CN113660130A - 一种卫星地面站设备监控管理架构、方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卫星地面站设备监控管理架构、方法及系统，其中，监控管理架构通过多个微服务搭建，包括：应用层和设备管理层；应用层包括：配置管理服务和实时监控服务；设备管理层包括：设备注册服务、指令接口注册服务和设备控制服务。本发明能够通过配置化的方式对新设备进行注册并快速的将新设备接入到地面站设备监控管理软件中；能够通过配置化的方式对设备的监控指令接口进行注册并快速的实现接入指令的收发；能够对若干个地面站的所有站控设备进行统一的监视及控制。
Description
技术领域
本发明涉及卫星地面站设备监控管理技术领域，具体而言，涉及一种卫星地面站设备监控管理架构、方法及系统。
背景技术
低轨卫星移动通信系统由卫星星座、地面段、用户终端组成。为了实现通信系统的低时延、全球覆盖、随遇接入，大规模的卫星星座需要与若干个地面站建立稳定的通信链路，因此需要利用监控管理软件来对众多卫星地面站进行管理。
在中国专利申请公开说明书，CN112787708A针对在卫星地面站监控管理软件设计和开发过程中，依据传统的单体软件架构设计模式，不具备资源动态弹性扩展的能力，软件研发效率低，更新速度慢，扩展难度高，运维成本代价大的问题，公开了一种基于微服务的卫星地面站监控管理架构，该架构包括：应用层，用于提供各类应用，完成地面任务的创建和管理、设备的监控和实时报警，查看任务执行状态，完成系统配置管理、数据查询维护，统计地面站运行情况；网关层，用于为外部提供统一访问服务端的负载均衡协调及数据转发功能；服务层，由完成系统业务所需的各类基础服务应用接口API组件封装，用于为应用服务提供服务组件支撑，服务层对各个业务功能进行化管理。该发明使微服务中的每个服务之间可以配置拥有不同的开发环境，开发速度快，部署简单，能够加快产品上线的速度，具有较好的扩展性。
但是该发明仅公开了服务管理中心对每个应用软件服务进行集中式管理，提供新服务的注册发现、服务发布、服务配置管理以及服务动态管理功能，而对于地面服务站设备未公开具体的监控管理方式。
由于每个地面站选用的设备种类、品牌、型号不尽相同，当新增一个地面站时，对该地面站的所有设备的监控管理需要根据采用的设备型号、指令接口重新开发相应的设备监控管理软件；当地面站增加或更新设备时，需要对地面站的设备监控管理软件进行更新，开发新设备的监控管理功能。这样针对设备定制化开发的监控管理方法无论是从效率角度还是从经济角度都将不再满足大规模卫星星座的要求。
随着低轨卫星星座的建立，地面站数量逐渐增多，地面站设备的更新将更加频繁，还需要对这些设备进行统一监视和控制，现有的针对单站设备的监控管理方法将不再适用。
有鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有的基于微服务的卫星地面站监控管理技术没有涉及关于如何对卫星地面站设备进行控制管理的相关信息，不能够满足对新设备及监控指令进行快速注册并将其接入设备监控软件的要求，以及对多个站控设备进行统一监控的需求。目的在于提供一种卫星地面站设备监控管理架构、方法及系统，能够实现对不同地面站的新设备及监控指令进行快速注册和接入，并实现对多地面站的不同设备的统一监控。
本发明通过下述技术方案实现：
一种卫星地面站设备监控管理架构，所述监控管理架构通过多个微服务搭建，包括：应用层和设备管理层；所述应用层包括：配置管理服务和实时监控服务；所述设备管理层包括：设备注册服务、指令接口注册服务和设备控制服务；
所述配置管理服务，用于配置设备基本信息和设备指令接口信息；
所述设备注册服务，用于根据所述设备基本信息进行设备监控服务注册；
所述指令接口注册服务，用于根据所述指令接口信息进行设备监控指令接口注册，为设备分配监控指令接口；
所述设备控制服务，用于对完成设备监控服务注册的设备生成相应的设备控制器，将设备接入所述监控管理架构；
所述监控指令接口对设备发布的监控指令进行收发；
所述实时监控服务，用于根据所述监控指令对设备进行监控管理。
现有技术公开的基于微服务的卫星地面站监控管理架构，利用率微服务体量小、易修改、易扩充、易维护的优势，从而克服传统单体软件架构不具备资源动态弹性扩展能力的缺陷，其面向的对象为各类微服务，实现跨平台的接口访问服务和高效数据传输，而在监控管理架构中，对于设备的控制仍然采用定制化开发的监控管理方式。与现有技术相比，本发明涉及的一种卫星地面站设备监控管理架构，其不同之处在于，虽同样基于微服务搭建，但是本发明涉及的设备监控管理架构，其面向的对象为众多地面站的新添设备和更新设备，其目的是实现新添设备和更新设备快速接入设备监控软件，进行统一监控管理，不需要针对每台新添设备或更新设备对设备监控软件进行定制化开发。针对每台设备，将每个设备监控管理及每个指令均作为一个微服务，通过配置化的方式进行注册并快速接入到地面站设备监控软件中，通过配置化的方式对设备的监控指令接口进行注册，并快速地实现接入指令的收发，通过该注册方式实现地面站监控软件与各地面站设备形成一对多的关系链接，从而实现对多地面站的不同设备的统一监控，减少地面站设备监控管理软件的开发工作量，提高地面站设备监控管理的时效性。
此外，本发明的监控管理架构中，设备控制器、监控指令接口注册管理、设备监控服务注册、工作台配置管理、实时监控等，均是一个微服务。当需要增加设备或指令时，以微服务的方式进行注册，实现架构的弹性扩充。
作为对本发明的进一步描述，所述监控管理架构包括：网关层，用于支持内外不同协议网络之间的转换和互联。
作为对本发明的进一步描述，所述应用层包括：日志服务，用于对卫星地面站设备监控管理事件进行日志管理。
一种卫星地面站设备监控管理方法，基于卫星地面站设备监控管理架构实现，包括以下步骤：
步骤1：配置管理服务进行设备基本信息配置；
步骤2：设备注册服务根据所述设备基本信息进行设备监控服务注册；
步骤3：设备控制服务对完成设备监控服务注册的设备生成相应的设备控制器；
步骤3：配置管理服务进行设备指令接口信息配置；
步骤4：指令接口注册服务根据所述设备指令接口信息完成设备监控指令接口注册，生成与所述设备控制器对应的设备监控指令接口；
步骤5：所述设备监控指令接口对设备发布的监控指令进行收发；
步骤6：实时监控服务根据所述监控指令，对设备进行监控管理。
作为对本发明的进一步描述，在实时监控服务对设备进行监控管理的同时，日志服务对卫星地面站设备监控管理事件进行日志管理。
作为对本发明的进一步描述，所述设备基本信息包括：设备所属地面站、设备类别、设备名称、指令传输方式和IP地址端口。
作为对本发明的进一步描述，所述设备指令接口信息包括：设备监控指令接口的收发端地址和指令参数。
一种卫星地面站设备监控管理系统，包括：
配置管理模块，用于配置设备基本信息和设备指令接口信息；
设备注册模块，用于注册设备监控服务；
设备控制模块，用于生成设备控制器；
指令接口注册模块，用于注册设备监控指令接口，并生成与所述设备控制器对应的设备监控指令接口；
实时监控模块，用于对设备进行实时监控管理；
所述配置管理模块分别与所述设备注册模块和所述指令接口注册模块连接，所述设备注册模块与所述设备控制模块连接，所述指令接口注册模块与所述实时监控模块连接。
作为对本发明的进一步描述，所监控管理架构包括网关和日志管理模块；所述配置管理模块包括设备信息配置单元和指令接口信息配置单元。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明实施例提供的一种卫星地面站设备监控管理架构、方法及系统，通过配置化的方式，实现对新设备进行注册并快速的将新设备接入到地面站设备监控管理软件中；
2、本发明实施例提供的一种卫星地面站设备监控管理架构、方法及系统，通过配置化的方式，实现对设备的监控指令接口进行注册并快速的实现接入指令的收发；
3、本发明实施例提供的一种卫星地面站设备监控管理架构、方法及系统，可对若干个地面站的所有站控设备进行统一的监视及控制，减少地面站设备监控管理软件的开发工作量，提高地面站设备监控管理的时效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的卫星地面站设备监控管理架构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
随着低轨卫星星座的建立，地面站数量逐渐增多，地面站设备更新更加频繁，针对现有的基于微服务的卫星地面站监控管理技术不能够满足对新设备及监控指令进行快速注册并将其接入设备监控软件的问题，本实施例提供了一种卫星地面站设备监控管理架构，能够通过配置化的方式对新设备进行注册并快速的将新设备接入到地面站设备监控管理软件中；能够通过配置化的方式对设备的监控指令接口进行注册并快速的实现接入指令的收发；能够对若干个地面站的所有站控设备进行统一的监视及控制。
卫星地面站设备监控管理架构如图1所示。该监控管理架构通过多个微服务搭建，包括：应用层、设备管理层和网关层。
其中，
应用层包括：配置管理服务、实时监控服务和日志服务。配置管理服务用于配置设备基本信息和设备指令接口信息，实时监控服务用于根据所述监控指令对设备进行监控管理，日志服务为卫星地面站设备监控管理事件提供日志管理。
设备管理层包括：设备注册服务、指令接口注册服务和设备控制服务。设备注册服用于根据所述设备基本信息进行设备监控服务注册配置，指令接口注册服务用于根据所述指令接口信息进行设备监控指令接口注册，为设备分配监控指令接口；设备控制服务用于对完成设备监控服务注册的设备生成相应的设备控制器，将设备接入所述监控管理架构。
网关层用于支持内外不同协议网络之间的转换和互联。
将每个设备监控管理及每个指令均作为一个微服务，针对新增设备或更新设备，一方面通过配置管理服务完成对设备所属的地面站、设备类别、设备名称、指令传输方式、IP地址端口等设备基本信息的配置，根据配置的设备基本信息，通过对设备注册服务对新增设备或更新设备件注册，设备控制服务相应地生成设备控制器，完成对设备的注册。另一方面配置管理服务对监控指令接口的收发端地址、指令参数等信息进行配置，根据配置的指令接口信息，通过指令接口注册服务完成设备的指令接口注册，并发布相应的指令接口。可通过该设备控制器实现对该设备已发布指令的收发，实时监控服务根据发布的指令对设备进行监控管理。同时，日志服务对卫星地面站设备监控管理事件进行日志管理。
需说明的是，本实施例提供的监控管理架构中，设备控制器、监控指令接口注册管理、设备监控服务注册、工作台配置管理、实时监控等，均是一个微服务，因此可根据实际需求，以微服务的方式对监控管理架构的每一层进行复位扩充。
实施例2
基于实施例1的卫星地面站设备监控管理架构，本实施例提供一种卫星地面站设备监控管理方法，包括：
步骤1：配置管理服务进行设备基本信息配置；设备基本信息包括：设备所属地面站、设备类别、设备名称、指令传输方式和IP地址端口。
步骤2：设备注册服务根据所述设备基本信息进行设备监控服务注册；
步骤3：设备控制服务对完成设备监控服务注册的设备生成相应的设备控制器；
步骤3：配置管理服务进行设备指令接口信息配置；设备监控指令接口的收发端地址和指令参数。
步骤4：指令接口注册服务根据所述设备指令接口信息完成设备监控指令接口注册，生成与所述设备控制器对应的设备监控指令接口；
步骤5：所述设备监控指令接口对设备发布的监控指令进行收发；
步骤6：实时监控服务根据所述监控指令，对设备进行监控管理。
在实时监控服务对设备进行监控管理的同时，日志服务对卫星地面站设备监控管理事件进行日志管理。
作为上述卫星地面站设备监控管理方法的执行基础，本实施例还提供一种卫星地面站设备监控管理系统，包括：
配置管理模块，用于配置设备基本信息和设备指令接口信息，包括设备信息配置单元和指令接口信息配置单元；
设备注册模块，用于注册设备监控服务；
设备控制模块，用于生成设备控制器；
指令接口注册模块，用于注册设备监控指令接口，并生成与所述设备控制器对应的设备监控指令接口；
实时监控模块，用于对设备进行实时监控管理；
网关，用于支持内外不同协议网络之间的转换和互联；
日志管理模块，用于对卫星地面站设备监控管理事件进行日志管理。
其中，配置管理模块分别与所述设备注册模块和所述指令接口注册模块连接，所述设备注册模块与所述设备控制模块连接，所述指令接口注册模块与所述实时监控模块连接。
执行过程中，首先在配置管理模块的设备信息配置单元中，完成设备所属的地面站、设备类别、设备名称、指令传输方式、IP地址端口等设备基本信息的配置，将配置完成的设备基本信息发送给设备注册模块，由设备注册模块对新增设备或更新设备进行注册，注册完成后，由设备控制模块生成对应的设备控制器，完成该设备的注册。然后在配置管理模块的指令接口配置单元中，完成设备监控指令接口的收发端地址、指令参数等信息的配置，并将配置好的指令接口信息发送给指令接口注册模块，由指令接口注册模块完成设备的指令接口注册，并发布相应的指令接口。可通过该设备控制器实现对该设备已发布指令的收发，实时监控模块根据发布的指令对设备进行监控管理。同时，日志管理模块对卫星地面站设备监控管理事件进行日志管理。
网关为系统提供内外不同协议网络之间的转换和互联。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种卫星地面站设备监控管理架构，其特征在于，所述监控管理架构通过多个微服务搭建，包括：应用层和设备管理层；所述应用层包括：配置管理服务和实时监控服务；所述设备管理层包括：设备注册服务、指令接口注册服务和设备控制服务；
所述配置管理服务，用于配置设备基本信息和设备指令接口信息；
所述设备注册服务，用于根据所述设备基本信息进行设备监控服务注册；
所述指令接口注册服务，用于根据所述指令接口信息进行设备监控指令接口注册，为设备分配监控指令接口；
所述设备控制服务，用于对完成设备监控服务注册的设备生成相应的设备控制器，将设备接入所述监控管理架构；
所述监控指令接口对设备发布的监控指令进行收发；
所述实时监控服务，用于根据所述监控指令对设备进行监控管理。
2.根据权利要求1所述的一种卫星地面站设备监控管理架构，其特征在于，所述监控管理架构包括：网关层，用于支持内外不同协议网络之间的转换和互联。
3.根据权利要求1所述的一种卫星地面站设备监控管理架构，其特征在于，所述应用层包括：日志服务，用于对卫星地面站设备监控管理事件进行日志管理。
4.一种卫星地面站设备监控管理方法，其特征在于，基于权利要求1所述的卫星地面站设备监控管理架构实现，包括以下步骤：
步骤1：配置管理服务进行设备基本信息配置；
步骤2：设备注册服务根据所述设备基本信息进行设备监控服务注册；
步骤3：设备控制服务对完成设备监控服务注册的设备生成相应的设备控制器；
步骤4：配置管理服务进行设备指令接口信息配置；
步骤5：指令接口注册服务根据所述设备指令接口信息完成设备监控指令接口注册，生成与所述设备控制器对应的设备监控指令接口；
步骤6：所述设备监控指令接口对设备发布的监控指令进行收发；
步骤7：实时监控服务根据所述监控指令，对设备进行监控管理。
5.根据权利要求5所述的一种卫星地面站设备监控管理方法，其特征在于，实时监控服务对设备进行监控管理的同时，日志服务对卫星地面站设备监控管理事件进行日志管理。
6.根据权利要求5所述的一种卫星地面站设备监控管理方法，其特征在于，所述设备基本信息包括：设备所属地面站、设备类别、设备名称、指令传输方式和IP地址端口。
7.根据权利要求5所述的一种卫星地面站设备监控管理方法，其特征在于，所述设备指令接口信息包括：设备监控指令接口的收发端地址和指令参数。
8.一种卫星地面站设备监控管理系统，其特征在于，包括：
配置管理模块，用于配置设备基本信息和设备指令接口信息；
设备注册模块，用于注册设备监控服务；
设备控制模块，用于生成设备控制器；
指令接口注册模块，用于注册设备监控指令接口，并生成与所述设备控制器对应的设备监控指令接口；
实时监控模块，用于对设备进行实时监控管理；
所述配置管理模块分别与所述设备注册模块和所述指令接口注册模块连接，所述设备注册模块与所述设备控制模块连接，所述指令接口注册模块与所述实时监控模块连接。
9.根据权利要求9所述的一种卫星地面站设备监控管理系统，其特征在于，包括网关和日志管理模块；所述配置管理模块包括设备信息配置单元和指令接口信息配置单元。
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