CN112269563A - 一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，涉及卫星全应用业务系统设计技术领域。包括业务应用单元、中台单元、基础服务PASS单元以及硬件区单元，所述包括业务应用单元和中台单元各种服务的通信交互，统一按照RPC通信协议，所述业务应用单元根据卫星实际业务功能的需要，进行的实际业务开发部署，且业务应用单元包括站控系统、测控系统和运控系统，所述中台单元抽象化卫星各应用共有业务中台和数据的中台，且中台单元业务中台和数据中台。本发明极大的提高了研发人员不同系统之间重复造轮子，增加研发和维护成本的问题，将共享业务抽象化的独立出来，可以方便的给不同应用提供相同的业务功能。

Description

一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统

技术领域

本发明涉及卫星全应用业务系统设计技术领域，具体为一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统。

背景技术

随着商业化微小卫星的商业航天的发展以及需求逐渐增多，卫星应用系统的种类，功能也越来越多，越来越繁杂，急需要一套稳定的，完整的，高可用的技术架构来支撑业务的发展，现有的凸显问题如下：

1、多应用之间大多数功能都在重复造轮子，重复功能建设和维护带来的重复投资，重复开发，就需要重复投入人力和维护成本；

2、随着卫星应用系统的越来越多，越来越复杂，不同应用之间的业务交互成为无法规避的问题，为提高运营效率，打通各个系统应用，不同的应用系统交互成为必然，不同应用的数据问题，怎么去做全局的整理和数据收集分析，成为一个非常棘手的问题；

3、不同应用系统之间各自为战，随着业务的发展，系统越来越重，不敢随意的进行删减，扩展性也越来越差，不利于业务的沉淀和持续发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，实现了卫星全应用系统共享业务功能的抽象化轨迹，整理，重新建模，此架构就是回归SOA的本质-服务重用，为卫星全应用系统提供中台化的基础架构，按照面向服务的设计理念，架构一套完整的，科学的，规范化的共享服务架构体系，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，中台中心化架构包括业务应用单元、中台单元、基础服务PAAS单元以及硬件区单元，所述包括业务应用单元和中台单元各种服务的通信交互，统一按照RPC通信协议，RPC通信协议的特点是长链接，小数据量的数据交互，RPC协议可以保证数据的时效性和稳定性。所述业务应用单元根据卫星实际业务功能的需要，进行的实际业务开发部署，且业务应用单元包括站控系统、测控系统和运控系统；所述中台单元抽象化卫星各应用包括业务中台和数据中台；所述基础服务PAAS单元用于设计开发各系统应用在实际业务开发过程中需要的各种服务器平台或者开发环境；所述硬件区单元用于开发维护各应用系统需要的硬件串联接口数据。

进一步优化本技术方案，所述业务应用单元根据卫星实际的业务功能需求开发的不同系统应用，主要包括站控系统、测控系统和运控系统，三个系统是给相应的卫星开发人员和测试人员工作中已经在使用的系统，站控系统主要用于负责地面站对卫星的监视和控制，测控系统适用于测试人员对卫星制造的测试工作，运控系统用于工作人员给卫星下发采集任务。

进一步优化本技术方案，所述中台单元是由业务中台和数据中台组成，所述业务中台根据抽象化目前的业务需要，分成业务服务和非业务服务，所述业务服务是由遥测中心，遥控中心，卫星中心，地面站中心，用户中心，设备中心组成，遥测中心具体管理的卫星运行过程中的遥测包，遥测参数和遥测指令，不同系统需要调用关于遥测的包、参数、指令，都可以在业务中台的遥测中心调用，遥测中心对所有的遥测包、参数、指令全部进行抽象化的管理；遥控中心管理的是卫星运行过程中需要下发的各种遥控指令，不同系统需要调用关于遥控的指令以及执行记录，都需要经过业务中台的遥控中心，遥控中心对所有的遥控指令及其相应的记录全部进行抽象化的管理。

进一步优化本技术方案，所述卫星中心主要管理的是关于卫星的基本信息以及相应的卫星关联信息，不同系统需要调用卫星的基本以及关联信息，都要经过业务中台的卫星中心，业务中台对卫星的所有数据进行抽象化的管理；所述地面站中心主要对不同地区建立的地面站的基本信息进行管理，是不同系统调用地面站信息的唯一通道。

进一步优化本技术方案，所述用户中心，所有涉及到关于人的基本信息，无论是开发人员，测试人员，地面站工作人员，要调用操作关于人的数据信息，必须经过业务中台的用户中心；所述设备中心是对关于硬件设备的基本信息进行管理，比如设备名称，类型，编号，生产厂家，是不同系统调用设备信息的唯一通道；所述非业务服务包括配置中心，日志分析中心，基础中心，所述配置中心管理的是所有的应用服务的配置文件；所述日志分析中心，对所有操作日志以及应用服务运行日志的分析查询。

进一步优化本技术方案，所述基础中心是对所有不同应用系统的实体类，工具类数据的管理，所述数据中台目前包括数据服务、数据可视化和数据监控，所述数据服务主要对所有不同应用系统的关系型和非关系型数据库数据增、删、改、查进行查询和操作的管理，实现不同系统数据进行统一抽象化管理；所述数据可视化主要作用是将数据的关联关系已可视化直观的方式提供给研发人员；所述数据监控是对所有数据的流转情况进行监控，如果数据出现报错，瓶颈等问题能及时的发现，提供给研发人员。

进一步优化本技术方案，所述基础服务PAAS中台单元目前主要包括分布式MySQL、分布式Redis、分布式MQ和分布式OSS，在不同系统服务的开发过程中，不能避免的要用道这些服务组件，分布式MySQL对关系型数据进行数据持久化，分布式Redis常用来做缓存或者一些非关系型数据的持久化操作，分布式MQ常用来做异步的消息机制，分布式OSS常用来做文件存储。我们要做的就是提前将这些要用道的服务平台或开发环境作为服务提供，以及系统应用需要的组件服务提前准备好，以方便其直接调用，同时我们对这些组件服务进行统一的管理，性能优化以及功能升级。

进一步优化本技术方案，所述硬件区单元，将不同卫星应用系统包括对卫星制造、发射、运行监视控制所需要镶嵌的硬件设备进行统一的管理，对接硬件的接口、性能、函数方法等，开发一套成熟的，简化的，稳定的对接接口，以及硬件性能的升级、维护、优化等操作，达到拿来即用，简化操作流程。硬件的调用规则、调用通道以硬件区单元整个输出，输出的是说明文档和调用方式，不在给每个应用进行单一的配置。

进一步优化本技术方案，对所有卫星系统共有业务进行抽象化搭建，建立中台中心化业务接口架构，同时按照目前的业务总量，将中台单元分为业务中台和数据中台，业务中台由业务服务和非业务服务组成，基于回归SOA的本质——服务重用，将每一个业务服务和数据服务都原子化、异步化、高负载化、统一管理的原则，根据每一个业务服务的特性，搭建分布式的服务调用体系。业务中台和数据中台是对外提供共享业务服务和数据服务的唯一通道，建立服务共享体系。

进一步优化本技术方案，所述基础服务PAAS单元采用组件化的设计原则，平台即服务，搭建卫星系统应用需要用到的各种服务器平台或开发环境作为服务进行提供，同时按照卫星系统应用区别于互联网应用的业务需求，进行组件化搭建和管理。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，可作为多应用系统，大数据，复杂业务等情况下的架构基础，对业务共享单元提供稳定，高效的业务数据输出，其具备以下有益效果：

1、本发明极大的提高了研发人员不同系统之间重复造轮子，增加研发和维护成本的问题，将共享业务抽象化的独立出来，可以方便的给不同应用提供相同的业务功能。

2、本发明通过抽象化共享业务的设计架构，实现了共享业务的复用和协同，通过，为不同业务场景进行有效的数据建模。

3、本发明通过架构设计，将核心能力共享沉淀，为业务创新以及技术创新体统夯实的业务和数据积累。

4、本发明通过对整个架构的重新设计，提供了强大的服务支撑能力，比如支撑系统稳定高效运行的各种后端系统，以及前文提到的面相内部标准化管理的系统，由中台统一协同和对接。

5、本发明通过梳理整个业务架构，方便不同应用的升级、拓展，以往业务复杂以后，不敢动，不能动，一动就出问题的情况将会迎刃而解。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统的控制系统示意图。

具体实施例

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1所示，一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，基于java作为基础开发语言，借鉴阿里中台战略的部分设计理念，根据对卫星不同应用系统的业务理解，业务应用层，根据卫星实际业务功能的需要，进行的实际业务开发部署；中台区，抽象化卫星各应用共有业务中台和数据中台；基础服务PAAS，设计开发各系统应用实际业务开发过程中需要的各种服务器平台或者开发环境；硬件区，开发维护各应用系统需要的硬件串联接口数据，对各个系统的业务模块进行抽象的剥离并进行重新的设计分配，建立并优化一套高效的业务邻域服务和业务领域服务之间的流程连标准，为各个业务提供快速，低成本的开发和创新能力,该基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统将业务逻辑本身和实现逻辑进行分离，不同系统实现自有的逻辑，将共性的业务逻辑抽离到业务中台，在业务中台按照业务自有属性进行管理和可视化实现，同时对业务中台的所有业务进行生态化布局架构，通过业务中台，就可以将所有的流转数据进行汇集沉淀，每一条数据都是有迹可循，不同的业务应用数据统一经过业务中台进行归集、整理、输出，业务中台对共享化业务进行支撑，极大的降低了不同应用之间共有化业务的重复开发，极大降低重读代码的冗余量，卫星全应用系统中台架构设计为建立生态化卫星应用提供生态化的基础搭建。

本申请基于的卫星全应用系统中台中心化架构设计方法，此架构设计不局限于某个系统，此架构是为了建立关于卫星的所有应用系统的生态环境，部分借鉴阿里的中台战略思想，整合搭建应用系统的服务运行体系和开发体系，此处以开发站控系统为例：

1、搭建基础服务PAAS,目前应用系统需要的基于云的平台服务器包括：分布式MySQL、分布式Redis、分布式MQ、分布式OSS；

2、搭建硬件区，将卫星数据采集、测试、研发需要的硬件设备进行统一化管理，开发统一化的输出调用接口以及说明文档；

3、站控系统需求调研，站控系统有两个核心功能：设备监控和任务规划。设备监控功能需求是监控卫星数据采集设备，例如天线，功放，变频器等设备在卫星过境是，采集的卫星数据进行可视化展示，以及通过给硬件设备发送指令，调整卫星的姿态。

(1)站控系统从基础服务PAAS集成根据业务需要开发以及服务运行需要的MySQL、Redis、MQ、OSS。我们要做的就是提前将这些要用到的服务平台或开发环境作为服务提供，以及系统应用需要的组件服务提前准备好，以方便其直接调用，同时我们对这些组件服务进行统一的管理，性能优化以及功能升级。

(2)站控系统根据业务需要调用中台-业务中台-业务服务：遥测中心(调用其遥测包和遥测参数)、遥控中心(调用遥控指令)、卫星中心(调用卫星数据)、地面站中心(调用卫星过境监视地面站的数据)、用户中心(当前登录用户的数据)、设备中心(当前监视卫星的硬件设备的数据信息)。

(3)站控系统调用硬件区硬件的设备的调用接口，通信协议为TCP,完成与硬件的数据交互。

(4)中台内部处理，站控系统调用中台-业务中台，业务服务处理业务逻辑，然后统一去数据中台调用数据库数据进行数据流转，然后在将数据返给站控系统，站控系统拿到数据进行业务流转。

(5)中台-业务中台需要调用硬件的数据，也会与硬件区有一部分交互，硬件区主要与业务应用交互。

任务规划也是按照自己的实际业务开发需要，按照同样的流程，完成自己的业务数据功能调用。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，中台中心化架构包括业务应用单元、中台单元、基础服务PAAS单元以及硬件区单元，所述包括业务应用单元和中台单元各种服务的通信交互，统一按照RPC通信协议，所述业务应用单元根据卫星实际业务功能的需要，进行的实际业务开发部署，且业务应用单元包括站控系统、测控系统和运控系统；所述中台单元抽象化卫星各应用包括业务中台和数据中台；所述基础服务PAAS单元用于设计开发各系统应用在实际业务开发过程中需要的各种服务器平台或者开发环境；所述硬件区单元用于开发维护各应用系统需要的硬件串联接口数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，所述业务应用单元根据卫星实际的业务功能需求开发的不同系统应用，主要包括站控系统、测控系统和运控系统，三个系统是给相应的卫星开发人员和测试人员工作中已经在使用的系统，站控系统主要用于负责地面站对卫星的监视和控制，测控系统适用于测试人员对卫星制造的测试工作，运控系统用于工作人员给卫星下发采集任务。

3.根据权利要求1所述的一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，所述中台单元是由业务中台和数据中台组成，所述业务中台根据抽象化目前的业务需要，分成业务服务和非业务服务，所述业务服务是由遥测中心，遥控中心，卫星中心，地面站中心，用户中心，设备中心组成，遥测中心具体管理的卫星运行过程中的遥测包，遥测参数和遥测指令，不同系统需要调用关于遥测的包、参数、指令，都可以在业务中台的遥测中心调用，遥测中心对所有的遥测包、参数、指令全部进行抽象化的管理；遥控中心管理的是卫星运行过程中需要下发的各种遥控指令，不同系统需要调用关于遥控的指令以及执行记录，都需要经过业务中台的遥控中心，遥控中心对所有的遥控指令及其相应的记录全部进行抽象化的管理。

4.根据权利要求3所述的一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，所述卫星中心主要管理的是关于卫星的基本信息以及相应的卫星关联信息，不同系统需要调用卫星的基本以及关联信息，都要经过业务中台的卫星中心，业务中台对卫星的所有数据进行抽象化的管理；所述地面站中心主要对不同地区建立的地面站的基本信息进行管理，是不同系统调用地面站信息的唯一通道。

5.根据权利要求3所述的一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，所述用户中心，所有涉及到关于人的基本信息，无论是开发人员，测试人员，地面站工作人员，要调用操作关于人的数据信息，必须经过业务中台的用户中心；所述设备中心是对关于硬件设备的基本信息进行管理，是不同系统调用设备信息的唯一通道；所述非业务服务包括配置中心，日志分析中心，基础中心，所述配置中心管理的是所有的应用服务的配置文件；所述日志分析中心，对所有操作日志以及应用服务运行日志的分析查询；所述基础中心是对所有不同应用系统的实体类，工具类数据的管理。

6.根据权利要求3所述的一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，所述数据中台目前包括数据服务、数据可视化和数据监控，所述数据服务主要对所有不同应用系统的关系型和非关系型数据库数据增、删、改、查进行查询和操作的管理，实现不同系统数据进行统一抽象化管理；所述数据可视化主要作用是将数据的关联关系已可视化直观的方式提供给研发人员；所述数据监控是对所有数据的流转情况进行监控，如果数据出现报错，瓶颈等问题能及时的发现，提供给研发人员。

7.根据权利要求1所述的一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，所述基础服务PAAS单元目前主要包括分布式MySQL、分布式Redis、分布式MQ和分布式OSS，所述分布式MySQL对关系型数据进行数据持久化；所述分布式Redis用来做缓存或者一些非关系型数据的持久化操作；所述分布式MQ用来做异步的消息机制；所述分布式OSS用来做文件存储。

8.根据权利要求1所述的一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，所述硬件区单元，包括对卫星制造、发射、运行监视控制所需要的硬件设备进行统一的管理，对接硬件的接口、性能、函数方法，硬件的调用规则、调用通道以硬件区单元整个输出，输出的是说明文档和调用方式，不在给每个应用进行单一的配置。

9.根据权利要求1所述的一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，对所有卫星系统共有业务进行抽象化搭建，建立中台中心化业务接口架构，将中台单元分为业务中台和数据中台，业务中台由业务服务和非业务服务组成，业务中台和数据中台是对外提供共享业务服务和数据服务的唯一通道，建立服务共享体系。

10.根据权利要求1所述的一种基于卫星全应用系统中台中心化架构设计系统，其特征在于，所述基础服务PAAS单元采用组件化的设计原则，平台即服务，搭建卫星系统应用需要用到的各种服务器平台或开发环境作为服务进行提供，同时按照卫星系统应用区别于互联网应用的业务需求，进行组件化搭建和管理。

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