基于功能對(duì)象的測(cè)控裝備監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊晰+張海江+蘇萌

摘要：測(cè)控裝備包括了信號(hào)網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)，信號(hào)網(wǎng)絡(luò)是設(shè)備的物理連接，而信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了面向用戶(hù)的系統(tǒng)。本文基于面向功能對(duì)象的設(shè)計(jì)思想和分布式軟件技術(shù)闡述了測(cè)控裝備監(jiān)控軟件的工作原理，設(shè)計(jì)了測(cè)控中心軟件和裝備端軟件，強(qiáng)化了裝備信息化管理能力，提高了測(cè)控裝備保障和日常管理水平。

關(guān)鍵詞：測(cè)控裝備；監(jiān)控；面向?qū)ο?/p>

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）01-0142-02

1 前言

一套測(cè)控裝備往往分成不同的分系統(tǒng)，每個(gè)分系統(tǒng)又由單機(jī)組成，測(cè)控裝備的集成可以理解為將這些分系統(tǒng)或單機(jī)集中在一起，從而組成一個(gè)大的測(cè)控系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的大量應(yīng)用，測(cè)控裝備的集成在信號(hào)連接的基礎(chǔ)上，又形成了通過(guò)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的信息連接，所以測(cè)控裝備的集成包括了兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的建立，即信號(hào)網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)，而信息網(wǎng)絡(luò)的建立提供了面向用戶(hù)的系統(tǒng)，具有重要意義。測(cè)控裝備監(jiān)控分系統(tǒng)負(fù)責(zé)整套設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視和控制，同時(shí)，接受測(cè)控中心的監(jiān)控。通用的測(cè)控裝備監(jiān)控軟件，對(duì)于操作者而言，可以快速掌握其操作使用方法；對(duì)于測(cè)控中心而言，有利于實(shí)現(xiàn)測(cè)控中心對(duì)測(cè)控裝備的統(tǒng)一監(jiān)控。

測(cè)控裝備監(jiān)控軟件用于實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)控裝備的管理和參數(shù)控制，主要用途是：

（1）加強(qiáng)對(duì)測(cè)控裝備的狀態(tài)管理。在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并判斷裝備的狀態(tài)。

（2）減少裝備的操作工作量。將裝備技術(shù)參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)調(diào)整等操作集中到監(jiān)控終端進(jìn)行，減少裝備操作工作量。

（3）加強(qiáng)對(duì)測(cè)控裝備的技術(shù)保障支援。通過(guò)測(cè)控中心監(jiān)控系統(tǒng)，裝備總體人員可以了解、掌握裝備的技術(shù)狀態(tài)，并在裝備狀態(tài)異常時(shí)提供及時(shí)有效的技術(shù)保障。

軟件實(shí)時(shí)利用裝備實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握、監(jiān)視測(cè)控裝備的狀態(tài)，強(qiáng)化了裝備信息化管理能力，提高了測(cè)控裝備保障和日常管理水平。

2 系統(tǒng)工作原理

測(cè)控裝備監(jiān)控軟件包括裝備端和中心端兩大部分。裝備端監(jiān)控軟件以現(xiàn)有測(cè)控裝備工作環(huán)境為運(yùn)行平臺(tái)，由裝備端軟件以及裝備部分狀態(tài)信息采集硬件組成，主要完成信息的采集、存儲(chǔ)、上傳以及參數(shù)文件的接收、裝訂等工作。中心端包括硬件系統(tǒng)和應(yīng)用軟件兩部分，其中硬件系統(tǒng)為一個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)，為軟件系統(tǒng)的運(yùn)行提供平臺(tái)，應(yīng)用軟件運(yùn)行在局域網(wǎng)的服務(wù)器及計(jì)算機(jī)終端上，完成裝備狀態(tài)信息的接收、處理、顯示以及參數(shù)文件的編輯、發(fā)送等工作。軟件采用IP網(wǎng)絡(luò)的組播協(xié)議UDP進(jìn)行中心與裝備之間的數(shù)據(jù)傳輸。

系統(tǒng)的工作流程是：裝備開(kāi)機(jī)后，實(shí)時(shí)收集裝備的狀態(tài)等信息，記錄并將信息傳輸給測(cè)控中心，同時(shí)接收測(cè)控中心的數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置、命令設(shè)置等操作；測(cè)控中心接收裝備傳輸?shù)男畔?，進(jìn)行處理后顯示，同時(shí)根據(jù)實(shí)際需要，向裝備發(fā)送參數(shù)裝訂文件和命令文件。

3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

從系統(tǒng)的工作過(guò)程來(lái)看，主要包括狀態(tài)信息采集和處理、參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)變更兩個(gè)過(guò)程。

3.1 狀態(tài)信息采集和處理

裝備開(kāi)機(jī)后，實(shí)時(shí)收集裝備的狀態(tài)、測(cè)量信息，將采集的信息記錄到本地計(jì)算機(jī)上，并通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸給測(cè)控中心；測(cè)控中心接收裝備傳輸?shù)男畔?，進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)處理，并將信息記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，將原始信息和處理結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給測(cè)控中心的計(jì)算機(jī)終端，進(jìn)行數(shù)據(jù)的解析和顯示。狀態(tài)信息的采集和處理流程見(jiàn)圖1。

3.2 參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)變更

參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)變更的過(guò)程基本一樣，所不同的是參數(shù)設(shè)置中涉及的參數(shù)數(shù)量較大，適用于任務(wù)前的初次參數(shù)設(shè)置；狀態(tài)變更中涉及的參數(shù)較少，通常為幾個(gè)甚至一個(gè)參數(shù)，操作更為方便和靈活，主要適用于少數(shù)參數(shù)的改變或任務(wù)中對(duì)裝備個(gè)別分系統(tǒng)狀態(tài)的改變。

4 關(guān)鍵技術(shù)

遠(yuǎn)程調(diào)用和數(shù)據(jù)協(xié)議：軟件對(duì)象的遠(yuǎn)程調(diào)用和數(shù)據(jù)協(xié)議是實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。我們采用分級(jí)標(biāo)識(shí)的方法，對(duì)操作和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)功能的遠(yuǎn)程調(diào)用。

協(xié)議組成如圖2。

其中：

（1）接口。接口是對(duì)設(shè)備訪問(wèn)功能的描述，是設(shè)備功能在監(jiān)控端的代理。

（2）交互模型。監(jiān)控分系統(tǒng)與單機(jī)設(shè)備之間存在遠(yuǎn)程信息交互，而接口體現(xiàn)的是透明訪問(wèn)（如同本地功能調(diào)用一樣），交互模型描述了接口功能的具體實(shí)現(xiàn)方式。

（3）基本操作。基本操作支持交互模型的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)基本操作實(shí)現(xiàn)接口需要的復(fù)雜的功能調(diào)用。

（4）訪問(wèn)控制。訪問(wèn)控制與基本操作相結(jié)合，保證了信息的安全，訪問(wèn)控制采用了權(quán)限控制和數(shù)據(jù)加解密技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)陌踩浴?/p>

（5）數(shù)據(jù)元素。數(shù)據(jù)元素是具體交互信息的描述。通過(guò)配置信息和數(shù)據(jù)原子化處理，既保證了數(shù)據(jù)的單獨(dú)控制，又保證了在必要時(shí)的數(shù)據(jù)組合管理，減少網(wǎng)絡(luò)流量。

（6）數(shù)據(jù)包格式。網(wǎng)絡(luò)上實(shí)際傳輸?shù)男畔袷健?/p>

實(shí)現(xiàn)功能對(duì)象的集成和遠(yuǎn)程調(diào)用的一項(xiàng)重要內(nèi)容是對(duì)象和數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的定義和具體的設(shè)備相關(guān)，不能夠統(tǒng)一，并且數(shù)據(jù)中一個(gè)元素的更改會(huì)影響對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)的使用，所以對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)需要標(biāo)識(shí)到數(shù)據(jù)元素。測(cè)控設(shè)備通用監(jiān)控軟件通過(guò)分系統(tǒng)標(biāo)識(shí)來(lái)解決該問(wèn)題。

對(duì)象及接口函數(shù)標(biāo)識(shí)格式為：測(cè)控設(shè)備.分系統(tǒng).功能對(duì)象.接口函數(shù)。數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)的格式為：測(cè)控設(shè)備.分系統(tǒng).數(shù)據(jù)元素ID.數(shù)據(jù)子元素ID…。數(shù)據(jù)元素分級(jí)標(biāo)識(shí)是為了在必要時(shí)使用更大規(guī)模的數(shù)據(jù)，以減少標(biāo)識(shí)所占用的內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)帶寬，又可以細(xì)化拆分成單個(gè)數(shù)據(jù)元素來(lái)使用。單機(jī)設(shè)備之間通過(guò)遠(yuǎn)程調(diào)用來(lái)交互，傳遞的是接口調(diào)用和相應(yīng)信息，數(shù)據(jù)包格式為：接口函數(shù)標(biāo)識(shí)+參數(shù)1標(biāo)識(shí)（數(shù)據(jù)元素標(biāo)識(shí)）+參數(shù)1數(shù)據(jù)+參數(shù)2標(biāo)識(shí)（數(shù)據(jù)元素標(biāo)識(shí)）+參數(shù)2數(shù)據(jù)+……，這里的參數(shù)既可以是單個(gè)參數(shù)，又可以是組合后的參數(shù)塊。在具體的實(shí)現(xiàn)上，通過(guò)配置信息來(lái)確定，采用XML格式定義。

DmApiCfg.ini文件為設(shè)備管理服務(wù)軟件（DM.exe）使用的狀態(tài)信息元接收和發(fā)送配置文件，主要內(nèi)容如下：

// 狀態(tài)信息元網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 //

[StateNetSend]

NetSocketNum = 1

NetSocket1 = SIP=192.26.5.1 GIP=235.0.0.1 PORT=7008 TimeSpace= 1000

ItemNum = 1

// 監(jiān)控終端綜合狀態(tài)

InfoItem1 = SID=501 TYPE=1351 NID=0

// 狀態(tài)信息元網(wǎng)絡(luò)接收 //

[StateNetReceive]

NetSocketNum = 2

// 狀態(tài)信息元接收通道1

NetSocket1 = SIP=192.26.5.1 GIP=235.0.0.1 PORT=7002

ItemNum = 33

通過(guò)配置信息，不但確定功能對(duì)象的接口和參數(shù)，還確定數(shù)據(jù)元素的組合和解析方法，更進(jìn)一步確定數(shù)據(jù)元素的顯示方式。

5 結(jié)語(yǔ)

測(cè)控裝備監(jiān)控軟件利用裝備實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握、監(jiān)視測(cè)控裝備的狀態(tài)，強(qiáng)化了裝備信息化管理能力，提高了測(cè)控裝備保障和日常管理水平。

參考文獻(xiàn)

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