系統(tǒng)集成接口技術(shù)及實(shí)施過程

薛競(jìng)翔 劉帥 從明 游家興

摘要：集成系統(tǒng)一般包含多個(gè)分系統(tǒng)，但各分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式和運(yùn)行環(huán)境存在一定程度上的差異，這也增加了集成多種分系統(tǒng)的難度。而數(shù)據(jù)接口在無需過多關(guān)注底層系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式和運(yùn)行環(huán)境等細(xì)節(jié)問題，就可獲取各分系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。接口技術(shù)為不同系統(tǒng)互聯(lián)互通提供了解決手段，也為人們基于系統(tǒng)整體局勢(shì)做出正確操作和決策提供了基礎(chǔ)支撐[1]。

關(guān)鍵詞：接口技術(shù);系統(tǒng)集成;實(shí)施過程

中圖分類號(hào)：TP311.52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）14-0104-01

1引言

通信接口技術(shù)是系統(tǒng)集成的重要組成部分。通信接口技術(shù)有效解決了集成系統(tǒng)中由于各分系統(tǒng)采用不同信息控制單元而使全局信息難以綜合的實(shí)際問題[2]。

本文首先介紹信息化集成系統(tǒng)中各分系統(tǒng)大量使用的接口的形式，隨后概括系統(tǒng)集成中接口實(shí)施過程，最后提出對(duì)接口技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的思考。

2物理通信接口

系統(tǒng)集成領(lǐng)域能夠選擇的通信接口非常多，比較常見有如下幾種：以太網(wǎng)、USB、無線等。

2.1以太網(wǎng)。集成系統(tǒng)中的設(shè)備大多都配有以太網(wǎng)接口，通過以太網(wǎng)接口將設(shè)備連接至路由器與局域網(wǎng)，因局域網(wǎng)類型較多，以太網(wǎng)接口可細(xì)分為RJ-45、AUI、ATM、光纖接口等。以太網(wǎng)接口因具有高速傳輸、多點(diǎn)通訊、靈活組網(wǎng)、不限制傳輸距離等優(yōu)勢(shì)，成為目前使用最為廣泛的通訊接口之一。

2.2 USB。USB作為另一種常用接口，廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)集成領(lǐng)域。信號(hào)通過接口是串行傳輸?shù)模ㄟ^接口可對(duì)設(shè)備內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，設(shè)備也可通過USB接口讀取識(shí)別外部輸入信息，USB接口還能夠進(jìn)行二次開發(fā)。目前筆記本電腦已廣泛使用傳輸速度更快的USB3.0接口，但在傳統(tǒng)的系統(tǒng)集成領(lǐng)域，受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能等影響一般仍使用USB2.0接口[3]。

2.3無線。無線接口將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)信息傳遞。無線接口在某些應(yīng)用場(chǎng)景下取代有線接口，逐漸成為系統(tǒng)集成領(lǐng)域一種重要的通信接口形式。很多儀器設(shè)備內(nèi)部均已內(nèi)置了802.11無線接口，集成過程中將儀器與無線路由進(jìn)行連接，或連接到手機(jī)等終端的WIFI熱點(diǎn)形成組網(wǎng)。無線接口具有傳輸快、無實(shí)體線連接等特點(diǎn)。

3接口實(shí)施

接口實(shí)施屬于系統(tǒng)集成建設(shè)的組成部分，為了使接口實(shí)施過程更加有序，在實(shí)施前后及實(shí)施過程中都需要遵循相應(yīng)的流程。

3.1接口實(shí)施概述。

（1）設(shè)計(jì)階段。

①系統(tǒng)集成需求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。規(guī)劃出集成系統(tǒng)中各個(gè)分系統(tǒng)之間的連接關(guān)系，并確定所需的主要接口。

②接口需求分析和初步設(shè)計(jì)。根據(jù)所需接口進(jìn)一步確定接口形式、數(shù)量、物理特性及性能指標(biāo)，并將需求分析規(guī)范地描述出來。

③聯(lián)絡(luò)廠商。根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案，與相關(guān)廠商對(duì)接口的設(shè)計(jì)、實(shí)施及驗(yàn)收運(yùn)維進(jìn)行全面的交流，劃分相關(guān)階段的建設(shè)任務(wù)。

④接口詳細(xì)設(shè)計(jì)。對(duì)初步設(shè)計(jì)方案中的不足之處進(jìn)行調(diào)整，最終出具接口的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。

（2）實(shí)施階段。

①接口模擬測(cè)試。利用模擬接口對(duì)端的方法對(duì)接口進(jìn)行功能和性能測(cè)試，以確保正式實(shí)施過程中接口可以正常使用，滿足系統(tǒng)集成的相關(guān)要求。

②接口安裝。將需要集成的分系統(tǒng)的設(shè)備接口進(jìn)行物理連接。

③接口調(diào)試。在調(diào)試前應(yīng)該檢查接線是否正確、安裝是否規(guī)范，然后才可上電調(diào)試。并根據(jù)接口相關(guān)說明，對(duì)接口的指標(biāo)、功能進(jìn)行逐項(xiàng)檢驗(yàn)，必要時(shí)可擴(kuò)展接口單體調(diào)試的范圍和內(nèi)容。

④系統(tǒng)調(diào)試。在調(diào)試完各接口后，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試。關(guān)注系統(tǒng)中與接口相關(guān)的功能是否完善，指標(biāo)是否正常。對(duì)系統(tǒng)的整體調(diào)試也是對(duì)接口在動(dòng)態(tài)傳輸中進(jìn)行檢驗(yàn)。

（3）驗(yàn)收、運(yùn)維階段。接口作為集成系統(tǒng)的一部分，將統(tǒng)一納入集成系統(tǒng)的驗(yàn)收和運(yùn)維。

3.2接口失效防治。信息化集成系統(tǒng)設(shè)備種類繁多、信息結(jié)構(gòu)復(fù)雜，接口的承受能力相對(duì)脆弱，導(dǎo)致接口失效的原因有很多，其中比較典型的有連通性問題、功能完備性問題、傳輸穩(wěn)定性問題。

但整個(gè)信息化集成系統(tǒng)行業(yè)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、無法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行充分評(píng)估，導(dǎo)致系統(tǒng)整體可靠性無法估測(cè)。為了使接口的可靠性和穩(wěn)定性能得以保障，可從預(yù)防、診斷、容錯(cuò)、糾錯(cuò)等方面入手，通過一系列方法來實(shí)現(xiàn)和提高。

對(duì)于接口失效的問題，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行防治：

（1）首先要采用傳輸性能良好的介質(zhì)，可以降低外界環(huán)境對(duì)傳輸過程的干擾，并可以減少電信號(hào)的衰減。

（2）對(duì)接口采用隔離措施，即確保各個(gè)接口在進(jìn)行聯(lián)通多個(gè)系統(tǒng)時(shí)，其他設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)不影響自身正常工作，具體措施主要有電氣隔離和通信隔離。

（3）提高接口軟件健壯性，盡可能使用技術(shù)相對(duì)成熟的接口軟件。可以對(duì)傳輸過程中各種異常狀況進(jìn)行很好的應(yīng)對(duì)，做到準(zhǔn)確識(shí)別和過濾非法操作。

4接口技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

未來接口技術(shù)的一大主流趨勢(shì)就是形成統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)。不同廠商生產(chǎn)的通信接口相互之間兼容性差，與上層的管理軟件之間又缺乏直接的通信方式，因此通信規(guī)范問題成為了制約集成系統(tǒng)突破現(xiàn)有集成規(guī)模的瓶頸，急需發(fā)展一種更統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)為不同廠商生產(chǎn)的軟硬件提供系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)交換的途徑。

結(jié)語(yǔ)：接口為集成系統(tǒng)中各子系統(tǒng)互聯(lián)互通、協(xié)同工作提供了底層技術(shù)基礎(chǔ)，在系統(tǒng)集成建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。本文從常見接口、接口協(xié)議、接口實(shí)施及接口技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)等方面對(duì)接口技術(shù)進(jìn)行闡述，對(duì)系統(tǒng)集成的接口設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]王琦，王家隆，李成功，et al. 空管系統(tǒng)集成驗(yàn)證環(huán)境架構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2019，010（001）：26-31.

[2]汪躍，唐志軍，章邢，et al. 分布式態(tài)勢(shì)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及解決方案[J]. 指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2019，010（004）：22-26.

[3]江正戰(zhàn). 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)RS-423/422/485及其應(yīng)用[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，1994（9）：26-29.

作者簡(jiǎn)介：薛競(jìng)翔（1978—），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橹笓]信息系統(tǒng)總體論證、軍民用指揮所集成建設(shè)、技術(shù)攻關(guān)等工作。

劉帥（1993—），男，助理工程師，研究方向?yàn)橹笓]信息系統(tǒng)集成。