一種面向航天領域的遠程協(xié)同接口軟件設計

任毅+蔡劍波+虞洋

【摘 要】針對目前航天領域測試距離近、時間緊的特點，提出一種面向航天領域的遠程協(xié)同接口軟件，其采用數(shù)據(jù)包識別技術，能夠滿足遠程辦公協(xié)同測試的需求。

【Abstract】In view of the near distance and tight time in the spaceflight field， a remote collaborative interface software for aerospace is proposed， which can meet the requirements of remote office cooperative testing by using packet identification technology.

【關鍵詞】遠程協(xié)同；接口軟件；航天

【Keywords】remote cooperative；interface software；space flight

【中圖分類號】F407.5 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）06-0174-02

1 引言

隨著信息科技的飛速發(fā)展，遠程協(xié)同辦公的工作模式已逐漸影響到航空、航天、能源、電力等工業(yè)領域的設計、生產(chǎn)和測試等工作，其可以有效地規(guī)避地理距離的限制，促使行業(yè)向精確化、智能化、自動化的方向發(fā)展，

當前，航天領域的協(xié)同測試主要應用于發(fā)射場內(nèi)，其特點為距離較近，采用網(wǎng)絡方式傳輸測試數(shù)據(jù)，并在終端瀏覽微機上顯示，從而實現(xiàn)協(xié)同測試。

這種方式的局限性在于，設計部門只能在測試現(xiàn)場對測試數(shù)據(jù)進行分析，人員保障力度小、時間緊迫、人員壓力大等特點都可能影響對實驗結果的分析。而如果將數(shù)據(jù)實時傳回設計單位進行詳細分析，則需要對網(wǎng)絡通信負荷等方面做大量工作。

為此，如果能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射場測試期間的辦公協(xié)同，測試完成后發(fā)射場和設計部門可以立即共享試驗數(shù)據(jù)，那么將大大促進前后方的溝通和協(xié)同，提高型號的研制和試驗效率，減少試驗成本，緩解人員緊張的壓力。

本文介紹了一種基于遠程協(xié)同的接口軟件的設計與實現(xiàn)，可用于將試驗數(shù)據(jù)傳輸至辦公系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)前后方對試驗數(shù)據(jù)的共享。

2 對遠程協(xié)同接口軟件的要求

研究如何將測試進程和測試數(shù)據(jù)保存為可輕易識別的信息將是十分有必要的，這樣可以較為簡單地在科研生產(chǎn)區(qū)實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的共享。因此本文首先提出對試驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能和使用要求。

2.1與試驗現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理和應用軟件使用方式統(tǒng)一

目前在試驗現(xiàn)場，地面測發(fā)控測試數(shù)據(jù)的管理和應用與遙測數(shù)據(jù)的管理和判讀等功能是分開的，并且這些數(shù)據(jù)之間的定義存在差異。如在后方實現(xiàn)測試和遙測數(shù)據(jù)的管理和應用功能，需要考慮與試驗現(xiàn)場應用軟件的使用和操作的一致性，以便于系統(tǒng)設計人員的使用和操作，防止分析結果不同導致的系統(tǒng)不可行性。

2.2 與發(fā)射場的數(shù)據(jù)接口要求

發(fā)射場測試數(shù)據(jù)是測試的重要數(shù)據(jù)資源，做好管理和分析工作非常重要，因此接口軟件應充分考慮與發(fā)射場數(shù)據(jù)的接口。

2.3 與遠程協(xié)同故障診斷功能接口

實現(xiàn)遠程協(xié)同故障診斷，可充分利用試驗后方的專家資源和試驗條件，從而實現(xiàn)對試驗現(xiàn)場故障的快速診斷定位及處理。

3 接口軟件數(shù)據(jù)設計

為實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)與部署于科研生產(chǎn)區(qū)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)之間格式兼容、數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)一管理的需求，遠程協(xié)同接口軟件將測試數(shù)據(jù)導出保存為數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可認知的格式，從而達成數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)一管理的目的。

3.1 數(shù)據(jù)接口和工作流程

遠程協(xié)同接口軟件的對外接口主要為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，作為數(shù)據(jù)源提供試驗數(shù)據(jù)。同時由于試驗任務要求的變化，參數(shù)全集也可能因試驗不同而改變，因此遠程協(xié)同接口軟件還應獲取對應試驗的參數(shù)信息。

根據(jù)參數(shù)信息從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)后，需要按照固定格式將數(shù)據(jù)存儲，并與相關說明文件打包，形成單次試驗的數(shù)據(jù)文件包。

最后，將數(shù)據(jù)文件包導入科研生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，即可實現(xiàn)遠程辦公協(xié)同的試驗數(shù)據(jù)分析與判讀工作。

3.2 數(shù)據(jù)包格式

接口軟件生成的數(shù)據(jù)包包含了試驗說明文件和數(shù)據(jù)文件，試驗說明文件內(nèi)容包括試驗基本信息、實例參數(shù)信息和數(shù)據(jù)文件格式信息，其中實例參數(shù)信息可以看作包內(nèi)各數(shù)據(jù)文件的索引，通過遍歷試驗說明文件內(nèi)實例參數(shù)的信息，即可獲得相應的試驗。試驗實例的各類數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)包文件的對應關系如圖1所示。

試驗說明文件的具體內(nèi)容為：①試驗基本信息，指一次試驗的基本屬性信息；②試驗實例參數(shù)信息，指一次試驗中指揮指令、測試項目、測試狀態(tài)、測試參數(shù)等的屬性定義；③數(shù)據(jù)文件格式信息，指試驗測試數(shù)據(jù)文件的具體格式信息；④測試數(shù)據(jù)信息，指具體的測試數(shù)據(jù)。

上述前三部分數(shù)據(jù)在試驗說明文件info.xml中說明，第四部分數(shù)據(jù)填寫在對應的數(shù)據(jù)文件中。

3.3 試驗說明文件內(nèi)容

試驗說明文件中最重要的信息為實例參數(shù)信息。該關鍵結點以數(shù)據(jù)表號為索引，除了明確數(shù)據(jù)的類型、所屬系統(tǒng)以及參數(shù)詳細列表外，還要與填寫對應數(shù)據(jù)的文件相關聯(lián)。通過遍歷參數(shù)信息，就可以按照表號順序找到存儲對應數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)文件。

3.4 數(shù)據(jù)文件內(nèi)容

根據(jù)數(shù)據(jù)的不同類型，數(shù)據(jù)文件的格式也各不相同，例如狀態(tài)量數(shù)據(jù)文件只包含參數(shù)號和狀態(tài)值，而模擬量數(shù)據(jù)文件可以包含多個數(shù)據(jù)的浮點值及是否超差等信息。

4 接口軟件實現(xiàn)設計

4.1 軟件層次設計

軟件基于對話框程序?qū)崿F(xiàn)，分為三層結構：界面顯示層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)庫訪問層。細分又可以分為六個模塊：人機界面模塊，數(shù)據(jù)庫訪問模塊，xml文件讀取寫入模塊、生成txt文件模塊、文件壓縮模塊和日志記錄模塊。

4.2 軟件流程設計

在軟件內(nèi)部，首先由xml文件讀取寫入模塊讀取軟件自身配置，連接數(shù)據(jù)庫，初始化人機界面，根據(jù)用戶輸入更新界面，讀取系統(tǒng)軟件對應版本的參數(shù)定義配置文件，生成試驗說明文件info.xml和對應試驗數(shù)據(jù)的txt文件，最后對文件夾內(nèi)容進行壓縮打包生成數(shù)據(jù)包。日志記錄模塊在整個軟件運行過程中全程進行顯示和記錄。

此外，為了方便使用，軟件還應提供根據(jù)試驗時間、試驗類別等不同屬性信息檢索試驗實例的功能，方便大量試驗后迅速導出所需試驗數(shù)據(jù)。

5 后續(xù)工作

5.1 不同型號的適應性

對于不同型號，數(shù)據(jù)庫訪問模塊會根據(jù)型號數(shù)據(jù)庫表結構的不同有所區(qū)別，需要根據(jù)不同的數(shù)據(jù)庫類型和存儲格式進行修改，寫入/讀取xml文件模塊和生成txt文件模塊需要根據(jù)不同需求進行修改，其他模塊基本不需要進行適應性更改。

因此，通過研究各型號數(shù)據(jù)存儲方式，可以將接口軟件向通用化方向發(fā)展，使之適合不同型號的應用。

5.2 遠程協(xié)同的實時性

本文描述的接口軟件適用于非實時遠程協(xié)同工作模式。由于測試網(wǎng)絡與科研生產(chǎn)區(qū)網(wǎng)絡間有物理隔離，因此目前只能采用文件拷貝的形式進行數(shù)據(jù)傳遞。進一步的發(fā)展應向?qū)崟r數(shù)據(jù)傳輸方向靠攏，這對數(shù)據(jù)的可靠性和保密性又將提出新的要求。

6 結語

本文給出了一種面向航天領域的遠程協(xié)同接口軟件的設計方法，能夠?qū)崿F(xiàn)測試實驗數(shù)據(jù)在前后方的傳輸，提升了遠程辦公協(xié)同測試的能力，后續(xù)可通過多型號適應性和數(shù)據(jù)傳輸實時性方向加以完善。