多模式试飞实时监控系统设计

摘要：试飞实时监控是保证试飞安全和提高试飞效率的重要途径，多模式试飞实时监控系统采用C／S结构和B／S结构相结合的方式，并应用了ActiveX组件嵌入技术，对飞行相关信息和试飞数据使用用数据库统一管理，监控网络采用冗余均衡配置设计，使整个实时监控系统更加合理规范，并且打破了监控地域的限制，使基于因区网实时监控与事后处理成为可能，最大限度满足试飞工程师的需求，从而保证试飞的安全。
关键词：实时监；C／S模式；B／S模式；ActiveX组件

    多模式试飞实时监控系统是一个以无线遥测技术、计算机信号处理技术、数据处理技术和计算机软件技术等综合应用为一体的网络化的信息处理系统。近年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，大大促进了试飞遥测数据处理技术的发展，同时航空科技的发展也对飞行试验遥测数据处理提出了更高的要求，图形化、虚拟化、测试参数更多、采集数据海量、实时监控标准化、实时监控与数据处理统一化是未来发展的方向。
    多模式试飞实时监控系统是基于C／S和B／S混合模式的实时飞行数据监控系统，并应用了ActiveX组件嵌入技术，网络架构采用双网络互备设置，网络传输尽量选择组播方式，一是可以保证网络的正常运转；二是可以保证在网络负载过重时能分担部分数据传输工作。
    系统通过数据库将遥测飞行数据、飞行参数、飞机的各类信息、飞行课题、各类飞行数据实时处理软件和系统使用状况等进行统一管理，使飞行数据的保密性、处理实时性、安全性大大加强。将此系统与“飞行数据处理管理系统静通过网络连接配合使用，将使各类信息
共享最大化。
    系统B端主要完成飞行试验事先准备的工作和相关信息的浏览，也可用ActiveX组件嵌入浏览器的技术进行实时监控与回赦(主要用于远端)。
    系统C端主要完成对实时处理软件进行管理，也可在C端嵌入B端进行必要的信息浏览。
    ActiveX组件即可以由网页嵌入调用，也可以由应用程序直接调用。ActiveX组件由网页嵌入调用时，用户可在任何一台终端上实现所有的监控与回放，由应用程序直接调用时，扩展了应用程序的功能。
第三方软件(控件)可分为道用性软件与专用性软件；通用性是指可应用于各类飞机的各飞行科目中；专用性是指仅应用于某架飞机的某个科目中。
    通用性较件包括以下几种：
    (1)航迹软件(三维与二维可互换应用)，并可多架飞机同一界面实时显示飞行航迹；
    (2)视频播放软件(多画面)，可同时监控多架飞机的视频；
    (3)远端监控与回放查看相关数据在B端主要以统一的ActiveX组件为主；
    (4)回放软件。

1 系统分析与设计
1．1 系统结构
    多模式试飞实时监控系统是一个综合性的集成飞机试飞实时监控、遥测数据、参数和其他相关信息管理的系统，通过内部接口有机地进行交联，组成一个系统化、集成化、标准化的网络应用系统。该系统面向飞行指挥人员、飞行实时监控人员、飞行数据管理人员、数据处理人员以及其他相关人员，为他们提供试飞工程管理和试飞数据处理服务，使飞行实时监控、遥测数据管理、相关信息管理更加标准化，并且使遥测数据处理与管理效率有大幅度的提升。
    从系统功能角度来看，多模式试飞实时监控系统的逻辑结构可以用图1～图4四个结构图清楚地描述。

1．2 系统设计
    本系统采用B／S和C／S混合模式设计，实时监控与回放主要用C端或B端嵌入ActiveX实现，事前准备、浏览等主要采用B端实现，遥测数据与参数等用数据库统一管理，这样设计的优点在于：数据安全性大大增强；试飞资源共享性更强；实时监控软件的设计更加标准化、统一化；远端监控成为可能；提高实时监控科研技术水平。该系统主要硬件采用冗余设计，使整个系统更加可靠，也提高了系统的运行效率。硬件框架结构如图5所示。

    访问数据库主要有3种模式：客户端应用程序；浏览器；ActiyeX控件开发的嵌入浏览器中的应用程序。
1．3 关键技术
    ActiveX控件是微软提供的功能强大的程序设计和开放技术，是组建对象模型COM组件开发技术的重要组成部分，ActiveX控件作为一种可重用组件，相当于一个封装好的代码模块，通过其方法，属性、事件来与应用程序通信，任何支持ActiveX空间的软件平台都可以使用它们。B／S三层架构软件只需要管理服务器，所有客户端只需要浏览器就能工作，确保了应用与维护的简洁。

2 运行设计
2．1 运行流程
    客户端软件运行遥测数据实时监控软件进行监控流程如下：
    (1)运行行客户端软件，检测数据库连接状态，如正常进入下一步；
    (2)在默认显示首页通过读取本地数据库安装实时监控软件的信息，并用列表形式列出，通过嵌入浏览器功能显示部分飞行相关信息；
    (3)当单击选中的实时监控软件时，先访问数据库中对应课题，将需要测试的参数读取并传给客户端实时监控软件用；
    (4)再通过实时通信服务器获得需要的数据，进行实时显示。
    客户端软件运行视频数据监控软件流程如下：
    (1)在客户端直接设定通过网络接收数据，并设定接收画面个数(最大4个)，运行视频播放软件；
    (2)直接通过网络接收视频服务器传的视频数据，并进行实时显示。
    浏览器运行实时监控软件流程如下：
    (1)浏览器请求，经Web服务器访问数据库，将相应课题的测试参数读取，并传给客户端实时监控软件(ActiveX控件)使用；
    (2)再通过实时通信服务器获得需要的数据，进行实时显示。
     运行流程基本分5类：一类：客户端→应用服务器→数据库服务器；二类：浏览器→Web服务器→数据库服务器；三类：客户端监控软件→实时通信服务器→遥测接收数据系统；四类：视频监控数据→视频服务器→遥测接收数据系统；五类：客户端←→视频服务器←→实时通信服务器←→管理服务器(本地局域网)。
2．2 运行控制
    运行控制将严格按照各模块间函数调用关系来实现。在各事务中心模块中，需对运行控制进行正确的判断，选择正确的运行控制路径。
    在网络传输方面，客户端(浏览器)在发送数据(请求)后，将等待服务器的确认收到反馈，收到后，再次等待服务器发送应答数据，然后对数据进行确认。服务器在接收到数据后发送确认信号，在对数据处理、访问数据库后，将返回信息送回客户端，并等待确认。实时方面要保证接收端与发送端的同步(本地局域网)，基于园区网的远端请求可次之。
2．3 运行时间
    在系统的需求分析中，对运行时间的要求为必须对做出的操作有较快的反应。网络硬件对运行时间有最大的影响，当网络负载量大时，对操作反应将受到很大的影响。所以客户端与服务器之间的连接将采用双高速1 000 Mb／s以太网络冗余设置，尽量采用组播方式，各服务器磁盘阵列通过1 000 Mb／s光缆连接，以减少网络传输上的开销。其次是服务器的性能，这将影响对数据库访问时间即操作时间的长短，影响加大客户机操作的等待时间，所以必须使用高性能的服务器，使硬件对本系统的速度影响小于软件的影响。

3 结语
    多模式试飞实时监控系统采用C／S与B／S模式结合的方式，并应用了ActiveX组件嵌入技术，使基于园区网实时监控与事后处理成为可能，最大限度满足试飞工程师的需求。在网络传输方面，建立了一条后备网络，以保证当圭网络故障时数据的通信通畅。利用数据库对各类相关信息与数据统一管理，确保了信息与数据完整性。系统通过对各类相关技术的合理应用，使实时监控更加标准化、规范化和系统化，提高了试飞实时监控效率、保证了试飞安全。