接，在远程端转换装置120和本地服务器140之间是通过网络传输格式B传输数据的。而远程端转换装置120则是将控制信令由A格式转换为网络传输格式B，本地服务器140与测试仪器150之间通过协议A格式通信连接，控制信令在本地服务器140中，由数据转换装置再转换为测试仪器可以识别的A格式，然后发送至测试仪器150，测试仪器自身不需要做任何的改进，可以直接识别控制信令源码，根据信令进行相应的操作。生成测试信息，将测试信息发送至本地服务器140，此时的测试信息为A格式的源数据，为了通过远程网络传输，本地服务器140中的数据转换模块还需要将测试信息由A格式转换为B格式，再向Internet网络130发送，而远程端转换装置120接受测试信息后，再将测试信息转换为源数据格式A格式，发送给远程端计算机110中的仪器测控装置100。本发明中仪器测控装置和测试仪器都只识别相同的源数据。

其中协议A通信格式可以是串行通信格式、并行通信格式、以太网通信格式或USB通信格式；协议B格式可以接入有线网络或无线网络。本地服务器140将源数据转换成网络传输格式数据，再通过Internet网络130将数据传输到远程端，而远程端转换装置则将网络传输格式的数据还原成源数据，源数据直接输入到远端的计算机系统；远程端转换装置120将控制指令源码转换成网络传输格式的数据，通过Internet网络130将数据传到本地，而本地服务器140中的数据转换装置则将网络传输格式的数据还原成控制指令源码。

在远程端转换装置还包括：远程端加密/解密装置，用于对将要发送的控制信令先进行加密再转换为网络传输格式发送；而对接收的测试信息则先转换为源数据格式后再进行解密，以提高系统在利用公共网络实现远程控制的过程中的安全性；与此对应的，在本地服务器也设置有：本地加密/解密装置，与数据转换装置连接，用于对从Internet网络传送来的控制信令先转换数据格式，然后再进行解密；此外对将要发送的测试信息则先进行加密然后再转换为网络传输格式发送。

图2、图3和图4是本发明利用网路服务器组网的系统示意图。如图所示，上述发明中测试仪器和远程端计算机使用的是单一IP地址，鉴于实际应用中在本地往往有多个测试仪器，而在某一远程端，则同样有可能存在多个计算机，为了充分利用网络资源，本系统中还可以设置有：网路服务器210，用于在本地或远程端组网，使多个测试仪器或者远程端计算机共用一个IP地址与Internet网络连接。

在图2中网络服务器210通过集线器(Hub)与多个远程端转换装置120连接，每个远程端转换装置120又分别和一台远程端计算机连接，这样可使多个同地的远程端计算机在Internet网络上共用一个IP地址，与异地的多个测试仪器连接，

在图3中，远程端计算机110要先访问位于Internet网中的网路服务器210，再通过网络服务器210，去访问测试仪器150，从而使异地的多个远程端计算机也可以共用同一个IP地址连接测试仪器。其中，远程端计算机和网路服务器都具有独立的IP地址。

在图4中，网络服务器210一端与Internet网络连接，一端通过集线器(Hub)与多个本地服务器140连接，每个本地服务器140又与所属的测试仪器150连接，从而可以使同地的多个测试仪器共用一个IP地址与Internet网络连接。

为了管理系统，本地服务器150还具有测试仪器的开启，初始化、测试、关闭等功能，对申请连接测试仪器的远程端计算机，进行授权，并根据不同的网络传输格式进行相应的设置，完成数据格式的转换。

此外，本地还设置有本地计算机，本地计算机直接与本地服务器连接，本地计算机中也包括仪器测控装置，和远程端计算机一样，用于通过仪器测控装置发出控制信令，控制测试仪器的工作，接收并显示测试仪器生成的测试信息，但是，本地计算机发出的控制信令为源数据格式，不需要在本地服务器中进行数据格式的转换，就可以直接转发至测试仪器。

本发明所提出的远程控制实现方案是具有通用性的，因此，适用于基于计算机测控的多种测试仪器。所涉及的测试仪器可以是由计算机测控的分析测试仪器、电子测量仪器、计量仪器和专用仪器，或其他测试仪器。

图5、图6和图7是本发明两种具有监控功能的示意图。如图所示，当系统中包括本地计算机510和/或其他远程端计算机110时，为了实现对正在进行实验的计算机和测试仪器150的信息交互进行监视，在各个远程端计算机110和本地计算机510中都设置有仪器监控装置520。正在进行实验的计算机和作为观测端的计算机中的仪器监控装置520是一样的，只是，进行实验的计算机中仪器监控装置520用于实时监视仪器测控装置100的操作，记录用户通过鼠标、键盘对仪器测控装置100进行操作的过程信息，并将记录的操作过程信息以网络传输格式发送至本地服务器140，本地服务器140中设置有本地转发装置，用于将收到的操作过程信息和测试仪器发送的测试信息转发至获准观测实验的远程端计算机110，或者直接发送至本地计算机510。

而作为观测端计算机中的仪器监控装置，则是用于接收操作过程信息，并启动仪器测控装置，按照操作过程信息中记录的用户通过鼠标、键盘进行的操作流程，控制仪器测控装置进行相同的操作，产生对应的控制信令显示给用户。而仪器测控装置发出的控制信令被发送至远程端转换装置后，保存起来不发送出去。同时，仪器测控装置还按照时间流程，显示接收到的测试仪器生成的测试信息。完成全部的观测。

在图5中，本地计算机和远程端计算机可以实现相互的观测功能，出于安全的考虑，远程端计算机的观测需要得到本地计算机的许可授权；在图6中，由于操作过程信息一直为网络传输格式，不需要进行格式转换，所以作为观测端的计算机可以直接通过集线器(Hub)610连接Internet网络，接收操作过程信息；在图7中，作为观测端的计算机又包括了多个远程端计算机，其观测原理与图5、图6相同。

图8是系统中各个装置的功能示意图。如图所示，包括：

远程端计算机R1(对测试仪器进行操作的)，其中的仪器测控装置按照用户的操作生成A格式的控制信令O，发送至远程端转换装置；仪器监控装置监视仪器测控装置的操作，记录操作过程信息，并编码、打包，以B格式发送至远程端转换装置；仪器测控装置接收A格式的仪器测试信息O，显示给用户。

远程端转换装置C1，用于接收A格式的控制指令O，将其转换成B格式的指令N，发送给本地服务器S；将B格式软件操作过程信息发送给本地服务器S；接收B格式的仪器测试信息N，将其转换成A格式的信息O，发送给仪器测控装置。

本地服务器S，用于接收B格式的控制仪器指令N，将其转换成A格式的指令O，发送给测试仪器；接收B格式软件操作过程信息发送给观测端的远程端转换装置C或发送至本地计算机中的仪器监控装置；接收作为观测端的本地计算机仪器测控装置发出的A格式的仪器控制指令O，保存比较，不发送给测试仪器；接收测试仪器生成的A格式的仪器测试信息O，将其转换成B格式的信息N，发送给与之连接的各远程端转换装置。

本地计算机L，其中的仪器监控装置接收B格式的仪器软件操作过程信息，对仪器测控装置产生一样的操作系列，显示操作流程，产生A格式的控制仪器指令O；仪器测控装置接收测试仪器生成的A格式仪器测试信息O，显示给用户。

远程端转换装置C2、C3，用于接收B格式仪器操作过程信息和测试信息，发送B格式操作过程信息至远程观测端计算机R2、R3，将B格式测试信息转换为A格式的测试信息，发送至远程观测端计算机R2、R3；同时保存远程观测端计算机R2、R3发送的控制信令。

观测端计算机R2、R3，其中的仪器监控装置根据接收的操作过程信息，启动仪器测控装置，按照操作过程信息记录的流程，进行显示，生成相应的控制信令发送C2、C3；仪器测控装置接收并显示A格式的仪器测试信息。

图9是本发明控制指令和操作过程信息的流程图。如图所示，包括以下步骤：

步骤S901，远端用户操作仪器测控装置，仪器监控装置监视操作过程

步骤S902，装置C1接收操作过程信息发送至装置S，接收A格式的控制仪器指令O并将其转换成B格式的指令N，发送给本地服务器S。

步骤S903，本地服务器S接收操作过程信息发送给本地机L上的仪器监控装置，转至步骤S805；也发送给远程端转换装置C2，转至步骤S808；接收B格式的指令N将其发送给C2，并转换成A格式的指令O，发送给测试仪器。

步骤S904，测试仪器接收A格式的指令O，按指令执行

步骤S905，L上的仪器监控装置接收操作过程信息、解码、对仪器测控装置进行操作。

步骤S906，L上的仪器测控装置被仪器监控装置操作，产生R1上一样的软件运行效果。

步骤S907，本地服务器S收到来自仪器测控装置的A格式指令O，保存，并与来自S的B格式指令N所对应A格式指令比较。

步骤S908，装置C2分别受到操作过程信息，将其发送给计算机R2的仪器监控装置。

步骤S909，R2上的仪器监控装置接收操作过程信息、解码、对仪器测控装置进行操作。

步骤S910，R2上的仪器测控装置被仪器监控模块操作，产生R1上一样的软件运行效果。

步骤S911，装置C2收到来自仪器测控装置的A格式指令O，保存，并与来自S的B格式指令N所对应A格式指令比较。

图10是测试仪器生成的测试信息的传送流程图。如图所示，包括以下步骤：

步骤S1001，测试仪器产生信息，以A格式信息O发送给本地服务器S

步骤S1002，本地服务器S接收到来自测试仪器A格式的信息O，将信息O发送给L上的仪器监控装置；将A格式的信息O转换成B格式的信息N，发送给远程端的装置C1、C2。

步骤S1003，L上的仪器测控装置收到信息O，显示给用户。

步骤S1004，装置C1接收B格式的信息N将其转换成A格式的信息O，发送给R1上的仪器测控装置。

步骤S1005，R1上的仪器测控装置接收信息O，显示给用户。

步骤S1006，装置C2接收B格式的信息N将其转换成A格式的信息O，发送给R2上的仪器测控装置。

步骤S1007，R2上的仪器测控装置接收信息O，显示给用户。

实际上，如果远端存在一个仪器控制端，那么仪器本地的计算机L也算个仪器实验运行观测段，是个本地观测端而已。

图9、图10中揭示的监视方法属于实时观测，根据实际应用中可能出现的具体情况，系统中的本地服务器还具有存储信息的功能，在本地服务器中设置信息存储装置，该信息存储装置存储控制端计算机发出的操作过程信息和测试仪器生成的测试信息，作为观测端的计算机可以随时申请调取保存的操作过程信息和测试信息，对整个实验过程进行观测。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种远程控制的系统，包括远程端计算机、本地服务器和测试仪器，所述远程端计算机通过所述本地服务器，控制所述测试仪器工作生成测试信息，并接收所述测试信息，其特征在于，还包括：

一仪器测控装置，设置于所述远程端计算机中，用于发送所述源数据格式的控制信令，并接收和显示来自所述测试仪器的测试信息；

一远程端转换装置，与所述远程端计算机和Internet网络连接，用于将控制信令由源数据格式转换为网络传输格式，向所述Internet网络传送，或将测试信息由网络传输格式转换成源数据格式，发送至所述远程端计算机；

一数据转换装置，设置于所述本地服务器中，用于将所述控制信令由网络传输格式转换为源数据格式，发送至所述测试仪器，或将测试信息由源数据格式转换为网络传输格式，向所述Internet网络传送。

2.根据权利要求1所述的远程控制的系统，其特征在于，还包括：

一远程端加密/解密装置，设置于所述远程端转换装置中，用于对所述控制信令进行加密，并对所述测试信息进行解密；

一本地解密/加密装置，设置于所述本地服务器中，与所述数据转换装置连接，用于对所述控制信令进行解密，并对所述测试信息进行加密。

3.根据权利要求1所述的远程控制的系统，其特征在于，还包括：

一网络服务器，与多个本地的测试仪器连接或者与多个远程端转换装置连接，用于使多个同地的测试仪器组成局域网在Internet网络中共用相同的IP地址与其它多个远程端计算机连接；

使多个同地远程端计算机组成局域网在Internet网络中共用相同的IP地址与多个测试仪器连接；

作为Internet网络中间信息转发装置，使多个异地测试仪器与多个异地远程端转换装置建立Internet网络通信连接。

4.根据权利要求1所述的远程控制的系统，其特征在于，还包括：

一本地计算机，与所述本地服务器连接，内部设置有仪器测控装置，用于通过操作所述仪器测控装置，控制所述测试仪器工作，接收并显示来自所述测试仪器的测试信息。

5.根据权利要求1所述的远程控制的系统，其特征在于，所述远程端计算机为多个远程端计算机。

6.根据权利要求4或5所述的远程控制的系统，其特征在于，还包括：

一仪器监控装置，设置于所述计算机中，与所述仪器测控装置连接并共同运行，用于，在作为控制端时，实时监视并记录所述仪器测控装置被用户用鼠标、键盘操作的过程信息，将所述记录的操作过程信息发送至本地服务器，在作为观测端时，接受所述的操作仪器测控装置过程信息，对其同一计算机上的仪器测控装置按照时间先后产生同样的鼠标、键盘操作，达到控制端用户用鼠标、键盘控制其仪器测控装置的效果；

一本地转发装置，设置于所述本地服务器中，用于将作为控制端的仪器测控装置的过程信息转发到作为观测端的远程端计算机和/或本地计算机上的仪器监控装置，将来自所述测试仪器的测试信息转发到作为观测端的远程端计算机和/或本地计算机的仪器测控装置。

7.根据权利要求6所述的远程控制的系统，其特征在于，所述本地服务器还包括：

一信息存储装置，用于存储所述仪器监控装置发送的操作过程信息和所述测试仪器发送的测试信息。

8.根据权利要求6所述的远程控制的系统，其特征在于，所述仪器监控装置生成的操作过程信息为网络传输格式。

9.一种远程控制的方法，远程端计算机通过本地服务器，控制测试仪器工作生成测试信息，并接收生成的所述测试信息，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤一，远程端计算机生成并发送源数据格式的控制信令；

步骤二，远程端转换装置将所述控制信令由源数据格式转换为网络传输格式，向所述Internet网络传送，所述本地服务器接受后，将所述控制信令由网络传输格式转换为源数据格式，发送至所述测试仪器；

步骤三，所述测试仪器按照所述控制信令生成测试信息，并发送至所述本地服务器；

步骤四，所述本地服务器将测试信息由源数据格式转换为网络传输格式，向所述远程端转换装置传送，所述远程端转换装置将测试信息由网络传输格式转换成源数据格式，发送至所述远程端计算机。

10.根据权利要求9所述的远程控制的方法，其特征在于，所述步骤二还包括：

对远程端转换装置所要发送的控制信令进行加密，对所接收的测试信息进行解密的步骤；

所述步骤三还包括：

对本地服务器所接收的控制信令进行解密，对所要发送的测试信息进行加密的步骤。

11.根据权利要求9所述的远程控制的方法，其特征在于，当所述正在控制测试仪器的计算机要被远程端计算机和/或本地计算机监控时，还包括以下步骤：

步骤111，仪器监控装置实时监视并记录所述仪器测控装置被用户用鼠标、键盘操作的过程信息，将所述记录的操作过程信息发送至所述本地服务器；

步骤112，所述测试仪器将生成的测试信息发送至所述本地服务器；

步骤113，所述本地服务器将所述操作过程信息和测试信息发送到其他远程端计算机和/或本地计算机；

步骤114，其他远程端计算机和/或本地计算机接收并显示所述测试信息，接收并执行所述操作过程信息。

12.根据权利要求11所述的远程控制的方法，其特征在于，当远程端计算机正在被其他计算机监控时，所述步骤111具体包括：

远程端计算机中的仪器监控装置将所述操作过程信息以网络传输格式，通过远程端计算机或者直接发送至本地服务器的步骤；

当本地计算机正在被其他计算机监控时，所述步骤111具体包括：

本地计算机中的仪器监控装置将所述操作过程信息直接发送至本地服务器的步骤。

13.根据权利要求11所述的远程控制的方法，其特征在于，当远程端计算机正在被其他计算机观测时，所述步骤113具体包括：

步骤131，所述本地服务器将所述操作过程信息发送至其他远程端计算机和本地计算机中的仪器监控装置；

步骤132，所述本地服务器将所述测试信息直接发送至本地计算机的仪器测控装置；

步骤133，所述本地服务器将所述测试信息由源数据格式转换为网络传输格式发送至远程端转换装置，所述远程转换装置将所述测试信息由网络传输格式转换为源数据格式，发送至远程端计算机中的仪器测控装置。

14.根据权利要求11所述的远程控制的方法，其特征在于，当本地计算机正在被远程端计算机观测时，所述步骤113具体包括以下步骤：

步骤141，所述本地服务器将所述操作过程信息发送至其他远程端计算机中的仪器监控装置；

步骤142，所述本地服务器将所述测试信息由源数据格式转换为网络传输格式发送至远程端转换装置，所述远程转换装置将所述测试信息由网络传输格式转换为源数据格式，发送至远程端计算机中的仪器测控装置。

15.根据权利要求13或14所述的远程控制的方法，其特征在于，所述步骤114具体包括以下步骤：

步骤151，所述仪器监控装置依据所述操作过程信息对所述仪器测控装置执行相应操作，所述仪器测控装置根据所述操作过程信息生成控制信令，发送至远程端转换装置，所述远程端转换装置接收并保存所述控制信令，不予发送；

步骤152，所述仪器测控装置接受并显示所述测试信息。

16.根据权利要求11所述的远程控制的方法，其特征在于，所述步骤123还包括：

所述本地服务器将所述操作过程信息和测试信息储存，并当有观测端计算机被授权观测时，发送给授权的计算机的步骤。

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