基於matlab及com技術的b/s結構遠程計算平臺的製作方法

2023-04-30 05:14:51

專利名稱：基於matlab及com技術的b/s結構遠程計算平臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及基於MATLAB及COM技術的B/S結構遠程計算平臺，屬於計算機 網絡應用領域，。
背景技術：
MATLAB是一款被廣泛應用於科學與工程計算的通用計算軟體，具有強大的數 值計算功能，並包含用於不同科學領域的工具箱。然而，其全功能軟體價格卻 高達百萬元人民幣之巨，對於小型科研單位或個人，這是不可接受的。
為能夠充分利用軟體，很多科研單位、高校使用MATLAB早期版本中一個叫 MATLAB Web Server的組件，開發基於MATLAB的遠程計算平臺。當前的基於 MATLAB的B/S結構應用都是基於該組件的，由於該組件功能的限制，只能開發 一些簡單的、模式固定的應用，使用本文中闡述的遠程計算機平臺可以使用戶 能夠通過Web方式任意訪問MATLAB的所有功能模塊，包括MATLAB控制臺、 MATLAB程序編譯器、Simulink等幾乎所有核心功能。通過Simulink和Realtime Workshop還可以進行遠程實時控制操作，進行遠程實驗。

發明內容
本發明提供了一種基於MATLAB及COM技術的B/S結構遠程計算平臺，使得 用戶可以突破時間與空間的限制，隨時隨地通過網絡使用MATLAB，為用戶提供 便利，也使得資源得到充分利用。使用Simulink和Realtime Workshop工具箱 還可以進行實物仿真，通過WEB操作，可以進行遠程實驗，進行基於Internet 的遠程實驗室建設。 基於MATLAB的B/S結構遠程計算平臺主要分為以下幾個部分WEB客戶端 模塊、WEB伺服器、命令處理模塊、文件上傳模塊、MATLAB控制模塊、MATLAB。
(1) WEB客戶端模塊通過HTML和JavaScript等客戶端腳本給用戶提供一個 友好的交互界面；
(2) WEB伺服器負責處理客戶端的HTTP請求；
(3) 文件上傳模塊負責處理用戶上傳*.111程序文件和tmdl模型文件；
(4) 命令處理模塊出於安全因素考慮，對用戶輸入的命令進行過濾、格式 化；
(5) MATLAB控制模塊使用C0M技術，調用MATLAB，執行用戶請求，並取回 執行結果；
(6) MATLAB:執行MATLAB命令或程序，完成計算任務。 用戶進行工作流程如下
(1) 用戶通過客戶端模塊提供的WEB界面編輯MATLAB命令或選擇要上傳到服 務器用以執行的.m文件或.mdl模型文件，並向WEB伺服器提交請求。
(2) WEB伺服器接到用戶的請求之後，根據不同的請求調用不同的模塊。
如果用戶需要執行MATLAB命令，WEB伺服器直接將命令傳送給命令處 理模塊，對命令字符串進行處理，主要包括兩方面的處理①去掉有可能 損壞系統的命令，主要是"！"字符開頭的命令，因為在MATLAB中可以通 過"！"字符後跟系統命令來執行系統命令，特別 是！format， ！del， ！copy， ！move等命令，如果不對這些命令進行限制， 惡意的MATLAB程序或錯誤的MATLAB程序很可能損壞伺服器的文件系統， 甚至損壞重要數據；②在命令末尾增加回車符，因為MATLAB命令以回車 結尾時才開始運行，從客戶端上傳的命令字符串末尾可能沒有回車符，該
模塊為這些命令字符串增加回車符。
如果用戶要運行.m程序文件或.mdl模型文件仿真，則調用文件上傳 模塊上傳用戶的文件；.m程序文件上傳後，出於安全考慮，與用戶上傳的 命令字符串一樣，都要經過命令處理模塊才能夠被送往MATLAB控制模塊， 然後由MATLAB執行。
(3) 命令處理模塊處理後的MATLAB命令或文件上傳模塊得到的用戶上傳的文 件，被提交給MATLAB控制模塊；
(4) MATLAB控制模塊通過COM技術，產生一個MATLAB的COM對象，通過該對 象執行MATLAB命令或.m或.mdl文件，並得到執行結果；
如果有硬體設備連接到MATLAB伺服器，用戶就可以通過程序或者 Simulink模型對設備進行控制、操作，這也就是遠程控制，即使用本方案 不僅可以MATLAB的共享、遠程計算，還可以實現基於MATLAB的遠程實驗 平臺。
(5) 執行結果被轉交給WEB伺服器，由WEB伺服器作為HTTP響應返回給客戶 端，客戶端便可以以圖表或曲線等格式看到執行結果，或者下載原始數據。 至此一次遠程科學計算的請求便完成。
有益效果
本發明為基於MATLAB的WEB應用開發提供了一個框架，而對使用的WEB技 術、程式語言以及WEB伺服器的種類並沒有特別限制，使用該框架可以利用 MATLAB的功能開發各種遠程應用，例如，通過開發不同的MATLAB控制模塊功能， 可以開發各種基於MATLAB的仿真實驗，使用MATLAB的Real-Time Workshop工 具箱，還可以開發各種遠程實驗，等等。


圖1為本發明涉及基於MATLAB及COM技術的B/S結構遠程計算平臺的系統 架構具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。
本發明是一種方案，對WEB應用系統及程式語言沒有具體要求，只要可以實現 用戶交互，並支持COM組件調用即可，下面以IIS為WEB伺服器，以ASP. NET 作為WEB實現技術，以Ctt為程式語言為例，說明本發明的實施方式。
(1) 安裝並配置ns伺服器；
(2) 安裝MATLAB軟體；
(3) 分別設計用戶界面，即WEB客戶端模塊，用於編寫在線命令或上傳文件；
(4) 用戶通過客戶端模塊提供的WEB界面編輯MATLAB命令或選擇要上傳到 伺服器用以執行的.m文件，並向WEB伺服器提交請求。
(5) WEB伺服器接到用戶的請求之後，用戶需要執行MATLAB命令，WEB服 務器直接將命令傳送給命令處理模塊，對命令字符串進行處理，主要包括兩方 面的處理O去掉有可能損壞系統的命令，主要是"！"字符開頭的命令，因為 在MATLAB中可以通過"！"字符後跟系統命令來執行系統命令，特別 是！format， ！del, !copy， ！move等命令；②在命令末尾增加回車符，因為 MATLAB命令以回車結尾時才開始運行，從客戶端上傳的命令字符串末尾可能沒 有回車符，該模塊為這些命令字符串增加回車符。
(6) 命令處理模塊處理後的MATLAB命令或文件上傳模塊得到的用戶上傳的文 件，被提交給MATLAB控制模塊；
(7) MATLAB控制模塊通過COM技術，產生一個MATLAB的COM對象，通過該對
象執行MATLAB命令，並得到執行結果； (8)執行結果被轉交給WEB伺服器，由WEB伺服器作為HTTP響應返回給客戶 端，客戶端便可以以圖表或曲線等格式看到執行結果，或者下載原始數據。 至此一次遠程科學計算的請求便完成。
權利要求
1.基於MATLAB的B/S結構遠程計算平臺，包括WEB客戶端模塊、WEB伺服器、命令處理模塊、文件上傳模塊、MATLAB控制模塊、MATLAB；其特徵在於WEB客戶端模塊通過HTML和JavaScript等客戶端腳本給用戶提供一個交互界面；WEB伺服器負責處理客戶端的HTTP請求；文件上傳模塊負責處理用戶上傳*.m程序文件和*.mdl模型文件；命令處理模塊出於安全因素考慮，對用戶輸入的命令進行過濾、格式化；MATLAB控制模塊使用COM技術，調用MATLAB，執行用戶請求，並取回執行結果；MATLAB執行MATLAB命令或程序，完成計算任務；其特徵還在於工作步驟如下(1)用戶通過客戶端模塊提供的WEB界面編輯MATLAB命令或選擇要上傳到伺服器用以執行的.m文件或.mdl模型文件，並向WEB伺服器提交請求；(2)WEB伺服器接到用戶的請求之後，根據不同的請求調用不同的模塊；如果用戶需要執行MATLAB命令，WEB伺服器直接將命令傳送給命令處理模塊，對命令字符串進行處理，主要包括兩方面的處理①去掉有可能損壞系統的命令，主要是「！」字符開頭的命令，因為在MATLAB中可以通過「！」字符後跟系統命令來執行系統命令，特別是！format，！del，！copy，！move等命令，如果不對這些命令進行限制，惡意的MATLAB程序或錯誤的MATLAB程序很可能損壞伺服器的文件系統，甚至損壞重要數據；②在命令末尾增加回車符，因為MATLAB命令以回車結尾時才開始運行，從客戶端上傳的命令字符串末尾可能沒有回車符，該模塊為這些命令字符串增加回車符；如果用戶要運行.m程序文件或.mdl模型文件仿真，則調用文件上傳模塊上傳用戶的文件；.m程序文件上傳後，出於安全考慮，與用戶上傳的命令字符串一樣，都要經過命令處理模塊才能夠被送往MATLAB控制模塊，然後由MATLAB執行；(3)命令處理模塊處理後的MATLAB命令或文件上傳模塊得到的用戶上傳的文件，被提交給MATLAB控制模塊；(4)MATLAB控制模塊通過COM技術，產生一個MATLAB的COM對象，通過該對象執行MATLAB命令或.m、.mdl文件，並得到執行結果；(5)執行結果被轉交給WEB伺服器，由WEB伺服器作為HTTP響應返回給客戶端，客戶端便以圖表或曲線等格式看到執行結果，或者下載原始數據；至此一次遠程科學計算的請求完成。
全文摘要
本發明公開了基於MATLAB的B/S結構遠程計算平臺，包括WEB客戶端模塊、WEB伺服器、命令處理模塊、文件上傳模塊、MATLAB控制模塊和MATLAB；向WEB伺服器上傳.m文件或.mdl模型文件後，根據不同的請求調用模塊；處理後的MATLAB命令或文件上傳模塊得到上傳的文件，被提交給MATLAB控制模塊；MATLAB控制模塊通過COM技術產生一個MATLAB的COM對象並得到執行結果；執行結果通過WEB伺服器後返回給客戶端，本發明為基於MATLAB的WEB應用開發提供了一個框架，而對使用的WEB技術、程式語言以及WEB伺服器的種類並沒有特別限制，使用該框架可開發各種遠程應用。
文檔編號H04L29/06GK101360126SQ200810167549
公開日2009年2月4日 申請日期2008年10月10日 優先權日2008年10月10日
發明者遠 姚, 戴亞平, 田德振 申請人:北京理工大學