一種面向航天領域的遠程協同接口軟件設計

任毅+蔡劍波+虞洋

【摘 要】針對目前航天領域測試距離近、時間緊的特點，提出一種面向航天領域的遠程協同接口軟件，其采用數據包識別技術，能夠滿足遠程辦公協同測試的需求。

【Abstract】In view of the near distance and tight time in the spaceflight field， a remote collaborative interface software for aerospace is proposed， which can meet the requirements of remote office cooperative testing by using packet identification technology.

【關鍵詞】遠程協同；接口軟件；航天

【Keywords】remote cooperative；interface software；space flight

【中圖分類號】F407.5 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0174-02

1 引言

隨著信息科技的飛速發展，遠程協同辦公的工作模式已逐漸影響到航空、航天、能源、電力等工業領域的設計、生產和測試等工作，其可以有效地規避地理距離的限制，促使行業向精確化、智能化、自動化的方向發展，

當前，航天領域的協同測試主要應用于發射場內，其特點為距離較近，采用網絡方式傳輸測試數據，并在終端瀏覽微機上顯示，從而實現協同測試。

這種方式的局限性在于，設計部門只能在測試現場對測試數據進行分析，人員保障力度小、時間緊迫、人員壓力大等特點都可能影響對實驗結果的分析。而如果將數據實時傳回設計單位進行詳細分析，則需要對網絡通信負荷等方面做大量工作。

為此，如果能夠實現發射場測試期間的辦公協同，測試完成后發射場和設計部門可以立即共享試驗數據，那么將大大促進前后方的溝通和協同，提高型號的研制和試驗效率，減少試驗成本，緩解人員緊張的壓力。

本文介紹了一種基于遠程協同的接口軟件的設計與實現，可用于將試驗數據傳輸至辦公系統內的數據管理系統，實現前后方對試驗數據的共享。

2 對遠程協同接口軟件的要求

研究如何將測試進程和測試數據保存為可輕易識別的信息將是十分有必要的，這樣可以較為簡單地在科研生產區實現對這些數據的共享。因此本文首先提出對試驗數據管理系統的功能和使用要求。

2.1與試驗現場數據管理和應用軟件使用方式統一

目前在試驗現場，地面測發控測試數據的管理和應用與遙測數據的管理和判讀等功能是分開的，并且這些數據之間的定義存在差異。如在后方實現測試和遙測數據的管理和應用功能，需要考慮與試驗現場應用軟件的使用和操作的一致性，以便于系統設計人員的使用和操作，防止分析結果不同導致的系統不可行性。

2.2 與發射場的數據接口要求

發射場測試數據是測試的重要數據資源，做好管理和分析工作非常重要，因此接口軟件應充分考慮與發射場數據的接口。

2.3 與遠程協同故障診斷功能接口

實現遠程協同故障診斷，可充分利用試驗后方的專家資源和試驗條件，從而實現對試驗現場故障的快速診斷定位及處理。

3 接口軟件數據設計

為實現測試數據與部署于科研生產區的數據管理系統之間格式兼容、數據共享、統一管理的需求，遠程協同接口軟件將測試數據導出保存為數據管理系統可認知的格式，從而達成數據共享、統一管理的目的。

3.1 數據接口和工作流程

遠程協同接口軟件的對外接口主要為系統數據庫，作為數據源提供試驗數據。同時由于試驗任務要求的變化，參數全集也可能因試驗不同而改變，因此遠程協同接口軟件還應獲取對應試驗的參數信息。

根據參數信息從數據庫中獲取數據后，需要按照固定格式將數據存儲，并與相關說明文件打包，形成單次試驗的數據文件包。

最后，將數據文件包導入科研生產區內的數據管理系統，即可實現遠程辦公協同的試驗數據分析與判讀工作。

3.2 數據包格式

接口軟件生成的數據包包含了試驗說明文件和數據文件，試驗說明文件內容包括試驗基本信息、實例參數信息和數據文件格式信息，其中實例參數信息可以看作包內各數據文件的索引，通過遍歷試驗說明文件內實例參數的信息，即可獲得相應的試驗。試驗實例的各類數據與數據包文件的對應關系如圖1所示。

試驗說明文件的具體內容為：①試驗基本信息，指一次試驗的基本屬性信息；②試驗實例參數信息，指一次試驗中指揮指令、測試項目、測試狀態、測試參數等的屬性定義；③數據文件格式信息，指試驗測試數據文件的具體格式信息；④測試數據信息，指具體的測試數據。

上述前三部分數據在試驗說明文件info.xml中說明，第四部分數據填寫在對應的數據文件中。

3.3 試驗說明文件內容

試驗說明文件中最重要的信息為實例參數信息。該關鍵結點以數據表號為索引，除了明確數據的類型、所屬系統以及參數詳細列表外，還要與填寫對應數據的文件相關聯。通過遍歷參數信息，就可以按照表號順序找到存儲對應數據的數據文件。

3.4 數據文件內容

根據數據的不同類型，數據文件的格式也各不相同，例如狀態量數據文件只包含參數號和狀態值，而模擬量數據文件可以包含多個數據的浮點值及是否超差等信息。

4 接口軟件實現設計

4.1 軟件層次設計

軟件基于對話框程序實現，分為三層結構：界面顯示層、業務邏輯層和數據庫訪問層。細分又可以分為六個模塊：人機界面模塊，數據庫訪問模塊，xml文件讀取寫入模塊、生成txt文件模塊、文件壓縮模塊和日志記錄模塊。

4.2 軟件流程設計

在軟件內部，首先由xml文件讀取寫入模塊讀取軟件自身配置，連接數據庫，初始化人機界面，根據用戶輸入更新界面，讀取系統軟件對應版本的參數定義配置文件，生成試驗說明文件info.xml和對應試驗數據的txt文件，最后對文件夾內容進行壓縮打包生成數據包。日志記錄模塊在整個軟件運行過程中全程進行顯示和記錄。

此外，為了方便使用，軟件還應提供根據試驗時間、試驗類別等不同屬性信息檢索試驗實例的功能，方便大量試驗后迅速導出所需試驗數據。

5 后續工作

5.1 不同型號的適應性

對于不同型號，數據庫訪問模塊會根據型號數據庫表結構的不同有所區別，需要根據不同的數據庫類型和存儲格式進行修改，寫入/讀取xml文件模塊和生成txt文件模塊需要根據不同需求進行修改，其他模塊基本不需要進行適應性更改。

因此，通過研究各型號數據存儲方式，可以將接口軟件向通用化方向發展，使之適合不同型號的應用。

5.2 遠程協同的實時性

本文描述的接口軟件適用于非實時遠程協同工作模式。由于測試網絡與科研生產區網絡間有物理隔離，因此目前只能采用文件拷貝的形式進行數據傳遞。進一步的發展應向實時數據傳輸方向靠攏，這對數據的可靠性和保密性又將提出新的要求。

6 結語

本文給出了一種面向航天領域的遠程協同接口軟件的設計方法，能夠實現測試實驗數據在前后方的傳輸，提升了遠程辦公協同測試的能力，后續可通過多型號適應性和數據傳輸實時性方向加以完善。