基于功能對象的測控裝備監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn)

楊晰+張海江+蘇萌

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

關(guān)鍵詞：測控裝備；監(jiān)控；面向?qū)ο?/p>

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）01-0142-02

1 前言

一套測控裝備往往分成不同的分系統(tǒng)，每個分系統(tǒng)又由單機(jī)組成，測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，從而組成一個大的測控系統(tǒng)。隨著計算機(jī)技術(shù)的大量應(yīng)用，測控裝備的集成在信號連接的基礎(chǔ)上，又形成了通過局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的信息連接，所以測控裝備的集成包括了兩個網(wǎng)絡(luò)的建立，即信號網(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的系統(tǒng)，具有重要意義。測控裝備監(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，接受測控中心的監(jiān)控。通用的測控裝備監(jiān)控軟件，對于操作者而言，可以快速掌握其操作使用方法；對于測控中心而言，有利于實現(xiàn)測控中心對測控裝備的統(tǒng)一監(jiān)控。

測控裝備監(jiān)控軟件用于實現(xiàn)對測控裝備的管理和參數(shù)控制，主要用途是：

（1）加強(qiáng)對測控裝備的狀態(tài)管理。在線實時監(jiān)測并判斷裝備的狀態(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)對測控裝備的技術(shù)保障支援。通過測控中心監(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)異常時提供及時有效的技術(shù)保障。

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

2 系統(tǒng)工作原理

測控裝備監(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)有測控裝備工作環(huán)境為運行平臺，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、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)為一個獨立的局域網(wǎng)，為軟件系統(tǒng)的運行提供平臺，應(yīng)用軟件運行在局域網(wǎng)的服務(wù)器及計算機(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：裝備開機(jī)后，實時收集裝備的狀態(tài)等信息，記錄并將信息傳輸給測控中心，同時接收測控中心的數(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；測控中心接收裝備傳輸?shù)男畔ⅲM(jìn)行處理后顯示，同時根據(jù)實際需要，向裝備發(fā)送參數(shù)裝訂文件和命令文件。

3 設(shè)計實現(xiàn)

從系統(tǒng)的工作過程來看，主要包括狀態(tài)信息采集和處理、參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)變更兩個過程。

3.1 狀態(tài)信息采集和處理

裝備開機(jī)后，實時收集裝備的狀態(tài)、測量信息，將采集的信息記錄到本地計算機(jī)上，并通過IP網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸給測控中心；測控中心接收裝備傳輸?shù)男畔ⅲM(jìn)行實時狀態(tài)處理，并將信息記錄到數(shù)據(jù)庫中，將原始信息和處理結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給測控中心的計算機(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，通常為幾個甚至一個參數(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)中對裝備個別分系統(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：軟件對象的遠(yuǎn)程調(diào)用和數(shù)據(jù)協(xié)議是實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。我們采用分級標(biāo)識的方法，對操作和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識，實現(xiàn)功能的遠(yuǎn)程調(diào)用。

協(xié)議組成如圖2。

其中：

（1）接口。接口是對設(shè)備訪問功能的描述，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（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現(xiàn)方式。

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

（4）訪問控制。訪問控制與基本操作相結(jié)合，保證了信息的安全，訪問控制采用了權(quán)限控制和數(shù)據(jù)加解密技術(shù)來實現(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)的單獨控制，又保證了在必要時的數(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)上實際傳輸?shù)男畔袷健?/p>

實現(xiàn)功能對象的集成和遠(yuǎn)程調(diào)用的一項重要內(nèi)容是對象和數(shù)據(jù)的標(biāo)識，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)中一個元素的更改會影響對整個數(shù)據(jù)的使用，所以對數(shù)據(jù)標(biāo)識需要標(biāo)識到數(shù)據(jù)元素。測控設(shè)備通用監(jiān)控軟件通過分系統(tǒng)標(biāo)識來解決該問題。

對象及接口函數(shù)標(biāo)識格式為：測控設(shè)備.分系統(tǒng).功能對象.接口函數(shù)。數(shù)據(jù)標(biāo)識的格式為：測控設(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)元素分級標(biāo)識是為了在必要時使用更大規(guī)模的數(shù)據(jù)，以減少標(biāo)識所占用的內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)帶寬，又可以細(xì)化拆分成單個數(shù)據(jù)元素來使用。單機(jī)設(shè)備之間通過遠(yuǎn)程調(diào)用來交互，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+參數(shù)1標(biāo)識（數(shù)據(jù)元素標(biāo)識）+參數(shù)1數(shù)據(jù)+參數(shù)2標(biāo)識（數(shù)據(jù)元素標(biāo)識）+參數(shù)2數(shù)據(jù)+……，這里的參數(shù)既可以是單個參數(shù)，又可以是組合后的參數(shù)塊。在具體的實現(xiàn)上，通過配置信息來確定，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

通過配置信息，不但確定功能對象的接口和參數(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

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

參考文獻(xiàn)

[1]軍事訓(xùn)練教材編輯委員會.測控計算機(jī)與監(jiān)控顯示系統(tǒng)[M].國防工業(yè)出版社，2002.

[2]趙業(yè)福，李進(jìn)華.無線電跟蹤測量系統(tǒng)[M].國防工業(yè)出版社，2003.

[3]錢威，劉揚，唐琪佳.基于重構(gòu)的通用遙測監(jiān)視軟件設(shè)計與實現(xiàn)[C].第十八屆中國遙測遙控科技大會論文集.2014.