基于LabVIEW的天線(xiàn)伺服集中監控系統設計
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LabVIEW程序稱(chēng)為虛擬儀器程序，簡(jiǎn)稱(chēng)VI。一個(gè)最基本的VI由3個(gè)部分組成:前面板、框圖程序和圖標/連接端口。[3]
一個(gè)虛擬儀器程序的開(kāi)發(fā)步驟如下:
(l)在前面板設計窗口
(2)在流程圖編輯窗口，放置節點(diǎn)、框圖。
(3)數據流編程
(4)運行檢驗
(5)程序調試
(6)數據觀(guān)察
(7)命名存盤(pán)
4 具體功能實(shí)現
考慮到天線(xiàn)伺服集中監控軟件的配置項分布，天線(xiàn)伺服集中監控軟件采用了三層式軟件編程結構19進(jìn)行開(kāi)發(fā)，如圖4所示為軟件層次結構圖。
如圖4 軟件層次結構圖
三層式結構由上而下依次為：MainLeve1(頂層)、TestLeve1(功能層)和DriverLevel(驅動(dòng)層)。驅動(dòng)層包含了程序與所有硬件或其它應用軟件的溝通、控制等較底層的功能。在功能層中，則是如何連接各個(gè)驅動(dòng)層的函數功能，以實(shí)現一套連續、有意義的流程，完成一定的功能。三層式軟件結的最大好處是程序代碼的重用程度達到最大化。[5]
4.1輪詢(xún)算法
輪詢(xún)算法體現的是對設備管控的一種思路。本軟件分別開(kāi)發(fā)了并發(fā)輪詢(xún)算法，來(lái)滿(mǎn)足并行監測伺服系統的軟件需求;開(kāi)發(fā)了串行輪詢(xún)算法，來(lái)滿(mǎn)足操控選定的伺服系統的軟件需求。并行監測利用的是多串口通信卡的各串口之間沒(méi)有數據、資源的必然聯(lián)系，具備任務(wù)與數據的可分解性，可以采用任務(wù)并行和數據并行的編程模式。如圖5所示為形成并發(fā)輪詢(xún)隊列的源代碼和串行輪詢(xún)隊列的源代碼。
圖5 并發(fā)查詢(xún)隊列
天線(xiàn)伺服集中監控軟件根據各種告警信息，對各種遠程控制功能的開(kāi)放或封鎖進(jìn)行了實(shí)時(shí)準確地判斷，以避免出現用戶(hù)通過(guò)天線(xiàn)伺服集中監控設備的人機界面進(jìn)行了控制操作而伺服系統沒(méi)有執行的控制失靈狀況。用戶(hù)界面的主要要求為:采用并列窗口界面顯示8套天線(xiàn)伺服系統的狀態(tài)，采用彈出式窗口顯示單套天線(xiàn)伺服系統的狀態(tài)。具體可分為以下幾大部分:(1) 主界面為八套天線(xiàn)伺服系統的狀態(tài)顯示界面;通過(guò)此界面可進(jìn)行操控天線(xiàn)的對象選擇，以及結束程序;
(2) 天線(xiàn)位置控制界面，實(shí)現了預置位置、計算衛星、預置衛星等功能;
5 研究成果驗證
天線(xiàn)伺服集中監控設備的樣機，該設備適用場(chǎng)合有:天線(xiàn)伺服設備離開(kāi)中央機房數百米、數公里甚至更遠距離，或者天線(xiàn)伺服設備數量眾多，或者上述兩種情況都存在的衛星地面站。目前已有六部該型號天線(xiàn)伺服集中監控設備投入各衛星地面站實(shí)際使用。天線(xiàn)伺服集中監控設備的特點(diǎn)有:(1)功能完備:該設備實(shí)現八部套天線(xiàn)伺服設備的遠程集中監測控制，全面實(shí)時(shí)監測各伺服系統的運行信息，提供預置位置、手控速度、存儲并預置衛星、自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)搜索、極化控制等多種控制模式，此外還有告警日志、操作日志等輔助功能。
(2)兼容性好:該設備兼容雙電機消隙、交直流調速、交流調速、簡(jiǎn)易天線(xiàn)控制器、饋源極化控制器等當前主流型號的天線(xiàn)伺服系統的通信協(xié)議，實(shí)現了多型號伺服系統的集中監測控制。
(3)根據用戶(hù)反饋信息來(lái)看，人機界面友好。
6小結
本文通過(guò)對天線(xiàn)伺服的集中監測監控技術(shù)的研究，以及軟件工程化方法與過(guò)程的實(shí)踐，圓滿(mǎn)解決了多型號天線(xiàn)伺服設備通信協(xié)議互不兼容、多部套天線(xiàn)伺服設備并行集中監測監控軟件設計難題，為今后地面站設備系統監控工程積累了知識和經(jīng)驗。
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