B/S 架構在軟件無線電平臺綜合顯控軟件中的應用

魏子輝

0 前言

隨著信息技術的發(fā)展，用戶不僅僅限于設備功能穩(wěn)定實用，更注重于顯示控制軟件的友好，設備顯控軟件多是采用類似MFC 的技術實現(xiàn)的應用軟件，其優(yōu)勢在于面對的是固定用戶群，對信息安全的控制能力很強，并且具有強大的數(shù)據(jù)操作和業(yè)務處理能力，但是應用軟件的整體性也讓系統(tǒng)升級代價增加，對軟件環(huán)境要求高，不易于移植。本文采用B/S 的架構來實現(xiàn)設備顯控軟件，B/S 體系的優(yōu)勢在于其便于跨平臺布置，簡化客戶端從而使操作簡單明了，維護成本低，系統(tǒng)升級迭代快，開發(fā)迅捷[1-4]。

1 系統(tǒng)介紹

通用軟件無線電平臺支持多種波形的動態(tài)加載，實現(xiàn)“一種架構統(tǒng)多種平臺，一種平臺加載多種波形，一種波形適應多種平臺”。其中，綜合顯控軟件實現(xiàn)對平臺內(nèi)波形和設備的狀態(tài)進行監(jiān)控與控制，主要包括：波形安裝、波形動態(tài)部署、波形加/卸載等SCA 波形控制功能，設備狀態(tài)監(jiān)測與控制、波形運行狀態(tài)監(jiān)測，設備資源配置，波形參數(shù)控制。

2 系統(tǒng)結(jié)構及相關技術

綜合顯控軟件前端界面可讓操作員實時查看各個硬件模塊的工作狀態(tài)、資源占用情況、溫度等狀態(tài)，也能實時查看硬件模塊所運行的波形狀態(tài)，同時可以進行設備工作的控制。

2.1 B/S 結(jié)構

本文將綜合顯控系統(tǒng)控制前端軟件設計為Web 軟件，依照JavaEE 開發(fā)規(guī)范部署在應用服務器上，客戶端使用瀏覽器，支持常見的桌面瀏覽器。本系統(tǒng)為了將各對象間的耦合程度降到最小，采用經(jīng)典的MVC 分層設計。

綜合顯控軟件前端使用javascript/jquery/css 進行視圖界面開發(fā)；服務端主要使用Java 語言，選擇Spring 4.0 作為服務端框架組件；數(shù)據(jù)持久層擬選用數(shù)據(jù)庫mysql5 進行持久化數(shù)據(jù)存儲實現(xiàn)；應用服務器選用Tomcat8 作為服務端軟件部署并提供對外訪問。

顯控前端軟件系統(tǒng)組成部分有：

（1）客戶端，可多用戶訪問。

（2）服務器，其中包括應用服務器tomcat，服務主機，數(shù)據(jù)庫。

（3）設備。

其中客戶端和服務器之間基于Http 協(xié)議進行通信，服務器與設備之間基于TCP/UDP 協(xié)議通信。

客戶端主要負責與用戶之間的對話，提供基于瀏覽器的人機交互界面、數(shù)據(jù)輸入輸出，通過Http 協(xié)議與服務端進行通信，訪問業(yè)務數(shù)據(jù)資源。

服務端中功能層是通過部署應用服務器和數(shù)據(jù)庫，處理來自客戶端的業(yè)務請求，通過接口響應表示層發(fā)出的請求，完成相關業(yè)務處理后把結(jié)果返回客戶端；數(shù)據(jù)層是提供相關持久化數(shù)據(jù)存儲訪問服務，通過TCP/UDP 協(xié)議與波形代理服務器進行數(shù)據(jù)通信，獲取波形組件和設備組件信息提供給客戶端訪問，以及進行波形參數(shù)配置和波形部署、加載卸載、運行狀態(tài)監(jiān)控等，通過TCP/UDP 與設備通信的功能與持久化數(shù)據(jù)存儲訪問類似，所以將該功能放入數(shù)據(jù)層。

2.2 數(shù)據(jù)封裝與解析

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)封裝和解析借用Java 虛擬機對動態(tài)鏈接庫調(diào)用的技術實現(xiàn)，動態(tài)鏈接庫即DLL，又稱為應用程序拓展，DLL文件中存放的是各類程序的函數(shù)（子過程）實現(xiàn)過程，當程序需要調(diào)用函數(shù)時需要先載入DLL，然后取得函數(shù)地址，最后進行調(diào)用，這樣程序就不需要在運行初加載所有代碼，只在某個使用時調(diào)用。該方法更加節(jié)省內(nèi)存；DLL 文件與系統(tǒng)文件獨立，只要輸出接口不變（即名稱、參數(shù)、返回值類型和調(diào)用約定不變），更換DLL 文件不會對系統(tǒng)造成任何影響，極大地提高了可維護性和可擴展性；開發(fā)過程獨立、耦合度小，便于測試。

本系統(tǒng)DLL 按照具體協(xié)議內(nèi)容，編寫相應指令的數(shù)據(jù)封裝和解析函數(shù)，最后利用C++項目生成相應的DLL 文件，放于項目目錄下，在本系統(tǒng)的業(yè)務處理層進行加載和調(diào)用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的封裝或者解析。本系統(tǒng)中協(xié)議格式為：指令標識+數(shù)據(jù)長度+數(shù)據(jù)內(nèi)容，指令標識大小為兩個byte，數(shù)據(jù)長度大小為兩個byte，數(shù)據(jù)內(nèi)容的長度按照實際的內(nèi)容長度而定。

3 系統(tǒng)應用與實現(xiàn)

綜合顯控軟件按數(shù)據(jù)流向可分解為用戶界面、業(yè)務處理、數(shù)據(jù)庫、設備數(shù)據(jù)。用戶界面與業(yè)務處理之間通過用戶的操控來交互，業(yè)務處理與數(shù)據(jù)庫和設備之間進行交互，與數(shù)據(jù)庫之間通過持久化訪問，與設備之間通過TCP/UDP 進行通信。

其中綜合顯控軟件通過B/S 架構中的表示層實現(xiàn)和用戶的交互，通過TCP/UDP 實現(xiàn)與設備之間的信息輸入輸出。

3.1 B/S 架構的應用與實現(xiàn)

綜合顯控軟件中需要用B/S 架構實現(xiàn)按照功能可以分為設備監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)顯示處理兩部分。設備監(jiān)測控制即硬件設備狀態(tài)查詢、波形監(jiān)測與控制、SCA 組件監(jiān)控；數(shù)據(jù)顯示處理則為波形信息管理、系統(tǒng)信息管理、設備信息管理。除了與設備之間信息的交互外，其他功能都需B/S 架構中實現(xiàn)。

本系統(tǒng)的 B/S 分為：用戶界面層，ActionFilter 層，ServiceImpl 層，數(shù)據(jù)庫層。用戶界面層利用http 請求訪問ActionFilter 層，ActionFilter 層通過和 ServiceImpl 層業(yè)務適配，由SerciceImpl 直接訪問數(shù)據(jù)庫進行業(yè)務處理，將處理后的結(jié)果以Json 的形式一層一層上傳給用戶界面顯示。

3.2 TCP/UDP 通信實現(xiàn)

綜合顯控軟件中波形監(jiān)測，波形動態(tài)控制（動態(tài)安裝、部署、刪除、加載、停止等）、設備狀態(tài)監(jiān)測與控制、SCA 組件監(jiān)控等功能需要與設備交互，用網(wǎng)口傳輸數(shù)據(jù)，采用TCP/UDP 通信，在項目中配置好IP 和端口號，創(chuàng)建線程進行監(jiān)聽，當軟件接收到數(shù)據(jù)后，利用報文解析，調(diào)用動態(tài)鏈接庫進行數(shù)據(jù)解析，當軟件需要下發(fā)指令時，先用動態(tài)鏈接庫進行數(shù)據(jù)封裝，打包成報文后通過網(wǎng)絡傳輸。

綜合顯控軟件與設備之間通信控制可分為四層：用戶界面層，ActionFilter 層，ServiceImpl 層及設備層。用戶界面通過http請求訪問ActionFilter 層，ActionFilter 層通過請求的不同，訪問ServiceImpl 層不同的業(yè)務，由ServiceImpl 層通過TCP/UDP 訪問設備，待設備響應后將響應結(jié)果按照協(xié)議打包形成json，再通過一層層傳遞，返回給用戶界面，顯示給用戶。

4 結(jié)束語

B/S 體系結(jié)構利用不斷成熟的WWW 瀏覽器技術，實現(xiàn)原需要專用軟件才能實現(xiàn)的強大功能，維護代價低，只需為一套設備配置一套服務器，便可以滿足多個用戶端進行訪問和控制，避免了專用軟件安裝專用環(huán)境的麻煩，簡化客戶端，方便操作。