CN112304172A - 一种测发控系统 - Google Patents

Abstract

一种测发控系统，包括：车载测发控计算机，用于生成指令实现对火箭关键时序控制、程控电源控制、监测信息和远程发射控制；所述车载测发控计算机的界面为基于LabWindows开发得到；通用接口适配器，用于将所述车载测发控计算机生成的指令转化为火箭系统所需的开关量时序控制信号、程控电源所需的CAN总线数据以及远控系统所需的RS‑422总线数据；车载底座模块，用于实现车载测发控计算机与车载惯组通信的信号转发，以及采集车载底座按钮开关状态发送给车载测发控计算机并根据车载测发控计算机的指令控制车载底座上的指示灯点亮。采用本申请中的方案，提高了自动化测试水平，降低时间和人员消耗，实现火箭的快速测试与发射。

Description

一种测发控系统

技术领域

本申请涉及火箭测试发射技术，具体地，涉及一种测发控系统。

背景技术

地面测发控软件是测发控系统的重要组成部分，与硬件一并完成测发控的功能，实现对火箭各系统的单项功能测试，完成在系统试验场所、技术阵地或发射阵地环境下的全箭综合测试，以及实箭发射模式下的发射控制。

传统地面测发控系统软件的不足为：

1、自动化测试水平低。主要体现在现场技术保障人员较多，需要众多专业人士在前后方为火箭的发射“保驾护航”，尤其是测试流程中存在人工参与环节，每步操作多需要人工数据判读、分析，降低了测试效率，同时增加了人力成本；

2、测试方案效率低。现有的测试方案多分为分系统测试和综合测试，其中分系统测试多为火箭分解后的独立系统测试，需配备多个专用测试设备对各系统进行测试、判读。

随着对火箭质量要求的提高，使得对测试的覆盖性和数据分析工作的要求也越来越高，需要分析的数据量也大大增加，投入的时间和人力资源呈上升趋势，而快速、可靠、经济已成为衡量火箭竞争力的一个重要标志，二者产生了矛盾。

现有技术中存在的问题：

传统地面测发控系统进行测试的时间和人力成本较高。

发明内容

本申请实施例中提供了一种测发控系统，以解决上述技术问题。

本申请实施例所提供的测发控系统，包括：

车载测发控计算机，用于生成指令实现对火箭关键时序控制、程控电源控制、监测信息和远程发射控制；所述车载测发控计算机的界面为基于LabWindows CVI开发得到；

通用接口适配器，用于将所述车载测发控计算机生成的指令转化为火箭系统所需的开关量时序控制信号、程控电源所需的CAN总线数据以及远控系统所需的RS-422总线数据；

车载底座模块，用于实现车载测发控计算机与车载惯组通信的信号转发，以及采集车载底座按钮开关状态发送给车载测发控计算机并根据车载测发控计算机的指令控制车载底座上的指示灯点亮。

采用本申请实施例中提供的测发控系统，实现对火箭测试的快速测试和发射任务，提高了测发控软件自动化测试水平，降低时间和人员消耗，实现火箭的快速测试与发射。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施例一中测发控系统的结构示意图；

图2示出了本申请实施例一中测发控系统的车载底座硬件平台示意图；

图3示出了本申请实施例二中车载测发控计算机软件原理示意图；

图4示出了本申请实施例二中车载测发控计算机软件工作流程示意图；

图5示出了本申请实施例二中通用接口适配器软件工作流程示意图；

图6示出了本申请实施例二中通用接口适配器软件通信模块工作流程示意图；

图7示出了本申请实施例二中通用接口适配器软件程控电源控制模块工作流程示意图；

图8示出了本申请实施例二中通用接口适配器软件远控信息交互模块工作流程示意图。

具体实施方式

针对现有技术存在的技术问题，本申请实施例中提供了一种基于LabWindows的可视化、一键式地面测发控软件，提高了测发控软件自动化测试水平，降低时间和人员消耗，实现火箭的快速测试与发射。

CAN，控制器局域网络，Controller Area Network；

LaWindows/CVI，基于文本式编程语言的软件，将C语言与测控技术领域专业工具有机结合，可以实现数据采集、分析和显示，是一种基于C语言的虚拟仪器开发平台。

本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1示出了本申请实施例一中测发控系统的结构示意图。

如图所示，所述测发控系统，包括：

车载测发控计算机，用于生成指令实现对火箭关键时序控制、程控电源控制、监测信息和远程发射控制；所述车载测发控计算机的界面为基于LabWindows CVI开发得到；

通用接口适配器，用于将所述车载测发控计算机生成的指令转化为火箭系统所需的开关量时序控制信号、程控电源所需的CAN总线数据以及远控系统所需的RS-422总线数据；

车载底座模块，用于实现车载测发控计算机与车载惯组通信的信号转发，以及采集车载底座按钮开关状态发送给车载测发控计算机并根据车载测发控计算机的指令控制车载底座上的指示灯点亮。

采用本申请实施例中提供的测发控系统，实现对火箭测试的快速测试和发射任务，提高了测发控软件自动化测试水平，降低时间和人员消耗，实现火箭的快速测试与发射。

如图2所示，在一种实施方式中，所述车载底座上包括以下一种或多种：

测发控上电按钮及其对应的LED；

转保险按钮及其对应的LED；

点火时统按钮及其对应的LED；

紧急断电按钮及其对应的LED；

测试/发射按钮及其对应的LED。

在一种实施方式中，所述车载测发控计算机，包括：

人机交互模块，用于提供根据LabWindows CVI开发的操作界面；

测试数据存储模块，用于对接收到的测试数据按照二进制文本格式存储；

系统日志模块，用于按照二进制文本格式记录测试项目、测试时间和测试结果；

功能测试模块，用于按照预设测试流程完成火箭测试和发射流程控制。

在一种实施方式中，所述车载测发控计算机，进一步包括：

状态监测模块，用于监测测试结果或预设关键时序的状态信息；

第一处理模块，用于根据当前运行状态和方式判断所述测试结果的有效性，在预设的关键测试项出现异常时终止测试流程，在测试结果正确时自动执行下一项测试。

在一种实施方式中，所述车载测发控计算机，进一步包括：

第二处理模块，用于对其他测试异常提示用户错误，并根据用户选择确定测试流程是否继续。

在一种实施方式中，所述车载测发控计算机，进一步包括：

初始化模块，用于申请程序资源、初始化文件、创建通信接收线程和数据存储线程。

在一种实施方式中，所述操作界面，包括：登录界面和测试界面；所述测试界面包括：测试时间区域、测试项目选择区域、测试结果显示区域、电源信息和箭上电压电流状态显示区域、指令发送接收显示区域、状态监控区域。

在一种实施方式中，所述状态监控区域包括：地面设备状态、安全机构状态、电源运行状态监控区。

在一种实施方式中，所述通用接口适配器，包括：

通信模块，包括RS-422、CAN、以太网通讯接口，用于建立相应的接收任务，在各自的接收任务里接收数据并进行处理；

程控电源控制模块，用于接收车载测发控计算机的电源配电控制指令，并根据所述电源配电控制指令将以太网通讯接口接收到的数据转换为CAN指令发送给程控电源，将程控电源返回的结果发送给车载测发控计算机；

远控信息交互模块，用于将远控系统发送的指令转发给车载测发控计算机，并将车载测发控计算机发送的回令发送给远控系统；将车载测发控计算机采集的数据发送给远控系统，并将远控系统发送的回令发送给车载测发控计算机；

时序控制模块，用于接收车载测发控计算机的关键时序指令，根据所述关键时序指令回采箭上时序状态。

在一种实施方式中，所述车载底座模块，包括：

发送单元，用于通过RS-422接收车载惯组的周期数据并通过以太网转发至车载测发控计算机；

接收单元，用于通过以太网接收车载测发控计算机发送的指令并将其转化为RS-422信号发送给车载惯组；

采集单元，用于将采集到的按钮开关状态周期性的发送给车载测发控计算机；

控制单元，用于接收车载测发控计算机发送的指令并根据该指令控制车载底座上的指示灯点亮。

实施例二

为了便于本申请的实施，本申请实施例以一具体实例进行说明。

本申请实施例提供了一种基于可视化、一键式地面测发控软件，测发控软件是在硬件平台基础上设计的，此软件包括三部分，分别为车载测发控计算机软件、通用接口适配器软件，车载底座软件。

如图3所示，测发控软件基本工作原理如下：

测发控软件启动执行后，首先完成系统初始化，然后显示软件接口界面，由用户选择执行后续流程。在系统启动后，车载测发控计算机软件、通用接口适配器软件和车载底座软件分别完成初始化和自检功能，并将自检结果汇总在车载测发控计算机软件界面上显示，以提示用户继续进行后续操作；用户选择不同的人机接口页面，执行相应的测试功能；对测试结果进行判断，设计终止操作功能和重新测试功能，给出提示，由用户决定流程是否继续，对关键的测试项异常，应立即终止流程，并确定安全终止流程的步骤。

所述的车载测发控计算机软件运行于车载测发控计算机上，作为测发控软件的主软件，具备人机交互界面，完成与火箭通讯、与程控电源通讯、与远控系统通讯、与车载底座通讯等四大设备的交互与数据处理功能。作为测试数据显示和流程控制的软件，车载测发控计算机软件通过以太网与火箭系统直接交互，箭地指令经过通用接口适配器交换机转发，从而箭地完成通讯；车载测发控计算机软件与程控电源、远控、底座DSP(DigitalSignal Processing)信息交互，是通过人机交互界面将指令和数据发送到通用接口适配器软件，通用接口适配器软件按照相应接口协议与各设备信息交互。软件运行于Windows 7操作系统中，使用LabWindows CVI 2013开发，程序以安装包的方式提供，需完成软件安装配置，自动生成可执行程序，测试结果和发控流程在界面上直观的显示，并给出测试过程中的数据判读结果，针对合格结果可按测试流程自动执行，实现一键式测试。

如图4所示，车载测发控计算机软件设计原理如下：

软件按照模块化的设计思路，包括初始化模块、人机交互模块、状态监测模块、测试数据存储模块、系统日志模块及功能测试模块。初始化模块为车载测发控软件启动后，由主函数入口进入完成系统初始化，初始化正常后可进入软件登陆界面，否则提示错误，完成程序资源申请、文件初始化、通信接收线程创建、数据存储线程创建等。人机交互模块为操作界面，运行于Windows7平台，使用LabWindows CVI 2013开发，根据功能要求，软件界面分登陆界面和测试界面。测试界面上方包含软件名称、版本号、测试时间，中间区域左侧为测试项目选择，中间为测试结果显示，右侧为电源信息和箭上电压电流状态，下方区域左侧为指令发送接收显示区，下方区域右侧为地面设备状态、安全机构状态、电源运行状态监控区。状态监测模块用于监测测试结果或关键时序状态信息，软件结合当前运行状态和方式判别测试结果的有效性，设计终止操作功能和重新测试功能，若出现异常，可选择忽略、重测、停止，由用户决定流程是否继续，对关键的测试项出项异常，应立即终止流程，并确定安全终止流程的步骤，同时对于非法操作，能够及时提醒。测试数据存储模块为系统初始化后对测发控计算机收到的测试数据按照二进制文本格式进行存储，用于事后分析。系统日志模块与测试数据存储模块实现方式相似，按照二进制文本格式进行后台存储，记录测试项目、时间、测试结果是否合格等。功能测试模块为车载测发控计算机软件的核心，完成对火箭测试、发射流程控制，分为单项测试、综合测试、实箭发射流程，各类测试流程含多个测试项目，每个测试项目均按照模块化的设计思路，且实现方式相同，均为车载测发控计算机软件按照测试流程、数据传输协议，向箭上或配套设备发送指令，接收回令及结果，判断结果是否正确，若正确自动执行下一项测试，错误调用状态监测模块的故障提示功能，用于操作人员的决策。

所述的通用接口适配器软件运行于通用接口适配器上，为非可视化软件，作为车载测发控计算机与其他设备间数据采集和转发的中间者，将车载测发控计算机发送的指令转化为火箭系统所需的开关量时序控制信号，程控电源所需的CAN总线数据及远控系统所需的RS-422总线数据，实现测发控系统对火箭关键时序控制、程控电源控制和监测信息和远程发射控制功能。软件运行于VxWorks系统中，程序以.out的方式存放在VxWorks系统硬盘的指定位置，系统启动后通过运行镜像文件加载.out程序，完成应用程序的启动。

如图5所示，通用接口适配器软件设计原理如下：

软件划分为初始化模块、通信单元模块、程控电源控制单元模块、远控信息交互单元模块、时序控制功能单元。初始化模块是随着系统启动、加载成功后进入程序入口main，执行系统初始化功能，包括网络初始化、时序功能初始化、通信接口任务创建等。

通信模块工作流程如图6所示，RS-422、CAN、以太网通讯接口在通用接口适配器软件初始化完成后，分别建立相应的接收任务，在各自的接收任务里，若接收到数据，进行相应处理，继续等待接收。

程控电源控制模块工作流程如图7所示，完成对程控电源输出的控制，当通用接口适配器软件接收到车载测发控计算机的电源配电控制指令时，将以太网接收到得数据经过处理，转换成CAN指令，发送给程控电源，程控电源接收到指令后执行相应操作，并返回结果；通用接口适配器软件将结果发送至车载测发控计算机软件进行显示判断，和电源相关的指令操作都遵循以上流程。

远控信息交互模块工作流程如图8所示，完成车载测发控计算机与远控系统间的信息转发功能，具体流程如下：远控系统发送指令至通用接口适配器软件，通用接口适配器转发至车载测发控计算机软件，车载测发控计算机软件发送回令至远控系统，并控制箭上完成相应动作；车载测发控计算机软件采集状态，并将状态结果发送至通用接口适配器，通用接口适配器将结果转发至远控系统，远控发送回令，通用接口适配器转发回令至车载测发控计算机，流程结束。时序控制功能单元完成对箭上关键时序发送、箭上时序状态回采，具体工作流程如下：箭上关键时序发送为车载测发控计算机软件将关键时序指令发送至通用接口适配器，通用接口适配器软件的开关量控制流程运行，执行相应流程完成对硬件控制；时序状态采集工作流程为接口适配器程序初始化完成后启动采集任务，每隔2ms采集一次，将结果发送至车载测发控计算机用于显示。

所述的车载底座软件为嵌入式软件，用于完成对车载底座按钮开关采集和指示灯点亮功能，同时实现车载测发控计算机与车载惯组通信的RS-422信号转发，具体为通过RS-422接收车载惯组的周期数据并通过以太网转发至车载测发控计算机，与接收数据原理相同，车载测发控计算机通过以太网将指令发送至车载底座，底座将其转化为RS-422信号发送至车载惯组；车载底座软件将采集到的按钮开关状态周期性的发送给车载测发控计算机软件，接收车载测发控计算机指令，控制底座上的指示灯点亮。

本申请实施例充分利用LabWindows界面可视化、控件资源丰富等特点，采用阈值判断机制，对测试结果数据进行自动判读，提高测发控系统自动测试水平，为提升测发控系统智能化水平、减少人力资源提供支撑。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种测发控系统，其特征在于，包括：

车载测发控计算机，用于生成指令实现对火箭关键时序控制、程控电源控制、监测信息和远程发射控制；所述车载测发控计算机的界面为基于LabWindows CVI开发得到；

通用接口适配器，用于将所述车载测发控计算机生成的指令转化为火箭系统所需的开关量时序控制信号、程控电源所需的CAN总线数据以及远控系统所需的RS-422总线数据；

车载底座模块，用于实现车载测发控计算机与车载惯组通信的信号转发，以及采集车载底座按钮开关状态发送给车载测发控计算机并根据车载测发控计算机的指令控制车载底座上的指示灯点亮。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载底座上包括以下一种或多种：

测发控上电按钮及其对应的LED；

转保险按钮及其对应的LED；

点火时统按钮及其对应的LED；

紧急断电按钮及其对应的LED；

测试/发射按钮及其对应的LED。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载测发控计算机，包括：

人机交互模块，用于提供根据LabWindows CVI开发的操作界面；

测试数据存储模块，用于对接收到的测试数据按照二进制文本格式存储；

系统日志模块，用于按照二进制文本格式记录测试项目、测试时间和测试结果；

功能测试模块，用于按照预设测试流程完成火箭测试和发射流程控制。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述车载测发控计算机，进一步包括：

状态监测模块，用于监测测试结果或预设关键时序的状态信息；

第一处理模块，用于根据当前运行状态和方式判断所述测试结果的有效性，在预设的关键测试项出现异常时终止测试流程，在测试结果正确时自动执行下一项测试。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述车载测发控计算机，进一步包括：

第二处理模块，用于对其他测试异常提示用户错误，并根据用户选择确定测试流程是否继续。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述车载测发控计算机，进一步包括：

初始化模块，用于申请程序资源、初始化文件、创建通信接收线程和数据存储线程。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述操作界面，包括：登录界面和测试界面；所述测试界面包括：测试时间区域、测试项目选择区域、测试结果显示区域、电源信息和箭上电压电流状态显示区域、指令发送接收显示区域、状态监控区域。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述状态监控区域包括：地面设备状态、安全机构状态、电源运行状态监控区。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通用接口适配器，包括：

通信模块，包括RS-422、CAN、以太网通讯接口，用于建立相应的接收任务，在各自的接收任务里接收数据并进行处理；

程控电源控制模块，用于接收车载测发控计算机的电源配电控制指令，并根据所述电源配电控制指令将以太网通讯接口接收到的数据转换为CAN指令发送给程控电源，将程控电源返回的结果发送给车载测发控计算机；

远控信息交互模块，用于将远控系统发送的指令转发给车载测发控计算机，并将车载测发控计算机发送的回令发送给远控系统；将车载测发控计算机采集的数据发送给远控系统，并将远控系统发送的回令发送给车载测发控计算机；

时序控制模块，用于接收车载测发控计算机的关键时序指令，根据所述关键时序指令回采箭上时序状态。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载底座模块，包括：

发送单元，用于通过RS-422接收车载惯组的周期数据并通过以太网转发至车载测发控计算机；

接收单元，用于通过以太网接收车载测发控计算机发送的指令并将其转化为RS-422信号发送给车载惯组；

采集单元，用于将采集到的按钮开关状态周期性的发送给车载测发控计算机；

控制单元，用于接收车载测发控计算机发送的指令并根据该指令控制车载底座上的指示灯点亮。

Images