Das Institut für Automatisierungstechnik der Technischen Universität Dresden hat auf der Basis eines speziellen XML Dialektes ein Verfahren entwickelt mit dem es möglich ist Prozessvisualisierungen
technologieunabhängig zu beschreiben und automatisiert in die gewünschte Zieltechnologie zu transformieren. Dabei wurden Transformationsvorschriften für HTML und SVG umgesetzt, so dass ein clientseitiges Steuern über einen beliebigen Web-Browser möglich
ist.
Ziel dieser Arbeit ist es, dieses System mit Transformationsvorschriften für Windows Mobile basierte Geräte zu erweitern, so dass der Prozess des Beobachtens und Bedienens über ein mobiles Gerät möglich wird, wobei ein serverseitiges Fern-Alarmsystem den üblichen clientseitigen Polling-Betrieb ersetzen soll.
Bei der Analyse industriell verbreiteter Methoden zur Fernalarmierung, wurden die Möglichkeiten E-Mail, SMS und Anruf genauer untersucht und miteinander verglichen.
Ebenso war eine intensive Recherche über Darstellungsmöglichkeiten auf mobilen Displays ein wichtiger Teil dieser Arbeit, welcher letztendlich auch großen Einfluss auf die prototypische
Umsetzung der Benutzeroberfläche zum Bedienen und Beobachten einer Kleinversuchsanlage hatte.
Insgesamt konnte diese Arbeit den Einsatz mobiler Geräte zur Prozessüberwachung und der Behandlung von Alarmen als zuverlässig einstufen. Dies wurde mit einer prototypischen Implementierung nachgewiesen.
Inhaltsverzeichnis
1. EINLEITUNG
2. EINORDNUNG DER ARBEIT
2.1.ALLGEMEINE BESCHREIBUNG (ISTZUSTAND)
2.1.1.XVCML
2.1.1.1.VISUALISIERUNGSKOMPONENTEN
2.1.1.2.FUNKTIONSKOMPONENTEN
2.1.1.3.KOMPONENTE SERVERCONNECTION
2.1.1.4.ARBEITSWEISE DER PROZESSVISUALISIERUNG
2.1.2.PROZESSDATENSERVER ZUR LAUFZEIT
2.2.AUFGABENSTELLUNG/ SOLLZUSTAND
2.2.1.FUNKTIONALE ANFORDERUNGEN
2.2.2.ANFORDERUNGEN AN DIE SYSTEMTECHNIK
2.2.3.RANDBEDINGUNGEN, NICHT FUNKTIONALE ANFORDERUNGEN
2.2.4.QUALITÄTSMERKMALE
3. FERNALARMIERUNG
3.1.EINLEITUNG
3.2.PRAKTISCHER EINSATZ
3.3.E-MAIL
3.3.1.ABLAUF DER KOMMUNIKATION
3.3.2.ZUVERLÄSSIGKEIT DER NACHRICHTENÜBERTRAGUNG
3.4.SMS
3.4.1.ABLAUF DER KOMMUNIKATION
3.4.2.ZUVERLÄSSIGKEIT DER NACHRICHTENÜBERTRAGUNG
3.5.MOBILFUNKANRUF
3.5.1.ABLAUF DER KOMMUNIKATION
3.5.2.ZUVERLÄSSIGKEIT DER NACHRICHTENÜBERTRAGUNG
3.6.DIENSTKOMBINATIONEN
3.6.1.E-MAIL TO SMS
3.6.2.SMS TO E-MAIL
3.6.3.DIREKTER KONTAKT ZUR SMSC
4. DARSTELLUNGSPRINZIPIEN FÜR MOBILE DISPLAYS
4.1.EINLEITUNG
4.2.GRUNDLAGEN
4.3.SPEZIELLE PROBLEME MOBILER GERÄTE
4.4.FOLGEN
4.5.SPEZIELLE KRITERIEN FÜR MOBILE GERÄTE
4.6.NAVIGATIONSPARADIGMEN
5. SYSTEMENTWURF
5.1.EINLEITUNG
5.2.VORBETRACHTUNGEN
5.2.1.MASTERWS
5.2.2.FERNALARMIERUNG
5.2.3.ALARM-MODELL
5.3.ENTWURFSZEIT
5.3.1.ANWENDUNGSFALLDIAGRAMM
5.3.2.ANWENDUNGSFÄLLE
5.3.3.LÖSUNGSENTWURF
5.3.3.1.SERVERSEITEIGER ENTWURF
5.3.3.2.CLIENTSEITIGER ENTWURF
5.4.LAUFZEIT
5.4.1.ANWENDUNGSFALLDIAGRAMM
5.4.2.ANWENDUNGSFÄLLE
5.4.3.BESCHREIBUNG AUSGEWÄHLTER ANWENDUNGSFÄLLE
5.4.3.1.PROZESS ÜBERWACHEN
5.4.3.2.ALARM WEITERLEITEN
5.4.3.3.ALARMSTATUS ANPASSEN
5.4.4.LÖSUNGSENTWURF
5.4.4.1.SERVER – MASTERWS
5.4.4.2.CLIENT – MOBILE ANWENDUNG
5.4.4.3.OBERFLÄCHENENTWURF
5.5.ZUSAMMENFASSUNG
5.5.1.SERVERSEITIGE KOMPONENTEN
5.5.2.CLIENTSEITIGE KOMPONENTEN
6. IMPLEMENTIERUNG
6.1.ENTWURFSZEIT
6.1.1.ALARM-MODELL
6.1.2.SERVER-KONFIGURATION
6.1.3.CLIENT-REGISTRIERUNG
6.1.4.KOMPONENTE SERVERCONNECTION
6.2.LAUFZEIT
6.2.1.SERVERSEITIGE PROZESSÜBERWACHUNG
6.2.1.1.ALARMWEITERLEITUNG
6.2.1.2.ANRUF-BIBLIOTHEK JDUN
6.2.1.3.E-MAIL WEITERLEITUNG
6.2.2.CLIENT-REGISTRIERUNG
6.2.3.KOMPONENTE SERVERCONNECTION
6.2.4.KOMPONENTE VISUALISIERUNG
7. AUSWERTUNG
7.1.SERVER-ANWENDUNG
7.2.CLIENT-ANWENDUNG
8. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
11. ANHANG
11.1.A2-1 WSDL DATEI DES VERWENDETEN WEBSERVICE „MASTERWS“
11.2.A5-1 UMTS VERFÜGBARKEIT IN DEUTSCHLAND
11.3.A6-1 XSL TRANSFORMATIONSVORSCHRIFT DER SERVER KONFIGURATIONSDATEI
11.4.A6-2 XML CODIERTE SERVER-KONFIGURATIONSDATEI ALS TRANSFORMATIONSERGEBNIS
11.5.A6-3 VOLLSTÄNDIGE XSL TRANSFORMATIONSVROSCHRIFT DER REGISTRIERUNGSKLASSE
11.6.A6-4 VOLLSTÄNDIGE XSL TRANSFORMATIONSVORSCHRIFT DER SERVER- KOMMUNIKATIONS-KLASSEN
11.7.A6-5 VOLLSTÄNDIGE XSL TRANSFORMATIONSVORSCHRIFT DER KLASSE WEBSERVICECOMMUNICATION
11.8.A6-6 XSL TRANSFORMATIONSVORSCHRIFT DER KLASSE WEBSERVICEEVENTS
1.9.A6-7 XSL TRANSFORMATIONSVORSCHRIFT DER KLASSE WEBSERVICEEVENTARGS
11.10.A6-8 TRANSFORMIERTER C# CODE DES INTERFACE IREGISTRATION
11.11.6-9 TRANSFORMIERTER C# CODE FÜR DIE REGISTRIERUNG ANKOMMENDER ALARME PER ANRUF
11.12.A6-10 TRANSFORMIERTER C# CODE FÜR DIE REGISTRIERUNG ANKOMMENDER ALARME VIA E-MAIL
11.13.A6-11 TRANSFORMIERTER C# CODE DER KOMMUNIKATIONSKLASSE
Zielsetzung & Themen
Ziel dieser Arbeit ist die Erweiterung einer flexiblen, XML-basierten Objektstruktur zur Prozessvisualisierung um eine zuverlässige, serverseitige Fernalarmierungsfunktion für mobile Windows Mobile-Geräte, um das manuelle Polling durch ein automatisches Alarm-Management-System zu ersetzen.
- Entwicklung eines serverseitigen Alarm-Modells zur Prozessüberwachung.
- Untersuchung und Vergleich industrieller Alarmierungsmethoden (E-Mail, SMS, Anruf).
- Design einer intuitiven Benutzeroberfläche für mobile Displays unter Berücksichtigung begrenzter Systemressourcen.
- Automatische Generierung von C#-Code für mobile Endgeräte via XSL-Transformation.
- Prototypische Implementierung und Verifikation an einer Kleinversuchsanlage.
Auszug aus dem Buch
3.3. E-Mail
„Electronic Mail“ (elektronische Post), auch bekannt als E-Mail ist der wichtigste und am meis ten genutzte Dienst des Internet. Er funktioniert nach dem „Store and Forward – Prinzip“ [8], wobei keine direkte Verbindung zwischen den Kommunikationspartnern hergestellt, sondern die Nachricht auf einem Mail-Server im Internet zwischengespeichert wird. Der Empfänger kann diese dann zu einem beliebigen Zeitpunkt abrufen.
3.3.1. Ablauf der Kommunikation
Eine Nachricht besteht aus dem korrekten Empfänger, einem optionalen Betreff und dem Bo dy, welcher sich aus Texten, Bildern und anderen Dateianhängen zusammensetzen kann. Zum Versenden der E-Mail [Abbildung 3.2.1] wird eine TCP/ IP (Transmission Control Protocol/ In ternet Protocol) Verbindung (üblicherweise über Port 25) vom Sender (1) zu einem SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Server (2) hergestellt. Nach dem Abschicken wird die Verbin dung zum Server wieder getrennt.
Anschließend leitet der SMTP Server die Nachricht an die Mailbox des Empfängers weiter. Über die Adresse ermittelt er dessen Domäne und leitet die Nachricht ins Empfängernetz weiter (liegt der Adressat in einer anderen Domäne, wird die IP-Adresse von einem Domain-Name Server (DNS) geliefert). Dort angekommen wird die Nachricht in der Mailbox des Adressaten (3) gespeichert.
Nun kann der Empfänger (4) die Nachricht abrufen Er baut dazu eine TCP/ IP Verbindung (zum Beispiel über Port 110) zum Empfangsserver (beispielsweise ein POP3-Server) auf und fragt alle neuen Nachrichten ab. Anschließend wird die Verbindung zum Server wieder getrennt.
Zusammenfassung der Kapitel
1. EINLEITUNG: Einführung in die historische Entwicklung der mobilen Kommunikation und Motivation für ein zuverlässiges Alarmsystem in industriellen Anlagen.
2. EINORDNUNG DER ARBEIT: Beschreibung des XVCML-Frameworks und der bestehenden Komponenten sowie Definition der Anforderungen an das System.
3. FERNALARMIERUNG: Analyse und Vergleich von Alarmierungsmethoden wie E-Mail, SMS und Mobilfunkanruf hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Eignung für Prozessleittechnik.
4. DARSTELLUNGSPRINZIPIEN FÜR MOBILE DISPLAYS: Untersuchung von Kriterien und Navigationsparadigmen für die Gestaltung von Benutzeroberflächen auf mobilen Endgeräten.
5. SYSTEMENTWURF: Konzeption des serverseitigen Alarmmodells sowie des clientseitigen Entwurfs für die mobile Anwendung unter Nutzung von XVCML.
6. IMPLEMENTIERUNG: Detaillierte Beschreibung der softwaretechnischen Umsetzung der Komponenten und der automatisierten Transformation via XSL-Skripte.
7. AUSWERTUNG: Kritische Betrachtung der implementierten Lösung, der Performance und der Herausforderungen bei der Entwicklung für mobile Plattformen.
8. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK: Zusammenfassende Bewertung der Ergebnisse und Diskussion möglicher zukünftiger Weiterentwicklungen des Systems.
Schlüsselwörter
Fernalarmierung, Prozessvisualisierung, XVCML, Mobile Endgeräte, Windows Mobile, ServerConnection, Alarm-Management, XML, Prozesstechnik, JavaMail, .NET Compact Framework, Smart Device Framework, Automatisierungstechnik, Fernwirken, Applikationsentwicklung
Häufig gestellte Fragen
Was ist das übergeordnete Ziel dieser Arbeit?
Ziel ist die Erweiterung einer flexiblen, XML-basierten Objektstruktur zur Prozessvisualisierung um eine serverseitige Fernalarmierung, um den Prozess der Überwachung auf mobile Geräte zu bringen.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Arbeit behandelt die automatisierte Softwareentwicklung (XVCML), Methoden der Fernalarmierung, die Gestaltung mobiler Benutzeroberflächen und die Implementierung von Kommunikationsschnittstellen für mobile Endgeräte.
Welche Forschungsfrage steht im Zentrum?
Die zentrale Frage ist, wie ein bestehendes, technologieunabhängiges Visualisierungssystem um eine zuverlässige Fernalarmierung erweitert und für mobile Endgeräte effizient implementiert werden kann.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es werden eine Anforderungsanalyse (VDI/VDE 3694), die Untersuchung industrieller Kommunikationsmethoden sowie eine prototypische Implementierung unter Verwendung von XSL-Transformationen zur Code-Generierung angewendet.
Was umfasst der inhaltliche Hauptteil?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen der Fernalarmierung, die Untersuchung von Darstellungskonzepten für mobile Displays sowie den Entwurf und die Implementierung der Alarm-Komponenten auf Server- und Client-Seite.
Welche Keywords charakterisieren die Arbeit am besten?
Fernalarmierung, Prozessvisualisierung, XVCML, Mobile Endgeräte, ServerConnection, XML, Automatisierungstechnik und Applikationsentwicklung.
Warum wurde für die Fernalarmierung der Anruf als beste Methode gewählt?
Der Anruf bietet im Vergleich zu E-Mail und SMS ein direktes Verbindungsfeedback und ist im Rahmen der betrachteten Systemumgebung eine kosteneffiziente und zuverlässige Methode zur sofortigen Alarmierung.
Welche Rolle spielen XVCML und XSL-Transformationen?
Sie ermöglichen die technologieunabhängige Definition der Alarm-Modelle und die automatische Generierung von C#-Quellcode für die Zielplattform, was die Wartbarkeit und Konsistenz des Systems erhöht.
- Arbeit zitieren
- Andreas Wiedenfeld (Autor:in), 2009, Erweiterung einer flexiblen Objektstruktur für die Kommunikation mit Datenservern um Möglichkeiten zur Fernalarmierung, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/164816
