CN114167360A - 基于qt平台的l波段海杂波测量雷达的显控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，系统包括：显控软件、数据读取软件、数据记录软件，所述软件相互独立，显控软件与数据读取软件在第一计算机中运行，数据记录软件在第二计算机中运行；其中所述显控软件控制雷达的运行状态并显示雷达当前运行状态与返回的数据；所述数据读取软件读取板卡数据并将数据存放于共享内存；所述数据记录软件在显控软件的控制下，将数据记录于磁盘上。本发明可以实现程序在不同操作系统中的移植，同时有效降低了程序运行对CPU、内存等硬件设备的要求，提升了雷达数据实时处理的性能。
Description
技术领域
本发明属于软件化雷达领域，具体涉及一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统。
背景技术
随着海杂波测量雷达的快速发展，对于雷达显控软件系统的要求也越来越高。Windows操作系统平台越来越难以达到对于雷达数据实时处理显示的高要求。
QT引入了信号与槽的机制，这在C++的事件通知模型里是非常优秀的实现。QT具有跨平台性能和良好的图形界面设计优势，所以基于QT开发的雷达显控软件能够在国产平台上运行。QT的最初定位就是一种跨平台的C++编辑环境，它是支持平台最多的框架，它拥有完整的一套API与框架，几乎涵盖了开发一款应用级的程序所需要的全部板块，为软件研发人员提供了构建艺术级的图形用户界面需要的所有功能。最后，QT的帮助文档非常完整，集成在IDE中非常方便，给初次接触QT编程的人员提供了非常大的帮助。它针对各个平台编写平台相关的适配层，为不同的平台提供一套相同接口的库，直接与各个平台融合在一起，既不损失性能又跨平台。QT具有一次开发可在多个平台移植的高移植性，符合了现代雷达显控软件的多种需求。
现有的技术中雷达数据实时处理的性能通常难以满足实际需求，程序往往仅匹配单一操作系统，移植性较差，且在数据读取过程中经常面临编译器软件与动态链接库版本不匹配问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种可以用于多种操作系统的L波段海杂波测量雷达的显控系统。
本发明提出的技术方案如下：
发明公开了一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，所述系统包括：显控软件、数据读取软件、数据记录软件，所述显控软件、数据读取软件、数据记录软件相互独立，显控软件与数据读取软件在第一计算机中运行，数据记录软件在第二计算机中运行；
其中所述显控软件控制雷达的运行状态并显示雷达当前运行状态与返回的数据；
所述数据读取软件读取板卡数据并将数据存放于共享内存；
所述数据记录软件在显控软件的控制下，将数据记录于磁盘上。
进一步的，所述显控系统基于QT平台设计。
进一步的，所述显控系统以多线程方式运行，线程之间采用QT的信号槽机制进行通信。
进一步的，所述显控软件界面由10个系统区域组成，分别为任务规划区、回波显示区、海情显示区、系统BIT区、消息提示区、工作状态区、雷达状态控制区、俯仰控制区、转台控制区和辅助功能区。
进一步的：
所述任务规划区用于设置雷达工作参数；
所述回波显示区用于显示雷达执行任务后传回的回波数据；
所述海情显示区用于显示雷达执行任务后传回的海情数据；
所述系统BIT区用于显示系统装载任务后雷达的故障情况；
所述消息提示区用于显示当前操作步骤及软件当前状态；
所述工作状态区用于显示当前雷达的工作状态，其中雷达扇形图表示当前伺服的工作状态；
所述雷达状态控制区用于控制雷达开关以及当前任务的运行状态；
所述俯仰控制区用于设置伺服俯仰角度；
所述转台控制区用于设置伺服运行转速以及当前方位俯仰角度；
所述辅助功能区用于为软件提供辅助功能，其中所述辅助功能包括网络IP设定、校准。
进一步的，所述显控软件将任务规划区的内容以Json文件的格式保存至第一计算机。
进一步的，所述雷达工作参数通过UDP传输协议发送至雷达。
进一步的，所述雷达工作参数根据雷达控制表进行编辑后发送至雷达，所述雷达控制表基于显控软件和硬件FPGA程序设计。
进一步的，所述显控软件定时给数据读取软件和数据记录软件发送心跳信息，当数据读取软件和数据记录软件接收不到心跳信息，则所述数据读取软件和数据记录软件自动关闭。
进一步的，所述数据读取软件、数据记录软件通过TCP传输协议与显控软件进行通信。
现有技术中，雷达显控系统通常只针对固定单一的计算机操作系统且数据实时处理性能较低，本发明提出的基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，与现有技术相比，基于QT平台，设计了三个相对独立的软件，三个独立软件协同工作，克服了程序在操作系统中的局限性以及在数据读取过程中经常面临编译器软件与动态链接库版本不匹配的问题，可以实现程序在不同操作系统中的移植，如Windows、Mac，同时有效降低了程序运行对CPU、内存等硬件设备的要求，提升了雷达数据实时处理的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对技术方案描述时所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本发明实施例中系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中系统的工作流程示意图；
图3是本发明实施例中系统显控软件的界面示意图；
图4是本发明实施例中数据读取软件的工作流程示意图；
图5是本发明实施例中数据记录软件的工作流程示意图；
附图标记说明：
1-任务规划区；2-回波显示区；3-海情显示区；4-系统BIT区；5-消息提示区；6-工作状态区；7-雷达状态控制区；8-俯仰控制区；9-转台控制区；10-辅助功能区。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
参照图1，本实施例提供一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统：
具体地，所述系统包括三个独立的软件：显控软件、数据读取软件、数据记录软件，其中，显控软件与数据读取软件在同一计算机中运行，数据记录软件在另一计算机中运行。
显控软件的设计包括前端UI界面设计和后端C++类设计：
前端UI界面设计用于人机交互，发送雷达控制数据及显示雷达回波数据，本实施例中设计的前端UI界面由10个系统区域组成，分别为任务规划区1、回波显示区2、海情显示区3、系统BIT区4、消息提示区5、工作状态区6、雷达状态控制区7、俯仰控制区8、转台控制区9和辅助功能区10，其中每个区域的功能如下：
任务规划区1用于设置雷达工作参数，显控软件还会将任务规划区的内容以Json文件的格式保存至本地；
回波显示区2用于显示雷达执行任务后传回的回波数据；
海情显示区3用于显示雷达执行任务后传回的海情数据；
系统BIT区4用于显示系统装载任务后雷达的故障情况；
消息提示区5用于显示当前操作步骤及软件当前状态；
工作状态区6用于显示当前雷达的工作状态，其中雷达扇形图表示当前伺服的工作状态；
雷达状态控制区7用于控制雷达开关以及当前任务的运行状态；
俯仰控制区8用于设置伺服俯仰角度；
转台控制区9用于设置伺服运行转速以及当前方位俯仰角度；
辅助功能区10用于为软件提供辅助功能，其中所述辅助功能包括网络IP设定、校准等；
后端C++类设计用于数据处理，与外部接口间的通信，以及数据的存储。
数据读取软件用于读取板卡数据并将数据存放于共享内存，然后通过TCP传输协议通知L波段显控软件有数据更新。L波段显控软件会定时给L波段数据读取软件发送心跳信息，如果L波段数据读取软件收不到心跳信息，则其会自动关闭。L波段数据读取软件与L波段显控软件运行在同一台计算机上，并且该计算机同时设定IP地址进行数据记录防止数据遗失。
数据记录软件用于在L波段显控软件的控制下操作板卡直接将数据记录到磁盘上。L波段显控软件会定时给L波段数据记录软件发送心跳信息，如果L波段数据记录软件收不到心跳信息，则其会自动关闭。L波段数据记录软件与L波段显控软件运行在两台不同的计算机上。
参照图2，本实施例提供的基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统的工作流程如下：
用户在显控软件界面上设置需要的雷达工作参数，如雷达工作方式、模拟速度、脉冲数、相扫机扫开关等，点击加载工作按钮，显控软件会将已设置好的工作参数以文件格式储存到本地，由于Json格式相对于其他格式的存储文件而言，占带宽小，易于读写，数据格式较为简单，并且系统对其的读写速度更快，因此选择将参数文件保存为Json格式的本地文件。并通过QT的信号与槽机制发送信号至后端C++程序触发相对应的读取函数来完成读取本地Json文件的功能，这样既便于直观阅读参数内容，又提高了系统的性能，通过这样的方式完成前端界面与后端C++类程序的交互。
当显控软件的后端收到前端界面发送的工作参数内容时，综合显控软件的设计要求和UDP传输协议传输特点，本实施例选择使用UDP传输协议将工作参数上发至雷控插箱以实现对雷达的实时控制，UDP传输协议是无连接、不可靠、面向数据包的，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传输数据方面非常快，并且较TCP传输协议而言，UDP传输占用系统资源较少，程序结构更为简单。
上发的数据包需要按照一定的协议规则来实现与雷达的“信息交流”，本实施例设计了显控软件与硬件FPGA程序协作的雷达控制表，根据协议制定好的雷达控制表编辑需要发送的数据包中的内容，将正确的工作参数传递给雷达，以实现雷达的正常工作。
雷达接收到控制指令后，按照通讯协议解析命令并按指定工作参数工作同时下发回波数据，按照设计要求，需要使用厂商提供的动态链接库读取板卡数据，由于提供的动态链接库是64位的，而当时使用的编译器软件是32位的，不能直接读取板卡数据，为解决这个问题，本实施例设计了数据读取软件与显控软件进行区分。如图4所示，L波段数据读取软件在初始化时调用OnInitDialog()函数，将程序隐藏显示，并初始化TCP套接字，连接L波段显控软件(服务端)，然后初始化共享内存，开启板卡设备开始读取板卡数据。当有1M(默认大小)数据读取完毕后，会触发回调函数返回数据地址的指针，然后程序会调用MySharedMemory()方法将数据存入共享内存。当三根光纤的数据全部读取完毕后，就会发送消息给L波段显控软件，通知其可以读取共享内存中的数据，L波段显控软件接收到通知后按照制定好的通讯协议读取数据并记录，同时，在操作界面上显示数据所表达的回波数据、绘制海清图、以及校准等，供操作员记录实时数据。由于数据处理量较大，与此同时软件其他子线程也在同时工作，为了避免软件工作出现卡顿以及处理能力不足的问题，软件对一些不需要实时显示的工作内容进行了延后处理，例如绘制海清图，待下发数据处理完毕之后，新增一个子线程单独进行计算与绘制，这样可以进一步的合理规划系统内存使用，从而提高显控软件的流畅度与稳定性。
程序启动的同时也会在子线程中初始化构造函数来启动数据记录软件实时的记录雷达下发数据并保存至磁盘阵列中。如图5所示，L波段数据记录软件在初始化时调用OnInitDialog()函数，将程序隐藏显示，并初始化TCP套接字，连接L波段显控软件(服务端)，开启板卡设备。当TCP接收到开始记录板卡数据的命令时，调用StartStore()方法按照指定文件名记录板卡数据到本地磁盘；当TCP接收到停止记录板卡数据的命令时，调用StopStore()方法控制板卡停止记录数据。
以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、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，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，其特征在于，所述系统包括：显控软件、数据读取软件、数据记录软件，所述显控软件、数据读取软件、数据记录软件相互独立，显控软件与数据读取软件在第一计算机中运行，数据记录软件在第二计算机中运行；
其中所述显控软件控制雷达的运行状态并显示雷达当前运行状态与返回的数据；
所述数据读取软件读取板卡数据并将数据存放于共享内存；
所述数据记录软件在显控软件的控制下，将数据记录于磁盘上。
2.根据权利要求1所述的一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，其特征在于，所述显控系统基于QT平台设计。
3.根据权利要求1所述的一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，其特征在于，所述显控系统以多线程方式运行，线程之间采用QT的信号槽机制进行通信。
4.根据权利要求1所述的一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，其特征在于，所述显控软件界面由10个系统区域组成，分别为任务规划区、回波显示区、海情显示区、系统BIT区、消息提示区、工作状态区、雷达状态控制区、俯仰控制区、转台控制区和辅助功能区。
5.根据权利要求4所述的一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，其特征在于：
所述任务规划区用于设置雷达工作参数；
所述回波显示区用于显示雷达执行任务后传回的回波数据；
所述海情显示区用于显示雷达执行任务后传回的海情数据；
所述系统BIT区用于显示系统装载任务后雷达的故障情况；
所述消息提示区用于显示当前操作步骤及软件当前状态；
所述工作状态区用于显示当前雷达的工作状态，其中雷达扇形图表示当前伺服的工作状态；
所述雷达状态控制区用于控制雷达开关以及当前任务的运行状态；
所述俯仰控制区用于设置伺服俯仰角度；
所述转台控制区用于设置伺服运行转速以及当前方位俯仰角度；
所述辅助功能区用于为软件提供辅助功能，其中所述辅助功能包括网络IP设定、校准。
6.根据权利要求1所述的一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，其特征在于，所述显控软件将任务规划区的内容以Json文件的格式保存至第一计算机。
7.根据权利要求5所述的一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，其特征在于，所述雷达工作参数通过UDP传输协议发送至雷达。
8.根据权利要求7所述的一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，其特征在于，所述雷达工作参数根据雷达控制表进行编辑后发送至雷达，所述雷达控制表基于显控软件和硬件FPGA程序设计。
9.根据权利要求1所述的一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，其特征在于，所述显控软件定时给数据读取软件和数据记录软件发送心跳信息，当数据读取软件和数据记录软件接收不到心跳信息，则所述数据读取软件和数据记录软件自动关闭。
10.根据权利要求1所述的一种基于QT平台的L波段海杂波测量雷达的显控系统，其特征在于，所述数据读取软件、数据记录软件通过TCP传输协议与显控软件进行通信。
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| CN114866397A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-08-05 | 理工雷科电子(西安)有限公司 | 基于国产化平台的系统健康状态自动监测和平台管理软件 |
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