基于功能对象的测控装备监控软件设计与实现
时间：2022-07-22 01:40:47
摘要：测控装备包括了信号网络和信息网络，信号网络是设备的物理连接，而信息网络实现了面向用户的系统。本文基于面向功能对象的设计思想和分布式软件技术阐述了测控装备监控软件的工作原理，设计了测控中心软件和装备端软件，强化了装备信息化管理能力，提高了测控装备保障和日常管理水平。
关键词：测控装备；监控；面向对象
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）01-0142-02
1 前言
一套测控装备往往分成不同的分系统，每个分系统又由单机组成，测控装备的集成可以理解为将这些分系统或单机集中在一起，从而组成一个大的测控系统。随着计算机技术的大量应用，测控装备的集成在信号连接的基础上，又形成了通过局域网或广域网的信息连接，所以测控装备的集成包括了两个网络的建立，即信号网络和信息网络，而信息网络的建立提供了面向用户的系统，具有重要意义。测控装备监控分系统负责整套设备状态的监视和控制，同时，接受测控中心的监控。通用的测控装备监控软件，对于操作者而言，可以快速掌握其操作使用方法；对于测控中心而言，有利于实现测控中心对测控装备的统一监控。
测控装备监控软件用于实现对测控装备的管理和参数控制，主要用途是：
（1）加强对测控装备的状态管理。在线实时监测并判断装备的状态。
（2）减少装备的操作工作量。将装备技术参数设置、状态调整等操作集中到监控终端进行，减少装备操作工作量。
（3）加强对测控装备的技术保障支援。通过测控中心监控系统，装备总体人员可以了解、掌握装备的技术状态，并在装备状态异常时提供及时有效的技术保障。
软件实时利用装备实时状态数据，实时掌握、监视测控装备的状态，强化了装备信息化管理能力，提高了测控装备保障和日常管理水平。
2 系统工作原理
测控装备监控软件包括装备端和中心端两大部分。装备端监控软件以现有测控装备工作环境为运行平台，由装备端软件以及装备部分状态信息采集硬件组成，主要完成信息的采集、存储、上传以及参数文件的接收、装订等工作。中心端包括硬件系统和应用软件两部分，其中硬件系统为一个独立的局域网，为软件系统的运行提供平台，应用软件运行在局域网的服务器及计算机终端上，完成装备状态信息的接收、处理、显示以及参数文件的编辑、发送等工作。软件采用IP网络的组播协议UDP进行中心与装备之间的数据传输。
系统的工作流程是：装备开机后，实时收集装备的状态等信息，记录并将信息传输给测控中心，同时接收测控中心的数据文件，进行相应的参数设置、命令设置等操作；测控中心接收装备传输的信息，进行处理后显示，同时根据实际需要，向装备发送参数装订文件和命令文件。
3 设计实现
从系统的工作过程来看，主要包括状态信息采集和处理、参数设置和状态变更两个过程。
3.1 状态信息采集和处理
装备开机后，实时收集装备的状态、测量信息，将采集的信息记录到本地计算机上，并通过IP网络将信息传输给测控中心；测控中心接收装备传输的信息，进行实时状态处理，并将信息记录到数据库中，将原始信息和处理结果转发给测控中心的计算机终端，进行数据的解析和显示。状态信息的采集和处理流程见图1。
3.2 参数设置和状态变更
参数设置和状态变更的过程基本一样，所不同的是参数设置中涉及的参数数量较大，适用于任务前的初次参数设置；状态变更中涉及的参数较少，通常为几个甚至一个参数，操作更为方便和灵活，主要适用于少数参数的改变或任务中对装备个别分系统状态的改变。
4 关键技术
远程调用和数据协议：软件对象的远程调用和数据协议是实现的关键技术。我们采用分级标识的方法，对操作和数据进行统一标识，实现功能的远程调用。
协议组成如图2。
其中：
（1）接口。接口是对设备访问功能的描述，是设备功能在监控端的。
（2）交互模型。监控分系统与单机设备之间存在远程信息交互，而接口体现的是透明访问（如同本地功能调用一样），交互模型描述了接口功能的具体实现方式。
（3）基本操作。基本操作支持交互模型的实现，通过基本操作实现接口需要的复杂的功能调用。
（4）访问控制。访问控制与基本操作相结合，保证了信息的安全，访问控制采用了权限控制和数据加解密技术来实现数据在网络上传输的安全性。
（5）数据元素。数据元素是具体交互信息的描述。通过配置信息和数据原子化处理，既保证了数据的单独控制，又保证了在必要时的数据组合管理，减少网络流量。
（6）数据包格式。网络上实际传输的信息包格式。
实现功能对象的集成和远程调用的一项重要内容是对象和数据的标识，结构化数据的定义和具体的设备相关，不能够统一，并且数据中一个元素的更改会影响对整个数据的使用，所以对数据标识需要标识到数据元素。测控设备通用监控软件通过分系统标识来解决该问题。
对象及接口函数标识格式为：测控设备.分系统.功能对象.接口函数。数据标识的格式为：测控设备.分系统.数据元素ID.数据子元素ID…。稻菰素分级标识是为了在必要时使用更大规模的数据，以减少标识所占用的内存和网络带宽，又可以细化拆分成单个数据元素来使用。单机设备之间通过远程调用来交互，传递的是接口调用和相应信息，数据包格式为：接口函数标识+参数1标识（数据元素标识）+参数1数据+参数2标识（数据元素标识）+参数2数据+……，这里的参数既可以是单个参数，又可以是组合后的参数块。在具体的实现上，通过配置信息来确定，采用XML格式定义。
DmApiCfg.ini文件为设备管理服务软件（DM.exe）使用的状态信息元接收和发送配置文件，主要内容如下：
// 状态信息元网络发送 //
[StateNetSend]
NetSocketNum = 1
NetSocket1 = SIP=192.26.5.1 GIP=235.0.0.1 PORT=7008 TimeSpace= 1000
ItemNum = 1
// 监控终端综合状态
InfoItem1 = SID=501 TYPE=1351 NID=0
// 状态信息元网络接收 //
[StateNetReceive]
NetSocketNum = 2
// 状态信息元接收通道1
NetSocket1 = SIP=192.26.5.1 GIP=235.0.0.1 PORT=7002
ItemNum = 33
通过配置信息，不但确定功能对象的接口和参数，还确定数据元素的组合和解析方法，更进一步确定数据元素的显示方式。
5 结语
测控装备监控软件利用装备实时状态数据，实时掌握、监视测控装备的状态，强化了装备信息化管理能力，提高了测控装备保障和日常管理水平。
参考文献
[1]军事训练教材编辑委员会.测控计算机与监控显示系统[M].国防工业出版社，2002.
[2]赵业福，李进华.无线电跟踪测量系统[M].国防工业出版社，2003.
