CN102074103B - 一种通用遥控前端 - Google Patents

Abstract

一种通用遥控前端，包括指令接收模块、指令发送模块、指令处理模块、状态管理模块、界面显示模块和配置信息文件；遥控前端可以根据配置信息文件的内容自动地加载对应模块并对该模块进行初始化)，使用配置信息文件对遥控前端的各个接口情况、指令处理方式以及指令路由表进行描述，通用遥控前端依据此文件所描述的内容来完成各个所需组件的加载和运行，同时依靠文件中描述的指令处理方式来指导通用遥控前端对指令的处理，依靠指令路由表和指令的信源代号来寻找当前工作状态下指令的信宿，同时自动地将处理好的指令发送至信宿中。采用这种设计方法可以提高遥控前端的通用性、可扩展性和可靠性，同时可以有效地减少遥控前端的维护工作的工作量。

Description

一种通用遥控前端

技术领域

本发明涉及一种卫星双星遥控前端，便于卫星测试过程中对上行指令进行记录、处理以及转发，使用户更加方便地完成上行指令的注入工作。

背景技术

随着科技发展水平不断提升，卫星发射水平直线上升，卫星种类的划分逐渐细致、功能更是各不相同，新技术逐步应用于卫星测试领域，针对卫星测试的设备也是不断的更新和发展，使得一批老旧设备不断的被更新取代，这就更考验了卫星测试系统的通用性能。

目前的遥控前端所都是一体式结构设计，即遥控前端每个模块之间并不是相互独立存在的，而是作为一个整体存在的。这就造成了对遥控前端的修改和维护的困难，在某些情况下修改遥控前端中的一个微不足道的变量就会牵扯到很大的变动，因此在有新的型号测试任务时必须对遥控前端进行大的修改，有时甚至需要重新设计。这就必然给测试总控人员造成很多重复性的工作，影响型号测试任务的完成周期。同时这种一体化和具有针对性的设计在执行多星任务时，必须按照上述结构在遥控前端内部复制三份同样的结构，而且各个结构之间不是独立存在的，即在多星任务下不同结构的模块之间还需要按照卫星的工作状态建立一些特殊的联系，这样会导致遥控前端内部结构错综复杂，影响软件的稳定性和可靠性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种通用的遥控前端，可以在测试系统中嵌入该前端实现上行指令的处理和转发功能，具有通用性，可扩展性，可靠性等特点，从而降低了开发及维护成本，缩短卫星型号的测试周期，减轻测试人员的工作量。

本发明的技术解决方案是：一种通用遥控前端，包括指令接收模块、指令发送模块、指令处理模块、状态管理模块、界面显示模块和配置信息文件；

配置信息文件中包含遥控前端的工作状态信息和各个工作状态所对应的指令路由表以及用于指令收发接口的相关配置信息，即本地接收或发送的地址、端口和目标设备的地址和端口；

指令接收模块，分为两个部分，一部分是用于通信的I/O，另一部分是用于管理I/O的I/O Controller；在遥控前端启动时，I/O Controller从配置信息文件中获取指令接收模块的相关配置信息，根据相关配置信息，加载配置信息文件指定个数的I/O并对各个I/O按照配置信息进行初始化，之后自动与目标接口建立连接；在遥控前端运行过程中，I/O接收来自与之连接的MTP的指令信息，将本I/O的ID号与接收的指令信息封装在一起，由I/O Controller将封装好的指令信息送至指令处理模块进行处理；

指令处理模块，根据指令接收模块传递进来的指令信息和当前遥控前端的工作状态对指令进行加工处理，生成星上能够识别的指令包；同时根据配置信息文件中的指令路由表、遥控前端当前的工作状态和当前指令的来源获得用于发送当前指令的指令发送I/O的ID号，最后将该ID号和星上能够识别的指令包封装在一起发送到指令发送模块进行缓存；

指令发送模块，由用于通信的指令发送I/O和用于管理I/O的I/O Controller两部分组成；在遥控前端启动时，I/O Controller根据配置信息文件描述的信息加载相应数目的指令发送I/O并对其进行初始化，之后各指令发送I/O自动与目标接口建立连接；在遥控前端运行过程中，I/O Controller提取缓存的一条指令数据，并根据指令数据中封装的指令发送I/O的ID号将指令送至对应ID号的指令发送I/O中，通过该I/O将指令发送出去；

状态管理模块，从配置信息文件中获取指令的遥控前端各种工作状态信息，并存储在本地；在遥控前端运行过程中根据远程控制命令或者本地界面操作对遥控前端的工作状态进行变更，并随时将当前遥控前端的工作状态提供给界面显示模块和指令处理模块；

界面显示模块，实时显示当前遥控前端的指令收发状态、遥控前端的工作状态以及接口的连通状态。

在连接意外断开或出现故障时，所述的指令接收模块、指令发送模块自动的与目标接口重新建立连接，保证通信的畅通。

所述的指令处理模块具体工作流程如下：

(1)在遥控前端启动时，指令处理模块加载配置信息文件中遥控前端的工作状态信息和各个工作状态所对应的指令路由表，加载成功后启动指令处理线程；

(2)在指令处理线程中，指令处理模块调用指令获取函数从指令接收模块中获取指令，根据遥控前端当前的工作状态对获取的指令进行加工处理，生成星上能够识别的指令包；同时根据配置信息文件中的指令路由表、遥控前端当前的工作状态和当前指令的来源获得用于发送当前指令的指令发送I/O的ID号；

(3)将步骤(2)中获得的指令发送I/O的ID号和星上能够识别的指令包封装在一起，由指令发送函数发送到指令发送模块的缓存区进行缓存等待发送。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明采用基于配置信息文件的组件式设计(即采用模块化的结构设计，遥控前端可以根据配置信息文件的内容自动地加载对应模块并对该模块进行初始化)，使用配置信息文件对遥控前端的各个接口情况、指令处理方式以及指令路由表进行描述，通用遥控前端依据此文件所描述的内容来完成各个所需组件的加载和运行，同时依靠文件中描述的指令处理方式来指导通用遥控前端对指令的处理，依靠指令路由表和指令的信源代号来寻找当前工作状态下指令的信宿，同时自动地将处理好的指令发送至信宿中。采用这种设计方法可以提高遥控前端的通用性、可扩展性和可靠性，同时可以有效地减少遥控前端的维护工作的工作量。

(2)本发明采用配置信息文件描述测试信息的方式使测试人员能够使用自然语言对当前型号测试任务的接口信息、测试模式以及指令路由表进行描述，而通用遥控前端可以依据此配置信息文件来对各个接口进行初始化、对前端的各个运行状态和模式进行管理以及按照指令路由表完成指令的自动寻址。基于配置信息文件的通用遥控前端在具备较高通用性的同时还可以减小遥控前端的修改力度和强度，即使不懂前端设计结构的测试人员也可以顺利地完成遥控前端的修改使之适应新的型号测试任务。

(3)本发明基于组件式的结构设计能够使遥控前端的结构更加灵活，在需要增加新的接口时只需要通过在配置信息文件中增加对应接口的信息，遥控前端就会根据配置信息文件中的接口信息自动选择对应的接口组件并对其进行初始化操作，这种设计极大的增加了遥控前端的通用性和可扩展性。同时组件式的结构设计使遥控前端中各个功能模块之间相互独立，各模块之间通过标准接口进行通信，这种设计使遥控前端的结构清晰明了，可以极大地提高系统的稳定性和可维护性。

(4)本发明基于指令的自动寻址功能设计能够根据配置信息文件中描述的指令路由表对所接收到的指令自动寻址分发。该功能可以解决多星并行测试时不同工作状态下指令的发送目标不同的问题。实现了不修改遥控前端就可以使之满足多星并行测试的要求，极大的提高了遥控前端的可扩展性。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明的配置信息文件示例；

图3为本发明指令接收模块I/O的内部结构图；

图4为本发明指令接收模块I/O Controller的内部结构图；

图5为本发明指令发送模块I/O的内部结构图；

图6为本发明指令发送模块I/O Controller的内部结构图；

图7为本发明指令处理模块的内部结构图；

图8为本发明指令处理模块的运行流程图；

图9为本发明的运行界面。

具体实施方式

如图1所示，一种通用遥控前端，包括指令接收模块、指令发送模块、指令处理模块、状态管理模块和界面显示模块；下面详细介绍各个模块的具体实现过程。

一、配置信息文件

配置信息文件中包含遥控前端的工作状态信息和各个工作状态所对应的指令路由表以及用于指令收发接口的相关配置信息(本地接收或发送的地址、端口和目标设备的地址和端口)；

如图2所示(图2所示为双星型号配置示例)，Interface项指定了前端的接口个数；lnterfacex(此处的x为对应I/O的ID号)项描述了前端各个接口的本地IP地址、端口以及目标设备的IP地址和端口；Status项用于描述遥控前端的工作状态信息；CMD Router项描述了各个工作状态所对应的指令路由表。比如图2中所列配置信息为：当前前端需要具备两组用于接收和发送的接口，其中第一组接口中用于接收的接口IP地址是“10.68.138.182”，端口为9000，其连接的目标地址为“10.68.138.99”，端口为4001，用于发送的接口IP地址为“10.68.138.182”端口为9001，发送的目标地址为“10.68.138.32”端口为4101；依次类推第二组接口的信息描述同第一组接口；该前端存在3种工作状态，第一种状态为“普通状态”，第二种状态为“A星加密”，第三种状态为“双星工作”；在这三种状态下指令的路径为：1)第一种状态下从第一组接口的接收接口接收的指令经处理后从第一组接口的发送接口发送，从第二组接口的接收接口接收的指令经过处理后从第二组接口中的发送接口发送出去，2)第二种状态下同第一种状态，3)第三种状态下从第一组接口的接收接口中接收的指令经过处理后从第一组接口的发送接口发送出去，从第二组接口的接收接口接收的指令经过处理以后从第一组接口的发送接口发送出去。

二、指令接收模块

指令接收模块，分为两个部分，一部分是用于通信的I/O；另一部分是用于管理I/O的I/O Controller。I/O的内部结构图如图3所示，I/O由初始化函数(负责I/O的初始化)、接口ID(负责存储该I/O的ID)、接收函数(用于接收从MTP发送的指令信息)、指令处理函数(用于封装指令信息和本I/O的ID)以及控制器交互函数(用于与I/O Controller进行信息交互)构成；I/O Controller的内部结构图如图4所示，它由管理函数(用于与界面进行信息交互)、接口管理函数(用于管理各个I/O)、指令缓存区(用于缓存其管理的各个I/O接收到的指令信息)和转发函数(用于将各个I/O封装好的指令发送到指令处理模块中)组成。

在遥控前端启动时I/O Controller会通过管理函数从界面中获取配置信息文件的地址并加载该配置信息文件从(图2所示为双星型号配置示例)中获取接收模块的相关配置，根据相关配置信息，使用接口管理函数加载配置信息文件中lnterface项指定个数的I/O并对各个I/O按照Interfacex(此处的x为对应I/O的ID号)项中的配置信息进行初始化，之后自动控制各个I/O与目标接口建立连接。

在遥控前端运行过程中，I/O通过接收函数接收来自与之连接的MTP(主测试处理机)的指令信息，在指令处理函数中将本I/O的ID号与指令信息封装在一起，并通过控制器交互函数将封装好的指令写入I/O Controller的指令缓存去中，之后I/O Controller将加工好的指令送至指令处理模块进行处理。在连接意外断开或出现故障时I/O能够自动的与目标接口重新建立连接，保证通信的畅通。

二、指令发送模块

指令发送模块与指令接收模块相同，由用于通信的I/O和用于管理I/O的I/O Controller两部分组成。其中I/O的内部结构图如图5所示，它由初始化模块(用于I/O的初始化操作)，接口ID(用于记录当前I/O的ID)，发送函数(用于发送指令)，指令处理函数(用于校验和提取指令)，控制器交互函数(用于与发送模块的I/O Controller进行信息交互)；I/O Controller的内部结构图如图6所示，它由管理函数(用于与界面进行信息交互)、接口管理函数(用于管理各个I/O)、指令缓存区(用于缓存指令处理模块处理好的指令)和转发函数(用于将指令缓存区中的指令发送到对应的I/O中)组成。

在遥控前端启动时I/O Controller会通过管理函数从界面中获取配置信息文件的地址并加载该配置信息文件从(图2所示为双星型号配置示例)中获取接收模块的相关配置，根据相关配置信息，使用接口管理函数加载配置信息文件中Interface项指定个数的I/O并对各个I/O按照Interfacex(此处的x为对应I/O的ID号)项中的配置信息进行初始化，之后自动控制各个I/O与目标接口建立连接。

在遥控前端运行过程中指令处理模块会将处理好的指令发送到I/OController中的指令缓存区中，之后I/O Controller的转发函数会从指令缓存区中提取一条指令数据，并根据指令数据中封装的目标I/O的ID号将指令送至对应ID号的I/O中，通过该I/O将控制器交互函数中获取的指令送到指令处理函数中将指令数据中封装的目标I/O的ID号与本地接口ID中保存的ID进行对比校验，校验通过后从该指令数据中提取上行指令包并通过发送函数将指令发送到测控设备中。

三、指令处理模块

指令处理模块的内部结构图如图7所示，它由指令获取函数(用于从指令接收模块的I/O Controller中接收指令)，指令生成函数(根据接收到的指令和当前的工作状态对指令进行处理生成星上能够识别的指令格式)，状态获取函数(用于从状态管理模块获取当前前端的工作状态)，指令封包函数(根据指令路由表和当前指令的源I/O的ID获取当前指令的目标I/O的ID，并将该ID与处理好的指令格式封装在一起)，指令路由表(存储配置信息文件中记录的指令路由表)，指令发送函数(将处理好的指令数据发送到指令发送模块的I/OController中)。

其运行流程如图8所示，具体如下：

(1)在遥控前端启动时，指令处理模块加载配置信息文件Status项中中遥控前端的工作状态信息和CMD Router项中各个工作状态所对应的指令路由表，加载成功后启动指令处理线程；

(2)在指令处理线程中，指令处理模块调用指令获取函数从指令接收模块中获取指令，并将其传送到指令处理函数；

(3)指令处理函数根据遥控前端当前的工作状态对获取的指令进行加工处理，生成星上能够识别的指令包；

(3)指令封包函数根据指令路由表、遥控前端当前的工作状态和当前指令的来源I/O的ID号获得用于发送当前指令的指令发送I/O的ID号；并将该指令发送I/O的ID号和指令处理函数处理好的指令包封装在一起；

(4)指令发送函数将指令封包函数封装好的指令数据包发送到指令发送模块的缓存区进行缓存等待发送。

四、状态管理模块

状态管理模块，从配置信息文件中获取指令的遥控前端各种工作状态信息，并存储在本地。在遥控前端运行过程中能够根据远程控制命令或者本地界面操作对遥控前端的工作状态进行变更，并能够随时将当前遥控前端的工作状态提供给界面显示模块和指令处理模块。

五、界面显示模块

界面显示模块，可以实时的显示当前遥控前端的指令收发状态、遥控前端的工作状态以及接口的连通状态，使用户时刻掌握当前前端所处的状态，如图9所示。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (3)

1.一种通用遥控前端，其特征在于：包括指令接收模块、指令发送模块、指令处理模块、状态管理模块、界面显示模块和配置信息文件；

配置信息文件中包含遥控前端的工作状态信息和各个工作状态所对应的指令路由表以及用于指令收发接口的相关配置信息，即本地接收或发送的地址、端口和目标设备的地址和端口；

指令接收模块，分为两个部分，一部分是用于通信的I/O，另一部分是用于管理I/O的I/O Controller；在遥控前端启动时，I/O Controller从配置信息文件中获取指令接收模块的相关配置信息，根据相关配置信息，加载配置信息文件指定个数的I/O并对各个I/O按照配置信息进行初始化，之后自动与目标接口建立连接；在遥控前端运行过程中，I/O接收来自与之连接的主测试处理机MTP的指令信息，将本I/O的ID号与接收的指令信息封装在一起，由I/O Controller将封装好的指令信息送至指令处理模块进行处理；

指令处理模块，根据指令接收模块传递进来的指令信息和当前遥控前端的工作状态对指令进行加工处理，生成卫星能够识别的指令包；同时根据配置信息文件中的指令路由表、遥控前端当前的工作状态和当前指令的来源获得用于发送当前指令的指令发送I/O的ID号，最后将该ID号和卫星能够识别的指令包封装在一起发送到指令发送模块进行缓存；

指令发送模块，由用于通信的指令发送I/O和用于管理I/O的I/O Controller两部分组成；在遥控前端启动时，I/O Controller根据配置信息文件描述的信息加载相应数目的指令发送I/O并对其进行初始化，之后各指令发送I/O自动与目标接口建立连接；在遥控前端运行过程中，I/O Controller提取缓存的一条指令数据，并根据指令数据中封装的指令发送I/O的ID号将指令送至对应ID号的指令发送I/O中，通过该I/O将指令发送出去；

状态管理模块，从配置信息文件中获取指令的遥控前端各种工作状态信息，并存储在本地；在遥控前端运行过程中根据远程控制命令或者本地界面操作对遥控前端的工作状态进行变更，并随时将当前遥控前端的工作状态提供给界面显示模块和指令处理模块；

界面显示模块，实时显示当前遥控前端的指令收发状态、遥控前端的工作状态以及接口的连通。

2.根据权利要求1所述的一种通用遥控前端，其特征在于：在连接意外断开或出现故障时，所述的指令接收模块、指令发送模块自动的与目标接口重新建立连接，保证通信的畅通。

3.根据权利要求1所述的一种通用遥控前端，其特征在于：所述的指令处理模块具体工作流程如下：

(1)在遥控前端启动时，指令处理模块加载配置信息文件中遥控前端的工作状态信息和各个工作状态所对应的指令路由表，加载成功后启动指令处理线程；

(2)在指令处理线程中，指令处理模块调用指令获取函数从指令接收模块中获取指令，根据遥控前端当前的工作状态对获取的指令进行加工处理，生成卫星能够识别的指令包；同时根据配置信息文件中的指令路由表、遥控前端当前的工作状态和当前指令的来源获得用于发送当前指令的指令发送I/O的ID号；

(3)将步骤(2)中获得的指令发送I/O的ID号和卫星能够识别的指令包封装在一起，由指令发送函数发送到指令发送模块的缓存区进行缓存等待发送。

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