CN110765381A - 基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法及系统，属于配电网的数据处理领域，利用浏览器所提供的WebAssembly技术构建了文件解析模块与数据IO模块，无需重新使用JavaScript脚本语言开发画面文件解析模块与数据IO模块，在进行画面显示时通过加载并运行文件解析模块，文件解析模块加载并解析配网主站画面文件，将解析结果在虚拟文件系统(即缓存文件系统)中缓存，以供画面渲染时使用，同时在数据IO线程中加载运行数据IO模块，利用WebSocket网络协议与数据客户端进行数据交互，获取电力监控设备采集的数据，由浏览器的画面主线程对浏览器上的画面渲染，实现配网主站画面的顺利显示，画面显示速度快、效率高，能够有效保证工作人员通过浏览器及时监控现场设备的采集数据。
Description
技术领域
本发明属于配电网的数据处理领域，具体涉及基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法及系统。
背景技术
目前，基于局域网的配网主站监控系统大都是基于客户机、服务器(C/S)结构进行设计，并基于C++语言进行开发，配网主站的web发布系统中的画面文件多来自于监控系统中组态模块(组态编辑软件)，而web发布系统中浏览器端的画面文件处理多采用JavaScript语言，数据交互方式多采用基于jsp平台或者PHP服务器脚本方式，与配网主站监控系统所采用的开发环境存在通信接口差异与语言差异，需重新使用JavaScript0脚本语言开发画面文件解析模块与数据IO模块，在配网主站监控系统中画面文件内容复杂，和/或在浏览器显示画面时动态更新数据量大的情况下，容易造成数据解析与通信交互的速度慢、效率低下等问题，从而导致配网主站的web发布系统中浏览器显示画面慢，使工作人员无法通过web发布系统的浏览器及时监控现场设备的采集数据，从而在现场发生故障时无法及时响应处理，不仅会给企业带来损失，而且还影响居民正常用电，甚至震荡整个电网，因此提高web发布系统的画面浏览与数据通信效率很有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法及系统，用于解决配网主站的web发布系统中浏览器显示画面慢，导致无法及时监控现场设备的采集数据的问题。
基于上述目的，一种基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法的技术方案如下：
利用Emscripten构建工具构建文件解析模块与数据IO模块；
Web服务器接收配网主站画面文件；在浏览器端加载文件解析模块，利用网页工具提供的应用程序编程接口读取在Web服务器上存放的配网主站画面文件，以及利用所述文件解析模块对该配网主站画面文件进行解析，将解析得到的图元属性内容存入缓存文件系统；
根据在浏览器上的用户页面操作数据，启动浏览器的数据IO线程，数据IO线程调用数据IO模块的应用程序编程接口，根据WebSocket网络协议，通过数据IO模块的应用程序编程接口从Web服务器中的数据客户端获取电力监控设备采集的数据；
浏览器的画面主线程根据缓存文件系统中的图元属性内容结合获取的电力监控设备采集的数据，对浏览器上的画面渲染，形成配网主站的显示画面。
上述技术方案的有益效果是：
本发明利用浏览器所提供的WebAssembly技术，构建了文件解析模块与数据IO模块，而无需重新使用JavaScript0脚本语言开发画面文件解析模块与数据IO模块，在进行画面显示时通过加载并运行文件解析模块，使用文件解析模块加载并解析配网主站画面文件，将解析结果在虚拟文件系统(即缓存文件系统)中缓存，以供画面渲染时使用，同时在数据IO线程中加载运行数据IO模块，利用WebSocket网络协议与数据客户端进行数据交互，获取电力监控设备采集的数据，然后由浏览器的画面主线程对浏览器上的画面渲染，实现配网主站画面的顺利显示，画面显示的速度快、效率高，能够有效保证工作人员通过web发布系统的浏览器及时监控现场设备的采集数据。
显示画面上的数据更新分为以下两种方式：
方式一，为请求更新方式，具体的，数据IO线程定期轮询缓存文件系统中缓存的图元属性内容，获取所述显示画面上所有关联的动态数据后向数据客户端发送数据更新请求，从数据客户端获取需要更新的数据。
方式二，为推送更新方式，具体的，数据客户端定期轮询电力监控设备采集的实时数据变化，发现数据更新则将变化的实时数据主动推送到数据IO线程，数据IO线程利用WebWorker控制器将变化的实时数据发送至浏览器的画面主线程，画面主线程获取实时数据后设置画面图元动态属性，更新配网主站的显示画面。
当用户在显示画面上进行图像控制操作时，浏览器的画面主线程还用于获取画面中的图像控制操作命令，数据IO线程根据该图像控制操作命令，从数据客户端获取相应电力监控设备采集的数据。
另外，对浏览器上的画面渲染时，利用Canvas库实现所述显示画面中的图形绘制。
基于上述目的，一种基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布系统的技术方案如下：
包括Web服务器和浏览器，利用Emscripten构建工具在所述浏览器中构建文件解析模块与数据IO模块；
Web服务器用于接收配网主站画面文件；在浏览器端加载文件解析模块，利用网页工具提供的应用程序编程接口读取在Web服务器上存放的配网主站画面文件，以及利用所述文件解析模块对该配网主站画面文件进行解析，将解析得到的图元属性内容存入缓存文件系统；
根据在浏览器上的用户页面操作数据，启动浏览器的数据IO线程，数据IO线程调用数据IO模块的应用程序编程接口，根据WebSocket网络协议，通过数据IO模块的应用程序编程接口从Web服务器中的数据客户端获取电力监控设备采集的数据；
浏览器的画面主线程根据缓存文件系统中的图元属性内容结合获取的电力监控设备采集的数据，对浏览器上的画面渲染，形成配网主站的显示画面。
上述技术方案的有益效果是：
本发明利用浏览器所提供的WebAssembly技术，构建了文件解析模块与数据IO模块，而无需重新使用JavaScript0脚本语言开发画面文件解析模块与数据IO模块在，在进行画面显示时通过加载并运行文件解析模块，文件解析模块加载并解析配网主站画面文件，将解析结果在虚拟文件系统(即缓存文件系统)中缓存，以供画面渲染时使用，同时在数据IO线程中加载运行数据IO模块，利用WebSocket网络协议与数据客户端进行数据交互，获取电力监控设备采集的数据，然后由浏览器的画面主线程对浏览器上的画面渲染，实现配网主站画面的顺利显示，画面显示的速度快、效率高，能够有效保证工作人员通过web发布系统的浏览器及时监控现场设备的采集数据。
显示画面上的数据更新分为以下两种方式：
方式一，为请求更新方式，具体的，浏览器中的数据IO线程定期轮询缓存文件系统中缓存的图元属性内容，获取所述显示画面上所有关联的动态数据后向数据客户端发送数据更新请求，从数据客户端获取需要更新的数据。
方式二，为推送更新方式，具体的，Web服务器中的数据客户端定期轮询电力监控设备采集的实时数据变化，发现数据更新则将变化的实时数据主动推送到数据IO线程，数据IO线程利用WebWorker控制器将变化的实时数据发送至浏览器的画面主线程，画面主线程获取实时数据后设置画面图元动态属性，更新配网主站的显示画面。
当用户在显示画面上进行图像控制操作时，浏览器的画面主线程还用于获取画面中的图像控制操作命令，数据IO线程根据该图像控制操作命令，从数据客户端获取相应电力监控设备采集的数据。
另外，对浏览器上的画面渲染时，利用Canvas库实现所述显示画面中的图形绘制。
附图说明
图1是本发明的基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明的提出一种基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布系统，如图1所示，包括Web服务器、浏览器，该系统实现了基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法，具体步骤如下：
(1)利用Emscripten构建工具在所述浏览器中构建文件解析模块与数据IO模块，实现浏览器端动态调用文件解析模块与数据IO模块，具体步骤如下：
(a)在原有C++语言实现的文件解析与数据IO模块中增加Emscripten构建工具所提供的EMSCRIPTEN_BINDINGS()代码块来提供C++API接口(下面简称API接口)给JavaScript调用，该接口向外提供方法来实现文件解析模块与数据IO模块的主要功能，同时在接口方法中可以提供参数用于在使用javascript调用模块时进行传递供模块功能使用。
(b)使用Emscripten构建工具所提供的emcc编译器将上一步骤中修改过后的文件解析与数据IO模块编译生成为对应的.wasm文件与.js胶水代码文件。
(c)使用上一步所生成的JavaScript胶水代码(在.js胶水代码文件中)加载.wasm文件到网页应用中，调用步骤(a)中的API接口来调用文件解析模块与数据IO模块中所实现功能。
(2)Web服务器接收配网主站画面文件；在浏览器端加载文件解析模块(以字节码方式调用该模块)，利用网页工具(HTML5)提供的应用程序编程接口读取在Web服务器上存放的配网主站画面文件，以及利用文件解析模块对该配网主站画面文件进行解析，将解析得到的图元属性内容存入缓存文件系统，并在缓存文件系统中进行缓存，供后续画面渲染与数据更新时使用，其步骤主要包括：
(a)利用HTML5所提供FileReaderAPI接口(即网页工具提供的应用程序编程接口)读取Web服务器上存放配网主站画面文件，生成ArrayBuffer类型对象。
(b)由于在步骤(1)中API接口提供的方法中有事先提供好的参数项，将上一步中所生成的ArrayBuffer类型对象通过该参数传入文件解析模块进行文件解析，解析得到图元属性结果，由于文件解析模块为Qt环境下开发，需在模块中转换为Qt中对应QByteArray类型对象。
(c)通过Emscripten构建工具所提供的FS.writeFile方法将上一步解析的图元属性结果存入虚拟内存文件系统(缓存文件系统)进行缓存，以在画面渲染时通过读取缓存文件来获取画面内容。
(3)根据在浏览器上的用户页面操作数据，启动浏览器的数据IO线程，数据IO线程调用数据IO模块(该模块通过字节码方式调用)的应用程序编程接口(API接口)，根据WebSocket网络协议，通过数据IO模块的应用程序编程接口从Web服务器中的数据客户端获取电力监控设备采集的数据。在浏览器与数据客户端进行数据交互过程中，数据IO模块中的WebSocket网络协议功能借助Qt所提供QWebsocket类实现，数据客户端通过变电站监控系统中的实时数据库，或直接从电力监控设备直接采集实时数据。
浏览器的画面主线程根据缓存文件系统中的图元属性内容结合获取的电力监控设备采集的数据，对浏览器上的画面渲染，利用第三方Canvas库实现所述显示画面中的图形绘制，形成配网主站的显示画面。
本实施例中，配网主站的显示画面上的数据更新分为以下两种方式：
方式一，为请求更新方式，具体的，浏览器中的数据IO线程定期轮询缓存文件系统中缓存的图元属性内容，获取所述显示画面上所有关联的动态数据后向数据客户端发送数据更新请求，从数据客户端获取需要更新的数据。
方式二，为推送更新方式，具体的，Web服务器中的数据客户端定期轮询电力监控设备采集的实时数据变化，发现数据更新则将变化的实时数据主动推送到数据IO线程，WebWorker控制器负责数据IO线程与画面主线程之间进行通信，数据IO线程通过一个Promise(允许信号)，利用WebWorker控制器将变化的实时数据发送至浏览器的画面主线程，画面主线程获取实时数据后设置画面图元动态属性，更新配网主站的显示画面。
本实施例中，当用户在显示画面上进行图像控制操作时，浏览器的画面主线程还用于获取画面中的图像控制操作命令，数据IO线程根据该图像控制操作命令，从数据客户端获取相应电力监控设备采集的数据。
本发明的Web发布方法及系统，利用浏览器所提供的WebAssembly技术，构建了文件解析模块与数据IO模块，在进行画面显示时通过加载并运行文件解析模块，文件解析模块加载并解析配网主站画面文件，将解析结果在虚拟文件系统(即缓存文件系统)中缓存，以供画面渲染时使用，同时在数据IO线程中加载运行数据IO模块，利用WebSocket网络协议与数据客户端进行数据交互，获取电力监控设备采集的数据，然后由浏览器的画面主线程对浏览器上的画面渲染，实现配网主站画面的顺利显示，画面显示的速度快、效率高，能够有效保证工作人员通过web发布系统的浏览器及时监控现场设备的采集数据。本发明能够有效解决传统实现方法中配网主站画面文件内容过大时，使用JavaScript进行数据解析与数据交互时速度缓慢的问题。
另外，本发明的Web发布方法及系统利用浏览器内置的WebSocket网络协议，在浏览器显示画面文件时以字节码方式调用文件解析与数据IO模块，开辟了虚拟文件系统，用于缓存文件解析结果及实时数据更新内容，在数据IO线程中实现浏览器与数据客户端的双向交互，在支持传统浏览器页面周期刷新请求数据方式的同时支持数据客户端主动推送消息，从而减少对浏览器周期刷新方式的依赖，有效降低浏览器端数据更新量，提高配网主站画面变化响应速度。相比传统实现方法能够有效提高画面加载与动态刷新速度，具有广泛的工程应用价值。
Claims (10)
1.基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用Emscripten构建工具构建文件解析模块与数据IO模块；
Web服务器接收配网主站画面文件；在浏览器端加载文件解析模块，利用网页工具提供的应用程序编程接口读取在Web服务器上存放的配网主站画面文件，以及利用所述文件解析模块对该配网主站画面文件进行解析，将解析得到的图元属性内容存入缓存文件系统；
根据在浏览器上的用户页面操作数据，启动浏览器的数据IO线程，数据IO线程调用数据IO模块的应用程序编程接口，根据WebSocket网络协议，通过数据IO模块的应用程序编程接口从Web服务器中的数据客户端获取电力监控设备采集的数据；
浏览器的画面主线程根据缓存文件系统中的图元属性内容结合获取的电力监控设备采集的数据，对浏览器上的画面渲染，形成配网主站的显示画面。
2.根据权利要求1所述的基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法，其特征在于，数据IO线程定期轮询缓存文件系统中缓存的图元属性内容，获取所述显示画面上所有关联的动态数据后向数据客户端发送数据更新请求，从数据客户端获取需要更新的数据。
3.根据权利要求1所述的基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法，其特征在于，数据客户端定期轮询电力监控设备采集的实时数据变化，发现数据更新则将变化的实时数据主动推送到数据IO线程，数据IO线程利用WebWorker控制器将变化的实时数据发送至浏览器的画面主线程，画面主线程获取实时数据后设置画面图元动态属性，更新配网主站的显示画面。
4.根据权利要求1所述的基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法，其特征在于，浏览器的画面主线程还用于获取画面中的图像控制操作命令，数据IO线程根据该图像控制操作命令，从数据客户端获取相应电力监控设备采集的数据。
5.根据权利要求1所述的基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布方法，其特征在于，对浏览器上的画面渲染时，利用Canvas库实现所述显示画面中的图形绘制。
6.基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布系统，包括Web服务器和浏览器，其特征在于，利用Emscripten构建工具在所述浏览器中构建文件解析模块与数据IO模块；
Web服务器用于接收配网主站画面文件；在浏览器端加载文件解析模块，利用网页工具提供的应用程序编程接口读取在Web服务器上存放的配网主站画面文件，以及利用所述文件解析模块对该配网主站画面文件进行解析，将解析得到的图元属性内容存入缓存文件系统；
根据在浏览器上的用户页面操作数据，启动浏览器的数据IO线程，数据IO线程调用数据IO模块的应用程序编程接口，根据WebSocket网络协议，通过数据IO模块的应用程序编程接口从Web服务器中的数据客户端获取电力监控设备采集的数据；
浏览器的画面主线程根据缓存文件系统中的图元属性内容结合获取的电力监控设备采集的数据，对浏览器上的画面渲染，形成配网主站的显示画面。
7.根据权利要求6所述的基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布系统，其特征在于，浏览器中的数据IO线程定期轮询缓存文件系统中缓存的图元属性内容，获取所述显示画面上所有关联的动态数据后向数据客户端发送数据更新请求，从数据客户端获取需要更新的数据。
8.根据权利要求6所述的基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布系统，其特征在于，Web服务器中的数据客户端定期轮询电力监控设备采集的实时数据变化，发现数据更新则将变化的实时数据主动推送到数据IO线程，数据IO线程利用WebWorker控制器将变化的实时数据发送至浏览器的画面主线程，画面主线程获取实时数据后设置画面图元动态属性，更新配网主站的显示画面。
9.根据权利要求6所述的基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布系统，其特征在于，浏览器的画面主线程还用于获取画面中的图像控制操作命令，数据IO线程根据该图像控制操作命令，从数据客户端获取相应电力监控设备采集的数据。
10.根据权利要求6所述的基于WebAssembly技术的配网主站的Web发布系统，其特征在于，对浏览器上的画面渲染时，利用Canvas库实现所述显示画面中的图形绘制。
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