基于DWR反向AJAX的Web监控系统

     摘  要： 采用DWR框架和反向AJAX，结合Java多线程技术和Siemens Simatic S7-400 PLC TCP/IP通讯模块CP243-1 IT，开发了新的Web监控系统，并应用在供热公司供热管路监控系统中。其替代了原有的C/S模式的工业控制机，达到了用户的功能需求。

　　采用了Web作为监控系统的客户端，极大方便了监控系统的操作管理人员，减轻了监控系统的维护成本。如何解决传统Web监控系统的数据读取请求/响应模式的缺点，以及监测数据显示页面刷新的难题[1]，一直是Web监控系统开发人员不懈努力的难题。

　　在实现Web监控系统的技术多种多样，各有千秋，AJAX技术成为之一，不论服务器端采用JavaEE还是MS.NET平台。虽然AJAX解决了整个监控画面的局部刷新问题，但AJAX依然采用HTTP请求/响应模式读取服务器端取得的Web监控数据[2]。AJAX框架DWR[3]版本推出了反向AJAX技术，使数据从服务器推送到Web客户端成为可能，满足了监控系统实时性要求。

　　采用DWR框架和反向AJAX，结合Java多线程技术和Siemens Simatic S7-400 PLC TCP/IP通讯模块CP243-1 IT，开发了新的Web监控系统，并在供热公司供热管路监控系统中实际运用。替换了原有的C/S模式的工业控制机，达到了用户的功能需求。

1 DWR技术

1.1 DWR框架

　　DWR(Direct Web Remoting)是一个Web远程调用AJAX扩展框架，通过DWR客户端的JavaScript可以直接调用Web服务器上的JavaBean类的方法，解决了原有AJAX应用必需请求HTTP控制组件(如Servlet，Struts的Action等)才能调用服务器端业务类的方法，从而简化了AJAX应用的开发。使用DWR可以不需要编写复杂的控制层组件。

1.2 DWR反向AJAX技术

　　正常情况下，DWR调用服务器端的JavaBean对象方法使用正向请求/响应模式，也称为拉模式(Pull Model)，由客户端JavaScript调用JavaBean方法，返回结果通过回调方法更新页面上的HTML元素，实现监控数据的显示。这种正向模式符合一般的管理系统应用，但对监控系统实时性要求较高的应用却力不从心。而反向模式即推模式(Push Model)，是适应监控系统的方式，由服务器组件将取得的监控数据推送到Web客户端，不需要客户端主动请求，而是被动接收。因而无需进行Web层进行页面刷新，即可实现数据更新显示。

　　版本的DWR 2.X增加了反向(Reverse AJAX)功能，通过反向AJAX功能，服务器端的JavaBean对象可以将取得的数据直接推送到指定的客户端页面，写到指定的HTML元素内，这个过程不需要客户端进行任何的请求操作。

2 监控系统设计与实现

2.1 总体结构

　　整个监控系统采用下位监控子系统、上位Web服务器和客户端三层结构，如图1所示。

　　下位监控子系统采用Siemens Simatic S7-400 PLC，连接温度、压力及流量传感器，并配置TCP/IP通信控制单元(CP343)。上位Web服务器采用开源Tomcat6.0.20，它针对新的JDK6进行了性能的优化，极大提高了响应速度，满足监控实时性需求，在Tomcat6 Web中配置DWR Servlet，负责与客户端Javascript进行通信，服务器端使用JavaBean多线程技术，通过Socket和TCP/IP协议与PLC通信，读取PLC监控数据，使用DWR反向AJAX技术将监控数据推向客户端的HTML元素进行显示。客户端使用IE浏览器被动接收服务器推送的数据，实时更新监测数据。

　　2.2 服务器端DWR配置

　　为使用DWR，需要在/WEB-INF/web.xml中配置DWR Servlet，并设定请求URL地址，同时通过设置参数activeReverseAjaxEnabled为true来启用反向AJAX。配置代码如下：

2.3 监控业务单元JavaBean编程

　　(1)服务器端JavaBean

　　以多线程方式，每个监测点为独立的线程，使用TCP/IP和Socket读取Siemens Simatic S7 PLC的监测数据，并使用DWR Reverse AJAX和DOM直接写入到客户端的HTML中。其中一个监测点线程示意代码如下：

　　关键是使用DWR反向AJAX的Util对象的setValue方法，将监测数据写到DIV元素id为siteNo值的单元中。

　　(2)配置JavaBean到DWR

　　使用DWR的配置文件/WEB-INF/dwr.xml，将JavaBean引入到DWR体系中，通过JavaScript就可以直接调用JavaBean的监测方法。

　　其中，javascript属性指定JavaScript中对象的名称，creator=“new”指定由DWR引擎自动创建JavaBean类的实例。

2.4 客户端实现

　　客户端使用DWR代码库，用JavaScript结合HTML，DOM实现监控Web页面的数据显示。为节省篇幅，只介绍重点配置和示意代码。

　　(1)引入DWR代码库

　　这里使用HTML与JavaScript分离原则，JavaScript代码放在单独的JS文件中。

　　(2)启用DWR反向AJAX

　　在main.js中定义所有监控业务的函数。

　　(3)定义监控数据接收HTML单元

　　在监控页面上使用

定义DWR反向AJAX推送数据的显示位置，由服务器端JavaBean通过DWR AJAX直接读取。客户端页面和JavaScript不需进行任何请求操作。部分测点示意如下：

　　(4)JavaScript调用JavaBean方法

　　启动服务器端JavaBean监测方法读取PLC数据，进行数据推送。在监测方法内启动所有监测点的监测线程，实时监测数据并推送到客户端。

　　结合JavaEE平台、AJAX、DWR和反向AJAX，实现了一个全新的无需页面刷新、无需进行HTTP请求的全新Web监控系统，解决了传统Web的HTTP请求/响应模式无法满足监控系统实时性要求的难题。尤其是反向AJAX技术实现的推模式，可以将服务器端监测数据直接通过TCP/IP推送到HTML客户端，并直接写入到HTML元素中，得以实现与现有Web监控系统传统模式完全不同的全新系统，实现了无需进行页面刷新的工作模式。由于只传输监控数据，无需传输数据格式HTML代码，系统性能得到了极大改善，满足了监控系统对实时性的要求。今后无刷新、推模式的Web监控系统必将得到广泛应用。