摘 要

远程监测属于网络通信中的一种，已经越来越多地应用在我们的生活中，也为我们的生活带来了很多便利。本文主要通过JAVA技术和SSH框架来实现数控机床远程监测系统，该系统主要包括传输设备、客户端、服务器，能实时监测机床的各种状态信息。客户端和服务器之间采用TCP协议，协议内容主要包含传感器信息、温度信息、机床状态信息等。该监测系统功能主要包含登录功能、传感器信息查询功能、机床状态信息查询功能，能够实现数控机床状态信息的获取与监测。该系统利于工作人员对车间数控机床状态的监测，减少人力资源的损耗和人工监测所消耗的时间。运行结果表明，数控机床监测系统具有一定可靠性与稳定性，对数控机床状态的研究具有十分重要的意义。

关键字：数控机床，状态信息，远程监测，TCP协议

Abstract

Remote monitoring is a kind of network communication, has been more and more used in our lives, but also for our lives brought a lot of convenience. This paper mainly through JAVA technology and SSH framework to achieve CNC machine tool remote monitoring system, the system mainly includes transmission equipment, client, server, real-time monitoring of machine tool status information. Between the client and the server using TCP protocol, the agreement mainly contains the sensor information, temperature information, machine status information. The monitoring system functions mainly include the login function, the sensor information inquiry function, the machine state information inquiry function, can realize the numerical machine machine state information acquisition and the monitoring. The system facilitates the monitoring of the state of the CNC machine tools by the staff, reducing the loss of human resources and the time it takes for manual monitoring. The results show that the CNC machine tool monitoring system has a certain reliability and stability, and it is of great significance to study the state of CNC machine tools.

Keywords: CNC machine tools, status information, remote monitoring, TCP protocol

目录

1 绪论 1

1.1 数控机床远程监测研究的目的和意义 1

1.2 国内外的研究现状 1

1.3 论文的内容安排 3

2 远程监测系统需求分析和总体设计 4

2.1 远程监测系统的需求分析 4

2.2 总体设计 4

2.2.1 信息采集模块设计 5

2.2.2 信息传输模块设计 6

2.2.3 状态监测模块设计 8

2.3本章小结 9

3软件实现监测功能的关键技术 10

3.1系统框架 10

3.2关键技术 11

3.2.1 B/S模式 11

3.2.2 MVC模式 12

3.3.3 SSH框架 12

3.3本章小结 15

4监测系统模块开发与实现 16

4.1系统登录模块 16

4.2设备管理模块 16

4.3传感器信息模块 17

4.4状态监测模块 17

5总结及展望 19

5.1 论文工作总结 19

5.2 研究工作展望 19

1 绪论

1.1 数控机床远程监测研究的目的和意义

数控机床是数据化发展中的排头兵，也是工业制造化进程中的“母舰”。从某种程度上来说数控机床的技术水平代表了一个国家的机械加工业的发展水平。随着目前信息化时代的发展，如何提高数控机床的技术水平是研究工作者在工业发展中必须关注也亟待解决的问题。数控机床作为工业生产中的重要的基础设施，在工业上，为了保证数控机床高稳定性，高可行性地完成，实施对数控机床的远程监测十分重要。只有能实时监测到数控机机械的运行状态，才能够采取相应的优化措施来对机床进行优化，从而实现机械设备水平的提高。

我们设计的远程监测系统有利于提高监测系统的稳定性和可行性，以便于使用者对设备状态进行及时的整改和修复，一般来说有如下的优点^[1]：

1. 提高设备的稳定性

通过远程监测，能保障设备的稳定性，使得设备安全平稳地运行。在设备运行过程中，通过远程监测，能及时地发现设备运行的故障，如果发现设备有任何运行的异常，可以及时采取措施加以停止，以免后续会有更大的损失发生。

1. 提高设备的使用率

通过远程监测所观测到的数据信息，能够观测机床的不同运行状态，以及相应的生产进程，根据检测的结果，能及时调控机床的工作状态和生产任务，从而提升数控机床的利用机率，避免累赘生产。

1. 降低设备的维修费用

可以记载下每次远程监测的数据，这些历史数据能够很好的反映机床在过去的一段时间内的运行状态，方便技术人员的总结和分析，降低维修机械设备所需的成本。

（4）节省人力资源

专门聘请人员亲自监测机械设备的运行状态必定要花费大量的人力资源，远程监测有利于利用最少的人员完成这项任务。以此来节省劳动力，最终实现无人监守，来达到我们节省人力物力的目的。

总而言之，为了将信息网络和控制网络串联起来，我们需要远程控制的协作^[2]。从而保证我们能随时掌握数控设备的运行状况。同时，为了获得现场的监测信息以及为远程故障监测作基础，我们可以尝试建立网络的监测数据与网上数据资源库的结合，这样通过远程监测技术就能实现机床信息的快速提取和集中。除此之外，这也有利于工作人员进一步的控制工作和维修工作。

1.2 国内外的研究现状

远程监测目前的应用领域十分的广泛，在很多科技领域比如说汽车加工，航空航天，军事工业等领域得到了很广泛的运用。同时它在公共设施比如说资源管控，能耗，电能，电信，机械制造，网络通信等与国民经济息息相关的的行业都有十分广泛的应用。目前的远程监测系统正处于加速发展期，基于各种不同的技术而构成的远程监测系统也正在推进。

传统的远程监测系统一般需要专门的驱动软件部分，甚至有的需要专门的监测室，需要大量的监视主机和显示设备，这都极大的限制的系统的推普和应用，随着新一代Web技术的快速发展比如HTML5技术的推广，越来越多的系统都趋向于WEB化，用户只需要打开浏览器就可以获得相应的应用，监测系统的软件化从某种程度上来说是一个很好的趋势。

数控机床的监测技术的发展已经有了四十年的发展历程。数控机床状态监测技术最早起源美国,是20世纪60年代由于航空航天和军事工业等方面的需求发展而来，美国乃至在1956年的时候就首次将它运用于测试军事项目的监控系统。在之后的几十年间，由于这种系统具有十分优良的使用性能，几乎覆盖了所有数据自动检测和自动控制系统。具体来说，机械设备装备监测系统利用了先进的现代知识和科学理论，运用了传感器设备和计算机技术，再结合监测对象的个体性，有目的地对各个参数进行监测，从而实时评价设备状态，以此来预警故障和异常，从而使企业对机床设备进行预测性维修，使企业生产能力现代化，设备管理能力优质化，创造了极大的经济效应。

在国外,美国是最早开始研究远程监测和服务技术等方面的，紧追其后的是日本英国等发达国家。有一些著名的研究机构，如Stanord University和National University of Singapore等一些有影响的研究机构已创立了开放式远程监测与诊断技术支持中心机构，而由MIT和Stanord University合营研发的基于下一代远程监控诊断模范系统也得到了机械制造业等实用行业的鼎力支持^[3]。它们从完善机械设备的可修复性的角度出发,通过对远程维护软件系统平台的研究和对机械状态的评估，详细地考察了目前的研究状况，分析了在应用中出现的各种问题，不仅归纳出了关于远程维护方面的不足之处，而且指出了相应的修改方向。

我国的对于数控机床方面的远程监测技术的发展时间较晚，从上个世纪八十年代才开始起步，但是由于受到了很多大型企业的重视和国内一些知名高校的支持，成长也是十分迅速的。尤其是近年来，随着信息与计算机技术的联合，以及网络通讯知识的支持，发展更是前所未有的迅速。目前，远程监测已经有许多推广十分成功的产品，全车间的数控机床和机械设备的远程网络监测分析已经成为特别热门的研究课题。

目前数控机床在工业领域上广泛应用，从单纯的工业操作的机械臂到能实现人工智能的机器人系统，都要利用到远程监测的原理，比如通过对坐标轴等参数的监测可以进一步判断机械臂的姿态，很多时候研究人员都要建立一个远程监测平台来实现对工具的监测，以便于后续工作中进一步的优化，评估。

1.3 论文的内容安排

本论文主要研究数控机床的远程监测系统，在认识和研究数控机床状况及运行信息参数的基础上，联系远程监测技术，设计出一套数控机床远程监测系统，用以实现在数控机床运行过程中的信息远程获取和监测等功能。论文首先对监测系统进行需求分析并对总体方案进行设计，研究了系统实现过程中的使用的关键技术，最后对系统各个模块进行测试。

第一章主要对研究课题的研究背景进行大致的描述。首先研究了基于数控机床的远程监测的背景与意义，阐述了远程监测的国内外现状。