試驗(yàn)場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

(1.公安部第一研究所，北京 100048； 2.北京航天測(cè)控技術(shù)有限公司，北京 100041；3.北京市高速交通工具智能診斷與健康管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100041；4.軌道交通裝備全壽命周期狀態(tài)監(jiān)測(cè)與智能管理技術(shù)與應(yīng)用北京市工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100041)

0 引言

試驗(yàn)是復(fù)雜裝備研制過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對(duì)復(fù)雜裝備的驗(yàn)證、后續(xù)型號(hào)的設(shè)計(jì)研發(fā)有重要的意義[1]。為滿足某裝備領(lǐng)域試驗(yàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集需求，本文設(shè)計(jì)了一套試驗(yàn)場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以滿足外場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中，參試復(fù)雜裝備的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)及傳輸?shù)男枨蟆?/p>

試驗(yàn)場(chǎng)在對(duì)復(fù)雜裝備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，涉及到的總線種類(lèi)繁多，各總線在數(shù)據(jù)協(xié)議及數(shù)據(jù)傳輸格式上很大差異。試驗(yàn)場(chǎng)往往采用針對(duì)單一復(fù)雜裝備的專(zhuān)用的測(cè)試系統(tǒng)，針對(duì)被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)分析處理為一體的試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。這導(dǎo)致了試驗(yàn)場(chǎng)在升級(jí)改造過(guò)程中出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)的問(wèn)題。同時(shí)，種類(lèi)繁多的測(cè)試系統(tǒng)也給操作人員帶來(lái)了負(fù)擔(dān)，在試驗(yàn)前測(cè)試人員需要完成多個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的調(diào)試及連接準(zhǔn)備工作，增加了非試驗(yàn)環(huán)節(jié)的工作量，無(wú)形中導(dǎo)致了試驗(yàn)資源的巨大浪費(fèi)。因此，將試驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析分開(kāi)，建設(shè)綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，只進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，減少各類(lèi)試驗(yàn)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集過(guò)程上的重復(fù)建設(shè)[2-3]。

試驗(yàn)場(chǎng)中的參試設(shè)備型號(hào)眾多，可能涉及到多種總線，本系統(tǒng)可采集的數(shù)據(jù)包括429總線數(shù)據(jù)、1553B總線數(shù)據(jù)、FC總線數(shù)據(jù)、AFDX總線數(shù)據(jù)、CAN總線數(shù)據(jù)、串口數(shù)據(jù)，以及光學(xué)設(shè)備捕獲的模擬視頻數(shù)據(jù)、數(shù)字視頻數(shù)據(jù)[4]。系統(tǒng)具有較高的通用性，可滿足多種復(fù)雜裝備的數(shù)據(jù)采集需求，減少數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)；同時(shí)該通用系統(tǒng)操作簡(jiǎn)捷易于使用，減輕試驗(yàn)人員操作負(fù)擔(dān)，提高試驗(yàn)效率。

本文首先闡述了試驗(yàn)場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作原理及整體結(jié)構(gòu)，然后重點(diǎn)敘述了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

試驗(yàn)場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由多臺(tái)移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備和監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成[5]。試驗(yàn)場(chǎng)劃分為多個(gè)采集區(qū)，采集區(qū)內(nèi)被測(cè)裝備的數(shù)據(jù)由移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備完成采集。每個(gè)采集區(qū)中心設(shè)置一個(gè)控制機(jī)房，在采集區(qū)分布多個(gè)采集結(jié)點(diǎn)，以標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)線將采集區(qū)各個(gè)結(jié)點(diǎn)接入控制機(jī)房，而移動(dòng)式采集設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)口與各個(gè)采集結(jié)點(diǎn)相連，使移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備與控制機(jī)房?jī)?nèi)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)建立起數(shù)據(jù)傳輸通路。

移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備部署數(shù)據(jù)綜合采集系統(tǒng)軟件，通過(guò)采集設(shè)備上的總線板卡、視頻采集卡獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)總線數(shù)據(jù)與視頻數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。

控制機(jī)房?jī)?nèi)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)部署采集監(jiān)控軟件，可根據(jù)試驗(yàn)需求，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從移動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲取相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，監(jiān)控試驗(yàn)過(guò)程的進(jìn)行。

系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)拓?fù)鋱D

其中，移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備為工控機(jī)，工控機(jī)內(nèi)部主板的PCI接口上，可安裝429總線板卡、1553B總線板卡、FC總線板卡、AFDX總線板卡、CAN總線板卡、422串口板卡。模擬視頻采集卡、數(shù)字視頻采集卡通過(guò)PCI-E接口安裝在移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備的主板上。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 軟件整體結(jié)構(gòu)

試驗(yàn)場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括了數(shù)據(jù)采集軟件和采集監(jiān)控軟件，其中數(shù)據(jù)采集軟件安裝在移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備上，而采集監(jiān)控軟件安裝在控制機(jī)房的監(jiān)控計(jì)算機(jī)上，兩個(gè)軟件通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通信。軟件的功能組成如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)拓?fù)鋱D

2.2 主要功能模塊

數(shù)據(jù)采集軟件的主要模塊有儀器管理模塊、任務(wù)管理模塊、采集控制模、總線數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、視頻數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)管理模塊。

儀器管理模塊包括儀器自動(dòng)檢測(cè)子模塊和儀器配置子模塊。數(shù)據(jù)采集軟件部署在多臺(tái)移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備上，采集設(shè)備可根據(jù)需要安裝不同的數(shù)據(jù)采集儀器，儀器自動(dòng)檢測(cè)子模塊可以對(duì)采集設(shè)備上的已安裝硬件進(jìn)行掃描，自動(dòng)檢測(cè)目標(biāo)儀器是否已安裝到位，軟件只對(duì)已安裝的儀器進(jìn)行設(shè)置。儀器配置子模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)已安裝的總線板卡、視頻采集卡進(jìn)行配置，配置好的數(shù)據(jù)保存在配置文件中。通常情況下，用戶只需在首次使用該采集設(shè)備上的儀器進(jìn)行配置，后續(xù)試驗(yàn)時(shí)，軟件可通加載配置文件自動(dòng)完成相關(guān)配置。

任務(wù)管理模塊包括任務(wù)基本信息管理和任務(wù)儀器配置兩個(gè)子模塊。用戶可以通過(guò)該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)基本信息的管理，包括任務(wù)名稱、任務(wù)時(shí)間、試驗(yàn)人員等方面的信息。選擇該次任務(wù)所需的儀器，設(shè)備中已安裝而未選用的儀器將不會(huì)在采集過(guò)程中啟動(dòng)，避免與該次任務(wù)無(wú)關(guān)的儀器占用系統(tǒng)資源。

采集控制模塊實(shí)現(xiàn)了采集過(guò)程的控制，用戶通過(guò)該模塊啟動(dòng)、關(guān)閉設(shè)備采集功能，控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)機(jī)，選擇存儲(chǔ)方式。該模塊負(fù)責(zé)主程序界面的繪制、網(wǎng)絡(luò)通信接口的建立，在軟件運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)用戶設(shè)定的通道及總線數(shù)據(jù)格式采集數(shù)據(jù)。同時(shí)該模塊負(fù)責(zé)接收并執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)指令。

總線數(shù)據(jù)采集模塊是數(shù)據(jù)采集軟件的核心模塊，該模塊通過(guò)總線儀器的程序接口實(shí)現(xiàn)了設(shè)備上總線儀器的操作，包括儀器初始化、儀器配置、儀器數(shù)據(jù)采集、儀器關(guān)閉等操作。該模塊包括429總線數(shù)據(jù)采集子模塊、1553B總線數(shù)據(jù)采集子模塊、FC總線數(shù)據(jù)采集子模塊、CAN總線數(shù)據(jù)采集子模塊、AFDX總線數(shù)據(jù)采集子模塊、422串口數(shù)據(jù)采集子模塊以及時(shí)統(tǒng)控制子模塊[6-9]。該模塊可以獲取到總線數(shù)據(jù)，以及當(dāng)前數(shù)據(jù)的時(shí)標(biāo)，此模塊獲取的數(shù)據(jù)均保存在內(nèi)存中。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊將內(nèi)存中帶有時(shí)標(biāo)的總線數(shù)據(jù)持久化地存儲(chǔ)，根據(jù)需要可以直接將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，也可以將一次試驗(yàn)任務(wù)的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)文件中，便于數(shù)據(jù)的后續(xù)處理。

視頻數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬視頻和數(shù)字視頻的采集、保存、顯示、圖像壓縮和網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，包括視頻數(shù)據(jù)獲取、視頻顯示、視頻數(shù)據(jù)壓縮、視頻數(shù)據(jù)發(fā)送、視頻文件存儲(chǔ)5個(gè)子模塊。該模塊通過(guò)模擬視頻采集卡、數(shù)字視頻采集卡獲取視頻數(shù)據(jù)，并將視頻實(shí)時(shí)顯示在軟件界面中。在獲取數(shù)據(jù)的同時(shí)會(huì)開(kāi)啟新的線程將當(dāng)前一幀圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到采集監(jiān)控軟件。采集到的視頻數(shù)據(jù)會(huì)保存在移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備的硬盤(pán)里，用于后續(xù)的試驗(yàn)分析，采集模塊功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 總線數(shù)據(jù)采集模塊功能結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)管理模塊包括用戶管理、網(wǎng)絡(luò)管理、日志管理和數(shù)據(jù)管理等子模塊。用戶管理實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件使用者的管理，通過(guò)對(duì)用戶名與密碼的校驗(yàn)，保證只有合法用戶才能使用軟件。網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)采集軟件與監(jiān)控軟件之間網(wǎng)絡(luò)通信的配置。數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)總線數(shù)據(jù)文件、視頻文件存儲(chǔ)位置等參數(shù)的配置，監(jiān)測(cè)硬盤(pán)空間的大小，根據(jù)用戶要求清理指定日期范圍內(nèi)的總線數(shù)據(jù)和視頻文件。

采集監(jiān)控軟件的主要模塊有視頻監(jiān)控模塊、遠(yuǎn)程控制模塊、系統(tǒng)管理模塊，如圖4所示。

圖4 產(chǎn)品視頻采集模塊功能結(jié)構(gòu)

視頻監(jiān)控模塊包括視頻數(shù)據(jù)解壓子模塊、視頻顯示子模塊、視頻文件獲取子模塊。數(shù)據(jù)采集軟件所采集到的視頻數(shù)據(jù)，需經(jīng)過(guò)有損壓縮后再發(fā)送到采集監(jiān)控軟件，以保證視頻在控制機(jī)房監(jiān)控計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示，采集任務(wù)結(jié)束后，再將完整的視頻文件傳輸?shù)娇刂茩C(jī)房PC機(jī)上。視頻數(shù)據(jù)解壓子模塊，與數(shù)據(jù)采集軟件建立網(wǎng)絡(luò)連接，獲取壓縮后的視頻數(shù)據(jù)，對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮操作，獲得圖像數(shù)據(jù)。視頻顯示子模塊負(fù)責(zé)將連續(xù)的單幀圖像數(shù)據(jù)繪制在界面上的圖像顯示控件中，實(shí)現(xiàn)視頻顯示功能。在一次采集任務(wù)結(jié)束時(shí)，視頻文件獲取子模塊負(fù)責(zé)建立視頻文件傳輸連接，通過(guò)FTP協(xié)議獲取本次采集任務(wù)產(chǎn)生的視頻文件，并將視頻文件傳輸?shù)奖緳C(jī)硬盤(pán)中。

遠(yuǎn)程控制模塊包括指令發(fā)送子模塊、控制狀態(tài)顯示子模塊。操作人員可以通過(guò)采集監(jiān)控軟件對(duì)移動(dòng)式采集設(shè)備上的數(shù)據(jù)采集軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，開(kāi)啟或停止數(shù)據(jù)采集軟件的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送功能。

與數(shù)據(jù)采集軟件類(lèi)似，采集監(jiān)控軟件的系統(tǒng)管理模塊包括用戶管理、網(wǎng)絡(luò)管理、日志管理和數(shù)據(jù)管理等子模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件使用者的管理，網(wǎng)絡(luò)通信的配置以及對(duì)總線數(shù)據(jù)文件、視頻文件存儲(chǔ)的管理。

2.3 系統(tǒng)軟件工作過(guò)程

在采集開(kāi)始前，首先是對(duì)軟件進(jìn)行各項(xiàng)配置。然后管理各個(gè)采集板卡進(jìn)行采集。采集的過(guò)程中相關(guān)的數(shù)據(jù)可以保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，也可以以數(shù)據(jù)文件的形式保存到硬盤(pán)上。

軟件的基本工作流程如圖5所示。

圖5 試驗(yàn)場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作流程圖

數(shù)據(jù)采集軟件在開(kāi)始運(yùn)行時(shí)完成各種參數(shù)和配置文件的加載，以保證軟件能夠正常運(yùn)行。

數(shù)據(jù)采集軟件的空閑狀態(tài)下等待用戶的命令。在這種狀態(tài)下，所有的數(shù)據(jù)均為靜態(tài)數(shù)據(jù)，用戶必須完成被試裝備和移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備間的物理連接、加電和狀態(tài)自檢。在所有相關(guān)操作完成后，軟件進(jìn)入試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集前的就緒狀態(tài)。

數(shù)據(jù)采集啟動(dòng)后，數(shù)據(jù)采集軟件實(shí)現(xiàn)總線數(shù)據(jù)與視頻數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、顯示，在接收到采集監(jiān)控軟件發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)指令后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將視頻數(shù)據(jù)發(fā)往采集監(jiān)控軟件。

采集過(guò)程中，如果執(zhí)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)操作，總線數(shù)據(jù)將保存到數(shù)據(jù)庫(kù)或者數(shù)據(jù)文件中，視頻文件保存在硬盤(pán)上，方便事后進(jìn)行系統(tǒng)分析。采集監(jiān)控軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收到數(shù)據(jù)采集軟件的數(shù)據(jù)后實(shí)時(shí)顯示視頻數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，將本次試驗(yàn)采集到的視頻文件通過(guò)FTP協(xié)議完整地下載到監(jiān)控計(jì)算機(jī)上。

采集結(jié)束后，軟件執(zhí)行文件關(guān)閉、網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)、設(shè)備句柄關(guān)閉等檢查工作。如果某些狀態(tài)異常，則給用戶信息提示并記錄到日志中。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 視頻傳輸

試驗(yàn)場(chǎng)目標(biāo)視頻是指揮決策的重要判斷依據(jù)[10-11]。為保證試驗(yàn)監(jiān)控效果，數(shù)據(jù)采集軟件與采集監(jiān)控軟件的視頻圖像需要同步顯示。由于數(shù)據(jù)采集軟件安裝在移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備上，而采集監(jiān)控軟件安裝在控制機(jī)房的監(jiān)控計(jì)算機(jī)上，兩個(gè)軟件通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通信，所以數(shù)據(jù)采集軟件獲取到的視頻圖像需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到控制機(jī)房的控制計(jì)算機(jī)上。

因此在數(shù)據(jù)采集軟件的視頻采集線程中執(zhí)行數(shù)據(jù)的發(fā)送任務(wù)，每次采集到一幀數(shù)據(jù)即進(jìn)行處理、發(fā)送。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)送前對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，8路視頻同時(shí)采集時(shí)，壓縮傳輸后所需帶寬低于50 MB/s，避免視頻數(shù)據(jù)量過(guò)大導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁堵問(wèn)題。

視頻數(shù)據(jù)幀的壓縮及解壓需要消耗時(shí)間的太大，如果采用無(wú)損壓縮算法，由于花費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將導(dǎo)致視頻顯示卡頓。為保證視頻采集、及播放的流暢性，綜合視頻畫(huà)面質(zhì)量、壓縮率、執(zhí)行效率等方面的考慮，采用JPEG有損壓縮算法對(duì)單幀數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，解壓后的圖像失真較小，而且使每幀視頻處理時(shí)間低于26 ms，滿足畫(huà)面的顯示間隔不超過(guò)40 ms的要求。當(dāng)采集任務(wù)結(jié)束時(shí)，通過(guò)FTP協(xié)議將完整的視頻文件再傳輸?shù)奖O(jiān)控計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)上。

3.2 遠(yuǎn)程控制指令

以XML格式的配置文件實(shí)現(xiàn)指令格式的配置。數(shù)據(jù)采集軟件在接收到指令后，首先進(jìn)行幀頭、幀尾及長(zhǎng)度檢查，然后計(jì)算校驗(yàn)和，與指令配置文件中的格式進(jìn)行比對(duì)，如果不符合通信協(xié)議規(guī)定格式，則對(duì)該條指令不進(jìn)行處理，同時(shí)將該指令記錄到錯(cuò)誤日志中。

3.3 多線程管理

主要的線程包括界面主線程、網(wǎng)絡(luò)指令處理線程、總線數(shù)據(jù)采集線程、模擬視頻采集線程、數(shù)字視頻采集線程，主線程只負(fù)責(zé)界面工作，避免軟件運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)用戶操作無(wú)法響應(yīng)的問(wèn)題。

3.4 儀器自動(dòng)檢測(cè)

試驗(yàn)場(chǎng)中有多臺(tái)移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備可根據(jù)試驗(yàn)采集對(duì)象的不同安裝所需板卡。針對(duì)這種情況，數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)有儀器自動(dòng)檢測(cè)功能，通過(guò)掃描操作系統(tǒng)的硬件列表，獲取到設(shè)備中已安裝的儀器，針對(duì)已安裝的儀器進(jìn)行后續(xù)操作。該設(shè)計(jì)減少了用戶配置儀器的工作量，也避免了用戶對(duì)未安裝的儀器進(jìn)行操作而導(dǎo)致的錯(cuò)誤。

3.5 擴(kuò)展性設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中所用到的總線板卡儀器出自不同的生產(chǎn)廠商，其提供的API接口也各不相同，為提高系統(tǒng)可擴(kuò)展性和軟件的易維護(hù)性，便于擴(kuò)展不同廠商的板卡，將總線板卡操作過(guò)程抽象出共同的操作步驟，包括板卡初始化， 板卡配置，板卡啟動(dòng)，開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，結(jié)束采集數(shù)據(jù)，據(jù)此設(shè)計(jì)出總線儀器通用接口類(lèi)，將板卡API進(jìn)一步地封裝，當(dāng)添加新的儀器時(shí)，可以減少軟件主體代碼的改動(dòng)。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本文提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)用于某實(shí)驗(yàn)過(guò)程中目標(biāo)區(qū)視頻圖像和數(shù)字信息的高精度實(shí)時(shí)采集，并完成實(shí)驗(yàn)全景的錄像。系統(tǒng)的目標(biāo)是：滿足實(shí)現(xiàn)外場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中，參試復(fù)雜裝備的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與上傳的需求。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括多種總線數(shù)據(jù)(422串口、429總線、1553B總線、FC總線、AFDX總線、CAN總線)、模擬視頻數(shù)據(jù)、數(shù)字視頻數(shù)據(jù)等幾類(lèi)。采集端系統(tǒng)配置界面和任務(wù)配置界面分別如圖6和圖7所示。

圖6 采集端系統(tǒng)配置界面

圖7 任務(wù)配置界面

數(shù)據(jù)綜合采集系統(tǒng)軟件包含兩個(gè)軟件：數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)瀏覽軟件，相關(guān)聯(lián)的軟件為指控中心軟件。本系統(tǒng)軟件部署在移動(dòng)采集設(shè)備以及控制機(jī)房PC機(jī)，分別部署有試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

數(shù)據(jù)綜合采集系統(tǒng)軟件根據(jù)采集區(qū)的硬件配置不同，采集所有相關(guān)的總線和視頻數(shù)據(jù)，保存到移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布給指控中心。試驗(yàn)過(guò)程中，數(shù)據(jù)瀏覽軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)獲取總線和視頻數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示視頻數(shù)據(jù)，并將其存入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中。

在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中，該系統(tǒng)可以高效地完成多種總線數(shù)據(jù)及視頻數(shù)據(jù)的采集任務(wù)。針對(duì)某航空光電設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，單臺(tái)采集設(shè)備即可滿足被測(cè)對(duì)象3種數(shù)據(jù)的采集需求，減少試驗(yàn)儀器的數(shù)量，將試驗(yàn)前后試驗(yàn)環(huán)境的準(zhǔn)備時(shí)間縮短了一半，提高了試驗(yàn)效率。采集端視頻顯示界面如圖8所示。

圖8 采集端視頻顯示界面

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的試驗(yàn)場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備、監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成，適用于多種航空總線數(shù)據(jù)及視頻數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)采集軟件運(yùn)行在移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集設(shè)備上，控制采集設(shè)備上的總線板卡與視頻采集卡，實(shí)現(xiàn)總線數(shù)據(jù)與視頻數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。采集監(jiān)控軟件運(yùn)行在控制機(jī)房的監(jiān)控計(jì)算機(jī)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取采集設(shè)備所采集到的視頻數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)顯示，便于機(jī)房?jī)?nèi)的試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是將試驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析分開(kāi)，只進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，獲取到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以提供給不同的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)，減少各類(lèi)試驗(yàn)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集過(guò)程上的重復(fù)開(kāi)發(fā)。