基于C#的臺(tái)站設(shè)備通信快速檢測工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

譚仕釗 陸光照

（廣西廣播電視技術(shù)中心河池分中心）

一、開發(fā)背景及意義

此前，臺(tái)站維護(hù)人員面對(duì)臺(tái)站設(shè)備通信故障的主要檢測方式是使用網(wǎng)線直接連接待測設(shè)備及調(diào)試電腦，并通過CMD命令提示符發(fā)送Ping指令來確定該設(shè)備的通信狀況。該方法存在操作繁瑣、面對(duì)多臺(tái)設(shè)備時(shí)效率低下等問題。

經(jīng)過數(shù)次升級(jí)改造工作，目前廣西省境內(nèi)所有廣播電視無線發(fā)射臺(tái)站的設(shè)備均已接入臺(tái)站交換機(jī)，并入內(nèi)部局域網(wǎng)。這給臺(tái)站的維護(hù)工作提供了便利，但仍缺少一款能對(duì)臺(tái)站設(shè)備綜合進(jìn)行檢測的軟件工具。因此，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)這樣一款方便易用、能夠快速定位故障設(shè)備的軟件工具對(duì)提高維護(hù)人員的工作效率、保證安全播出工作的進(jìn)行具有重要意義。

二、相關(guān)理論與工具

Ping指令全稱“因特網(wǎng)包探索器”，通過發(fā)送ICMP報(bào)文并接收ICMP回聲應(yīng)答來確定網(wǎng)絡(luò)鏈路是否通暢，是TCP/IP協(xié)議的一部分。本文基于此原理，通過編程語言調(diào)用該指令并將獲得的反饋結(jié)果直觀展示。

本文所設(shè)計(jì)的通信快速檢測工具是在Windows10系統(tǒng)平臺(tái)下使用Microsoft Visual Studio 2017集成開發(fā)環(huán)境來完成設(shè)計(jì)和測試。使用C#語言編寫，運(yùn)行在.NET Framework 3.5框架上。

三、需求分析

臺(tái)站設(shè)備眾多，每一臺(tái)設(shè)備都有對(duì)應(yīng)的操作軟件及成熟完善的故障處理方法，若全部整合則工作量巨大且屬于重復(fù)工作。因此本工具只需要檢測臺(tái)站內(nèi)各式設(shè)備與交換機(jī)之間的通信情況即可。若設(shè)備與交換機(jī)之間的通信正常，則說明該設(shè)備與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)的通信亦正常，可以正?；貍魃蠄?bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題則可以及時(shí)處理。為了提高工作效率，本工具還應(yīng)該適當(dāng)加入一些快捷設(shè)置功能，方便維護(hù)人員跳過繁瑣的設(shè)置IP等步驟。在測試完成之后，本工具還應(yīng)可直觀的保存檢測結(jié)果，遇到未能及時(shí)解決的問題時(shí)方便下次維護(hù)進(jìn)行解決。

四、程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)需求分析，本程序的主要功能可以分為IP配置模塊、查詢模塊、單項(xiàng)通信檢測模塊、集合檢測模塊以及保存模塊來實(shí)現(xiàn)。

（一）模塊功能設(shè)計(jì)

1.IP 配置模塊

IP配置模塊在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該考慮到易用性和直觀性，可以讓使用者直接通過選擇選項(xiàng)來確定IP地址，無需手動(dòng)輸入，避免輸入錯(cuò)誤等情況發(fā)生。同時(shí)直接顯示出當(dāng)前的IP地址，讓使用者能確認(rèn)IP地址的修改狀態(tài)。

程序啟動(dòng)時(shí)，模塊下方的文本框內(nèi)會(huì)顯示當(dāng)前默認(rèn)網(wǎng)卡的IP地址，如果存在多張網(wǎng)卡（例如虛擬機(jī)等程序創(chuàng)建的虛擬網(wǎng)卡）無法直接確定當(dāng)前正在使用的網(wǎng)卡時(shí)，則彈出提示，使用者可以進(jìn)入Windows網(wǎng)絡(luò)管理界面內(nèi)右鍵禁用未使用的網(wǎng)卡后再操作。在下拉列表里選擇對(duì)應(yīng)臺(tái)站后，文本框內(nèi)會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)臺(tái)站的IP地址，此時(shí)只需要點(diǎn)擊“修改”按鈕即可將檢修電腦的IP修改為顯示的地址。修改完成后或IP地址發(fā)生變化時(shí)可以通過點(diǎn)擊“刷新”按鈕來讓文本框內(nèi)顯示當(dāng)前的IP。另外軟件會(huì)判斷文本框內(nèi)的IP地址格式是否正確，如果格式錯(cuò)誤則點(diǎn)擊修改按鈕的時(shí)候會(huì)提示錯(cuò)誤。成功修改后也會(huì)有提示IP修改成功。

模塊功能的主要功能實(shí)現(xiàn)方法如下：

選擇臺(tái)站變更文本框內(nèi)容：在ComboBox控件的選擇變更事件（SelectedIndexChanged）內(nèi)使用switch case語句進(jìn)行判斷，讓下方TextBox控件的內(nèi)容隨選擇的值進(jìn)行變更即可。

默認(rèn)顯示當(dāng)前IP（刷新按鈕）：使用C#的ManagementClass類來獲取并顯示IP地址。

判斷IP地址格式是否正確：引用System.Text.RegularExpressions命名空間后調(diào)用Regex類，通過正則表達(dá)式來判斷IP地址是否正確。

2.查詢模塊

查詢模塊主要通過一個(gè)單獨(dú)的窗體來展示IP規(guī)劃表，使用者選擇對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目即可查看到對(duì)應(yīng)設(shè)備的IP地址及端口等信息。由于IP規(guī)劃表主要?jiǎng)澐譃?至3級(jí)臺(tái)站及鄉(xiāng)鎮(zhèn)臺(tái)站兩大部分。由于臺(tái)站IP都為統(tǒng)一規(guī)劃，只需在類別設(shè)置內(nèi)添加鄉(xiāng)鎮(zhèn)臺(tái)站和1至3級(jí)臺(tái)站兩個(gè)選項(xiàng)即可。對(duì)臺(tái)站還可以更詳細(xì)的劃分為數(shù)字電視發(fā)射機(jī)系統(tǒng)、調(diào)頻發(fā)射機(jī)系統(tǒng)、信源及其他系統(tǒng)等多個(gè)選項(xiàng)以方便查閱。具體界面設(shè)計(jì)如圖1。

窗體使用兩個(gè)panel控件隔開，上方的panel內(nèi)放置選擇窗體，下方的panel內(nèi)放置存有IP規(guī)劃表的picturebox控件，通過comboBox控件的選擇事件來控制圖片的visible屬性進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)圖片的顯示與隱藏。

3.單項(xiàng)通信檢測模塊

單項(xiàng)通信模塊用于單獨(dú)測試某設(shè)備的通信狀況。主要用在部分未接入遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備（如鄉(xiāng)鎮(zhèn)臺(tái)站某品牌50W數(shù)字電視發(fā)射機(jī)功放單元）及單獨(dú)調(diào)試某設(shè)備時(shí)使用。如果設(shè)備支持網(wǎng)頁管理功能，則還可以調(diào)用瀏覽器直接打開管理頁面。

當(dāng)在模塊內(nèi)的文本框輸入一個(gè)IP地址，點(diǎn)擊測試按鈕即可對(duì)該IP地址的通信狀況進(jìn)行檢測，并能實(shí)時(shí)反饋檢測結(jié)果。點(diǎn)擊模塊下方對(duì)應(yīng)按鈕即可調(diào)用系統(tǒng)默認(rèn)瀏覽器打開該IP所指向的網(wǎng)頁。

圖1 查詢模塊界面設(shè)計(jì)

測試通信功能主要使用System.Net.NetworkInformation命名空間下的Ping類來實(shí)現(xiàn)，使用Ping.Send()方法來進(jìn)行通信狀態(tài)檢測，PingReply類則用來存儲(chǔ)返回的結(jié)果，如果PingReply對(duì)象的Status屬性和枚舉IPStatus.Success的值相同則表示通信正常。

4.集合通信檢測模塊

集合通信檢測模塊是整個(gè)程序的核心部分，其主要功能為檢測臺(tái)站內(nèi)所有已經(jīng)接入遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的通信情況，并將檢測結(jié)果展示給使用者。

該模塊的檢測內(nèi)容分為鄉(xiāng)鎮(zhèn)臺(tái)站和三級(jí)臺(tái)站兩個(gè)部分?？紤]到調(diào)試電腦顯示分辨率可能不一致，同時(shí)為了方便控制總窗體的界面大小，使用tabControl控件來進(jìn)行分隔放置。

某些設(shè)備存在多個(gè)檢測內(nèi)容（如某品牌調(diào)頻發(fā)射機(jī)）或有主備機(jī)等多臺(tái)相同設(shè)備，為了方便查看將其整合到同一窗體，只需點(diǎn)擊“詳情”按鈕即可在彈出的窗口內(nèi)看到該類型設(shè)備的通信情況。

點(diǎn)擊選項(xiàng)標(biāo)簽后，窗體上方會(huì)顯示對(duì)應(yīng)項(xiàng)目名稱，左側(cè)為設(shè)備名稱（或編號(hào)），右側(cè)為狀態(tài)。將檢修電腦接入臺(tái)站交換機(jī)后，點(diǎn)擊測試按鈕即可進(jìn)行檢測。如未選擇檢測內(nèi)容或沒有在IP配置模塊選擇對(duì)應(yīng)臺(tái)站，則點(diǎn)擊測試按鈕會(huì)彈出提示窗口進(jìn)行提醒。根據(jù)設(shè)備的通信狀態(tài)，檢測所需時(shí)間長短也各不相同，可以點(diǎn)擊“暫?！被颉袄^續(xù)”選項(xiàng)來暫?；蛑兄箼z測過程。

檢測過程使用Ping類來實(shí)現(xiàn)，但有一點(diǎn)需要注意：檢測過程對(duì)界面的控件狀態(tài)有較多更改，若用主線程直接操作控件，在同時(shí)處理大量界面刷新請(qǐng)求會(huì)導(dǎo)致界面卡死無響應(yīng)，導(dǎo)致程序無法正常運(yùn)行，因此必須使用委托(delegate)來進(jìn)行對(duì)界面控件的操作。

5.保存模塊

保存模塊的主要功能是將檢測結(jié)果保存存檔，可直接調(diào)用.Net的System.Drawing.Bitmap類來截取當(dāng)前窗體內(nèi)容，并使用SaveFileDialog類將其截獲的圖片保存為以時(shí)間日期命名的文件。

（二）總體整合設(shè)計(jì)

各模塊設(shè)計(jì)完成后，將其整合為一個(gè)能正常運(yùn)行、方便使用的軟件工具，設(shè)計(jì)階段基本完成。最終的軟件界面如圖2所示。

根據(jù)軟件設(shè)計(jì)規(guī)范，各模塊的工作應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行，因此必須使用Threading類創(chuàng)建多線程來進(jìn)行操作，否則會(huì)造成系統(tǒng)資源的搶占導(dǎo)致程序崩潰、卡死等。為每個(gè)模塊分配一個(gè)獨(dú)立的線程，同時(shí)在線程內(nèi)再調(diào)用委托方法，確保程序正確運(yùn)行。

圖2 軟件主界面

五、程序測試

對(duì)該工具進(jìn)行系統(tǒng)、全面的測試，程序運(yùn)行過程中全部功能正常，未發(fā)現(xiàn)明顯Bug。投入實(shí)際維護(hù)工作中進(jìn)行檢驗(yàn)，亦能夠正確運(yùn)行。圖3為某次測試得出的結(jié)果展示。

六、總結(jié)

圖3 測試結(jié)果

隨著時(shí)代的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)與我們的生活工作變得密不可分。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效管理，取代效率低下的人工管理，不僅僅是“互聯(lián)網(wǎng)+”概念在我們廣播電視工作中的實(shí)際應(yīng)用，更是一種創(chuàng)新精神的體現(xiàn)。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神，不但能極大的優(yōu)化我們的工作方式，提高工作效率，更能為安全播出增添全新保障，確保整個(gè)廣播電視系統(tǒng)工作有序進(jìn)行。