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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)進行管理,;LabVIEW 并不是傳統(tǒng)的編程語言,但具有很強的易用性,,并且包含許多易于發(fā)布的設備控制工具,。這是兩者的契合點。M&CVIEW可以對復雜的衛(wèi)星地面站進行中央式管理,,并且具有控制大量設備的功能,,其應用也不局限于衛(wèi)星地面站。

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??? M&CVIEW 軟件體系結構劃分成三個主要功能:

??? ● 前端

??? ● 中央管理器

??? ● HMI(人機界面)

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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)助與設備之間來回進行指令發(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)送到設備上。前端與中央管理器獨立運行,。它能夠動態(tài)地打開所有連接設備的通信線路,,載入工作所需的驅動程序,同時實時維護被檢測數(shù)據(jù),,對設備進行連續(xù)輪詢,。

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??? 在這項工作中,前端連續(xù)地檢查設備連接狀態(tài),并在出現(xiàn)鏈接失敗時,,開始恢復操作,。前端可以與一個或多個中央管理器進行連接,獲取監(jiān)視數(shù)據(jù),;但是只允許一個中央管理器對設備發(fā)送指令,。前端可以與許多接口進行協(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行使用,。

中央管理器

??? 中央管理器通過TCP/IP 與前端進行連接,,對來自一個或多個前端的數(shù)據(jù)采集進行集中管理,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)視和控制的標簽的數(shù)據(jù)庫,,檢測對于每一個點而言,,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)接收標簽數(shù)值的變化,。

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

人機界面

??? HMI功能讓操作員可以通過常見的通用接口與儀器進行交互,。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)部進行瀏覽,。操作員經(jīng)過驗證才能使用系統(tǒng)工作,,與儀器的交互根據(jù)操作員權限的不同而會不一樣。HMI使操作員可以進行快速的異常診斷,,找出導致工作站工作異常的設備或狀態(tài),;對圖形界面中的設備符號進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,以便讓操作員進行確認,。HMI還可以在操作員要求的情況下,,顯示模擬變量趨勢。

人機界面

硬件體系結構

??? M&CVIEW 運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)控模塊的運行時引擎存在,,并且能夠運行在Microsoft 操作系統(tǒng)中,。前端可以運行在所有支持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)星項目,,對遙測跟蹤和控制工作站管理進行了安裝和配置。Telepazio 負責核心地面系統(tǒng)集成,。M&CVIEW完成標準設備監(jiān)視,,并實現(xiàn)自動工作臺配置,允許在衛(wèi)星經(jīng)過的時候進行跟蹤和遙測接收,。

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??? M&CVIEW目前在為一個安全軍事通信的國家衛(wèi)星項目進行配置,。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)變化而進行調(diào)整,。Telespazio 負責衛(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項目(用于道路控制的衛(wèi)星訪問)進行配置,。SARC是國家公路的基于TCP/IP數(shù)字視頻的強大監(jiān)視系統(tǒng),;利用了電信、視頻采集與分析的高級技術,。它基于一個固定單元與移動單元網(wǎng)絡進行工作,,這些網(wǎng)絡通過光纖、無線以及移動電話系統(tǒng)和衛(wèi)星進行連接,。

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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)絡節(jié)點中的SARC 設備。

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