多模式試飛實時監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：試飛實時監(jiān)控是保證試飛安全和提高試飛效率的重要途徑。多模式試飛實時監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)和B/S結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，并應(yīng)用了ActiveX組件嵌入技術(shù)，對飛行相關(guān)信息和試飛數(shù)據(jù)使用用數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用冗余均衡配置設(shè)計，使整個實時監(jiān)控系統(tǒng)更加合理規(guī)范，并且打破了監(jiān)控地域的限制，使基于園區(qū)網(wǎng)實時監(jiān)控與事后處理成為可能，最大限度滿足試飛工程師的需求，從而保證試飛的安全。

關(guān)鍵詞：實時監(jiān)控； C/S模式； B/S模式； ActiveX組件

中圖分類號：TN91134； TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004373X（2012）22011303

多模式試飛實時監(jiān)控系統(tǒng)是一個以無線遙測技術(shù)、計算機(jī)信號處理技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和計算機(jī)軟件技術(shù)等綜合應(yīng)用為一體的網(wǎng)絡(luò)化的信息處理系統(tǒng)。近年來，隨著電子與計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，大大促進(jìn)了試飛遙測數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，同時航空科技的發(fā)展也對飛行試驗遙測數(shù)據(jù)處理提出了更高的要求，圖形化、虛擬化、測試參數(shù)更多、采集數(shù)據(jù)海量、實時監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)化、實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)處理統(tǒng)一化是未來發(fā)展的方向。

多模式試飛實時監(jiān)控系統(tǒng)是基于C/S和B/S混合模式的實時飛行數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，并應(yīng)用了ActiveX組件嵌入技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用雙網(wǎng)絡(luò)互備設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)傳輸盡量選擇組播方式，一是可以保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；二是可以保證在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過重時能分擔(dān)部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸工作。

系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫將遙測飛行數(shù)據(jù)、飛行參數(shù)、飛機(jī)的各類信息、飛行課題、各類飛行數(shù)據(jù)實時處理軟件和系統(tǒng)使用狀況等進(jìn)行統(tǒng)一管理，使飛行數(shù)據(jù)的保密性、處理實時性、安全性大大加強(qiáng)。將此系統(tǒng)與“飛行數(shù)據(jù)處理管理系統(tǒng)”通過網(wǎng)絡(luò)連接配合使用，將使各類信息共享最大化。

系統(tǒng)B端主要完成飛行試驗事先準(zhǔn)備的工作和相關(guān)信息的瀏覽，也可用ActiveX組件嵌入瀏覽器的技術(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控與回放（主要用于遠(yuǎn)端）。

系統(tǒng)C端主要完成對實時處理軟件進(jìn)行管理，也可在C端嵌入B端進(jìn)行必要的信息瀏覽。

ActiveX組件既可以由網(wǎng)頁嵌入調(diào)用，也可以由應(yīng)用程序直接調(diào)用。ActiveX組件由網(wǎng)頁嵌入調(diào)用時，用戶可在任何一臺終端上實現(xiàn)所有的監(jiān)控與回放，由應(yīng)用程序直接調(diào)用時，擴(kuò)展了應(yīng)用程序的功能。

第三方軟件（控件）可分為通用性軟件與專用性軟件；通用性是指可應(yīng)用于各類飛機(jī)的各飛行科目中；專用性是指僅應(yīng)用于某架飛機(jī)的某個科目中。

通用性軟件包括以下幾種：

（1） 航跡軟件（三維與二維可互換應(yīng)用），并可多架飛機(jī)同一界面實時顯示飛行航跡；

（2） 視頻播放軟件（多畫面），可同時監(jiān)控多架飛機(jī)的視頻；

（3） 遠(yuǎn)端監(jiān)控與回放查看相關(guān)數(shù)據(jù)在B端主要以統(tǒng)一的ActiveX組件為主；

（4） 回放軟件。

1 系統(tǒng)分析與設(shè)計

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

多模式試飛實時監(jiān)控系統(tǒng)是一個綜合性的集成飛機(jī)試飛實時監(jiān)控、遙測數(shù)據(jù)、參數(shù)和其他相關(guān)信息管理的系統(tǒng)，通過內(nèi)部接口有機(jī)地進(jìn)行交聯(lián)，組成一個系統(tǒng)化、集成化、標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)面向飛行指揮人員、飛行實時監(jiān)控人員、飛行數(shù)據(jù)管理人員、數(shù)據(jù)處理人員以及其他相關(guān)人員，為他們提供試飛工程管理和試飛數(shù)據(jù)處理服務(wù)，使飛行實時監(jiān)控、遙測數(shù)據(jù)管理、相關(guān)信息管理更加標(biāo)準(zhǔn)化，并且使遙測數(shù)據(jù)處理與管理效率有大幅度的提升。

從系統(tǒng)功能角度來看，多模式試飛實時監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)可以用圖1～圖4四個結(jié)構(gòu)圖清楚地描述。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)采用B/S和 C/S混合模式設(shè)計，實時監(jiān)控與回放主要采用C端或在B端嵌入ActiveX實現(xiàn)，事前準(zhǔn)備、瀏覽等主要采用B端實現(xiàn)，遙測數(shù)據(jù)與參數(shù)等用數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理，這樣設(shè)計的優(yōu)點在于：數(shù)據(jù)安全性大大增強(qiáng)；試飛資源共享性更強(qiáng)；實時監(jiān)控軟件的設(shè)計更加標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化；遠(yuǎn)端監(jiān)控成為可能；提高實時監(jiān)控科研技術(shù)水平。該系統(tǒng)主要硬件采用冗余設(shè)計，使整個系統(tǒng)更加可靠，也提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。硬件框架結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖4 管理服務(wù)器端軟件基本組成

圖5 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框架訪問數(shù)據(jù)庫主要有3種模式：客戶端應(yīng)用程序；瀏覽器；ActiveX控件開發(fā)的嵌入瀏覽器中的應(yīng)用程序。

1.3 關(guān)鍵技術(shù)

ActiveX控件是微軟提供的功能強(qiáng)大的程序設(shè)計和開放技術(shù)，是組建對象模型COM組件開發(fā)技術(shù)的重要組成部分，ActiveX控件作為一種可重用組件，相當(dāng)于一個封裝好的代碼模塊，通過其方法、屬性、事件來與應(yīng)用程序通信，任何支持ActiveX空間的軟件平臺都可以使用它們。B/S三層架構(gòu)軟件只需要管理服務(wù)器，所有客戶端只需要瀏覽器就能工作，確保了應(yīng)用與維護(hù)的簡潔。

2 運(yùn)行設(shè)計

2.1 運(yùn)行流程

客戶端軟件運(yùn)行遙測數(shù)據(jù)實時監(jiān)控軟件進(jìn)行監(jiān)控流程如下：

（1） 運(yùn)行行客戶端軟件，檢測數(shù)據(jù)庫連接狀態(tài)，如正常進(jìn)入下一步；

（2） 在默認(rèn)顯示首頁通過讀取本地數(shù)據(jù)庫安裝實時監(jiān)控軟件的信息，并用列表形式列出，通過嵌入瀏覽器功能顯示部分飛行相關(guān)信息；

（3） 當(dāng)單擊選中的實時監(jiān)控軟件時，先訪問數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)課題，將需要測試的參數(shù)讀取并傳給客戶端實時監(jiān)控軟件用；

（4） 再通過實時通信服務(wù)器獲得需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實時顯示。

客戶端軟件運(yùn)行視頻數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件流程如下：

（1） 在客戶端直接設(shè)定通過網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)，并設(shè)定接收畫面?zhèn)€數(shù)（最大4個），運(yùn)行視頻播放軟件；

（2） 直接通過網(wǎng)絡(luò)接收視頻服務(wù)器傳的視頻數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實時顯示。

瀏覽器運(yùn)行實時監(jiān)控軟件流程如下：

（1） 瀏覽器請求，經(jīng)Web服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)庫，將相應(yīng)課題的測試參數(shù)讀取，并傳給客戶端實時監(jiān)控軟件（ActiveX控件）使用；

（2） 再通過實時通信服務(wù)器獲得需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實時顯示。

運(yùn)行流程基本分5類：一類：客戶端→應(yīng)用服務(wù)器→數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；二類：瀏覽器→Web服務(wù)器→數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；三類：客戶端監(jiān)控軟件→實時通信服務(wù)器→遙測接收數(shù)據(jù)系統(tǒng)；四類：視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)→視頻服務(wù)器→遙測接收數(shù)據(jù)系統(tǒng)；五類：客戶端視頻服務(wù)器實時通信服務(wù)器管理服務(wù)器（本地局域網(wǎng)）。

2.2 運(yùn)行控制

運(yùn)行控制將嚴(yán)格按照各模塊間函數(shù)調(diào)用關(guān)系來實現(xiàn)。在各事務(wù)中心模塊中，需對運(yùn)行控制進(jìn)行正確的判斷，選擇正確的運(yùn)行控制路徑。

在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，客戶端（瀏覽器）在發(fā)送數(shù)據(jù)（請求）后，將等待服務(wù)器的確認(rèn)收到反饋，收到后，再次等待服務(wù)器發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。服務(wù)器在接收到數(shù)據(jù)后發(fā)送確認(rèn)信號，在對數(shù)據(jù)處理、訪問數(shù)據(jù)庫后，將返回信息送回客戶端，并等待確認(rèn)。實時方面要保證接收端與發(fā)送端的同步（本地局域網(wǎng)），基于園區(qū)網(wǎng)的遠(yuǎn)端請求可次之。

2.3 運(yùn)行時間

在系統(tǒng)的需求分析中，對運(yùn)行時間的要求為必須對做出的操作有較快的反應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)硬件對運(yùn)行時間有最大的影響，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載量大時，對操作反應(yīng)將受到很大的影響。所以客戶端與服務(wù)器之間的連接將采用雙高速1 000 Mb/s以太網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)置，盡量采用組播方式，各服務(wù)器磁盤陣列通過1 000 Mb/s光纜連接，以減少網(wǎng)絡(luò)傳輸上的開銷。其次是服務(wù)器的性能，這將影響對數(shù)據(jù)庫訪問時間即操作時間的長短，影響加大客戶機(jī)操作的等待時間，所以必須使用高性能的服務(wù)器，使硬件對本系統(tǒng)的速度影響小于軟件的影響。

3 結(jié) 語

多模式試飛實時監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S與 B/S模式結(jié)合的方式，并應(yīng)用了ActiveX組件嵌入技術(shù)，使基于園區(qū)網(wǎng)實時監(jiān)控與事后處理成為可能，最大限度滿足試飛工程師的需求。在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，建立了一條后備網(wǎng)絡(luò)，以保證當(dāng)主網(wǎng)絡(luò)故障時數(shù)據(jù)的通信通暢。利用數(shù)據(jù)庫對各類相關(guān)信息與數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，確保了信息與數(shù)據(jù)完整性。系統(tǒng)通過對各類相關(guān)技術(shù)的合理應(yīng)用，使實時監(jiān)控更加標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和系統(tǒng)化，提高了試飛實時監(jiān)控效率、保證了試飛安全。

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