船載USB系統(tǒng)基帶遠(yuǎn)程切換軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2011-09-28 07:48:54孫福安郭亞坤劉君輝

電訊技術(shù) 2011年12期

孫福安,郭亞坤,劉君輝

(中國衛(wèi)星海上測控部,江蘇江陰214431)

1 引言

我國某船載USB系統(tǒng)(S頻段統(tǒng)一載波測控系統(tǒng))擁有多套多功能綜合數(shù)字基帶設(shè)備,它們依據(jù)IP地址及基帶設(shè)備號以主備機(jī)組合方式分為多組,在全模式測控任務(wù)下,將分別工作在標(biāo)準(zhǔn)TT&C模式、擴(kuò)頻TT&C模式和FM遙測模式下。在測控任務(wù)中,若主用模式的基帶主機(jī)發(fā)生故障,則需要進(jìn)行應(yīng)急切換,即由非主用模式的基帶備機(jī)替代故障機(jī)。

假設(shè)某任務(wù)中主用模式為擴(kuò)頻,則擴(kuò)頻TT&C模式主用基帶異常處置步驟為:

(1)擴(kuò)頻TT&C基帶主備切換,故障機(jī)關(guān)機(jī);

(2)系統(tǒng)監(jiān)控臺將上行切換為備份基帶;

(3)基帶崗位將標(biāo)準(zhǔn)TT&C模式基帶備機(jī)配置為擴(kuò)頻TT&C模式基帶備機(jī)(包括數(shù)據(jù)網(wǎng)IP地址、監(jiān)控網(wǎng)IP地址、監(jiān)控軟件配置文件);

(4)系統(tǒng)監(jiān)控臺配置基帶輸入信號為擴(kuò)頻信號。

不難發(fā)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)過程中涉及的操作較多,切換過程大約需要2 min。其中步驟3對基帶崗位人員來說,在實(shí)際測控任務(wù)中完成難度較大。崗位人員需要對數(shù)據(jù)網(wǎng)IP地址、監(jiān)控網(wǎng)IP地址和監(jiān)控軟件配置文件等內(nèi)容進(jìn)行修改,進(jìn)入每一個(gè)操作界面都需要多次點(diǎn)擊鼠標(biāo),修改內(nèi)容大多為IP地址,需要崗位人員準(zhǔn)確記憶熟練操作,而任務(wù)中時(shí)間緊迫,極易發(fā)生遺忘或誤操作。

目前的應(yīng)急切換自動化程度低,需要崗位人員按部就班完成。在任務(wù)中,任何人為的決策、操作延遲或失誤都可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。基帶遠(yuǎn)程切換的設(shè)計(jì)目標(biāo)是,將切換操作由基帶設(shè)備轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中,通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件來實(shí)現(xiàn)基帶主備機(jī)的遠(yuǎn)程應(yīng)急切換。在軟件界面中應(yīng)盡可能包含所有切換操作,對IP地址、配置文件的更改通過在界面中更改與之關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)名來完成。

2 基帶遠(yuǎn)程切換的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基帶遠(yuǎn)程切換軟件系統(tǒng)利用XML(可擴(kuò)展標(biāo)記語言)配置文件實(shí)現(xiàn)對工作環(huán)境的可擴(kuò)展配置,并在.NET環(huán)境下利用WMI(Windows管理規(guī)范)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程控制。下面對軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行介紹。

2.1 工作環(huán)境配置系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管理

在工作環(huán)境配置系統(tǒng)中,目標(biāo)計(jì)算機(jī)的連接信息配置以軟件配置文件的形式保存,文件采用XML進(jìn)行計(jì)算機(jī)連接信息的記錄、存儲。遠(yuǎn)程控制軟件通過讀取XML文件,獲取目標(biāo)計(jì)算機(jī)連接信息,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)計(jì)算機(jī)的配置修改。

每個(gè)目標(biāo)計(jì)算機(jī)的連接信息包括:目標(biāo)計(jì)算機(jī)名稱、目標(biāo)計(jì)算機(jī)的IP地址、目標(biāo)計(jì)算機(jī)的MAC地址、目標(biāo)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)名稱、目標(biāo)計(jì)算機(jī)的用戶名、目標(biāo)計(jì)算機(jī)的密碼。XML文件基本框架舉例如下:

工作環(huán)境配置系統(tǒng)的維護(hù)和管理,主要是對XML文件存儲的計(jì)算機(jī)連接信息進(jìn)行顯示、修改等操作。ADO.NET可以提供應(yīng)用程序與XML文件之間的通信和管理功能,而且ADO.NET數(shù)據(jù)訪問技術(shù)連接較少,應(yīng)用程序連接到數(shù)據(jù)庫的時(shí)間只用于獲取或更新數(shù)據(jù)并且?guī)砗艽蟮谋憷鸞1]。因此,本文采用XML與ADO.NET集成的方法來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理。

ADO.NET與XML集成的結(jié)構(gòu)如圖1所示,DataSet是斷開連接數(shù)據(jù)存儲的核心類,經(jīng)由Table屬性來添加、刪除和管理DataTable對象。Tables屬性獲取DataTable對象,并將DataSet中的表綁定到DataGridView控件中,即可完成計(jì)算機(jī)連接信息的界面顯示。XmlDataDocument類繼承于 XmlDocument類,通過構(gòu)造函數(shù)將DataSet封裝為XmlDataDocument對象,實(shí)現(xiàn)與DataSet進(jìn)行同步的功能。

圖1 ADO.NET與XML集成的結(jié)構(gòu)Fig.1 The compositive framework of ADO.NET and XML

圖2為計(jì)算機(jī)連接信息顯示與修改界面,點(diǎn)擊“顯示連接信息”按鈕即可顯示所有計(jì)算機(jī)的連接信息。雙擊界面中的數(shù)據(jù)框進(jìn)入修改狀態(tài),修改完成后點(diǎn)擊“保存修改信息”,DataSet將會從DataGridView控件中獲取數(shù)據(jù)信息,并保存到XML文件里。

圖2 計(jì)算機(jī)連接信息界面Fig.2 The interface of computer link information

2.2 遠(yuǎn)程切換的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

WMI提供了一套內(nèi)置在Windows操作系統(tǒng)中的豐富的系統(tǒng)管理服務(wù),作為Windows操作系統(tǒng)的一個(gè)組件,允許通過編程方式訪問企業(yè)環(huán)境中的管理信息[2-4]。System.Management命名空間是.NET框架中管理元素的對象模型,在該命名空間包含.NET框架中的WMI類,基于WMI可以遠(yuǎn)程獲得目標(biāo)計(jì)算機(jī)的信息,并對其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

基帶遠(yuǎn)程切換的軟件程序流程如圖3所示。遠(yuǎn)程切換軟件代碼首先獲取目標(biāo)計(jì)算機(jī)名稱,判斷該計(jì)算機(jī)是否已經(jīng)連接,若未連接則返回。然后獲取故障基帶的計(jì)算機(jī)名稱,如果目標(biāo)計(jì)算機(jī)與故障計(jì)算機(jī)名稱相同,則拒絕繼續(xù)操作而直接返回;如果兩個(gè)名稱不同,則開始工作環(huán)境配置的修改,即獲取故障計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)IP、監(jiān)控網(wǎng)IP和配置文件,并修改目標(biāo)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)IP、監(jiān)控網(wǎng)IP和配置文件。

圖3 基帶遠(yuǎn)程切換軟件程序流程Fig.3 The long-range switch program flow of baseband

在已連接計(jì)算機(jī)中通過目標(biāo)計(jì)算機(jī)名稱查詢是否已經(jīng)連接,并通過該名稱獲取目標(biāo)計(jì)算機(jī)的ComputerInfoClass對象實(shí)例,用以操作目標(biāo)計(jì)算機(jī)和獲取其各種監(jiān)控信息數(shù)據(jù)。在ComputerConnectInfosClass類中創(chuàng)建計(jì)算機(jī)連接信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)查詢字典,該字典同樣以目標(biāo)計(jì)算機(jī)的名稱為鍵值。ComputerConnectInfosClass類獲取XMLComputerLinkInfo.xml文件中的計(jì)算機(jī)連接信息,對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)查詢字典進(jìn)行初始化。

在遠(yuǎn)程控制代碼中首先創(chuàng)建連接遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的連接選項(xiàng)ConnectionOptions對象,用于指定生成WMI連接所需的所有設(shè)置,然后利用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)名稱或IP地址以及ConnectionOptions對象創(chuàng)建ManagementScopes類的實(shí)例,調(diào)用ManagementScopes的Connect()方法連接到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。創(chuàng)建查詢類Object-Query對象,查詢目標(biāo)計(jì)算機(jī)上 Win32-NetworkAdapterConfiguration類,調(diào)用數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)卡及監(jiān)控網(wǎng)網(wǎng)卡Win32-NetworkAdapterConfiguration實(shí)例的EnableStatic方法,設(shè)置新的IP地址。最后通過Copy-To()方法將故障基帶配置文件拷貝到目標(biāo)計(jì)算機(jī)的配置文件目錄下來修改模板計(jì)算機(jī)的配置文件。

基帶應(yīng)急切換的遠(yuǎn)程控制軟件界面如圖4所示。目標(biāo)工控機(jī)下拉列表框中顯示了已在系統(tǒng)控制下的基帶工控機(jī),用戶選中目標(biāo)工控機(jī)后,程序會實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)基帶工控機(jī)的工作環(huán)境配置情況以及工作在該工控機(jī)上的基帶模式軟件,并將信息實(shí)時(shí)顯示在下拉列表框中。

圖4 基帶應(yīng)急切換遠(yuǎn)程控制界面Fig.4 The long-range emergent switch interface of baseband

如用戶需要將基帶1#工控機(jī)配置為基帶3#,并啟動擴(kuò)頻TT&C模式一監(jiān)控軟件,則首先在目標(biāo)工控機(jī)中選中基帶1#,然后在配置為下拉列表框中選中基帶3#,在模式軟件中選中擴(kuò)頻TT&C模式一,點(diǎn)擊“執(zhí)行”和“啟動”按鈕,則系統(tǒng)自動完成基帶主備機(jī)的重新組合。通過在設(shè)備聯(lián)調(diào)過程中的測試,整個(gè)切換過程僅需幾秒,速度提高了10倍以上,且發(fā)生誤操作的可能性很小,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3 結(jié)束語

本文針對目前船載USB系統(tǒng)基帶設(shè)備應(yīng)急切換中存在的問題,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急切換的遠(yuǎn)程控制軟件。相對于目前的應(yīng)急處置過程,該軟件所用時(shí)間更短,操作更便捷,能夠有效地應(yīng)對測控任務(wù)中主用模式基帶發(fā)生故障的問題。后續(xù)將考慮應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)軟件中,以期實(shí)現(xiàn)基帶應(yīng)急切換智能化、快捷化,提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

[1]康莉.Visual C#2008程序設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.KANG Li.Visual C#2008 program designing[M].Beijing:Publishing House of Electronic Industry,2009.(in Chinese)

[2]Marcin Polich.WMI技術(shù)指南[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.Marcin Policht.WMI technology guide[M].Beijing:Machine Industry Press,2002.(in Chinese)

[3]曹文.WMI編程在服務(wù)器監(jiān)控軟件開發(fā)中的應(yīng)用[J].福建電腦,2008(3):115-116.CAO Wen.Application of WMI in the development of server monitoring software[J].Fujian Computer,2008(3):115-116.(in Chinese)