通用性地面监测系统软件架构的设计与实现

摘要

传统飞行器地面监测系统的软件针对特定的被测对象设计，在软件的搭建中大多是根据不同的硬件接口设计相对应的上层软件，根据不同的传递帧协议进行相应的解析，这样导致了软件的通用性受到了局限，同时存在着重复开发的问题。通过对典型系统的分析，结合课题组的已有经验，本文以对飞行器状态信息的监测以及某试验载荷地面监测为研究对象，搭建一套可以适用于飞行器地面监测系统的软件架构，实现底层隔离、通用初始化、飞行数据监测等功能，该软件架构既可用于飞行器地面监测系统也可用于其它地面监测系统等不同运用场景的需求，其最大的特点是地面监测系统软件从底层数据读取到界面显示实现了较好的通用性，使不同的地面系统能使用的硬件和软件模块部分或者完全相同，其相互连接的接口和协议相同。
　　在分析软件架构的分层模型过程中，发现得出该通用软件架构的关键点和难点，为此本文研究的内容主要包括：
　　1）为底层通信设计通用性数据接口。当软件需要新增数据采集方式，只需对接口层加以二次封装，使数据的分析无需过多关注底层的硬件信息，从而无需改动上层软件架构，提高了软件架构的通用性。
　　2）设计一个帧协议可编辑的解析层机制。通过搭建一个基于地面监测系统的通信协议编辑软件，该软件同时适用于其它相似系统的通信协议编辑。协议编辑软件可以根据用户的不同需求进行设置和保存。这样做不仅能够节省人力物力，同时也提高了本文架构的通用性。
　　3）设计一个控件可动态布局的界面显示机制。通过对CVI控件进行二次封装，并基于SAGA算法对控件进行优化排列，得到了一个动态的交互层。
　　基于以上方法，设计并实现了应用于某载荷系统的地面监测系统软件，经过测试，该软件能够良好的运行在实际应用当中，从而验证了本论文提出的通用性地面监测软件架构能够较好的应用于相关的地面监测系统软件当中。

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第一章 绪论

1.1课题背景及实用价值

1.2国内外技术的发展现状

1.3本文的主要内容

第二章 地面监测系统软件分析

2.1飞行器地面监测软件开发面临的主要问题

2.2常用监测系统软件架构分析

2.3通用监测系统软件平台需求分析

2.4小结

第三章 地面监测系统软件总体设计

3.1设计的基本原则

3.2基于MVC模式的架构方案设计

3.3基于代理模式的接口设计

3.4多线程设计

3.5小结

第四章 通用性地面监测系统软件接口层设计

4.1驱动工作原理简介

4.2通用性接口层的设计

4.3面向RS422的多线程串口通信设计

4.4基于套接字的网口通信设计

4.5小结

第五章 地面监测系统软件解析层设计

5.1地面监测系统通信协议概述

5.2通用性帧协议编辑软件设计

5.3解析层的帧识别与分析

5.4地面监测系统解析层的通用性扩展研究

5.5小结

第六章 地面监测系统软件交互层设计

6.1动态布局界面控件的设计和实现

6.2监测界面的设计思想

6.3控件布局的算法设计

6.4小结

第七章 通用性地面监测系统软件架构验证

7.1地面监测系统功能测试

7.2地面监测系统性能测试

7.3可灵活配置的系统测试

7.4小结

第八章 总结与展望

8.1全文总结

8.2后续展望

致谢

参考文献