CN110968295A

CN110968295A - 一种试飞实时监控系统软件架构的设计方法

Info

Publication number: CN110968295A
Application number: CN201911027695.1A
Authority: CN
Inventors: 贾雨; 刘瑜; 房文林; 王青; 祁春
Original assignee: Chinese Flight Test Establishment
Current assignee: Chinese Flight Test Establishment
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-04-07

Abstract

本发明提供了一种试飞实时监控系统软件架构的设计方法，实现对所有试飞实时监控软件在服务器端进行管理和部署，客户端只负责数据显示，从而使得监控软件部署过程得到简化，解决了监控软件版本维护问题，同时简化了监控网络复杂度，使得网络扩展能力得到极大提高。本发明包括：建立监控系统关系数据库，对型号、用户、监控软件等信息进行关系化存储与管理；在Web服务器端创建飞机型号管理、用户管理、监控软件上传、监控软件管理、试验文件上传与管理、课题主管等不同功能模块，为后台用户提供试飞实时监控分组权限操作服务；利用C++Bulider或LabVIEW开发平台设计开发试飞实时监控软件并以COM组件的形式上传到Web服务器，实现客户端基于浏览器的试飞实时监控。

Description

一种试飞实时监控系统软件架构的设计方法

技术领域

本发明属于飞行试验遥测监控技术领域，是一种基于浏览器的试飞实时监控系统软件架构设计方法。

背景技术

飞行试验实时监控技术一直是国内、外飞行试验领域研究的关键技术之一，是实现试验机试飞状态实时监控、确保试飞安全、提高试飞效率、缩短试飞周期的重要手段。

当前，我国的试飞实时监控主要采用C/S架构体系。在该体系下，PCM实时数据服务器接收来自遥测天线的实时PCM数据并进行解算，然后通过TCP/UDP方式进行发送，遥测数据监控软件在每个监控计算机终端独立部署运行。随着网络通信技术的飞速发展和监控软件的种类增多及复杂程度的不断提高，数据处理工程师对每一台监控计算机终端的维护逐渐成为一项具有挑战性的工作，例如：监控终端部署耗时耗力、监控软件版本控制复杂、监控网络拓展能力差等。另一方面，计算、存储资源共享的理念与技术变得越来越普及，数据和应用软件的存储及运行在服务器端完成，客户端可以简化到只有显示器和输入设备的网络计算模式占据了越来越重要的地位。在这种新的模式下，浏览器/服务器模式应运而生。

浏览器/服务器架构主要利用不断成熟的Web技术，结合浏览器支持的多种脚本语言和COM组件技术，通过浏览器实现原来需要复杂的专用软件才能实现的强大功能，从而节约应用系统的开发成本和维护成本，是一种全新的软件架构技术。其应用程序在Web服务器上部署和更新，客户端只需安装相关协议软件，便可提供适应的、快速响应的交互式体验，解决了胖客户端部署、更新困难、扩展能力差的难题，具有强大的扩展性和伸缩性，让系统具有良好的二次开发功能。采用基于浏览器架构的试飞实时监控系统具有如下的优点：

1)监控软件的发布、升级和更新简单——只需将新版本的监控软件发布在Web服务器上，用户访问Web服务端，系统自动检测版本号，浏览最新版本监控软件；

2)系统安全性高——所有监控软件只在Web服务器端存储，客户端不存储任何相关软件，减少失泄密风险；

3)很容易支持移动计算环境，服务不随客户端用户所处位置、所用设备不同而改变，客户端应用环境零维护，客户端设备功能简单，系统总维护成本低。

发明内容

本发明的目的：

为了解决当前C/S架构的试飞实时监控体系中存在的软件部署维护复杂及网络扩展困难等问题，本发明提出了一种基于浏览器的试飞实时监控系统软件架构设计方法，所有监控软件均在Web服务器端进行统一管理，监控终端通过浏览器加载相关监控软件，并通过PCM实时数据服务器接收试飞遥测实时数据即可进行试飞实时监控。该方法解决现有基于C/S架构试飞实时监控体系中各监控计算机终端上需要分别部署和维护各型号飞机监控软件的问题，有效减轻数据处理工程师的工作量，同时，有效解决软件版本的一致性问题和增强遥测实时监控网络的扩展性能。

本发明的技术方案：

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案包括至少一台Web服务器、一台PCM实时数据服务器以及若干瘦客户机终端，其特征在于，所有监控软件均部署在Web服务器端，瘦客户端通过浏览器向Web服务器发送HTTP请求浏览当前试飞飞机监控软件页面，Web服务器响应该请求返回请求的监控页面，浏览器加载的监控软件COM组件自动与PCM实时数据服务器建立UDP连接，接收显示当前实时遥测数据。

一种试飞实时监控系统软件架构设计方法，其特征在于步骤如下：

1、建立监控软件管理关系数据库，通过创建不同的数据表对型号、用户、监控软件等资源信息进行存储管理。

数据库中创建的表包括：

a)试飞型号信息表，用来存储系统中所有的试飞实时监控飞机型号信息。

b)飞机信息表，用来存储系统中所有监控飞机的信息，包括监控飞机的编号、对应的监控软件服务器端存储路径等。

c)监控用户信息表，用来存储实时监控用户的基本信息，包括工号、密码和操作权限等信息。

d)监控软件COM组件信息表，用来存储监控软件的基本信息，包括对应试飞型号、飞机编号、监控科目名称、软件的CLASSID及版本号等信息。

e)试验文件管理表，用来存储试验文件相关信息，包括名称、飞机编号、存储路径等。

2、搭建Web服务器，在Web服务器端通过划分不同的功能模块并对步骤1创建的数据表进行查询、添加、修改、删除等操作，为用户提供监控页面浏览、型号管理、用户管理、监控页面上传与管理、常用软件上传下载等服务。

创建的功能模块如下：

a)型号管理模块，系统管理员登录后对型号信息进行管理，包括型号查询、添加和删除。

b)用户管理模块，型号管理员登录后对用户信息进行管理，包括用户查询、添加和删除。

c)监控软件上传模块，上传监控软件COM组件及相关文件，包括C++builder版本或LabVIEW版本的软件信息及相关文件。

d)监控软件管理模块，包括对监控科目信息的增加、修改和删除管理及监控软件进行检索、删除和修改操作。

e)试验文件上传与管理模块，用于试飞实时监控时所需的一些辅助资源的管理。

f)课题监控前端模块：主要为监控人员提供监控页面浏览服务及相关资源的下载，监控人员通过访问系统网站实现相关型号科目的监控。

3、建立域名服务器，通过Windows Server操作系统安装的DNS服务为步骤2搭建好的Web服务器创建域名，为客户端提供域名解析服务。

4、利用C++Bulider或LabVIEW开发平台设计开发试飞实时监控软件并以COM组件的形式上传到Web服务器，同时更新数据库中相关信息。通过COM组件实现监控软件在浏览器端加载并保障遥测数据接收的实时性。

5、客户端实时监控，用户进行试飞监控时，监控客户端通过浏览器加载显示该监控软件COM组件，然后该组件自动建立Socket套接字，与数据服务器建立UDP链接，PCM实时数据服务器通过该链接将实时数据推送到监控客户端。

本发明的优点：

本发明的有益效果是：基于浏览器的试飞实时监控系统软件架构设计方法，避免所有型号试飞飞机监控软件在客户端的重复安装部署，解决了监控软件更新耗时及人为原因导致的版本不一致的问题，同时有效提高了监控网络的扩展能力，试飞监控需要时，只需要将一台普通计算机接入网络便可进行试飞实时监控。

附图说明

图1：基于浏览器的试飞实时监控系统结构

图2：Web服务器功能模块划分

图3：客户端实时监控流程图

具体实施方式

如图1所示，为本发明提供的一种试飞实时监控系统软件架构的结构示意图，包括Web服务器、PCM实时数据服务器以及若干瘦客户机终端，旨在提高系统的开发效率和增强系统的维护性。系统搭建时将数据库系统与DNS域名解析、Web服务器部署安装在同一台服务器主机，PCM实时数据服务器采用现有基于RTR网络数据的前端服务器，客户端只需要安装Web浏览器及LabVIEW运行引擎。

现结合实例、附图对本发明作进一步描述：

步骤1：利用SQL Server 2008建立监控软件组件关系数据库CFTE，创建如下数据表对型号、用户、监控软件等资源信息进行存储管理：

1)型号管理表XH，包含字段：型号。

2)飞机信息表Fligft_manage，包含字段：型号、编号、存储路径。

3)用户信息表User_Info，包含字段：用户名、密码、用户权限。

4)监控软件管理表Monitor_manage，包含字段：型号、编号、监控科目、CLASSID、版本、修改日期、真实名称、URL路径、存储路径、显示、显示版本、课题组。

5)监控软件信息表Monitor_Info，包含字段：编号、监控软件名称、数量、课题组。

6)试验文件管理表Fligft_DOC，包含字段：型号、编号、名称、日期、保存路径、类型、显示。

步骤2：设计实现监控软件浏览Web站点，Web服务器主要实现型号管理、用户管理、监控软件上传、监控软件管理、试验文件上传与管理、课题主管浏览六大功能模块，结构图如图2所示，根据功能划分，依次设计生成以下HTML页面：

1)型号管理页面，系统管理员通过该页面完成新型号的建立、属性查询修改以及删除等型号飞机管理操作。

2)用户管理页面，型号管理员对后台用户进行管理，包括用户查询、添加和删除。

3)监控软件上传页面，型号管理员利用此页面上传监控软件COM组件及相关文件，包括C++builder版本或LabVIEW版本的软件信息及相关文件。

4)监控软件管理页面，包括对监控科目的添加、修改、删除和对监控软件的检索、删除和修改操作。

5)试验文件上传与管理页面，用于试飞实时监控时所需的一些辅助资源的管理。

6)网站前台界面，为地面试飞工程师动态生成其所需监控软件HTML页面和其他监控辅助资源下载页面。

在Windows操作系统平台下，利用网络服务IIS7.0组件作为部署工具，对Web服务器进行部署，在Windows操作系统平台下，ASP与系统兼容性能较好，同时可以更好的配合IIS组件完成站点构建功能，引入.NET框架，以获得更好的平台扩展，并可以更有利于对象组件的请求和响应操作及集成发布。通过ASP.NET技术的内置对象和数据库访问组件ADO.NET等实现对Web数据库的访问与操作，为瘦客户端浏览器提供动态的HTML文档。

步骤3：通过Windows Server 2008操作系统安装的DNS服务为Web站点服务器IP地址创建域名映射，局域网客户端通过该域名进行对Web服务器的访问。

步骤4：数据处理工程师设计生成监控软件COM组件并上传。

COM软件结构的监控软件设计过程如下：

1)根据实际监控需求使用LabVIEW或C++Bulider设计监控软件，软件数据接收接口为UDP组播，分别添加接收参数名和接收数据组播套接字，组播套接字地址端口与该型号飞机PCM实时数据服务器参数名和数据发送组播地址端口相同；

2)将监控软件整体编译生成一个COM组件(对于C++Bulider设计的监控软件生成**.ocx格式控件，对于LabVIEW设计的监控软件生成**.exe+**.tlb格式控件)；

3)利用步骤2设计的监控软件上传模块将生成的监控软件COM组件及其相关文件上传到Web服务器。

步骤5：客户端实时监控。客户端实时监控流程图如图3所示。

瘦客户端试飞实时监控具体步骤如下：

1)PCM实时数据服务器接收解算并通过网络发送试飞实时遥测数据；

2)客户端发送HTTP请求，浏览相关监控软件画面；

监控软件COM组件通过Socket套接字方式自动加入PCM实时数据服务器参数名和数据传输组播，接收实时遥测数据，实现数据实时刷新显示。

Claims

1.一种试飞实时监控系统软件架构的设计方法，其特征在于：建立监控系统关系数据库，对飞机型号、用户、监控软件等信息进行关系化存储与管理；在Web服务器端创建型号管理、用户管理、监控软件上传、监控软件管理、试验文件上传与管理、课题主管不同功能模块，为后台用户提供试飞实时监控分组权限操作服务；设计开发试飞实时监控软件并以COM组件的形式上传到Web服务器，实现客户端基于浏览器的试飞实时监控。

2.如权利要求1所述的的设计方法，其特征在于：具体过程如下：所有监控软件均部署在Web服务器端，客户端通过浏览器向Web服务器发送HTTP请求浏览当前试飞飞机监控软件页面，Web服务器响应该请求返回请求的监控页面，浏览器加载的监控软件COM组件自动与PCM实时数据服务器建立UDP连接，接收显示当前实时遥测数据。

3.如权利要求2所述的设计方法，其特征在于：该方法具体过程如下：

步骤一、建立监控软件管理关系数据库，通过创建不同的数据表对型号、用户、监控软件资源信息进行存储管理；

步骤二、搭建Web服务器，在Web服务器端通过划分不同的功能模块并对步骤一创建的数据表进行查询、添加、修改、删除操作，为用户提供监控页面浏览、型号管理、用户管理、监控页面上传与管理、常用软件上传下载服务；

步骤三、建立域名服务器；

步骤四、设计开发试飞实时监控软件并以COM组件的形式上传到Web服务器，同时更新数据库中相关信息；

步骤五、客户端实时监控。

4.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于：步骤一中数据库中创建的表包括：

a)试飞型号信息表，用来存储系统中所有的试飞实时监控飞机型号信息；

b)飞机信息表，用来存储系统中所有监控飞机的信息，包括监控飞机的编号、对应的监控软件服务器端存储路径；

c)监控用户信息表，用来存储实时监控用户的基本信息，包括工号、密码和操作权限信息；

d)监控软件COM组件信息表，用来存储监控软件的基本信息，包括对应试飞型号、飞机编号、监控科目名称、软件的CLASSID及版本号信息；

e)试验文件管理表，用来存储试验文件相关信息，包括名称、飞机编号、存储路径。

5.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于：步骤二中创建的功能模块如下：

a)型号管理模块，系统管理员登录后对型号信息进行管理，包括型号查询、添加和删除；

b)用户管理模块，型号管理员登录后对用户信息进行管理，包括用户查询、添加和删除；

c)监控软件上传模块，上传监控软件COM组件及相关文件，包括C++builder版本或LabVIEW版本的软件信息及相关文件；

d)监控软件管理模块，包括对监控科目信息的增加、修改和删除管理及监控软件进行检索、删除和修改操作；

e)试验文件上传与管理模块，用于试飞实时监控时所需的一些辅助资源的管理；

f)课题监控前端模块：为监控人员提供监控页面浏览服务及相关资源的下载，监控人员通过访问系统网站实现相关型号科目的监控。

6.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于：步骤三建立域名服务器的过程为通过Windows Server操作系统安装的DNS服务为步骤二搭建好的Web服务器创建域名，为客户端提供域名解析服务。

7.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于：步骤四中利用C++Bulider或LabVIEW开发平台设计开发试飞实时监控软件并以COM组件的形式上传到Web服务器，同时更新数据库中相关信息；通过COM组件实现监控软件在浏览器端加载并保障遥测数据接收的实时性。

8.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于：步骤五客户端实时监控的方法为，用户进行试飞监控时，监控客户端通过浏览器加载显示该监控软件COM组件，然后该组件自动建立Socket套接字，与数据服务器建立UDP链接，PCM实时数据服务器通过该链接将实时数据推送到监控客户端。