關于通信管理機軟件系統設計與實現的研究

王壘

天津津普利環保科技股份有限公司 天津 300000

引言

通信管理機需要具有完善的工作系統，這樣才能實現通信管理功能，保障通信管理機能夠穩定地工作。通信管理機軟件系統設計時需要遵守一定的原則，合理地對設計方案進行制定，使軟件系統能夠正常運行，使其配置狀況更加合理，進而提高通信管理機的工作水平，使其能夠更好地發揮通信管理作用。

1 通信管理機軟件系統設計原則

1.1 可靠性高

通信管理機軟件需要具有較強的可靠性，能夠穩定地進行工作，需要具有較強的容錯機制，對錯誤具有自我調節能力，能夠在錯誤中迅速恢復過來，保障通信管理機能夠穩定運行[1]。

1.2 功能完善

通信管理軟件需要具有完善的功能，能夠對通信數據進行有效管理，使軟件系統具有良好配置情況，提高軟件的工作性能，進而保障通信管理機能夠正常發揮作用，提高軟件功能設計的合理性。

1.3 易于使用

通信管理軟件需要具有使用便捷性，需要具有友好的界面，便于用戶對其進行操作，對通信狀況進行管控，進而實現良好的人機交互功能，使通信管理軟件更加具有應用價值。

1.4 便于維護

通信管理軟件采用分層設計方式，可以有效地對功能模塊進行劃分，進而實現模塊化編程。通過這種方式，可以使軟件功能易于進行維護，當需要進行功能修改時，對相應的部分進行修改即可。

1.5 移植性強

通信管理軟件需要具有可移植性，能夠跨平臺進行管理，使其具有良好的跨平臺工作穩定性。為此，需要使用便于移植的編程語言，使軟件能夠在不同的平臺上運行，使軟件的運行環境更加的廣泛。

2 通信管理機軟件系統的設計方案

2.1 PC側軟件設計

2.1.1 工程項目配置。工程項目需要采用樹狀結構進行配置，通過節點對相應的功能項進行展開，如圖1所示。通過這種方式，可以有效地實現功能歸類，便于對串口、設備等進行管理，使功能配置更加清晰。在樹狀結構中，將m（m≥0）個元素分為互相相交的集合T1，T2...Tm，每個集合Ti（1≤i≤m）則為子樹，子樹可以作為一個類進行處理。以串口1節點為例，其下共有3個元素，分別為設備1、設備2、設備3，組成3個設備集作為一類，通過這種方式，更加便于對設備進行管理，使項目配置更加完善。在通信規約管理方面，該軟件可以支持72個參數配置，使項目配置過程更加靈活，進而使軟件的功能更加完善[2]。為了提高項目配置速度，可以為項目設置配置模板，通過對模板的調用可以提高配置速度，使項目配置過程更加方便，進而實現項目模板的導入和導出。

圖1 工程項目樹狀結構

2.1.2 系統在線維護。為了保障系統能夠正常運行，需要增加在線維護功能，能夠自動對系統運行狀況進行記錄，保障系統能夠穩定運行。系統在線維護功能主要包含以下幾個方面：第一，在線文件下載功能，能夠對指定的文件進行查看，并且對過期文件進行刪除，避免無用文件對空間進行占用，進而保障通信管理機的運行速度，使系統得到有效的維護。第二，系統日志查看功能，由系統日志對管理機軟件工作狀態進行判斷，分析系統運行過程中是否存在故障，使系統具有良好的通信管理效果。一旦系統運行發生錯誤，可以通過日志對問題進行分析，對問題形成精準地判斷。第三，需要設計在線時鐘功能，定時對系統狀態進行采集，進而實現在線維護的功能。

2.1.3 通信規約調試。通信規約是實現通信管理的關鍵，需要建立有效地規約機制，對通信狀況進行約束。通信規約調試主要內容如下：第一，需要構建監視區域，將監視數據存儲進歷史數據庫中，對通信報文進行篩選，進而實現通信規約功能，對系統運行進行全面監視。第二，需要對主站測試設備進行規約，使設備能夠嚴格按照設定進行操作，保障設備具有良好的工作狀態，進而提高通信管理軟件的控制水平。第三，模擬設備主站側規約，對規約的有效性進行驗證，使軟件對通信具有良好的控制效果。通信規約對通信具有識別作用，能夠準確地對通信狀況進行分析與判斷，進而對通信數據進行操作，使規約調試效果能夠順利地實現。

2.2 裝置側軟件設計

2.2.1 關鍵管理結構。裝置側管理結構主要包括以下幾個部分：第一，監視守護進程。對系統起到監視作用，能夠對系統的工作狀態進行判斷，保障系統能夠穩定地運行，使系統狀態信息能夠得到有效的記錄。第二，規約應用進程。用于實現通信規約功能，使通信過程能夠得到有效限制，進而實現良好的通信效率，使裝置側具有良好的軟件設計結果。第三，核心動態庫。用于對接口函數進行處理，對系統功能能夠得到有效封裝，使通信機管理軟件的功能更加強大，并且使功能更加易于維護。第四，歷史動態庫。對系統運行的歷史數據進行存儲，對系統運行狀態進行監測，將監測結果保存在歷史數據庫中，用于對系統運行狀態進行分析，保障系統能夠穩定地運行。

2.2.2 主要功能組件。主要功能組件方法如下：第一，監視守護進程。由共享內存對系統進行監視，由定時功能實現周期性監測，使進程得到全面地守護。進程監視一般采取發送心跳包的形式，一旦被監視進程未能及時地進行應答，則說明進程已經中斷，需要對其進行重啟。第二，規約應用進程。需要對核心動態庫進行加載，使規約功能能夠順利實現，進而使通信管理機具有良好的通信管理功能。規約應用進程需要加載規約動態庫進行實現，對接口中的功能函數進行調用，形成良好的規約條件，進而提高通信規約的效率。第三，核心動態庫。對各個功能模塊進行構建，如日志采集、時鐘管理等，使系統的功能更加健全，便于對功能進行管理。第四，歷史動態庫。由MySQL數據庫進行數據存儲，將系統運行數據存儲進數據庫中，保障歷史動態庫能夠準確地對數據進行記錄。當需要對歷史數據進行分析時，需要通過SQl語句從數據庫中進行調取，進而對數據進行有效分析。

3 通信管理機軟件系統的技術實現

3.1 規約轉換

規約轉換主要由兩種方式進行實現：第一種為規約數據流，具有較強的實時控制效果，可以對通信數據進行監測，進而實現數據控制功能。通常情況下，不同通信端口數據傳輸速度是不同的，為了對數據進行有效監測，需要采用異步方式對數據流進行轉換，這樣可以消除端口速度不匹配的影響，保障數據流轉換過程能夠順利地進行。另一種為規約控制流，由消息機制實現控制過程，將控制命令發送給對應設備，進而實現通信的管理。設備接收到控制消息后，需要將其保存在消息隊列中，逐條對消息進行處理，進而實現良好的控制效果。另外，控制消息需要具有一定的優先級，保障重要控制過程能夠優先執行，使控制消息能夠得到有序處理[3]。

3.2 歷史庫構建

歷史庫由MySQL數據庫進行構建，用于對系統運行數據進行存儲，進而對歷史數據進行準確的記錄。MySQL數據庫應用較為廣泛，屬于主流數據庫的一種，對操作系統具有良好的兼容性，有助于跨平臺數據存儲的實現。例如：主流操作系統包括Windows、Linux等，可以將MySQL數據庫安裝在上述操作系統中，可以有效地與系統進行兼容。若是需要對數據庫進行移植，只需要對數據庫文件進行替換即可，操作方法較為方便且易于實現。通過MySQL數據庫可以實現復雜的數據事務處理，提高數據處理的效率，保障數據處理功能能夠順利地實現。例如：在對歷史數據進行排序時，可以通過SQL語句進行實現，通過“order by”命令實現排序，進而提高歷史數據事務處理水平，使歷史庫能夠更好地發揮作用。因此，采用MySQL構建數據庫可以使歷史數據的管理更加靈活，使通信管理機軟件功能更加完善。

3.3 跨平臺實現

通信管理系統需要具有良好的跨平臺能力，為此，需要采用跨平臺的設計方式，在軟件設計方面為跨平臺做好準備。為了保障軟件的跨平臺實現，需要注意以下幾點：第一，需要做好功能的封裝工作，保障功能在各個平臺上能夠被順利地調用。而且，需要采用統一的接口名稱，使接口能夠得到準確地調用，使功能更加易于移植。第二，需要采用POSIX標準接口函數進行實現，保障接口函數能夠被不同操作系統調用，使接口具有良好的可移植性。以鏈接庫調用為例，需要保證接口函數的名稱相同，由同一份代碼在不同環境中進行編譯，這樣便可以實現跨平臺操作。如Windows操作系統下，鏈接庫擴展名以“.dll”作為后綴，而在Linux操作系統下，鏈接庫擴展名以“.so”作為后綴，進而跨平臺實現功能移植。第三，需要使用可移植的編程語言，如C++、Python等，可以在不同操作系統上進行編譯，進而提高程序對系統的適應性。以C++編程語言為例，在Windows系統上，通過Windows C++編譯器進行實現，而在Linux系統上，采用gcc編譯器進行實現，這兩種編譯方式都可以實現C++程序的編譯，并且具有較高的編譯效率。

4 結束語

綜上所述，通信管理機軟件系統可以提高通信管理效率，使系統能夠得到有效配置與維護，使系統的設計更加合理。在設計過程中，需要采用分層設計的方法，使軟件設計具有清晰的層次感，保障軟件設計能夠順利地實現。因此，軟件系統對于通信管理機非常重要，需要牢牢把握設計原則進行設計，進而實現良好的通信管理功能。