UPnP技术在航天测控系统中的应用研究

摘要

随着计算机技术的快速发展和测控应用业务的不断增加，航天测控系统从功能单一、人工操作向多功能、智能化方向转变，网络化分布式状态测控的应用也越来越多。随着各种不同应用的出现，原有测控系统的功能就需要不断的扩展。而目前存在的测控系统大多都不具有自动识别、即插即用的功能，当要增加新的设备时，测控系统的应用程序必须进行相应的修改，这给系统的应用维护和扩展带来了极大的不便。 通用即插即用(UPnP)是针对智能家电、无线设备以及各种个人电脑的普遍对等网络连接而设计的一种架构，目的在于为家庭、小型企业、公共场所或一些未经管理的网络提供易于使用、灵活且基于标准的连接。UPnP充分利用了TCP/IP和Web技术的分布式开放型网络体系结构，除了能在家中，办公室和公共场所联网的设备之间建立完整的控制和数据传输之外，还可建立无缝紧密的连接网络。 课题主要针对目前测控系统中存在的可扩展性差，维护成本高等问题，对UPnP技术的基本原理、实现机制等方面做了深入的研究，从而提出了在测控系统中实现设备的即插即用。基于UPnP的测控系统在有新设备接入到网络时，监控中心可以自动识别新插入的设备并对其进行管理，而不需要修改测控系统的应用程序，既减轻了系统编码的复杂性，使其更容易维护，又提高了系统的灵活性，使系统趋向智能化，在测控系统应用方面具有重要的意义。 课题首先研究了UPnP技术的基本原理和网络构成，以及UPnP技术中用到的相关协议，并详细分析了UPnP网络的工作过程。然后分析测控系统的组成部分，总结出在测控系统中实现设备的即插即用需要做的具体工作，并设计了测控系统设备和监控系统的主要功能模块。最后利用Intel公司为实现UPnP提供的软件包设计实现了测控系统设备的UPnP模块和监控系统控制端模块。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外的发展现状

1.3 课题的主要研究工作

1.4 论文章节安排

第二章 UPnP 技术概述

2.1 UPnP 技术介绍

2.2 UPnP 的基本构件

2.2.1 设备

2.2.2 服务

2.2.3 控制点

2.3 UPnP 协议

2.3.1 TCP/IP

2.3.2 HTTP、HTTPU、HTTPMU

2.3.3 SSDP

2.3.4 SOAP

2.3.5 GENA

2.3.6 XML

2.4 本章小结

第三章 UPnP设备工作过程

3.1 UPnP设备工作过程

3.2 寻址

3.3 发现

3.3.1 设备宣告

3.3.2 设备搜索

3.4 描述

3.5 控制

3.5.1 动作调用

3.5.2 状态查询

3.6 事件

3.6.1 事件订阅

3.6.2 事件消息

3.7 展示

3.8 本章小结

第四章 测控系统总体设计

4.1 设计目标

4.2 测控系统组成

4.2 UPnP在测控系统中的实现

4.3 监控子系统设计

4.3.1 监控系统

4.3.2 监控系统构成

4.4 测控系统设备设计

4.4.1 测控系统中的设备

4.4.2 设备主要构成

4.5 本章小结

第五章 系统UPnP模块设计与实现

5.1 Intel SDK介绍

5.2 UPnP设备实现

5.2.1 设备和SDK初始化

5.2.2 设备发现的实现

5.2.3 设备异步请求处理

5.2.4 设备控制的实现

5.2.5 设备事件的实现

5.2.6 设备关闭

5.3 UPnP控制端实现

5.3.1 控制点和SDK的初始化

5.3.2 异步事件处理

5.3.3 设备列表管理

5.3.4 控制点搜索

5.3.5 设备下线处理

5.3.6 控制点动作的实现

5.3.7 控制点事件

5.3.8 控制点关闭

5.4 本章小结

第六章 系统仿真测试

6.1 测试工具

6.2 功能测试

6.2.1 设备接入网络

6.2.2 监控系统控制端接入网络

6.2.3 控制端调用设备的动作

6.2.4 设备退出网络

6.3 本章小结

第七章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果