民航气象自动观测系统中央处理单元的设计与实现

摘要

气象自动观测系统从1990年开始在中国民航使用至今,已经有20个年头,为民航气象安全保障做出极大贡献。但与之相对应的设备使用情况，却是整个民航系统几乎清一色使用国外进口的自动观测系统，每年全民航系统用于自动观测成套进口的费用多达数百万、乃至千万美元。另一方面国内各使用单位各自针对自动观测系统的科研项目层出不穷，特别是针对软件进行的科研项目，着力希望解决软件升级不及时、价格昂贵及汉化用户界面等问题。可是，大部分的开发仅仅是在保证进口自动观测系统整体完整性的前提下的辅助性的改进。虽然所有开发都是有的放矢，但却因目的性太强，仅仅能满足个别机场的暂时之需，缺乏广泛使用的适应能力。
　　为此，根据当前民航系统对气象自动观测系统的使用情况，经过一定市场调研，制定出一套继续使用进口气象传感器；在传感器原始数据基础上独立设置一套完整中央处理单元的设计思路。该设计特别注重了与进口传感设备的无缝连接，同时着力解决了在中央处理单元与用户端进行气象数据的及时更新等问题。
　　本文详细介绍了当前国内自动观测系统的使用情况，气象传感器主流品牌的特点和市场占有情况，分析了直接采用进口气象传感器的优势。由此制定了：前端（外场传感器）不变，后端（中央处理单元）自主研发，硬件购买为主，软件开发为主的基本思路。设计了中央处理单元的硬件部分，并针对性提出了双机热备份设计方案。对中央处理单元的软件部分，我们通过对软件特性和用户需求的分析，从分布式系统中的数据实时通信入手，引入了OBSERVERS（观察者）设计模式和DCOM分布式组件对象模型加以解决，确定了系统的核心设计思路。在此基础上，我们以模块为单位，详细阐述了具体的中央处理单元软件体系、各模块的工作内容以及模块相互之间的协作关系。整套系统将可以应用于目前国内绝大多数机场以及使用VAISALA公司气象传感器的系统。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 课题来源

1.3 研究目标及全文组织结构

第二章 系统需求分析与技术路线

2.1 民航自动观测系统中央处理单元介绍

2.2 系统需求分析

2.3 设计模式分析

2.4 主要技术

2.5 本章小结

第三章 系统总体设计

3.1 系统的总体设计

3.2 系统运行模式

3.3 开发环境

3.4 本章小结

第四章 系统设计实现

4.1 数据提取处理模块

4.2 编发报模块

4.3 监控报警模块

4.4 数据存储模块

4.5 人工数据模块

4.6 本章小结

第五章 系统功能测试

5.1 显示功能的使用测试

5.2 监控报警功能测试

5.3 人工观测输入功能测试

5.4 编发报功能测试

5.5 测试总结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2展望

参考文献

致谢