监控系统软件设计研究

监控系统在现今社会的重要性越来越高，那么监控系统软件如何进行设计呢？下面小编就为大家带来了监控系统软件设计研究，感兴趣的朋友可以看一看哦！

摘要:依托于某预研项目,提出并设计了一套基于计划驱动且满足设备自动化运行的发射站监控系统软件。系统监控根据指控中心发来的工作计划自动化驱动设备运行流程,完成对整个发射站的监控,不仅简化了设备操作流程,而且提高了设备自动化运行效率。

引言

发射站监控系统作为整个预研项目的重要组成部分,主要由发射站控软件、DBF发射机系统、时频系统、功放系统、天线设备等组成。作为整个站内的监控管理中心,发射站监控系统软件主要完成对发射站内所有设备的运行监控,完成指控中心工作指令接收、工作计划自动执行、设备状态监视、设备控制、参数设置以及系统联试等重要功能[1]。本文设计实现了一种基于工作计划驱动的设备自动化监控系统软件,一方面满足了对发射站内所有设备的运行监控管理要求,另一方面也提高了整个站点系统设备的自动化水平。

1系统设计

监控系统软件的设计既要具备对发射站设备进行监控管理的功能,同时还需满足设备自动化运行的要求,保障整个大系统试验顺利进行。

1.1系统主要功能

系统设计按主要功能模块划分如下:(1)设备控制功能。接收指控中心软件或本地操作员的控制命令,对设备进行控制,控制内容包括:监控方式控制(分为远控、本控两级方式)、功放设备控制、报警器设备控制、信号触发板控制、DBF(数字波束形成与空间合成)及发射机控制。(2)自动化运行。根据指控中心下发的工作计划驱动全系统按时间符合方式顺序执行各任务过程[2]。(3)状态监视功能。完成设备状态监视、工作参数监视、运行信息监视等功能。(4)设备参数配置功能。接收指控软件或本地操作员的参数配置命令,对功放设备、DBF设备和信号触发板等进行参数配置。(5)通信数据管理功能。通信数据管理包括提供网络IP地址和端口号的设置界面,可以修改和保存通信数据;提供从硬盘下载FPGA程序功能。(6)通信处理功能。完成所有接口的数据发送、数据接收和信息分解任务,并根据信息分解结果来实现相应的功能。通信处理包括网络通信、CPCI接口通信。

1.2硬件接口

发射站监控系统与指控中心的接口:(1)物理接口:卫星通信接口,RJ45。(2)接口数量:1路,指控中心计算机。(3)通信协议:链路层需满足IEEE802.3u规范,网络层遵循IP协议,传输层协议采用TCP/IP协议。

1.3软件接口

发射站监控系统与指控中心的软件接口:(1)接口类型:100M以太网接口。(2)通信协议:TCP/IP和FTP。(3)消息描述:指控中心软件向发射站控软件发送控制命令、任务计划XML文件;发射站控软件向指控任务管理软件发送设备状态信息、控制命令响应。

2系统实现

根据监控系统软件的功能模块划分,本文从以下几方面实现了一个基于计划驱动的自动化监控系统,根据指控中心下发的工作计划按照时间符合方式自动完成任务。

2.1系统体系结构

系统监控作为设备监控和运行管理中心,是全系统设备自动化运行的控制核心,负责驱动完成整个系统的任务流程。监控系统的设计遵循两级管理模式,即本控、远控两级,本控由发射站监控系统自身对站内各分机设备进行监视和控制;远控由指控中心通过网络下发工作计划或控制指令完成对系统的远程监控。监控系统体系结构如图1所示。

2.2计划驱动模式

利用计划驱动监控系统完成大系统任务,针对不同工作计划的性质特点,相应制定了多种不同的工作模式[3],将指控中心下发的工作计划拆分为更为精细化的工作模式来分类处理,系统监控依据每种工作模式按照时间符合方式自动协调各分系统完成整个任务流程。计划驱动模式的系统监控如图2所示。指控中心下发工作计划后,系统监控根据任务开始时间,提前下发信号触发指令,等待计划开始时间触发DBF发射机产生小信号,同时驱动功放组以一定的功率和频点放大信号,再由天线实时发射信号,最终完成整个发射站的总体信号发射任务。

2.3自动化运行

系统监控将工作计划拆分为不同的工作模式,再根据工作模式生成相应的设备工作流程,工作流程分为系统自检、系统自动校相、任务执行和结果处理4个时间段[4]。系统的自动化运行流程按照时间符合方式顺序依次执行。第一阶段为系统自检时间段,检查各设备功能是否正常,并进行状态提示;检查完成后,等待指控中心下发工作计划。第二阶段为系统自动校相时间段。校相作为发射站控系统的重要组成部分,关系到自动化运行和任务执行的成功率。自动校相主要流程为:首先DBF发射机复位,选择通道幅相校正模式,从低频点至高频点扫描,每次递增500khz,打开PTT开关(功放使能开关),一键全控开始上功率,进行通道幅相校正,然后选择通道幅相监测模式,循环执行,直至最后校相完成。第三阶段为任务执行时间段,先由DBF发射机根据工作开始时间完成信号触发后,持续发射单点频小信号,然后功放组以固定的频点和功率持续放大小信号,天线阵发射放大信号。第四阶段为结果处理时间段,结束任务,停止信号发射,恢复系统为待机状态,准备下一次任务。发射站监控以时间符合方式实现整个系统的自动化运行流程[5],如图3所示。

3结语

基于计划驱动且满足设备自动化运行的监控系统软件,相比于之前的监控系统,可根据中心下发的任务计划,自动运行并完成系统的任务流程,一方面降低了人工操作设备的失误率和复杂性,另一方面提高了系统的自动化运行效率,对发射站控系统整体任务的实现作出一种新的尝试和探索。

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