CN106444532A - 一种软硬件自主可控的发射车控制系统架构 - Google Patents

一种软硬件自主可控的发射车控制系统架构 Download PDF

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王真真
李向阳
周永明
吴雪
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Abstract

本发明的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，解决现有发射车控制系统硬件结构不合理，与专业软件无法有效匹配的技术问题。包括监控网段、控制网段和现场总线，监控网段与控制网段间通过网桥连接，控制网段通过总线适配器连接与现场总线通信的通用控制设备。

Description

一种软硬件自主可控的发射车控制系统架构
技术领域
本发明涉及一种系统架构，特别是涉及一种大量并行控制和状态反馈的控制系统架构。
背景技术
发射车控制系统用于实现车控系统、供配电系统、温控系统的综合控制。系统采用一体化总线技术、分布式控制技术等，实现多个子系统的一体化流程化控制。系统主要由状态监测终端、主控设备、通用控制设备、传感器、总线网络组成，其中状态监测终端用于监测发射车调平起竖、配电、发射筒温湿度等各类状态信息；主控设备用于执行控制流程，通过总线接收通用控制设备采集的数据信息，用于信息处理和流程判断，并通过总线将控制指令发送给通用控制设备；通用控制设备用于采集传感器信息并将数据信息传输到总线，用于接收总线指令并驱动执行机构动作。
当前发射车控制系统的核心控制模块采用进口元件，无法保证软硬件的完全自主可控，给发射车作战使用带来了信息安全隐患，随着全球各类信息安全事件的爆发，越来越多的人意识到软硬件自主可控的重要性。
发明内容
本发明的目的是提供一种软硬件自主可控的发射车控制系统架构，解决现有发射车控制系统硬件结构不合理，与专业软件无法有效匹配的技术问题。
本发明的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，包括监控网段、控制网段和现场总线，监控网段与控制网段间通过网桥连接，控制网段通过总线适配器连接与现场总线通信的通用控制设备。
所述网桥为EPA网桥，所述监控网段和控制网段分别采用EPA光纤环网，所述现场总线采用CAN总线。
所述监控网段接入监控终端。
所述控制网段通过网桥接入主控设备。主控设备部署主控程序，接收上行的各系统工作状态和下行的控制指令。
5、如权利要求4所述的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，其特征在于，所述主控程序部署在监控终端或通用控制设备上。
所述通用控制设备通过CAN总线连接相应控制系统的传感器和执行机构，完成相应传感器的上行状态采集信号的上行转发，和相应控制系统的执行机构下行控制指令的下行转发。
所述通过CAN总线与相应通用控制设备连接的控制系统包括车辆控制系统、供配电系统、温湿度控制系统和油源控制系统中的一种。
所述监控终端采用龙芯处理器+Linux操作系统的主机。
底层设备采集各类传感器数据通过CAN总线、主干EPA网络上传到主控设备及监测终端，用户通过监测终端观测当前系统状态以及主要参数信息，通过监控终端发送控制指令。
指令通过总线发送给主控设备，主控设备根据指令及底层通用控制设备上传的采集信息进行判断处理后，向底层通用控制设备发送执行机构控制指令，底层设备完成相应动作的控制。
本发明的软硬件自主可控的发射车控制系统架构保证了系统中核心单机、软件、通信协议自主、安全、可控。大大提高了系统的通信速率和信息安全性能。系统的扩展性好，主干网通讯速率达到百兆/千兆，可根据不同发射车的规模，进行适应性扩展。系统方案采用通用架构，利于提高产品的“三化”程度，国产化通用控制器、国产化状态监测仪等均可以做成货架产品，有利于产业化生产，降低制造成本。
附图说明
图1为本发明软硬件自主可控的发射车控制系统架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，本实施例的软硬件自主可控的发射车控制系统架构包括监控网段、控制网段和现场总线，监控网段与控制网段间通过网桥连接，控制网段通过总线适配器连接与现场总线通信的通用控制设备。
进一步，监控网段和控制网段分别采用EPA光纤环网，现场总线采用CAN总线。监控网段和控制网段间通过EPA网桥连接，总线适配器采用CAN总线与EPA网络的总线适配器。
进一步，监控网段接入监控终端。包括根据不同发射车需求配置的状态监测终端、故障诊断终端及健康管理终端，发射控制终端等。
进一步，控制网段通过网桥接入主控设备。主控设备运行主控程序，接收上行的各系统工作状态和下行的控制指令。主控程序也可以部署在监控终端或通用控制设备上。
进一步，通用控制设备通过CAN总线连接相应控制系统的传感器和执行机构，完成相应传感器的上行状态采集信号的上行转发，和相应控制系统的执行机构下行控制指令的下行转发。
进一步，通过CAN总线与相应通用控制设备连接的控制系统包括车辆控制系统、供配电系统、温湿度控制系统，油源控制系统等。
本实施例的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，采用开放的通用网络协议和传输协议，可以与形成控制系统的国产软件和形成设备、终端的国产硬件充分匹配，没有兼容性和安全隐患的缺陷。
实际应用中，系统架构可以外扩通信接口符合系统统一要求的设备。
监控网段主干网和控制网段主干网选用的具有自主知识产权的EPA JY(EPA军用)总线，与控制网段通过网桥连接，该总线支持100M/1000M的数据通讯速率，确定性通信机制，具备数据通信功能安全、信息安全性能，能够保证系统数据流量需求及后续外扩设备(或外扩功能)的通信需求。
控制网段底层选用CAN总线，一方面能够满足现场型数据的实时传输(单个节点需要传输的数据量少，CAN总线1M通信速率足够满足)，另一方面便于车载传感器、车载设备的通用选型及接口外扩(CAN接口应用广泛)。
系统主干通信网及监控网集成了系统的全部数据以及重要的控制指令，是信息安全的薄弱环节，该架构采用EPA JY总线协议，该协议基于TCP/IP协议体系架构，在数据链路层以上进行了信息安全性设计，实现对传输信息和数据本身的保护，防止人为对发射车控制系统发起的攻击、破坏和伪装。
通用控制设备选用具有CAN总线接口的国产化单机；上位机监测终端选用龙芯处理器+Linux操作系统的主机；主控设备可以选用通用控制设备(运行主控程序)，也可选用监测终端(运行主控程序)。
系统运行模式为系统上电后，底层设备采集各类传感器数据通过CAN总线、主干EPA网络上传到主控及监测终端，用户可以通过监测终端观测当前系统状态以及主要参数信息，可以通过监控终端发送控制指令。一旦发射车接收到控制指令，指令将通过总线发送给主控设备，主控设备根据指令及底层通用控制设备上传的采集信息进行判断处理后，向底层通用控制设备发送执行机构控制指令，底层设备完成相应动作的控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种软硬件自主可控的发射车控制系统架构，包括监控网段、控制网段和现场总线，监控网段与控制网段间通过网桥连接，控制网段通过总线适配器连接与现场总线通信的通用控制设备。
2.如权利要求1所述的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，其特征在于，所述网桥为EPA网桥，所述监控网段和控制网段分别采用EPA光纤环网，所述现场总线采用CAN总线。
3.如权利要求1所述的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，其特征在于，所述监控网段接入监控终端。
4.如权利要求1所述的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，其特征在于，所述控制网段通过网桥接入主控设备。主控设备部署主控程序，接收上行的各系统工作状态和下行的控制指令。
5.如权利要求4所述的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，其特征在于，所述主控程序部署在监控终端或通用控制设备上。
6.如权利要求1所述的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，其特征在于，所述通用控制设备通过CAN总线连接相应控制系统的传感器和执行机构，完成相应传感器的上行状态采集信号的上行转发，和相应控制系统的执行机构下行控制指令的下行转发。
7.如权利要求6所述的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，其特征在于，所述通过CAN总线与相应通用控制设备连接的控制系统包括车辆控制系统、供配电系统、温湿度控制系统和油源控制系统中的一种。
8.如权利要求3所述的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，其特征在于，所述监控终端采用龙芯处理器+Linux操作系统的主机。
9.如权利要求2所述的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，其特征在于，底层设备采集各类传感器数据通过CAN总线、主干EPA网络上传到主控设备及监测终端，用户通过监测终端观测当前系统状态以及主要参数信息，通过监控终端发送控制指令。
10.如权利要求2所述的软硬件自主可控的发射车控制系统架构，其特征在于，指令通过总线发送给主控设备，主控设备根据指令及底层通用控制设备上传的采集信息进行判断处理后，向底层通用控制设备发送执行机构控制指令，底层设备完成相应动作的控制。
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