专利名称：现场设备远程调试系统及调试方法
技术领域：
本发明涉及互联网通讯技术，具体说是一种利用互联网进行现场设备远程调试的
系统和方法。
背景技术：
当前许多现场设备由于受现场环境等各种因素影响，在设备出厂前设置的运行参 数，在现场运行时可能不符合要求，设备安装时必须派技术人员到现场对设备的工作状态、 运行参数等进行调试；当设备发生故障时也必须派技术人员到现场排除故障。对生产厂家 来说，派技术人员到现场进行设备调试不仅会浪费大量的时间，还会产生大量费用，增加了 生产成本。对用户来说如果设备发生故障时，技术人员不能及时到达现场，影响了企业生 产，会给企业造成极大的损失。 目前也有一些家电或工业设备通过互联网连接，可以实现一定的远程监控功能。 但这些设备大都增加了"家庭网关"等类似的专用网关设备，或者设备内部本身增加了网络 适配器和网络接口。如家用电器的远程控制，要在每个家电设备内部各装一个数据收发器， 还要增加包括家庭控制模块和家庭网关等硬件的家庭网络，显然这些专用设备的增加不仅 增加了设备成本，也增加了系统的复杂性。然而，对于以往已经使用的家电，由于这些家电 没有安装相应的数据收发器，所以要实现远程控制，就必须进行硬件改造，甚至有的家电没 法进行改造，而只能更换成新的产品才能实现远程控制。 另外，当前多数现场设备虽然具有串行接口可与计算机连接，但是在不增加专用 设备或改造原有系统的情况下，却无法采用类似"网络家电"的方法实现远程调试的功能。
而且，已有的家电远程控制只是针对在出厂前就已经调试好的、无须再进行调试 的成熟产品；并且其通过网络进行的远程控制作用仅限于出厂时已设定好的有限的参数， 如冰箱的温度控制等普通参数的调整，并不是、也不能实现对设备的全面调试。
总之，对于当前需要有专业人员在现场反复调试的设备，无法在不增加或改造硬 件的情况下利用已有技术而实现现场设备的远程调试；况且进行硬件改造，必然会增加成 本，还必须停止设备运转，影响设备使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种现场设备远程调试系统及调试方法，以克服已有技术的
不足。以实现在不增加专用设备，不对现场硬件设备进行改造的情况下，技术人员能够借助
互联网远程调试现场设备，或者在现场设备发生故障时及时准确的发现并排除故障。 本发明充分利用通用计算机和互联网的普及以及设备上的串行接口，将现场设备
通过串行接口连接到现场计算机上，再经由互联网连接到远程计算机上，只需在现场设备、
现场计算机和远程计算机上分别安装相应功能软件，即可实现在不增加硬件的情况下的现
场设备远程调试及控制。 本发明的技术方案包括装有监控程序模块的现场设备、凭借串行接口连接在装有通讯程序模块的现场计算机，和装有调试服务程序模块的远程调试计算机，并且经由互 联网使现场计算机和远程调试计算机建立通讯连接，即所述的现场计算机和远程调试计算 机均连接在互联网上。 上述监控程序模块包括以下内容接收来自现场计算机的调试指令并判断指令 是否完整；使现场设备进入监控状态并将状态数据发送给现场计算机；判断调试指令的功 能，执行调试指令。 上述通讯程序模块包括以下内容对串行接口进行初始化设置，接收来自远程调 试计算机的调试指令转发给现场设备；接收来自现场设备监控程序模块发送的数据并转发 给远程调试计算机。 上述调试服务程序模块包括以下内容进行初始化设置，并接收来自现场计算机 的数据进行显示和保存；通过人机界面接收调试人员输入的调试指令，并发送给现场计算 机。 采用上述系统通过互联网实现现场设备远程调试的方法，其特征是包括以下步 骤 首先将现场设备经串行接口连接到现场计算机上；将现场计算机和远程调试计算
机与互联网建立通讯连接；然后将监控程序模块、通讯程序模块和调试服务程序模块分别
安装在现场设备、现场计算机和远程调试计算机，并开始运行；在远程调试计算机上操作调
试服务程序模块，并根据调试参数经由现场计算机从现场设备获取数据或状态；远程调试
计算机的调试者根据上述的状态或数据确定调试指令，并经由远程调试计算机、互联网和
现场计算机将调试指令发送给现场设备进行实时参数调试或调整；最后远程调试计算机继
续获取现场设备的状态或数据，并判断是否需要继续调试，否则调试结束。 本发明通过互联网实现了技术人员对现场设备的远程调试，不仅减少了调试时
间，也降低了设备调试和维护的费用。而且本发明采用通用计算机作为分别连接现场设备
和互联网的设备，只增加三个程序模块即实现了现场设备的远程调试，避免了增加专用网
关设备或为现场设备增加网络适配器，具有实现简单、成本低廉等优点。相比于家电的远程
控制，本发明并不需要增加任何硬件设备，可以对复杂的现场设备进行全面调试。
图1是本发明的总体结构示意图。 其中，现场设备101，监控程序模块102，串行接口 103，现场计算机104，串行接口
105，通讯程序模块106，互联网107，远程调试计算机108，调试服务程序模块109。 图2是本发明现场设备上装有的监控程序模块流程图。 其中包括主程序201、接收中断程序202和通讯处理子程序203三部分。 图3是本发明现场计算机装有的通讯程序模块流程图。 图4是本发明远程调试计算机装有的调试服务程序模块流程图。 其中包括主程序401和人机接口线程402两部分。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明及其实施方式作进一步具体详述。
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如图1所示，本发明包括装有监控程序模块102的现场设备101、凭借串行接口 103、105连接装有通讯程序模块106的现场计算机104，和装有调试服务程序模块109的远 程调试计算机108，并且经由互联网107使现场计算机104和远程调试计算机108建立通讯 连接，即所述的现场计算机和远程调试计算机均连接在互联网上。 上述监控程序模块102包括以下内容接收来自现场计算机104的调试指令并判 断指令是否完整；使现场设备101进入监控状态并将状态数据发送给现场计算机104 ;判断 调试指令的功能，执行调试指令。 上述通讯程序模块106包括以下内容对串行接口 105进行初始化设置，接收来自 远程调试计算机108的调试指令转发给现场设备101 ;接收来自现场设备101的监控程序 模块102发送的数据并转发给远程调试计算机108。 上述调试服务程序模块109包括以下内容进行初始化设置，并接收来自现场计 算机104的数据进行显示和保存；通过人机界面接收调试人员输入的调试指令，并发送给 现场计算机104。 上述现场计算机104和远程调试计算机108都为具有公网IP地址或者具有局域 网IP地址的通用计算机。 上述现场设备101具有的串行接口 103可以是RS-232、 RS_485、 RS-422等通讯接
口，上述现场计算机104具有的串行接口 105可以是RS-232、USB等通讯接口。 采用上述系统通过互联网实现现场设备远程调试的方法，其特征是包括以下步
骤 A、将现场设备101经串行接口连接到现场计算机104上，将现场计算机104和远 程调试计算机108与互联网107建立连接。 B、将监控程序模块102、通讯程序模块106和调试服务程序模块109分别安装在现 场设备101、现场计算机104和远程调试计算机108，并开始运行，现场设备104安装的监控 程序模块102通常在现场设备出厂时已经安装，通讯程序模块106可以由现场设备使用人 员安装在现场计算机104上，调试服务程序模块109由调试者在远程调试计算机108上安 装。 C、在远程调试计算机108上操作调试服务程序模块109，并根据调试参数经由现 场计算机104从现场设备101获取数据或状态。在远程调试计算机108检测到与现场设备 104已经建立连接后，调试者可以操作远程调试计算机108发送获取数据的调试指令要求 现场设备101返回相应的状态或数据。 D、远程调试计算机108的调试者根据上述的状态或数据确定调试指令，并经由远 程调试计算机108、互联网107和现场计算机104将调试指令发送给现场设备101进行实时 参数调试或调整。首先通过人机界面输入的调试参数，然后人机接口线程判断参数是否合 法，即用户输入的调试参数是否在特定的范围内，如果是则发出调试指令，如果不是则执行 参数非法报警，重新输入合法参数。 E、远程调试计算机继续获取现场设备的状态或数据，并判断是否需要继续调试，
否则调试结束。 实施例1 下面结合附图，以温控器动态测试台远程调试系统为实施例，对本发明通过互联网实现现场设备远程调试系统的具体实施方式
作进一步详述 温控器是电冰箱、电冰柜、商用展示冷柜等制冷设备的关键部件，在生产、检测过 程中，需要对其工作点的温度动态性能进行测试。温控器动态测试台就是测试温控器的设 备。在测试过程中，需要控制的关键参数就是升温速率和降温速率，而这两个参数严重受环 境温度影响，所以虽然测试台在出厂前已将这两个参数调试好，但设备运到现场后，由于现 场环境温度与出厂测试时的环境温度存在差别，从而使升温速率和降温速率超出了正常范 围，需要专业人员重新调试。温控器动态测试台降温是通过变频器控制压縮机来实现的，只 要调整变频器的输出频率参数，就能控制降温速率，升温是通过温控仪表的P丽输出占空 比来控制加热管实现的，只要调整温控仪表的P丽输出占空比，就能控制升温速率。借助本 发明生产厂家就无须派人去现场调试，也无须增加任何专用设备，只需通过互联网进行远 程调试就能完成任务，节省了大量的时间和费用，大大提高了工作效率。
以温控器动态测试台为现场设备101，本发明的监控程序模块102流程图如图2所 示，由主程序201、接收中断程序202和通讯处理子程序203三部分组成。其监控程序模块 102的主要功能是当远程调试计算机108发出查询升温速率和降温速率的指令时，监控程 序模块102响应指令，从现场设备101获取升温速率和降温速率后，发送给现场计算机104。
其监控程序模块的工作过程如下 主程序201主要完成对各种功能子程序的调用。如图2(a)所示，主程序201从 框204开始，首先进入框205初始化，即初始化通讯参数、系统变量和中断向量等参数；然后 进入框206，进行温控器动态测试台正常的工作处理，即包括键盘输入、数据显示、升温和降 温以及升温速率和降温速率的计算；再进入框207，判断是否进入监控状态，如果是监控状 态，则进入框208向现场计算机104发送调试数据，即升温速率和降温速率，再进入框203 通讯处理子程序，如果不是监控状态，则直接进入框203通讯处理子程序，最后再返回到框 206，重复以上过程。 接收中断程序202在串行接口接收到读取升温速率和降温速率的远程调试指令 后被触发后执行，其主要功能是判断是否成功接收到一个完整调试指令。如图2(b)所示， 接收中断程序202从框209开始，首先进入框210判断是否接收到完整的调试指令，如果不 是则进入框212退出接收中断程序202，如果是则进入框211设置接收成功标志；最后进入 框212退出接收中断程序202。 通讯处理子程序203在主程序201中被循环调用，其根据接收中断程序202接收 到的远程调试指令执行相应的处理。如图2(c)所示，通讯处理子程序从框213开始，首先 进入框214判断接收成功标志是否置位，即是否接收到一个完整的调试指令，如果未收到 则进入框220退出通讯处理子程序203，如果收到则进入框215 ;框215判断接收调试指令 的命令字，如果命令字为字节00则进入框216进入监控状态，如果命令字为字节01则进入 框217退出监控状态，如果命令字为字节02则进入框218读取状态参数，即升温速率和降 温速率，如果命令字为字节03则进入框219更新控制参数，即修改变频器的输出频率和温 控仪表的P丽输出占空，以改变升温速率和降温速率；最后进入框220退出通讯处理子程序 203。 通讯程序模块106的主要功能是完成现场设备101与远程调试计算机108的数据 交换，也即将接收到的来自现场设备101的升温速率和降温速率或远程调试计算机108的远程调试指令转发给另一方。 图3是现场计算机104装有的通讯程序模块106的流程图，其通讯程序模块106 的工作过程如下程序从框301开始，首先进入框302初始化通讯端口，然后进入框303，连 接远程调试计算机108，接下来进入框304判断连接是否成功，如果连接不成功，返回到框 303，继续连接，如果连接成功，进入框305判断是否收到来自远程调试计算机108的调试指 令，如果收到调试指令，则进入框306将指令转发给现场设备IOI，接下来进入框307，如果 没收到调试指令，直接进入框307，判断是否收到来自现场设备101的数据，如果是，则将数 据转发给远程调试计算机108，进入框309，如果否，则直接进入框309，判断通讯连接是否 正常，如果正常，则返回305，等待下一数据，如果不正常，返回到303，重新连接远程调试计 算机108。 调试服务程序模块109首先获取并显示来自现场设备101的升温速率和降温速 率，技术人员根据升温速率和降温速率，通过人机接口输入的变频器的输出频率和温控仪 表的P丽输出占空，并经互联网107和现场计算机104发送给现场设备101完成远程调试 功能。 图4是远程调试计算机108装有的调试服务程序模块109的流程图，由主程序401 和人机接口线程402两部分组成。其调试服务程序模块109的工作过程如下
如图4 (a)所示，主程序从框403开始，首先进入框404初始化通讯端口 ，然后进入 框405，侦听端口，接下来进入框406判断是否收到状态数据，即升温速率和降温速率，如果 是则进入框407显示保存数据，返回到406，如果否，则进入框408判断是否发送调试指令， 如果是进入框409，发送调试指令给现场计算机104，然后返回406，如果不是，进入框410， 判断是否有程序结束，如果是，则进入框411结束程序，如果不是，则返回框406。
如图4(b)所示，人机接口线程402负责用户与人机界面的交互，为主程序401中 的408提供调试指令，从框412开始，首先进入框413接收人机界面输入的调试指令，然后 进入框414判断指令是否合法，即用户输入的调试指令是否在特定的范围内，如果是则进 入框416将调试指令传递给主程序，供主程序401中的408使用，如果不是则进入框415执 行指令非法报警，最后返回到框413。 根据上述程序流程图及其详细的描叙，不难编写相应的软件。
权利要求
一种现场设备远程调试系统，其特征是该调试系统包括装有监控程序模块(102)的现场设备(101)、凭借串行接口(103、105)连接在装有通讯程序模块(106)的现场计算机(104)，和装有调试服务程序模块(109)的远程调试计算机(108)，并且经由互联网(107)使现场计算机(104)和远程调试计算机(108)建立通讯连接。
2. 如权利要求l所述的远程调试系统，其特征是上述监控程序模块(102)包括以下内 容接收来自现场计算机(104)的调试指令并判断指令是否完整；使现场设备(101)进入 监控状态并将状态数据发送给现场计算机(104);判断调试指令的功能，执行调试指令。
3. 如权利要求l所述的远程调试系统，其特征是上述通讯程序模块(106)包括以下内 容对串行接口 (105)进行初始化设置，接收来自远程调试计算机(108)的调试指令转发给 现场设备(101);接收来自现场设备监控程序模块(102)发送的数据并转发给远程调试计 算机(108)。
4. 如权利要求l所述的远程调试系统，其特征是上述调试服务程序模块(109)包括以下内容进行初始化设置，并接收来自现场计算机(104)的数据进行显示和保存；通过人机界面接收调试人员输入的调试指令，并发送给现场计算机(104)。
5. 如权利要求l所述的远程调试系统，其特征是上述现场计算机(104)和远程调试计 算机(108)都为具有公网IP地址或者具有局域网IP地址的通用计算机。
6. 如权利要求l所述的远程调试系统，其特征是上述现场设备(101)具有的串行接口 (103)是RS-232、 RS-485或者RS-422通讯接口 。
7. 如权利要求l所述的远程调试系统，其特征是上述现场计算机(104)具有的串行接 口 (105)是RS-232或USB通讯接口。
8. 采用上述系统通过互联网实现现场设备远程调试的方法，其特征是包括以下步骤 首先将现场设备经串行接口连接到现场计算机上，将现场计算机和远程调试计算机与互联 网建立通讯连接；然后将监控程序模块、通讯程序模块和调试服务程序模块分别安装在现 场设备、现场计算机和调试计算机，并开始运行；在远程调试计算机上操作调试服务程序模 块，并根据调试参数经由现场计算机从现场设备获取数据或状态；远程调试计算机的调试 者根据上述的状态或数据确定调试指令，并经由远程调试计算机、互联网和现场计算机将 调试指令发送给现场设备进行实时参数调试或调整；最后远程调试计算机继续获取现场设 备的状态或数据，并判断是否需要继续调试，直到调试结束。
全文摘要
本发明涉及一种现场设备远程调试系统及调试方法，其特征是该系统包括装有监控程序模块的现场设备，凭借串行接口连接在装有通讯程序模块的现场计算机，和装有调试服务程序模块的远程调试计算机，并经由互联网使现场计算机和远程调试计算机建立通讯连接。该调试方法包括在远程调试计算机上操作调试服务程序，经由现场计算机从现场设备获取数据或状态；调试者根据上述数据确定调试指令，并经由远程调试计算机、互联网和现场计算机将指令发送给现场设备；并判断是否需要继续调试直到结束。本发明通过互联网实现了不增加专用网关或其他硬件而对现场设备的远程调试，大大降低了设备调试和维护的时间与费用，方法简单、成本低廉。
文档编号G05B19/418GK101776905SQ20091025583
公开日2010年7月14日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者于炳亮, 于砚廷, 刘慧 , 王中秋, 许岩, 邢攸广, 韩桂海, 项顼 申请人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所