CN111562951B - 一种雷达应用组件服务化实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种雷达应用组件服务化实现方法，包括步骤：步骤1：定义雷达应用抽象接口与实现类；实现类继承于雷达应用抽象接口，雷达应用抽象接口继承于雷达服务系统提供的雷达组件模型；步骤2：将雷达应用组件的标签信息与雷达应用抽象接口和实现类一起封装为动态链接库；步骤3：激活雷达组件，通过雷达系统客户端实现对雷达组件服务的调用。本发明在雷达功能源代码不修改的情况下，完成从普通雷达软件向雷达服务系统能够识别的组件的过渡，以保证移植工作效率和延续性，便于雷达系统管理。

Description

一种雷达应用组件服务化实现方法

技术领域

本发明应用于软件化雷达技术，具体涉及一种组件服务化实现技术。

背景技术

数字化雷达、软件化雷达和智能雷达是现代雷达系统技术发展的三个重要阶段，目前正处于软件化雷达研发的重要时期。软件化雷达要求雷达系统向标准化、模块化、开放式方向上发展，雷达应用功能由多个雷达应用组件组合拼装而成。目前，雷达设备的雷达应用软件普遍通过结合软硬件特性定制化实现，功能单一，设备的维护和升级困难，且周期长。服务化组件技术可以实现快速将普通雷达应用服务化，高效在软件化雷达系统中实现应用，节省了重新开发的时间。

传统雷达系统功能单一，性能与资源在出厂时即确定，复杂环境下容易受到干扰，环境适应力差，无法及时满足变化的需求。

雷达组件服务化目的是促进雷达系统向软件化雷达方向发展，将传统雷达应用转换为可高效管理，可灵活升级和维护的服务化雷达组件。

现有服务化实现方案如下：

1)公开号为CN 103777991的发明专利提出了一种模型组件服务化实现方法及系统，将生成模型服务支持的模型组件代码的服务化封装，采用GT3core工具实现模型组件的服务部署，在客户端实现对模型组件服务的调用。借助转换工具，从而实现对现有HLA规范不做修改的情况下，实现仿真模型的服务化。

CN 103777991提出的模型组件服务化实现方法使用GT3core生成WSDL接口描述文件，完成模型服务的部署，实现不重新改写java代码的情况下实现模型服务化。虽然这种方式很好利用接口描述工具实现避免了对代码重新的改写，但在实际转换过程中，容易混乱，且C++与Java源语言支持特性不同，在实时性较高的领域还不实用。

2)CN105376225提出一种软件服务化的方法及配置，提出服务引用者，服务注册中心和服务提供者实现服务化的模式，通过二进制协议解析实现提供者和调用者之间数据通信，从而获得服务内容，使用第三方服务注册中心的方式解决了服务提供者对象和服务引用者对象耦合问题。

CN105376225提出的软件服务化实现方法基于java平台实现软件服务化过程，但大量的软件是基于其他平台/其他语言开发，对平台依赖性较大，而且该方法对软件从原始组件到服务组件的改造过程没有涉及，该过程将节省大量程序重新开发的时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种应用于软件化雷达中，能使普通雷达应用经过修改转换为服务化雷达应用组件的方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种雷达应用组件服务化实现方法，包括步骤：

步骤1：定义雷达应用抽象接口与实现类，雷达应用抽象接口用于完成与雷达组件的生命周期管理的状态交互和雷达组件被注册为服务后的组件状态交互，实现类用于存储雷达功能源代码，标签信息记录雷达组件的属性信息，如名称、版本号、依赖关系等；实现类继承于雷达应用抽象接口，雷达应用抽象接口继承于雷达服务系统提供的雷达组件模型；

步骤2：将雷达应用组件的标签信息与雷达应用抽象接口和实现类一起封装为动态链接库；

步骤3：激活雷达组件，通过雷达系统客户端实现对雷达组件服务的调用。

本发明将普通雷达软件的雷达功能源代码置于实现类，实现类继承于雷达应用抽象接口，然后为雷达组件添加标签信息，将标签信息和实现类封装为动态链接库，完成从普通雷达软件向雷达服务系统能够识别的组件的过渡。

本发明的有益效果是，在雷达功能源代码不修改的情况下，对现有的雷达组件进行服务化，以保证移植工作效率和延续性，便于雷达系统管理。

附图说明

图1为实施例中雷达应用抽象接口示意图；

图2为雷达服务系统示意图；

图3雷达服务系统示意图；

图4为服务关系图；

图5为雷达组件服务化实现示意图；

图6为雷达组件服务化激活流程示意图；

图7为雷达组件动态加载计时测试。

具体实施方式

一种雷达应用组件服务化实现方法如图5所示，：

步骤1：采用接口与实现分离原则，定义雷达应用抽象接口，抽象接口继承于雷达组件模型，并定义实现类继承于抽象接口，将雷达功能源代码置于实现类中，并编辑组件的标签信息；

步骤2：将雷达应用组件标签信息、抽象接口和实现类一起封装为动态链接库；

步骤3：雷达服务系统激活雷达组件，在雷达系统客户端实现对雷达组件服务的调用。

步骤1中所描述的雷达组件模型是雷达系统为简化雷达应用组件开发和方便雷达系统识别组件是否有效而设定的，雷达组件模型是由雷达服务系统提供，是雷达服务系统能够识别的接口规范，雷达应用抽象接口继承于雷达组件模型。在雷达组件开发过程中，实现类继承于雷达应用抽象接口，将源代码置于实现部分，其次为组件添加标签信息，将标签信息和实现类封装为动态链接库，便完成从普通雷达软件向雷达服务系统能够识别的组件的过渡。

如表1所示，组件的标签信息用于准确描述一个组件行为，如表1所示，属性信息通常包含9个主要的特征。这些信息主要分为两类：组件的标识信息(用于标识组件的特征，如组件标识符、版权信息、版本号等)和辅助信息(有助于更好地使用组件)。

表1组件属性信息

属性	说明
		Component-SymbolicName	组件的符号名
Component-Copyright	组件的版权信息
		Component-Description	组件的简要描述
Component-Name	组件的名称
		Component-Vendor	组件的供应商
Required-Component	组件所依赖的其他组件的名称
		Component-Version	组件的版本号
Component-ActivationPolicy	组件的激活策略
		Component-UpdateLocation	在组件更新操作期间，获取新组件版本的位置

组件的标签信息除标识自身身份信息以外，还可以定义依赖关系，通过编辑Required-Component可以标识组件安装所需预安装的组件名称，若依赖的组件未安装，则当前的组件安装过程会报错。组件的属性信息可以通过组件的核心接口RadarComponent进行访问，RadarComponent下包含getLocation()，getVersion()，getComponentName()等函数，可用于获取组件标签信息中的位置、版本号和名称。

雷达应用抽象接口描述如图1所示，雷达应用抽象接口分别有：雷达组件上下文RadarComponentContext、雷达组件触动器RadarComponentActivator、雷达组件RadarComponent、雷达服务事件RadarServiceEvent、雷达服务跟踪器RadarServiceTracker和雷达服务引用RadarServiceReference，雷达组件上下文接口RadarComponentContext是每个雷达应用组件独有的执行上下文环境，此接口主要作用是完成与雷达服务系统的交互，其交互内容包含两类：组件生命周期管理相关的组件状态和组件被注册为服务后的相关状态；

RadarComponentContext用于雷达组件与雷达系统的交互和资源分配；RadarComponentActivator用于启动或停止雷达组件；RadarComponent用于访问组件基本信息和组件申明的控制接口；RadarServiceTracker用于监视服务动态变化情况；RadarServiceEvent用于描述服务生命周期状态改变的情况；RadarServiceReference用于间接访问服务对象。

具体的，RadarComponentContext接口在雷达组件中是唯一的，并且只在雷达组件是正在运行状态的时候上下文接口才有意义。若雷达组件没有处于运行状态，雷达应用抽象接口RadarComponentContext仍被调用，系统会抛出异常。通过RadarComponentContext接口，雷达组件可以订阅雷达服务系统发布的事件，也可以向雷达服务系统的服务注册表注册服务对象。除此之外，雷达雷达服务系统调用RadarComponentContext接口可以对雷达应用组件进行统一资源调配。

RadarComponentActivator定义雷达组件在雷达服务系统中启动过程和停止过程，每个组件启动过程时都需要调用该接口。当雷达组件启动的时候，雷达系统调用RadarComponentActivator的start()方法实现；停止组件时调用stop()方法实现。

RadarComponent接口对象中包含该组件的基本信息和组件声明的控制接口。

RadarServiceTracke接口的作用是监视服务何时被添加、何时被移除。

RadarServiceEvent接口描述组件中服务生命周期更改的事件。当雷达系统中的服务生命周期状态发生变化时，例如服务被调用或注销时，RadarserviceEvent事件被传递到通过RadarComponentcontext连接的信号中。

RadarServiceReference接口描述服务引用。服务引用可以在组件之间共享，用于获取服务对象。在系统中注册的每个服务都在服务注册表RadarserviceRegistry保存一个引用地址，并且可能有多个不同的服务使用者通过使用服务引用间接调用服务对象。

步骤2将功能完整的雷达功能源代码放置在继承于雷达组件模型的雷达应用抽象接口下，并编写雷达组件模型的标签信息，即可完成雷达组件的编辑。然后雷达系统根据文件格式的不同，将实现类、抽象接口和标签信息一起封装为动态链接库，Windows系统下，选择dll动态链接形式，Linux或嵌入式系统下选择.so共享链接库形式。

步骤3中雷达组件在雷达系统注册后，雷达服务系统客户端通过查询，将查询信息在服务注册表中搜索，将搜索到的服务引用反馈给客户端，客户端通过服务引用即可调用该服务对象。雷达服务系统检测在指定文件夹下的动态链接库文件，识别雷达组件标签信息，并检测雷达服务系统中是否有对应的依赖组件，雷达组件管理中心根据依赖组件的搜索结果和组件标签信息是否重复抉择是否能被雷达服务系统激活，激活后的雷达组件可以在雷达系统中安装，安装后，雷达组件对应的服务通过服务注册中心，即注册到服务注册表中，雷达组件的安装、卸载和升级受生命周期层控制，雷达组件的动态变化数据和雷达组件信息存储在雷达服务系统的数据库中。

一种雷达应用组件服务化系统所采用的技术方案是：

如附图2所示，一种综合雷达系统由上至下包括雷达应用软件层、雷达服务系统、软件化雷达中间件、基础层、雷达信息处理硬件平台、开发环境、雷达前端和总线接口。雷达前端、总线接口、雷达信息处理硬件平台、开发环境是每一个雷达平台具有的标准配置，基础层包含雷达系统的操作系统和硬件驱动；中间件层负责屏蔽底层硬件网路，使上层应用无须关心下层如何实现；雷达服务系统是处理雷达应用程序的核心，负责根据上层应用客户端的需求调用雷达系统软硬件协调工作，可管理雷达服务组件的生命周期，控制雷达服务组件在线安装、卸载、升级等功能，负责雷达组件服务之间相互调用。

雷达服务系统使用层次化结构，如图3所示，雷达服务系统包含雷达组件管理、生命周期层、服务注册中心和数据库管理。雷达服务系统负责雷达服务组件的生命周期、雷达服务组件数据管理、雷达服务组件管理和服务之间通信调用。

各层次的功能分别为：

雷达组件管理中心：该部分提供面向雷达应用软件服务组件的详细定义，确定什么样的物理结构构成一个服务组件，检测雷达组件是否符合雷达服务系统规范，安装服务组件之前解析依赖关系是否满足，以及为上层雷达应用调用客户端提供反馈。

生命周期层：生命周期层提供对服务组件状态变更的操作。这些操作包括解析、安装、卸载、升级等，用于处理已安装的雷达应用软件服务组件的生命周期管理。

服务注册中心：服务注册中心为组件之间提供面向服务的协作方式。服务提供者通过注册服务将组件注册为一个服务对象，并保存至服务注册表中，要使用某个组件的服务可通过关键字从服务注册表查找服务引用，最后使用获得的服务引用进行服务调用。

数据库管理：数据库存储所有雷达应用软件组件信息，包括组件的数据描述信息，组件的资源文件，雷达组件动态变化数据等。可实现雷达服务系统启动时，加载上次雷达服务系统停止操作时的所有已存档雷达应用软件组件，实现系统的快速启动。

如图4所示，服务组件之间通过第三方服务注册中心进行服务之间的调用。服务组件要提供服务供其他服务组件使用，首先要把服务注册到一个由雷达服务系统提供的，被所有组件共享的服务注册表RadarServiceRegister，服务注册表由服务注册中心提供。其他软件组件使用服务时只需要从注册表中查找所需的服务而不与提供服务的组件直接交互。服务注册表是由雷达服务系统提供，保存了所有在系统中注册过的服务对象和相关信息，如服务属性、服务接口等；服务提供者在服务注册中心注册自己的服务对象和相关信息，保存在服务注册表中；服务使用者在服务注册中心寻找自己需要的服务，找到之后和服务提供者之间建立联系，达到自己需求的目的。

本发明还提供一种雷达应用组件服务系统，雷达服务系统包括：

雷达组件管理中心：该部分提供面向雷达应用软件服务组件的详细定义，确定什么样的物理结构构成一个服务组件，检测雷达组件是否符合雷达服务系统规范，安装服务组件之前解析依赖关系是否满足，以及为上层雷达应用调用客户端提供反馈。

生命周期层：生命周期层提供对服务组件状态变更的操作。这些操作包括解析、安装、卸载、升级等，用于处理已安装的雷达应用软件服务组件的生命周期管理。

服务注册中心：服务注册中心为组件之间提供面向服务的协作方式。服务提供者通过注册服务将组件注册为一个服务对象，并保存至服务注册表中，要使用某个组件的服务通过关键字从服务注册表查找服务引用，最后使用获得的服务引用进行服务调用。

数据库管理：数据库存储所有雷达应用软件组件信息，包括组件的数据描述信息，组件的资源文件，雷达组件动态变化数据等。可实现在雷达服务系统启动时，加载上次雷达服务系统停止操作时的所有已存档雷达应用软件组件，实现系统的快速启动。

根据上述一种雷达应用组件服务化实现方法和一种雷达应用组件服务系统，以下对雷达组件在雷达服务系统激活实施过程如图6所示。

首先，将新构造的雷达组件动态链接库放置在雷达服务系统指定的文件夹下，雷达服务系统的雷达组件管理器检测动态链接库是否有新文件导入，如没有则反馈异常处理，若存在新组件导入，则进行下一步检测环节。

其次，雷达组件管理器解析雷达组件的依赖元素和标签信息，若雷达服务系统满足依赖关系，且不存在重复组件，则解析成功，激活该雷达组件，若解析失败，抛出解析异常。

然后，雷达服务系统雷达组件管理中心安装雷达组件，同时将反馈消息发送至生命周期层，生命周期更新该组件的状态，如果安装过程出现异常，终止安装，并返回状态异常消息。

安装完成后，雷达服务系统的服务注册中心注册新雷达组件服务，将雷达组件服务信息保存至服务注册表，以便其他服务使用者使用。

最后数据库保存雷达组件信息和雷达状态，并以日志的形式保存雷达组件动态数据变化的整个过程。

根据本发明的实施例，对雷达组件的安装过程进行计时测试，试验平台参数如表2所示：

表2实验系统参数

CPU型号	Intel core i5-7500
		操作系统1	Ubuntu-16.04 kernel 4.15.0-15
操作系统2	windows10专业版X64

通过对雷达服务系统安装雷达组件测试，服务化后的雷达组件可以稳定运行，完成一个雷达组件运行时动态安装约0.3s左右。1个组件到100个组件动态加载计时测试结果如图7所示。随着安装组件数目增加，多组件安装耗时也随之增加，单组件安装耗时约0.3s。由于两种操作系统采用不同的外部库调用机制，Linux采用共享库的形式调用组件，而Windows系统采用动态链接库的形式调用组件，两种系统下组件安装存在一定的实时性差别。

Claims (6)

1.一种雷达应用组件服务化实现方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1：定义雷达应用抽象接口与实现类，雷达应用抽象接口用于完成与雷达组件的生命周期管理的状态交互和雷达组件被注册为服务后的组件状态交互， 实现类用于存储雷达功能源代码，标签信息编辑雷达组件的属性信息；实现类继承于雷达应用抽象接口，雷达应用抽象接口继承于雷达服务系统提供的雷达组件模型，雷达组件模型是雷达服务系统能够识别的接口规范；

步骤2：将雷达应用组件的标签信息与雷达应用抽象接口和实现类一起封装为动态链接库；

步骤3：激活雷达组件，通过雷达系统客户端实现对雷达组件服务的调用；

雷达应用抽象接口包括：雷达组件上下文RadarComponentContext接口、雷达组件触动器RadarComponentActivator接口、雷达组件RadarComponent接口、雷达服务事件RadarServiceEvent接口、雷达服务跟踪器RadarServiceTracker接口和雷达服务参考RadarServiceReference接口；

雷达组件上下文RadarComponentContext接口用于，供各雷达组件订阅雷达服务系统发布的事件，向雷达服务系统服务注册表注册服务对象，对雷达应用组件进行统一资源调配；

雷达组件触动器RadarComponentActivator接口用于，供各雷达组件在雷达服务系统中启动过程和停止过程调用；

雷达组件RadarComponent接口用于，存储各雷达组件的基本信息和组件声明；

雷达服务事件RadarServiceEvent接口用于，描述雷达组件的服务生命周期更改的事件；

雷达服务跟踪器RadarServiceTracker接口用于，监视雷达组件服务的添加与移除；

雷达服务参考RadarServiceReference接口用于，描述雷达组件服务的引用，可通过此接口间接调用雷达服务对象。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，标签信息包括雷达组件的身份信息和依赖关系。

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，雷达组件的身份信息包括雷达组件的符号名、版权信息、简要描述、名称、供应商；

依赖关系包括雷达组件所依赖的雷达组件名称、版本号、激活策略以及在组件更新操作期间获取新组件版本的位置。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，动态链接库在Windows环境下封装为dll文件，在Linux环境下封装为.so共享库文件。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤3中通过雷达系统客户端实现对雷达组件服务的调用的具体方法是：雷达组件在雷达系统注册后，雷达系统客户端通过查询，将查询信息在服务注册表中搜索，将搜索到的雷达组件服务引用反馈给雷达系统客户端，雷达系统客户端通过服务引用调用该雷达组件服务。

6.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤3中雷达组件的激活方法为：检测雷达组件所在的动态链接库文件，识别雷达组件的标签信息，并根据依赖组件的搜索结果和组件标签信息判断该雷达组件是否能被激活。

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