CN105187257B - 一种舰船作战系统模拟器体系及其信息处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种舰船作战系统模拟器体系及其信息处理方法，模拟器体系包括界面显示模块、信息处理模块和网络模块，其中：界面显示模块用于显示数据以及人机交互；信息处理模块用于自定义协议或约定协议报文的数据处理；网络模块采用UDP报文协议，用于完成数据接收线程和数据发送线程的创建以及其相应的网络连接服务、数据接收和发送管理功能，实现底层信息交互。信息处理方法包括模拟器初始化、网络连接流程、发送数据流程、接收数据流程、信息处理流程、执行命令流程。本发明具有显示与处理分离、统一处理流程、软件模块与代码复用率高、部署维护简单、扩展灵活等特点，充分满足了舰船作战系统对接联调与仿真试验过程中模拟器的研制要求。

Description

一种舰船作战系统模拟器体系及其信息处理方法

技术领域

本发明属于舰艇作战系统对接联调与仿真试验设计技术领域，具体涉及一种舰船作战系统模拟器体系及其信息处理方法。

背景技术

舰船作战系统的设计过程中，需要研制专用的模拟器来开展信息、数据流程的测试或验证，以达到优化作战系统设计、检验二级系统研制正确性等目的。模拟器的研制工作是以具体项目的技术要求为依据开展的，由于缺少统一的模拟器体系架构，存在模拟器可继承、重复使用能力较差的现象，具体问题表现为：1)模拟器显示与处理程序紧耦合，维护复杂、可扩展性较差；2)软件模块划分不明显，可复用性差；3)缺少公共的服务或功能模块，重复性工作量大；4)模拟器研制周期长。

发明内容

本发明要解决的问题是，为了满足舰船作战系统对接联调与仿真试验中对模拟器研制的特定要求，提供一种舰船作战系统模拟器体系及其信息处理方法，统一处理流程，提供公共服务或功能模块，有效提升模拟器研制的工作效率及质量。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：

一种舰船作战系统模拟器体系，其特征在于，包括界面显示模块、信息处理模块和网络模块，其中：界面显示模块用于显示数据以及人机交互；信息处理模块用于自定义协议或约定协议报文的数据处理；网络模块采用UDP报文协议，用于完成数据接收线程和数据发送线程的创建以及其相应的网络连接服务、数据接收和发送管理功能，实现底层信息交互；

所述网络模块由单播接收类单元、单播发送类单元、组播接收类单元、组播发送类单元以及网络管理类单元组成，单播接收类单元与单播发送类单元用于完成点对点的网络连接，并分别实现信息的接收与发送；组播接收类单元与组播发送类单元完成点对多点的网络连接，并分别实现信息的接收与发送；网络管理类收集网络的通信信息和有关网络设备的统计数据；

所述网络模块是一个独立模块，编译成动态链接库的形式，提供公用外部接口供模拟器其它模块调用，模拟器其他模块通过设置回调函数的方式来调用网络模块；

所述信息处理模块主要包括信息处理基类单元、命令基类单元、命令处理类单元以及网络配置文件类单元，其中：

信息处理基类单元用于完成网络模块的初始化、反初始化、开启、停止、网络建立以及数据流转功能；

命令基类单元用于提供命令处理需要的基本功能，添加新的命令(协议)处理只需要继承该命令基类单元，根据不同的作战协议重写创建命令函数，并重写执行函数；

命令处理类单元包括一个命令处理线程，主要用于完成命令执行；

网络配置文件类单元用于通过动态设置网络配置文件的方式，完成网络配置文件的加载和读取功能，网络配置文件类单元为信息处理模块提供完善的网络参数，程序中可以直接通过接口获取转发的配置，以便直接发送；网络配置文件类单元还提供了接收与发送的映射功能，通过接收配置中的列表，映射其欲转发的网络配置参数集；

所述界面显示模块包括时统控件、导航控件、雷达显示控件及其它界面元素，时统控件用于接收并显示模拟器体系中的统一时间信息，导航控件用于接收并显示舰船的航行与姿态信息，雷达显示控件用于根据设置参数调整并显示雷达扫描效果。

本发明还提供了一种舰船作战系统模拟器体系的信息处理方法，具体包括如下步骤：

1)模拟器初始化：模拟器首先初始化网络配置，通过信息处理模块初始化命令处理线程，通过网络模块初始化网络管理类单元，同时信息处理模块在网络模块中设置回调函数；

2)网络连接流程：模拟器的网络模块中网络管理类单元根据网络配置参数创建单播线程、组播线程，网络模块根据传输数据的流向将信息传输功能分为发送类型与接收类型；

3)发送数据流程：网络模块中单播发送类单元与组播发送类单元采用同一个网络模块发送数据流程，其设计为：检测发送线程未停止并且发送数据不为空时，连接发送目标，发送数据，在发送线程停止即模拟器程序关闭时结束发送数据流程；

4)接收数据流程：网络模块中单播接收类单元与组播接收类单元采用同一个网络模块接收数据流程，其设计为：检测接收线程未停止并且接收未超时，开始接收数据，并触发回调函数，进入模拟器的信息处理模块，在接收线程停止即模拟器程序关闭时结束接收数据流程；

5)信息处理流程：当网络模块接收数据流程中收到数据时，触发信息处理模块设置的回调函数，进入信息处理模块中命令处理类单元的信息处理流程，创建命令、初始化命令，并将命令添加到执行线程队列，进入执行命令流程；

6)执行命令流程：执行命令线程未停止时检查命令队列是否为空，当命令队列中有命令时，取出该命令执行，命令执行完成后，如果需要更新界面数据，就将数据转换为消息发送到界面显示模块；如果需要转发数据，就将数据添加到网络模块中，进入网络模块发送数据流程。

通过使用上述技术方案，本发明达到以下有益效果：

1、显示与处理分离，将模拟器分为了界面显示模块、信息处理模块和网络模块三个独立的模块，模拟器采用统一信息处理基类，实现数据处理流程的统一化，统一架构设计，降低了模拟器程序的耦合性，便于模拟器的维护；

2、统一处理流程，信息处理模块的设计采用程序设计中的工厂模式(抽象工厂)，提供创建对象的接口，为系统结构提供了非常灵活强大的动态扩展机制，在自定义协议或约定协议处理上使用公用命令基类，新增协议只需继承基类并重写协议所需的执行方法即可，无需改动信息处理流程，统一处理了发送/接收、自定义协议/约定协议、单播/组播等组合因素的数据流程，有利于模拟器功能的扩展；

3、软件模块与代码复用率高，界面显示模块采用ActiveX控件设计方式，运用OCX控件技术开发，界面设计类似于搭积木，增强了模拟器界面设计的灵活性，每个设计完成并注册的模拟器都可作为公用的控件，被其它模拟器作为组成模块引用或组合；

4、部署维护简单、扩展灵活，模拟器文件通常由网络动态链接库、模拟器网络配置文件、模拟器控件、模拟器配置文件和模拟器应用程序文件组成。部署时只需将模拟器相关文件拷贝到目标机即可，模拟器运行或显示的参数可在配置文件中动态设置。

附图说明

图1为本发明舰船作战系统模拟器体系的组成图；

图2为本发明的网络模块的网络连接流程图；

图3为本发明的网络模块的发送数据流程图；

图4为本发明的网络模块的接收数据流程图；

图5为本发明的信息处理模块的信息处理流程图；

图6为本发明的信息处理模块的执行命令流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述的舰船作战系统模拟器体系设计方法，具体实施方式如下：

如图1所示，本发明所述的舰船作战系统模拟器体系，包括界面显示模块、信息处理模块和网络模块，其中：界面显示模块用于显示数据以及人机交互；信息处理模块用于自定义协议或约定协议报文的数据处理；网络模块采用UDP报文协议，用于完成数据接收线程和数据发送线程的创建以及其相应的网络连接服务、数据接收和发送管理功能，实现底层信息交互(交互信息的网络传输)；

所述网络模块由单播接收类单元、单播发送类单元、组播接收类单元、组播发送类单元以及网络管理类单元组成，单播接收类单元与单播发送类单元用于完成点对点的网络连接，并分别实现信息的接收与发送；组播接收类单元与组播发送类单元完成点对多点的网络连接，并分别实现信息的接收与发送；网络管理类收集网络的通信信息和有关网络设备的统计数据；

所述网络模块是一个独立模块，编译成动态链接库的形式，提供公用外部接口供模拟器其它模块调用，模拟器其他模块通过设置回调函数的方式来调用网络模块；

所述信息处理模块主要包括信息处理基类单元、命令基类单元、命令处理类单元以及网络配置文件类单元，其中：

信息处理基类(CSIMUServer)单元用于完成网络模块的初始化、反初始化、开启、停止、网络建立以及数据流转功能(属于公共信息处理基类)；

命令基类(CCmd)单元用于提供命令(协议)处理需要的基本功能(是所有命令类的基类)，添加新的命令(协议)处理只需要继承该命令基类单元，根据不同的作战协议重写创建命令函数，并重写执行函数；

命令处理类(CCmdDeal)单元包括一个命令处理线程，主要用于完成命令(协议)执行；

网络配置文件类(CSIMUNetIni)单元用于通过动态设置网络配置文件的方式，完成网络配置文件的加载和读取功能，网络配置文件类单元为信息处理模块提供完善的网络参数，程序中可以直接通过接口获取转发的配置，以便直接发送；网络配置文件类单元还提供了接收与发送的映射功能，通过接收配置中的列表，映射其欲转发的网络配置参数集；

所述界面显示模块包括时统控件、导航控件、雷达显示控件及其它界面元素，时统控件用于接收并显示模拟器体系中的统一时间信息，导航控件用于接收并显示舰船的航行与姿态信息，雷达显示控件用于根据设置参数调整并显示雷达扫描效果。

如图2所示，模拟器的网络模块中网络管理类单元根据网络配置参数来建立单播与组播的网络连接类型，创建单播线程、组播线程，网络模块根据传输数据的流向将信息传输功能分为发送类型与接收类型。

如图3所示，网络模块中单播发送类单元与组播发送类单元采用同一个网络模块发送数据流程，其设计思路为：检测发送线程未停止并且发送数据不为空时，连接发送目标，发送数据，在发送线程停止即模拟器程序关闭时结束发送数据流程。

如图4所示，网络模块中单播接收类单元与组播接收类单元采用同一个网络模块接收数据流程，其设计思路为：检测接收线程未停止并且接收未超时，开始接收数据，并触发回调函数，进入模拟器的信息处理模块，在接收线程停止即模拟器程序关闭时结束接收数据流程。

如图5所示，当网络模块接收数据流程中收到数据时，触发信息处理模块设置的回调函数，进入信息处理模块中命令处理类单元的信息处理流程，创建命令、初始化命令，并将命令添加到执行线程队列，进入执行命令流程。

如图6所示，执行命令流程中，执行命令线程未停止时检查命令队列是否为空，当命令队列中有命令时，取出该命令执行(主要指按自定义协议或约定协议的内容解析数据)，命令执行完成后，如果需要更新界面数据，就将数据转换为消息发送到界面显示模块；如果需要转发数据，就将数据添加到网络模块中，进入网络模块发送数据流程。

界面显示模块根据显示的需求可自行设计，通常包括时统控件与导航控件，雷达类型的模拟器可加入雷达显示控件。界面显示模块设计完成后可注册为OCX控件，方便其它模拟器的直接引用。

应理解，上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (2)

1.一种舰船作战系统模拟器体系，其特征在于，包括界面显示模块、信息处理模块和网络模块，其中：界面显示模块用于显示数据以及人机交互；信息处理模块用于自定义协议或约定协议报文的数据处理；网络模块采用UDP报文协议，用于完成数据接收线程和数据发送线程的创建以及其相应的网络连接服务、数据接收和发送管理功能，实现底层信息交互；

所述网络模块由单播接收类单元、单播发送类单元、组播接收类单元、组播发送类单元以及网络管理类单元组成，单播接收类单元与单播发送类单元用于完成点对点的网络连接，并分别实现信息的接收与发送；组播接收类单元与组播发送类单元完成点对多点的网络连接，并分别实现信息的接收与发送；网络管理类单元收集网络的通信信息和有关网络设备的统计数据；

所述网络模块是一个独立模块，编译成动态链接库的形式，提供公用外部接口供模拟器其它模块调用，模拟器其他模块通过设置回调函数的方式来调用网络模块；

所述信息处理模块主要包括信息处理基类单元、命令基类单元、命令处理类单元以及网络配置文件类单元，其中：

信息处理基类单元用于完成网络模块的初始化、反初始化、开启、停止、网络建立以及数据流转功能；

命令基类单元用于提供命令处理需要的基本功能，添加新的命令处理只需要继承该命令基类单元，根据不同的作战协议重写创建命令函数，并重写执行函数；

命令处理类单元包括一个命令处理线程，主要用于完成命令执行；

网络配置文件类单元用于通过动态设置网络配置文件的方式，完成网络配置文件的加载和读取功能，网络配置文件类单元为信息处理模块提供完善的网络参数，程序中可以直接通过接口获取转发的配置，以便直接发送；网络配置文件类单元还提供了接收与发送的映射功能，通过接收配置中的列表，映射其欲转发的网络配置参数集；

所述界面显示模块包括时统控件、导航控件及雷达显示控件，时统控件用于接收并显示模拟器体系中的统一时间信息，导航控件用于接收并显示舰船的航行与姿态信息，雷达显示控件用于根据设置参数调整并显示雷达扫描效果。

2.一种舰船作战系统模拟器体系的信息处理方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）模拟器初始化：模拟器首先初始化网络配置，通过信息处理模块初始化命令处理线程，通过网络模块初始化网络管理类单元，同时信息处理模块在网络模块中设置回调函数；

2）网络连接流程：模拟器的网络模块中网络管理类单元根据网络配置参数创建单播线程、组播线程，网络模块根据传输数据的流向将信息传输功能分为发送类型与接收类型；

3）发送数据流程：网络模块中单播发送类单元与组播发送类单元采用同一个网络模块发送数据流程，其设计为：检测发送线程未停止并且发送数据不为空时，连接发送目标，发送数据，在发送线程停止即模拟器程序关闭时结束发送数据流程；

4）接收数据流程：网络模块中单播接收类单元与组播接收类单元采用同一个网络模块接收数据流程，其设计为：检测接收线程未停止并且接收未超时，开始接收数据，并触发回调函数，进入模拟器的信息处理模块，在接收线程停止即模拟器程序关闭时结束接收数据流程；

5）信息处理流程：当网络模块接收数据流程中收到数据时，触发信息处理模块设置的回调函数，进入信息处理模块中命令处理类单元的信息处理流程，创建命令、初始化命令，并将命令添加到执行线程队列，进入执行命令流程；

6）执行命令流程：执行命令线程未停止时检查命令队列是否为空，当命令队列中有命令时，取出该命令执行，命令执行完成后，如果需要更新界面数据，就将数据转换为消息发送到界面显示模块；如果需要转发数据，就将数据添加到网络模块中，进入网络模块发送数据流程。