《電子技術(shù)應(yīng)用》
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M&CVIEW:基于LabVIEW的地面監(jiān)測與控制系統(tǒng)

2009-07-13
作者:G. Rozera

??? M&CVIEW 是由Telespazio 為滿足監(jiān)視和控制需求而開發(fā)的,適用于客戶以及Telespazio所有的跟蹤遙測和控制(TT&C)工作站。

在過去的幾年中,Telespazio 用于配置第三方軟件系統(tǒng),建立監(jiān)視和控制系統(tǒng)

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??? 第三方可配置系統(tǒng)在需要完成的工作對于各個系統(tǒng)而言相似時是可以接受的;但是如果需要滿足某些客戶的其他需求就可能會導(dǎo)致問題的發(fā)生。每次添加功能都會帶來更高的成本、更多的測試,需要更多時間。

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??? Telespazio并不是單純的軟件公司,但懂得如何對衛(wèi)星地面站系統(tǒng)進(jìn)行管理;LabVIEW 并不是傳統(tǒng)的編程語言,但具有很強(qiáng)的易用性,并且包含許多易于發(fā)布的設(shè)備控制工具。這是兩者的契合點(diǎn)。M&CVIEW可以對復(fù)雜的衛(wèi)星地面站進(jìn)行中央式管理,并且具有控制大量設(shè)備的功能,其應(yīng)用也不局限于衛(wèi)星地面站。

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??? M&CVIEW 軟件體系結(jié)構(gòu)劃分成三個主要功能:

??? ● 前端

??? ● 中央管理器

??? ● HMI(人機(jī)界面)

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??? 這三個功能相互協(xié)同功能,并且可以分布于不同的硬件平臺上。

前端

??? 前端協(xié)助與設(shè)備之間來回進(jìn)行指令發(fā)送和狀態(tài)信息獲取。它將多種儀器通信協(xié)議翻譯成在M&CVIEW中采用的通用數(shù)據(jù)格式。它將監(jiān)視數(shù)據(jù)發(fā)送到中央管理器中,將指令數(shù)據(jù)發(fā)送到設(shè)備上。前端與中央管理器獨(dú)立運(yùn)行。它能夠動態(tài)地打開所有連接設(shè)備的通信線路,載入工作所需的驅(qū)動程序,同時實(shí)時維護(hù)被檢測數(shù)據(jù),對設(shè)備進(jìn)行連續(xù)輪詢。

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??? 在這項(xiàng)工作中,前端連續(xù)地檢查設(shè)備連接狀態(tài),并在出現(xiàn)鏈接失敗時,開始恢復(fù)操作。前端可以與一個或多個中央管理器進(jìn)行連接,獲取監(jiān)視數(shù)據(jù);但是只允許一個中央管理器對設(shè)備發(fā)送指令。前端可以與許多接口進(jìn)行協(xié)同工作,其中包括:數(shù)字I/O;串行總線(RS232,RS422,RS4852/4 線);以及TCP/IP、UDP/IP和SNMP,前端可以作為SNMP瀏覽器和陷阱接收器進(jìn)行使用。

中央管理器

??? 中央管理器通過TCP/IP 與前端進(jìn)行連接,對來自一個或多個前端的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行集中管理,使采集到的數(shù)據(jù)可以用于HMI顯示。一個中央管理器可以連接更多前端。中央處理器包含數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)記錄與監(jiān)控模塊),所有來自前端的信息都存儲在這個數(shù)據(jù)庫中;每一條信息都稱為一個“標(biāo)簽”。

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??? 在系統(tǒng)啟動的時候,中央管理器載入包含所有需要監(jiān)視和控制的標(biāo)簽的數(shù)據(jù)庫,檢測對于每一個點(diǎn)而言,哪個前端管理這些數(shù)值,并且為所有需要訪問的前端打開監(jiān)視器和指令客戶端連接。中央管理器從前端連續(xù)接收標(biāo)簽數(shù)值的變化。

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??? 中央管理器通過相關(guān)的前端,接收需要發(fā)送到設(shè)備的HMI指令。它對采集到的數(shù)據(jù)完成附加處理(例如細(xì)節(jié)描述、模擬數(shù)據(jù)的圖形化顯示等等)。

人機(jī)界面

??? HMI功能讓操作員可以通過常見的通用接口與儀器進(jìn)行交互。HMI是一組圖形化頁面,帶有彈出菜單可以在M&C系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行瀏覽。操作員經(jīng)過驗(yàn)證才能使用系統(tǒng)工作,與儀器的交互根據(jù)操作員權(quán)限的不同而會不一樣。HMI使操作員可以進(jìn)行快速的異常診斷,找出導(dǎo)致工作站工作異常的設(shè)備或狀態(tài);對圖形界面中的設(shè)備符號進(jìn)行高亮可以降低故障分析的難度。還可以顯示現(xiàn)有警報的列表,以便讓操作員進(jìn)行確認(rèn)。HMI還可以在操作員要求的情況下,顯示模擬變量趨勢。

人機(jī)界面

硬件體系結(jié)構(gòu)

??? M&CVIEW 運(yùn)行在多個硬件平臺上——前端、中央管理器和HMI可以安裝在一個平臺上,也可以分步在多個平臺上。中央管理器和HMI要求數(shù)據(jù)記錄與監(jiān)控模塊的運(yùn)行時引擎存在,并且能夠運(yùn)行在Microsoft 操作系統(tǒng)中。前端可以運(yùn)行在所有支持LabVIEW 的平臺上。M&CVIEW 可以配置為冗余方式或非冗余方式。

目前的安裝以及進(jìn)行中的配置

??? M&CVIEW已經(jīng)根據(jù)一個用于地球觀測的歐洲衛(wèi)星項(xiàng)目,對遙測跟蹤和控制工作站管理進(jìn)行了安裝和配置。Telepazio 負(fù)責(zé)核心地面系統(tǒng)集成。M&CVIEW完成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備監(jiān)視,并實(shí)現(xiàn)自動工作臺配置,允許在衛(wèi)星經(jīng)過的時候進(jìn)行跟蹤和遙測接收。

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??? M&CVIEW目前在為一個安全軍事通信的國家衛(wèi)星項(xiàng)目進(jìn)行配置。系統(tǒng)基于創(chuàng)新科技,使衛(wèi)星可以立刻根據(jù)緊急狀態(tài)變化而進(jìn)行調(diào)整。Telespazio 負(fù)責(zé)衛(wèi)星控制中心,M&CVIEW 被用來控制五個TT&C 工作站——包括主要工作站和備份工作站。

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??? M&CVIEW還在為SARC項(xiàng)目(用于道路控制的衛(wèi)星訪問)進(jìn)行配置。SARC是國家公路的基于TCP/IP數(shù)字視頻的強(qiáng)大監(jiān)視系統(tǒng);利用了電信、視頻采集與分析的高級技術(shù)。它基于一個固定單元與移動單元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作,這些網(wǎng)絡(luò)通過光纖、無線以及移動電話系統(tǒng)和衛(wèi)星進(jìn)行連接。

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??? Telespazio 是SARC 的主要承包商,M&CVIEW 允許控制中心的操作員管理發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的SARC 設(shè)備。

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