一种面向航天领域的远程协同接口软件设计

任毅+蔡剑波+虞洋

【摘 要】针对目前航天领域测试距离近、时间紧的特点，提出一种面向航天领域的远程协同接口软件，其采用数据包识别技术，能够满足远程办公协同测试的需求。

【Abstract】In view of the near distance and tight time in the spaceflight field， a remote collaborative interface software for aerospace is proposed， which can meet the requirements of remote office cooperative testing by using packet identification technology.

【關键词】远程协同；接口软件；航天

【Keywords】remote cooperative；interface software；space flight

【中图分类号】F407.5 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）06-0174-02

1 引言

随着信息科技的飞速发展，远程协同办公的工作模式已逐渐影响到航空、航天、能源、电力等工业领域的设计、生产和测试等工作，其可以有效地规避地理距离的限制，促使行业向精确化、智能化、自动化的方向发展，

当前，航天领域的协同测试主要应用于发射场内，其特点为距离较近，采用网络方式传输测试数据，并在终端浏览微机上显示，从而实现协同测试。

这种方式的局限性在于，设计部门只能在测试现场对测试数据进行分析，人员保障力度小、时间紧迫、人员压力大等特点都可能影响对实验结果的分析。而如果将数据实时传回设计单位进行详细分析，则需要对网络通信负荷等方面做大量工作。

为此，如果能够实现发射场测试期间的办公协同，测试完成后发射场和设计部门可以立即共享试验数据，那么将大大促进前后方的沟通和协同，提高型号的研制和试验效率，减少试验成本，缓解人员紧张的压力。

本文介绍了一种基于远程协同的接口软件的设计与实现，可用于将试验数据传输至办公系统内的数据管理系统，实现前后方对试验数据的共享。

2 对远程协同接口软件的要求

研究如何将测试进程和测试数据保存为可轻易识别的信息将是十分有必要的，这样可以较为简单地在科研生产区实现对这些数据的共享。因此本文首先提出对试验数据管理系统的功能和使用要求。

2.1与试验现场数据管理和应用软件使用方式统一

目前在试验现场，地面测发控测试数据的管理和应用与遥测数据的管理和判读等功能是分开的，并且这些数据之间的定义存在差异。如在后方实现测试和遥测数据的管理和应用功能，需要考虑与试验现场应用软件的使用和操作的一致性，以便于系统设计人员的使用和操作，防止分析结果不同导致的系统不可行性。

2.2 与发射场的数据接口要求

发射场测试数据是测试的重要数据资源，做好管理和分析工作非常重要，因此接口软件应充分考虑与发射场数据的接口。

2.3 与远程协同故障诊断功能接口

实现远程协同故障诊断，可充分利用试验后方的专家资源和试验条件，从而实现对试验现场故障的快速诊断定位及处理。

3 接口软件数据设计

为实现测试数据与部署于科研生产区的数据管理系统之间格式兼容、数据共享、统一管理的需求，远程协同接口软件将测试数据导出保存为数据管理系统可认知的格式，从而达成数据共享、统一管理的目的。

3.1 数据接口和工作流程

远程协同接口软件的对外接口主要为系统数据库，作为数据源提供试验数据。同时由于试验任务要求的变化，参数全集也可能因试验不同而改变，因此远程协同接口软件还应获取对应试验的参数信息。

根据参数信息从数据库中获取数据后，需要按照固定格式将数据存储，并与相关说明文件打包，形成单次试验的数据文件包。

最后，将数据文件包导入科研生产区内的数据管理系统，即可实现远程办公协同的试验数据分析与判读工作。

3.2 数据包格式

接口软件生成的数据包包含了试验说明文件和数据文件，试验说明文件内容包括试验基本信息、实例参数信息和数据文件格式信息，其中实例参数信息可以看作包内各数据文件的索引，通过遍历试验说明文件内实例参数的信息，即可获得相应的试验。试验实例的各类数据与数据包文件的对应关系如图1所示。

试验说明文件的具体内容为：①试验基本信息，指一次试验的基本属性信息；②试验实例参数信息，指一次试验中指挥指令、测试项目、测试状态、测试参数等的属性定义；③数据文件格式信息，指试验测试数据文件的具体格式信息；④测试数据信息，指具体的测试数据。

上述前三部分数据在试验说明文件info.xml中说明，第四部分数据填写在对应的数据文件中。

3.3 试验说明文件内容

试验说明文件中最重要的信息为实例参数信息。该关键结点以数据表号为索引，除了明确数据的类型、所属系统以及参数详细列表外，还要与填写对应数据的文件相关联。通过遍历参数信息，就可以按照表号顺序找到存储对应数据的数据文件。

3.4 数据文件内容

根据数据的不同类型，数据文件的格式也各不相同，例如状态量数据文件只包含参数号和状态值，而模拟量数据文件可以包含多个数据的浮点值及是否超差等信息。

4 接口软件实现设计

4.1 软件层次设计

软件基于对话框程序实现，分为三层结构：界面显示层、业务逻辑层和数据库访问层。细分又可以分为六个模块：人机界面模块，数据库访问模块，xml文件读取写入模块、生成txt文件模块、文件压缩模块和日志记录模块。

4.2 软件流程设计

在软件内部，首先由xml文件读取写入模块读取软件自身配置，连接数据库，初始化人机界面，根据用户输入更新界面，读取系统软件对应版本的参数定义配置文件，生成试验说明文件info.xml和对应试验数据的txt文件，最后对文件夹内容进行压缩打包生成数据包。日志记录模块在整个软件运行过程中全程进行显示和记录。

此外，为了方便使用，软件还应提供根据试验时间、试验类别等不同属性信息检索试验实例的功能，方便大量试验后迅速导出所需试验数据。

5 后续工作

5.1 不同型号的适应性

对于不同型号，数据库访问模块会根据型号数据库表结构的不同有所区别，需要根据不同的数据库类型和存储格式进行修改，写入/读取xml文件模块和生成txt文件模块需要根据不同需求进行修改，其他模块基本不需要进行适应性更改。

因此，通过研究各型号数据存储方式，可以将接口软件向通用化方向发展，使之适合不同型号的应用。

5.2 远程协同的实时性

本文描述的接口软件适用于非实时远程协同工作模式。由于测试网络与科研生产区网络间有物理隔离，因此目前只能采用文件拷贝的形式进行数据传递。进一步的发展应向实时数据传输方向靠拢，这对数据的可靠性和保密性又将提出新的要求。

6 结语

本文给出了一种面向航天领域的远程协同接口软件的设计方法，能够实现测试实验数据在前后方的传输，提升了远程办公协同测试的能力，后续可通过多型号适应性和数据传输实时性方向加以完善。