Nghiên cứu và phát triển phần mềm scada trên cơ sở điện toán đám mây

Phương pháp sử dụng công nghệ Web service để phát triển, nó cung cấp các dịch vụ cho ứng dụng và mang tính bảo mật cho hệ cở sở dữ liệu và cho người sử dụng.. 1.1.Tính cấp thiết của đề

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - -

HUỲNH XUÂN TÍN

NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM SCADA

TRÊN CƠ SỞ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Mã số: 605202216

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH – tháng 6 năm 2014

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn được sữa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: MSHV:

Ngày, tháng, năm sinh: Nơi sinh:

Chuyên ngành: Mã số :

I TÊN ĐỀ TÀI:

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : (Ghi theo trong QĐ giao đề tài)

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: (Ghi theo trong QĐ giao đề tài)

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên):

Tp HCM, ngày tháng năm 20

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên và chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký) TRƯỞNG KHOA….………

(Họ tên và chữ ký)

MỤC LỤC

1.GIỚI THIỆU 10

1.1.Tính cấp thiết của đề tài 10

1.2.Phạm vi nghiên cứu 11

1.3.Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn 11

1.4.Phương pháp nghiên cứu 11

1.5.Điểm mới của luận văn 12

1.6.Giá trị thực tiễn của luận văn 12

2.KIẾN TRÚC HỆ THỐNG VÀ CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG 12

2.1.Giới thiệu kiến trúc hệ thống 12

2.1.1.Thiết bị máy móc bên dưới hệ thống 12

2.1.2.Server trạm chủ trung tâm 13

2.1.3.Mạng truyền thông 13

2.1.4.Người vận hành 14

2.1.5.Đặc điểm và mô hình triển khai hệ thống 15

2.2.Sử dụng công nghệ Web Service vào phát triển ứng dụng 18

2.2.1.Sự cần thiết của Web Service 18

2.2.2.Lý thuyết xây dựng một Web Service 20

2.2.3.Thiết kế Web Service cho hệ thống 22

3.XÂY DỰNG SCADA TRÊN CƠ SỞ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 26

3.1 Đặc điểm và chức năng của hệ thống SCADA dựa trên đám mây 26

3.2 Thiết kế ứng dụng thu thập dữ liệu 27

3.2.1.Tìm hiều về giao thức modbus 27

3.2.2.Tìm hiểu về cơ sở dữ liệu SQL Server 28

3.2.3.Xây dụng ứng dụng 29

3.3.Xây dựng giao diện người dùng trên ASP.NET 34

3.3.1.Khái niệm ASP.NET 34

3.3.2.Xây dựng Webform giao diện người dùng 34

3.4.Các chỉ tiêu đánh giá hệ thống: 47

4.KẾT QUẢ 48

5.KẾT LUẬN 49

5.1.Một số kết quả đạt được 49

5.2.Hướng phát triển của đề tài 49

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Mô hình triển khai hệ thống 17

Hình 2.2: Tạo một Web service trong Visual Studio 22

Hình 2.3: Web Service và các dịch vụ của nó. 25

Hình 3.1: Giao diện ứng dụng thu thâp dữ liệu 30

Hình 3.2: Đưa iDriver.dll vào ứng dụng………… 31

Hình 3.3: Cấu trúc của file xml được thiết kế……… ……… 32

Hình 3.4: Đưa Web service vào ứng dụng……… 33

Hình 3.5: Giao diện quản lý đăng nhập trên Webform……… 35

Hình 3.6: Biểu đồ quản trị người dùng……… 36

Hình 3.7: Giao diện hiển thị trạng thái trên Webform 38

Hình 3.8: Đồ thị thời gian thực trên Webform 39

Hình 3.9: Giao diện báo cáo theo thời gian và tên 40

Hình 3.10: Kết quả báo cáo bằng Excel 42

Hình 3.11: Giao diện của thiết lập các hệ số 45

Hình 3.12: Giao diện của phần quản lý tài khoản……… ……….46

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Tiến Sĩ Trương Đình Châu, ĐH Bách Khoa HCM, người đã định hướng và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện nghiên cứu của mình Bên cạnh đó em cũng gửi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp đã chia sẽ những kinh nghiệm bổ ích với những khó khăn mà đề tài gặp phải

Em hy vọng sẽ được nhận những lời bổ ích trong quá trình học tập theo của mình Chúc mọi người sức khỏe và thành công trong sự nghiệp

Thân ái Huỳnh Xuân Tín

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các kết quả được đưa ra trong luận văn đều dựa trên các thử nghiệm chạy thử trong quá trình nghiên cứu của tôi Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ các nguồn sách, trên mạng của những người đi trước có liên quan đến lĩnh vực này Những tài liệu liệt này kê trong danh mục các tài liệu tham khảo Cuối cùng, tôi xin cam đoan chịu trách nhiệm với những gì mình trình bày

Người thực hiện Huỳnh Xuân Tín

Tóm tắt: Đề tài trình bày một ứng dụng Scada giám sát điều khiển dựa trên cơ

sở điện toán đám mây với dữ liệu tập trung, đồng bộ thống nhất với nhau Phương pháp sử dụng công nghệ Web service để phát triển, nó cung cấp các dịch vụ cho ứng dụng và mang tính bảo mật cho hệ cở sở dữ liệu và cho người

sử dụng Đề tài đã thiết kế ứng dụng thu thập dữ liệu từ các trạm bên dưới, thông qua Web service gửi dữ liệu lên Web server và Database server để người dùng bên ngoài có thể thông qua trình duyệt Web browser tương tác với trạm dữ liệu bên dưới thông qua Internet một cách nhanh chóng, chính xác và tập trung

Abstract: The tread presents a Scada applicaiton controls monitoring based on

cloud computing with centralized data, sync consistent with one another The method uses Web service technology to develop, it provides applications and services to bring sercurity for database systems and users The thread is designed to collect data form under stations, through Web service sends datas to Web server and Database server for external users via a browser which can interact with the Web browser client side data below through Internet quickly, accurately and focus

1.GIỚI THIỆU

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) hiểu theo nghĩa truyền thống là một hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu Nhằm hỗ trợ con người trong quá trình giám sát và điều khiển từ xa.Tuy nhiên, trong thực

tế có một số hệ thống vẫn thường được gọi là Scada mặc dù những hệ thống này chỉ thực hiện duy nhất một chức năng là thu thập dữ liệu Hệ thống Scada là kết quả của sự kết hợp chặt chẽ giữa công nghệ thông tin và công nghệ tự động hóa

1.1.Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ cùng với xu hướng hội tụ của Scada và công nghệ thông tin, mô hình quản lý giám sát dữ liệu của các đơn vị Scada bên dưới theo xu hướng phân tán truyền thống chưa đáp ứng được nhu cầu quản lý và những thay đổi ngày càng đa dạng và phức tạp của quy trình Scada; đồng thời những thay đổi của quy trình quản lý tập hợp dữ liệu tại các máy bên dưới dẫn đến các nguồn dữ liệu phân tán đó không có sự đồng nhất gây khó khăn cho quá trình giám sát cũng như báo cáo làm giám tính chính xác của công tác phân tích tổng hợp Do dó, việc nghiên cứu thiết kế và phát triển hệ thống quản lý dữ liệu tập trung trên nền điện toán đám mây là một vấn đề đang được quan tâm Bài luận “nghiên cứu và phát triển Scada trên cơ sở điện toán đám mây” giới thiệu kiến trúc hệ thống, mô hình triển khai cũng như hướng phát triển mở rộng của hệ thống Scada nhằm phục vụ tốt hơn cho việc nâng cao hiệu quả quản lý theo thời gian thực, chính xác nhất và tập trung nhất; với mong muốn phục vụ tốt hơn cho việc nâng cao hiệu quả cũng như đơn giản hóa và đồng nhất các nguồn dữ liệu, đám báo tính chính xác của việc phân tích tổng hợp

dữ liệu

1.2.Phạm vi nghiên cứu

Đề tài đã được dựa vào lý thuyết cũng như nhu cầu thực tế của các công

ty, nhà máy cần theo dõi, giám sát tập trung các dữ liệu thực của các phân xưởng, các chi nhánh nằm rải rác Đề tài sẽ mô phỏng việc thu thập các số liệu

cơ bản của bệnh viện, chung cư và nhà máy; từ đó đưa ra giải pháp phần mềm và các đặc tính khi xây dựng trong hệ thống Scada

1.3.Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn

Luận văn sẽ hoàn thành giải pháp Scada theo hướng tập trung dựa trên cơ

sở điện toán đám mây, đề tài sẽ thực hiện các nhiệm vụ như sau:

 Nghiên cứu, xây dựng phần mềm thu thập dữ liệu từ các thiết bị bên dưới đưa lên trạm chủ trung tâm

 Nghiên cứu và phân tích dịch vụ Web được sử dụng trao đổi dữ liệu thông qua mạng Internet

 Nghiên cứu, xây dựng giao diện người dùng Webform tiện ích cho việc tương tác từ xa qua mạng Internet với thiết bị bên dưới

1.4.Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp tiếp cận đa môi trường, với việc tham khảo tất cả các phương pháp hiện có qua các công trình nghiên cứu khoa học để chọn ra giải pháp áp dụng tốt nhất với môi trường phát triển Khi phát triển phần mềm, các thuật toán sẽ được thí nghiệm trên máy tính nhiều lần để tạo sự ổn định của hệ thống khi hoạt động liên tục

1.5.Điểm mới của luận văn

Luận văn đã cung cấp giải pháp cho việc giám sát dữ liệu theo hướng tập trung, nâng cao hiệu quả cũng như đơn giản hóa các nguồn dữ liệu, tránh phân tán mà tập trung phân tích, tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau

1.6.Giá trị thực tiễn của luận văn

Với phương pháp Scada theo hướng tập trung trên cơ sở điện toán đám mây trong luận văn này, nó có áp dụng rất lớn cho các nhà máy với nhiều thiết bị

tự động hóa cần điều khiển, các thông số hoạt động của các van, các cảm biến cần được giám sát thường xuyên ở các vị trí xa so với trung tâm; cũng như việc tổng hợp báo cáo thông số kỹ thuật hay các sự cố một cách đầy đủ và bao quát

nhất

2.KIẾN TRÚC HỆ THỐNG VÀ CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG

2.1.Giới thiệu kiến trúc hệ thống

2.1.1.Thiết bị máy móc bên dưới hệ thống

Hệ thống gồm một Server riêng đặt tại công ty, nhà máy hay tại nhà cung cấp Server tùy theo nhu cầu người sử dụng Server này cung cấp Driver để giao tiếp với các thiết bị bên dưới gồm vi xử lý, các PLC, các máy giám sát điện nay Power Meter,…bằng các chuân giao tiếp Modbus RTU, Modbus TCP, Profibus, GSM / GPS,…Thiết bị đầu cuối hiện trường (RTU) thực hiện chức năng giao tiếp giữa hệ SCADA và quá trình cần giám sát vận hành thông qua các cảm biến

và cơ cấu chấp hành RTU có thể là một hệ vi xử lý được thiết kế riêng cho mục đích, yêu cầu của hệ SCADA nói chung nhưng cũng có thể sử dụng các PLC hoặc các Controller Trong các hệ thống điều khiển giám sát tích hợp vai trò của RTU sẽ được các PLC hoặc Controller đảm nhiệm Ở đây dữ liệu quá trình thu thập được ngoài việc sử dụng cho các ứng dụng điều khiển logic và điều khiển điều chỉnh còn được sử dụng để giám sát, vận hành

Sử dụng Modbus cho điều khiển và tự động hóa quá trình Modbus là một protocol phổ biến bậc nhất được sử dụng hiện nay cho nhiều mục đích Nó đơn giản, rẻ, phổ biến và dễ sử dụng Một ưu điểm của Modbus là nó có thể chạy hầu như trên tất cả các phương tiện truyền thông, trong đó có cổng kết nối dây xoắn, không dây, sợi quang, Ethernet, modem điện thoại, điện thoại di động và vi sóng

 Modbus RTU, dữ liệu được mã hóa theo hệ nhị phân và chỉ cần một byte truyền thông cho một byte dữ liệu Đây là thiết bị lí tưởng đối với RS232 hay mạng RS485 đa điểm Nó là protocol công nghiệp được sử dụng rộng rãi nhất

 Modbus TCP đơn giản là Modbus qua Ethernet Thay vì sử dụng thiết bị này cho việc kết nối với các thiết bị khác thì các địa chỉ IP được sử dụng Với Modbus TCP, dữ liệu Modbus được tóm gọn

đơn giản trong một gói TCP/IP

2.1.2.Server trạm chủ trung tâm

Tram chủ trung tâm thực hiện chức năng giao tiếp giữa người vận hành và

hệ SCADA Nó thực hiện việc nhận dữ liệu từ Modbus hay GSM, hiển thị các dữ liệu này và nhận các lệnh vận hành từ người vận hành rồi chuyển tới thiết bị bên dười qua Modbus Ngoài chức năng cơ bản này, trạm Server hiện đại còn thực hiện các chức năng liên quan tới quản lý, bảo trì và tối ưu hóa quá trình như thiết lập truyền thông, liên kết truyền thông, chuẩn đoán tối ưu hóa hoạt động của hệ thống,…Trong các hệ SCADA hiện đại trạm chủ trung tâm thường bao gồm một hoặc nhiều máy trạm, máy chủ được nối mạng với nhau và phối hợp với nhau để thực hiện các chức năng, nhiệm vụ của trạm trung tâm

2.1.3.Mạng truyền thông

Truyền thông (communication) là quá trình chia sẻ thông tin, nó là một kiểu tương tác xã hội trong đó ít nhất có hai tác nhân tương tác lẫn nhau, chia sẻ

các qui tắc và tín hiệu chung Trong quá trình truyền thông, ở dạng đơn giản, thông tin được truyền từ người gửi tới người nhận; ở dạng phức tạp, các thông tin trao đổi liên kết người gửi và người nhận Mạng truyền thông dùng sử dụng

để kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các Modbus và trung tâm Server, giữa Server với thiết bị bên ngoài Internet

Mạng truyền thông Modbus là một trong những phương tiện được sử dụng rỗng rãi nhất trong việc kết nối các thiết bị điện tử trong các ứng dụng công nghiệp (industrial) Tính đơn giản cũng khiến modbus trở thành công cụ hữu dụng Modbus bao gồm một cấu trúc thông điệp được thiết kế để thiết lập giao tiếp chính phụ (master-slave), chủ khách (master-client) giữa một phạm vi rộng các thiết bị thông minh Nó hỗ trợ các giao thức tuần tự và mạng Internet Nó thực sự là một tiêu chuẩn mở và là một trong những giao thức được sử dụng rộng rãi nhất trong môi trường sản xuất công nghiệp Sử dụng giao thức cũng như cấp chứng nhận (licensing) là hoàn toàn miễn phí

Internet vừa là một phương tiện truyền thông, vừa là một hình thức truyền thông Cái mới và độc đáo của phương tiện truyền thông này là bản thân nó có thể tích hợp ba chức năng truyền thông, tùy vào mục đích của người sử dụng, điều mà các phương tiện truyền thông trước nó (như báo in, phát thanh, truyền hình) hầu như không làm được Internet có khả năng làm chức năng phương tiện truyền thông cá nhân, mà biểu hiện tiêu biểu là thư điện tử (e-mail), điện thoại internet, website,…Internet có chức năng tạo môi trường liên lạc tuyệt vời và rẻ tiền cho các cá nhân hay tổ chức

2.1.4.Người vận hành

Trong một ứng dụng SCADA bao giờ cũng có người vận hành do vậy việc thiết

kế và xây dựng một hệ SCADA ngoài các yếu tố về chuyên môn cũng cần phải lưu ý tới vấn đề này

2.1.5.Đặc điểm và mô hình triển khai hệ thống

Hệ thống Scada được xây dựng theo hướng tập trung trên nền điện toán đám mây Điện toán đám mây là các phát triển dựa vào mạng Internet sử dụng các công nghệ máy tính Đây là một kiểu điện toán trong đó những tài nguyên tính toán và lưu trữ được cung cấp như những dịch vụ trên mạng Người dùng không cần biết hay có kinh nghiệm điều khiển và vận hành những công nghệ này Trên thực tế, việc triển khai cơ sở hạ tầng cho điện toán đám mây dựa trên các đặc điểm của hiện toán lưới, điện toán theo nhu cầu và điện toán tự trị Điện toán đám mây có thể được xem như là giai đoạn tự nhiên tiếp theo từ mô hình điện toán lưới Để hiểu các thức hoạt động của đám mây, tưởng tượng rằng đám mây bao gồm 2 lớp: Lớp Back-end và lớp Front-end

Lớp ront-end là lớp người dùng, cho phép người dùng sử dụng và thực hiện thông qua giao diện người dùng Khi người dùng truy cập các dịch vụ trực tuyến, họ sẽ phải sử dụng thông qua giao diện từ lớp ront-end, và các phần mềm sẽ được chạy trên lớp Back-end nằm ở “đám mây” Lớp Back-end bao gồm các cấu trức phần cứng và phần mềm để cung cấp giao diện cho lớp ront-end và được người dùng tác động thông qua giao diện đó Bởi vì các máy tính trên “đám mây” được thiết lập để hoạt động cùng nhau, do vậy các ứng dụng có thể sử dụng toàn bộ sức mạnh của các máy tính để có thể đạt được hiệu suất cao nhất Điện toán đám mây cũng đám ứng đầy đủ tính linh hoạt cho người dùng Tuy thuộc vào nhu cầu, người dùng có thể tăng thêm tài nguyên mà các đám mây cần

sử dụng để đáp ứng, mà không cần phải nâng cấp thêm tài nguyên phần cứng như sử dụng máy tính cá nhân Ngoài ra, với điện toán đám mây, vấn đề hạn chế của hệ điều hành khi sử dụng các ứng dụng không còn bị ràng buộc, như cách sử dụng máy tính thông thường

Điện toán đám mây có những đặc điểm chính sau đây:

 Phân phối theo nhu cầu sử dụng

 Quản lý được hiệu suất

 Tin cậy

 Khả năng mở rộng

 Cải thiện tài nguyên

 Khả năng duy trì

Hình 2.1 Mô hình triển khai hệ thống

Mô hình triển khai hệ thống gồm Web Server, Database Server, Web Browser và Application Desktop

 Web Server: đóng vai trò là máy chủ ứng dụng tập trung cho phép các khách hang bên dưới truy cập vào khai thác chức năng của hệ thống

 Database Server: hệ cơ sở dữ liệu của hệ thống được giao tiếp với Web Server bằng các đối tượng của Net

 Web Browser: đây là giao diện sử dụng của người khi có các yêu cầu từ khách hang, do hệ thống được xây dựng trên nền tảng Webform nên khi cần sử dụng các trình duyệt web và có kết nối đến máy chủ Web Server để kết nối với hệ thống

 Application Desktop: phần mềm cài đặt bên dưới để thu thập dữ liệu từ các thiết bị thông qua kết nối modbus và gửi lên Web Server bằng Web Service

Hệ thống Scada này có thể triển khai áp dụng cho nhiều khách hàng tại cùng một thời điểm Việc kết xuất báo cáo cũng như phân tích, đánh giá các số liệu của các scada bên dưới được thực hiện dễ dàng

2.2.Sử dụng công nghệ Web Service vào phát triển ứng dụng

2.2.1.Sự cần thiết của Web Service

Có nhiều giải pháp khác nhau để đáp ứng các yêu cầu của đề tài nhưng Web Service hội đủ các khả năng đáp ứng yêu cầu và có nhiều ưu điểm hơn Web Service được coi là một công nghệ mang đến cuộc cách mạng trong cách thức hoạt động của các dịch vụ B2B (Business to Business) và B2C (Business to Customer) Hiện nay, Web Service đang rất phát triển và có nhiều ứng dụng Giá trị cơ bản của dịch vụ Web dựa trên việc cung cấp các phương thức theo chuẩn trong việc truy nhập đối với hệ thống đóng gói và hệ thống kế thừa Các phần mềm này được viết bởi những ngôn ngữ lập trình khác nhau và chạy trên những nền tảng khác nhau có thể sử dụng dịch vụ Web để chuyển đổi dữ liệu thông qua mạng Internet theo cách giao tiếp tương tự bên trong một máy tính Tuy nhiên, công nghệ xây dựng Web Service không nhất thiết phải là các công nghệ mới, nó

có thể kết hợp với các công nghệ đã có như XML, SOAP, WSDL, UDDI,…Web Service có thể được coi là thế hệ kế tiếp của các dịch vụ phân tán trên mạng như DCOM, CORBA, RMI,… nhưng không giống như các dịch vụ phân tán trước

đó, Web Service có thể được gọi bất kỳ ở đâu và trên bất kỳ nền tảng nào Với

sự phát triển và lớn mạng của Internet, Web Service thật sự là một công nghệ đáng được quan tâm để giảm chi phí và độ phức tạp trong tích hợp và phát triển

hệ thống

Dịch vụ Web cho phép client và server tương tác được với nhau ngay cả trong những môi trường khác nhau Ví dụ, đặt Web server trên một máy chủ chạy hệ điều hành Linux trong khi người dùng sử dụng máy tính chạy hệ điều hành Windows, ứng dụng vẫn có thể chạy và xử lý bình thường mà không cần thêm yêu cầu đặc biệt để tương thích giữa hai hệ điều hành.Các ứng dụng có tích hợp dịch vụ Web đã không còn là xa lạ, đặc biệt trong điều kiện thương mại điện

tử đang bùng nổ và phát triển không ngừng cùng với sự lớn mạnh của Internet Bất kì một lĩnh vực nào trong cuộc sống cũng có thể tích hợp với dịch vụ Web, đây là cách thức kinh doanh và làm việc có hiệu quả bởi thời đại ngày nay là thời đại của truyền thông và trao đổi thông tin qua mạng Do vậy, việc phát triển và tích hợp các ứng dụng với dịch vụ Web đang được quan tâm phát triển rất lớn

Những ưu điểm của dịch vụ Web là cung cấp khả năng hoạt động rộng lớn với các ứng dụng phần mềm khác nhau chạy trên những nền tảng khác nhau Sử dụng các giao thức và chuẩn mở, giao thức và định dạng dữ liệu dựa trên văn bản (text), giúp các lập trình viên dễ dàng hiểu được Nâng cao khả năng tái sử dụng Thúc đẩy đầu tư các hệ thống phần mềm đã tồn tại bằng cách cho phép các tiến trình/chức năng nghiệp vụ (hàm) đóng gói trong giao diện dịch vụ Web

Tạo mối quan hệ tương tác lẫn nhau và mềm dẻo giữa các thành phần trong hệ thống, dễ dàng cho việc phát triển các ứng dụng phân tán Thúc đẩy hệ thống tích hợp, giảm sự phức tạp của hệ thống, hạ giá thành hoạt động, phát triển hệ thống nhanh và tương tác hiệu quả với hệ thống của các doanh nghiệp khác

2.2.2.Lý thuyết xây dựng một Web Service

Có 4 giai đoạn chính để xây dựng một dịch vụ Web là xây dựng, triển trai, tiến hành và quản lý, trong đó:

 Giai đoạn xây dựng bao gồm phát triển và chạy thử ứng dụng dịch

vụ Web, xây dựng các chức năng và định nghĩa dịch vụ Có hai cách khác nhau để tiến hành trong giai đoạn này, đó là Red-path- solod và Blue-path-dashed Với Red-path-solod, chúng ta sẽ xây dựng một dịch vụ Web mới từ trạng thái ban đầu hoặc với một dịch

vụ đã có sẵn Từ đó, xây dựng định nghĩa service (WSDL) với các đối tượng, hàm chức năng mà chúng ta mong muốn Nếu theo cách Blue-path-dashed, dịch vụ Web sẽ được xây dựng từ đầu hoặc từ một định nghĩa dịch vụ WSDL Sử dụng WSDL này, xây dựng hoặc sửa đổi lại mã để thực hiện các yêu cầu mong muốn trong dịch vụ Web

 Giai đoạn triển khai: công bố định nghĩa dịch vụ, xây dựng WSDL

và triển khai mã thực thi của dịch vụ Web Triển khai dịch vụ Web tới một ứng dụng phía server, sau đó sẽ công bố dịch vụ Web trên mạng Internet để các client có thể nhìn thấy Sử dụng UDDI registry

để công bố lên mạng

 Giai đoạn tiến hành: tìm kiếm và gọi thực thi dịch vụ Web bởi

mở rộng thêm chức năng Những hướng tiếp cận này dựa trên những gì mà

chúng ta đã có, tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống, trong đó tối đa việc sử dụng lại các chức năng, các thành phần, môđun đã được xây dựng

Qui trình xây dựng một dịch vụ Web bao gồm các bước sau:

 Định nghĩa và xây dựng các chức năng, các dịch vụ mà dịch vụ sẽ cung cấp (sử dụng ngôn ngữ Java chẳng hạn)

 Tạo WSDL cho dịch vụ

 Xây dựng SOAP server

 Đăng ký WSDL với UDDI registry để cho phép các client có thể tìm thấy và truy xuất

 Client nhận file WSDL và từ đó xây dựng SOAP client để có thể kết nối với SOAP Server

 Xây dựng ứng dụng phía client và sau đó gọi thực hiện dịch vụ thông qua việc kết nối tới SOAP Server

Lựa chọn một ngôn ngữ, xây dựng các tiến trình nghiệp vụ và chúng ta bắt đầu tạo nên một dịch vụ Web như ý muốn Sau đó là cung cấp dịch vụ Web này trên Internet

2.2.3.Thiết kế Web Service cho hệ thống

Trong đề tài này thì Web Service được viết trên nền tảng Net Framework của Microsoft, sử dụng công cụ Visual Studio 2010 để thiết kế

Hình 2.2 Tạo một Web service trong Visual Studio

Sau khi tao mới thành công, với mỗi phương thức ta phải khai báo thuộc tính [WebMethod], để chỉ ra đây là phương thức được sử dụng cho dịch vụ Web Mã của tập tin dịch vụ sẽ như sau

[WebMethod]

publicvoid Insert(string Name, string Value)

{

SqlConnection _conn = newSqlConnection();

SqlDataAdapter _adp = newSqlDataAdapter();

SqlDataAdapter _adp = newSqlDataAdapter();

string conn_str = "UPDATE data SET Value = " + Value + " ";

conn_str = conn_str + "WHERE Name = '" + Name + "' and Date = '"+DateTime.Now.ToString("dd/MM/yyyy")+"'";

_adp.SelectCommand = new SqlCommand(conn_str, _conn);

protectedstatic string _Value = "0";

protectedstatic List<string> _VList = newList<string>();

publicList<string> GetVList()

{

return _VList;

}

Sau khi tạo các phương thức cho dịch vụ Web thành công, ta chạy thử trên máy

và thu được kết quả thành công

Hình 2.3 Web Service và các dịch vụ của nó

3.XÂY DỰNG SCADA TRÊN CƠ SỞ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

3.1 Đặc điểm và chức năng của hệ thống SCADA dựa trên đám mây

Đặc điểm của hệ thống này là hệ thống có cấu trúc tập trung, mọi thông tin dữ liệu được tập trung trên đám mây nhưng việc truy cập được phân tán, dữ liệu được giám sát và điều khiển mọi lúc mọi nơi thông qua máy tính bảng, di động hay Desktop

Chức năng chính của hệ thống SCADA dựa trên đám mây là:

 Dữ liệu cập nhật theo thời gian thực làm giảm quá trình thu thập dữ liệu và cải thiện thời gian phản ứng để cảnh báo và báo động

 Truy cập dữ liệu di động thông qua máy tính, điện thoại hoặc máy tính bảng

 An ninh bằng cách làm việc với các tiêu chuẩn công nghiệp và tiện ích cao nhất

 Khả năng mở rộng cao

 Điều khiển tự động các thiết bị, giám sát liên tục trạng thái hoạt động, qui trình sản xuất tất cả máy móc tại hiện trường thông qua Internet

 Thu thập và lưu trữ các thông số thiết bị, thông báo thông tin đầy đủ

về lỗi và trạng thái làm việc một cách nhanh nhất bằng Internet

 Báo cáo, thông kê, in ấn những thông tin phục vụ quản lý và điều hành từ xa

 Điều khiển thiết bị từ xa qua Internet