多模式試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控是保證試飛安全和提高試飛效率的重要途徑，多模式試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)采用C／S結(jié)構(gòu)和B／S結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，并應(yīng)用了ActiveX組件嵌入技術(shù)，對(duì)飛行相關(guān)信息和試飛數(shù)據(jù)使用用數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用冗余均衡配置設(shè)計(jì)，使整個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)更加合理規(guī)范，并且打破了監(jiān)控地域的限制，使基于因區(qū)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與事后處理成為可能，最大限度滿足試飛工程師的需求，從而保證試飛的安全。
關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)監(jiān)；C／S模式；B／S模式；ActiveX組件

    多模式試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)以無(wú)線遙測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)信號(hào)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等綜合應(yīng)用為一體的網(wǎng)絡(luò)化的信息處理系統(tǒng)。近年來(lái)，隨著電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，大大促進(jìn)了試飛遙測(cè)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)航空科技的發(fā)展也對(duì)飛行試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理提出了更高的要求，圖形化、虛擬化、測(cè)試參數(shù)更多、采集數(shù)據(jù)海量、實(shí)時(shí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)處理統(tǒng)一化是未來(lái)發(fā)展的方向。
    多模式試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是基于C／S和B／S混合模式的實(shí)時(shí)飛行數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，并應(yīng)用了ActiveX組件嵌入技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用雙網(wǎng)絡(luò)互備設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)傳輸盡量選擇組播方式，一是可以保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；二是可以保證在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過(guò)重時(shí)能分擔(dān)部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸工作。
    系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)將遙測(cè)飛行數(shù)據(jù)、飛行參數(shù)、飛機(jī)的各類信息、飛行課題、各類飛行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理軟件和系統(tǒng)使用狀況等進(jìn)行統(tǒng)一管理，使飛行數(shù)據(jù)的保密性、處理實(shí)時(shí)性、安全性大大加強(qiáng)。將此系統(tǒng)與“飛行數(shù)據(jù)處理管理系統(tǒng)靜通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接配合使用，將使各類信息
共享最大化。
    系統(tǒng)B端主要完成飛行試驗(yàn)事先準(zhǔn)備的工作和相關(guān)信息的瀏覽，也可用ActiveX組件嵌入瀏覽器的技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與回赦(主要用于遠(yuǎn)端)。
    系統(tǒng)C端主要完成對(duì)實(shí)時(shí)處理軟件進(jìn)行管理，也可在C端嵌入B端進(jìn)行必要的信息瀏覽。
    ActiveX組件即可以由網(wǎng)頁(yè)嵌入調(diào)用，也可以由應(yīng)用程序直接調(diào)用。ActiveX組件由網(wǎng)頁(yè)嵌入調(diào)用時(shí)，用戶可在任何一臺(tái)終端上實(shí)現(xiàn)所有的監(jiān)控與回放，由應(yīng)用程序直接調(diào)用時(shí)，擴(kuò)展了應(yīng)用程序的功能。
第三方軟件(控件)可分為道用性軟件與專用性軟件；通用性是指可應(yīng)用于各類飛機(jī)的各飛行科目中；專用性是指僅應(yīng)用于某架飛機(jī)的某個(gè)科目中。
    通用性較件包括以下幾種：
    (1)航跡軟件(三維與二維可互換應(yīng)用)，并可多架飛機(jī)同一界面實(shí)時(shí)顯示飛行航跡；
    (2)視頻播放軟件(多畫(huà)面)，可同時(shí)監(jiān)控多架飛機(jī)的視頻；
    (3)遠(yuǎn)端監(jiān)控與回放查看相關(guān)數(shù)據(jù)在B端主要以統(tǒng)一的ActiveX組件為主；
    (4)回放軟件。

1 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
1．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    多模式試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的集成飛機(jī)試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控、遙測(cè)數(shù)據(jù)、參數(shù)和其他相關(guān)信息管理的系統(tǒng)，通過(guò)內(nèi)部接口有機(jī)地進(jìn)行交聯(lián)，組成一個(gè)系統(tǒng)化、集成化、標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)面向飛行指揮人員、飛行實(shí)時(shí)監(jiān)控人員、飛行數(shù)據(jù)管理人員、數(shù)據(jù)處理人員以及其他相關(guān)人員，為他們提供試飛工程管理和試飛數(shù)據(jù)處理服務(wù)，使飛行實(shí)時(shí)監(jiān)控、遙測(cè)數(shù)據(jù)管理、相關(guān)信息管理更加標(biāo)準(zhǔn)化，并且使遙測(cè)數(shù)據(jù)處理與管理效率有大幅度的提升。
    從系統(tǒng)功能角度來(lái)看，多模式試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)可以用圖1～圖4四個(gè)結(jié)構(gòu)圖清楚地描述。

1．2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    本系統(tǒng)采用B／S和C／S混合模式設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)控與回放主要用C端或B端嵌入ActiveX實(shí)現(xiàn)，事前準(zhǔn)備、瀏覽等主要采用B端實(shí)現(xiàn)，遙測(cè)數(shù)據(jù)與參數(shù)等用數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于：數(shù)據(jù)安全性大大增強(qiáng)；試飛資源共享性更強(qiáng)；實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)更加標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化；遠(yuǎn)端監(jiān)控成為可能；提高實(shí)時(shí)監(jiān)控科研技術(shù)水平。該系統(tǒng)主要硬件采用冗余設(shè)計(jì)，使整個(gè)系統(tǒng)更加可靠，也提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。硬件框架結(jié)構(gòu)如圖5所示。

    訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)主要有3種模式：客戶端應(yīng)用程序；瀏覽器；ActiyeX控件開(kāi)發(fā)的嵌入瀏覽器中的應(yīng)用程序。
1．3 關(guān)鍵技術(shù)
    ActiveX控件是微軟提供的功能強(qiáng)大的程序設(shè)計(jì)和開(kāi)放技術(shù)，是組建對(duì)象模型COM組件開(kāi)發(fā)技術(shù)的重要組成部分，ActiveX控件作為一種可重用組件，相當(dāng)于一個(gè)封裝好的代碼模塊，通過(guò)其方法，屬性、事件來(lái)與應(yīng)用程序通信，任何支持ActiveX空間的軟件平臺(tái)都可以使用它們。B／S三層架構(gòu)軟件只需要管理服務(wù)器，所有客戶端只需要瀏覽器就能工作，確保了應(yīng)用與維護(hù)的簡(jiǎn)潔。

2 運(yùn)行設(shè)計(jì)
2．1 運(yùn)行流程
    客戶端軟件運(yùn)行遙測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件進(jìn)行監(jiān)控流程如下：
    (1)運(yùn)行行客戶端軟件，檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接狀態(tài)，如正常進(jìn)入下一步；
    (2)在默認(rèn)顯示首頁(yè)通過(guò)讀取本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)安裝實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的信息，并用列表形式列出，通過(guò)嵌入瀏覽器功能顯示部分飛行相關(guān)信息；
    (3)當(dāng)單擊選中的實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件時(shí)，先訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)課題，將需要測(cè)試的參數(shù)讀取并傳給客戶端實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件用；
    (4)再通過(guò)實(shí)時(shí)通信服務(wù)器獲得需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
    客戶端軟件運(yùn)行視頻數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件流程如下：
    (1)在客戶端直接設(shè)定通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)，并設(shè)定接收畫(huà)面?zhèn)€數(shù)(最大4個(gè))，運(yùn)行視頻播放軟件；
    (2)直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收視頻服務(wù)器傳的視頻數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
    瀏覽器運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件流程如下：
    (1)瀏覽器請(qǐng)求，經(jīng)Web服務(wù)器訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，將相應(yīng)課題的測(cè)試參數(shù)讀取，并傳給客戶端實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件(ActiveX控件)使用；
    (2)再通過(guò)實(shí)時(shí)通信服務(wù)器獲得需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
     運(yùn)行流程基本分5類：一類：客戶端→應(yīng)用服務(wù)器→數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；二類：瀏覽器→Web服務(wù)器→數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；三類：客戶端監(jiān)控軟件→實(shí)時(shí)通信服務(wù)器→遙測(cè)接收數(shù)據(jù)系統(tǒng)；四類：視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)→視頻服務(wù)器→遙測(cè)接收數(shù)據(jù)系統(tǒng)；五類：客戶端←→視頻服務(wù)器←→實(shí)時(shí)通信服務(wù)器←→管理服務(wù)器(本地局域網(wǎng))。
2．2 運(yùn)行控制
    運(yùn)行控制將嚴(yán)格按照各模塊間函數(shù)調(diào)用關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。在各事務(wù)中心模塊中，需對(duì)運(yùn)行控制進(jìn)行正確的判斷，選擇正確的運(yùn)行控制路徑。
    在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，客戶端(瀏覽器)在發(fā)送數(shù)據(jù)(請(qǐng)求)后，將等待服務(wù)器的確認(rèn)收到反饋，收到后，再次等待服務(wù)器發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。服務(wù)器在接收到數(shù)據(jù)后發(fā)送確認(rèn)信號(hào)，在對(duì)數(shù)據(jù)處理、訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)后，將返回信息送回客戶端，并等待確認(rèn)。實(shí)時(shí)方面要保證接收端與發(fā)送端的同步(本地局域網(wǎng))，基于園區(qū)網(wǎng)的遠(yuǎn)端請(qǐng)求可次之。
2．3 運(yùn)行時(shí)間
    在系統(tǒng)的需求分析中，對(duì)運(yùn)行時(shí)間的要求為必須對(duì)做出的操作有較快的反應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)硬件對(duì)運(yùn)行時(shí)間有最大的影響，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載量大時(shí)，對(duì)操作反應(yīng)將受到很大的影響。所以客戶端與服務(wù)器之間的連接將采用雙高速1 000 Mb／s以太網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)置，盡量采用組播方式，各服務(wù)器磁盤(pán)陣列通過(guò)1 000 Mb／s光纜連接，以減少網(wǎng)絡(luò)傳輸上的開(kāi)銷。其次是服務(wù)器的性能，這將影響對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)時(shí)間即操作時(shí)間的長(zhǎng)短，影響加大客戶機(jī)操作的等待時(shí)間，所以必須使用高性能的服務(wù)器，使硬件對(duì)本系統(tǒng)的速度影響小于軟件的影響。

3 結(jié)語(yǔ)
    多模式試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)采用C／S與B／S模式結(jié)合的方式，并應(yīng)用了ActiveX組件嵌入技術(shù)，使基于園區(qū)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與事后處理成為可能，最大限度滿足試飛工程師的需求。在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，建立了一條后備網(wǎng)絡(luò)，以保證當(dāng)圭網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)的通信通暢。利用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)各類相關(guān)信息與數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，確保了信息與數(shù)據(jù)完整性。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)各類相關(guān)技術(shù)的合理應(yīng)用，使實(shí)時(shí)監(jiān)控更加標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和系統(tǒng)化，提高了試飛實(shí)時(shí)監(jiān)控效率、保證了試飛安全。