基于DDS和WPF技术的试飞实时监控系统设计

针对以服务为中心的客户端服务器(C/S)架构监控模式存在着数据融合困难、传输协议单一、扩展灵活性差等不足,将数据分发服务(DDS)技术引入到试飞实时监控系统中,结合WPF图形引擎技术形成了一整套解决方案。在完全兼容当前架构规范的前提下,采用DDS技术作为数据传输中间件,有效提高了试飞监控系统的实时性,加强了多源数据融合粒度,降低了试验资源的集成难度;采用WPF图形引擎技术构建实时监控可视化编辑平台,最终实现了空天地综合监控环境下多源数据接收、处理、分发以及可视化展示等关键技术。此方案已经在飞行试验地面实时监控中得到了成功应用。     

飞行器测控系统数据分发服务研究

针对飞行器测控系统多任务和高实时性的要求,提出了一种基于DDS(数据分发服务)规范的数据分发服务模型.它以发布/订阅模型为基础,支持通过设置和调整服务参数,实现不同的数据需求和传输方式;同时在模型中引入了一种基于兴趣过滤的数据订阅方法,支持订阅者更细粒度地表达订阅兴趣,以提升通信效率.试验结果表明,该模型在任务和负载数量增加时仍具有较好的时延控制能力,可满足测控系统多任务、高实时性等任务需求,并具有良好的扩展性.     

飞行试验综合安全监控技术

在新型飞机飞行试验任务中,遥测监控技术是保证试飞安全,提高试飞效率的重要手段。针对目前地面实时监控技术面临的问题和挑战,提出采用基于故障树的多类型告警技术、试飞任务的嵌入式准实时数据处理技术及应急处置辅助决策技术等先进监控技术,引入试飞安全决策库理念,建立应急处置辅助决策机制,构建飞行试验综合安全监控系统,实现飞机各系统试飞状态监控和综合故障告警、复杂试飞科目的准实时计算评估和应急处置决策支持。实际飞行试验结果表明,应用此技术开发的综合安全监控系统,可以使试飞指挥员和工程师在第一时间及时准确地获取试验机故障告警、试飞科目评估结果和应急处置决策方案,极大地提高了试飞效率和安全性。     

实时数据分发系统软件的设计与实现

实时数据分发系统指使用实时数据分发服务中间件的分布式系统。实时数据分发服务中间件采用实时发布-订阅协议,通过在数据发布方和订阅方之间配置的服务质量参数,可以实现不同的数据需求和传输方式。该中间件能够跨平台操作,屏蔽底层操作系统的差异,这有利于系统灵活动态地扩展和升级。文中阐述了数据分发服务的思想和模型,以RTI公司的数据分发服务中间件DDS为例,具体研究了该中间件的软件设计和实现。     

基于流处理技术的云计算平台监控方案的设计与实现

针对目前云计算平台监控手段实时性差的问题,提出一种基于大数据流处理技术的云计算平台实时监控方案。该方案采用实时计算系统Storm作为核心,使用iostat、mpstat等工具获取服务器性能信息,使用Flume和Libvirt获取全方位的日志信息以及云主机状态信息。获取到的信息以数据流的形式传至Storm,然后进行数据清洗、关键词匹配等实时分析。在模拟生产环境下对该方案进行测试,结果表明:该方案能够实现对大规模云计算平台进行实时监控,而且具有高可靠性、高扩展性的的优点,达到研究效果。     

船舶信息系统的数据分发与存储设计

随着船舶各个分系统之间数据交互要求日益增加、历史数据爆炸性增加,实现数据高效的分发以及海量数据存储日益重要。在分析数据分发服务DDS(Data Distribution Service)规范的基础上,搭建船舶信息数据分发系统,同时提出基于RDB和NoSQL(Not Only SQL)的联合存储方案。实现船舶信息系统的数据高效、实时发布,以及海量历史数据的有效存储、高效查询。通过搭建船舶仿真系统测试船舶信息系统的数据分发系统及其存储方案,实验结果表明将DDS技术和数据联合存储方案应用于船舶信息系统是可行的。     

基于DDS规范的航行通告分发服务

航行通告是以电信方式发布,有关任何航空设施、状况或变化的情报通告,及时了解此类通告对与飞行活动有关的航务人员是至关重要的。数据分发服务（Data Distribution Service,DDS）是对象管理组织（Object Management Group,OMG）颁布数据发布服务规范,它定义了以数据为中心的发布／订阅（Data-Centric Publish-Subscribe,DCPS）服务。为提高情报交换的效率,确保飞行的正常、安全与效益,文中将DDS规范运用到航行通告数据交换中,对航行通告分发服务的主题结构进行设计,并利用DDS丰富的QoS策略,控制航行通告数据的质量,基于DDS规范的航行通告分发服务可有效地避免单点失败,提高系统可靠性。     

基于属性加密的DDS访问控制方案

数据分发服务（Data distribution service,DDS）是一种可靠的实时数据通信中间件标准,它是面向基于发布/订阅模型的分布式环境,在各个领域得到了广泛应用,但现有研究涉及DDS安全技术的成果较少,而在实际应用中发布订阅系统存在多种安全威胁。为了建立灵活可靠的安全机制来确保发布订阅信息的安全性,提出一种以数据为中心的访问控制方案。在属性加密的基础上,对访问树结构进行优化处理,结合发布订阅环境增加属性信任机制。之后采用制定属性连接式与授权策略的方式对发布订阅信息进行加密匹配,并建立DDS访问控制模型来控制发布订阅系统内信息的交互,实现数据的安全分发。经过实验验证,该方案既能够应对DDS存在的几种安全威胁,保障发布订阅信息的机密性,也能够实现系统对特定信息的访问控制,并且发布者订阅者不需要共享密钥,减少了密钥管理的开销。     

航天测控网实时数据流量监控与分析技术

航天测控网实时数据是航天发射中最重要的试验信息,实时数据交换直接影响着任务的顺利实施;由于航天中心采用自定义网络协议,商业软件不能够对协议数据进行有效监控和深入分析;根据航天测控网体系结构和业务特点,设计了被动式网络数据监控方案,采用专用硬件和底层驱动程序进行网络高速数据采集,实现了基于开源软件Wireshark的航天测控实时包数据交换协议(PDXP)的具体解析;实验结果表明,提出的实时数据监控和分析技术具备强大的数据包捕获和过滤能力,同时便于扩展网络协议,可以对航天中心各类传输信息进行监控和分析,为航天测控网数据监控、性能评估、故障诊断提供有效手段。     

基于数据分发服务的语音通信系统的设计与实现

针对大型试验场所试验过程中通信位置灵活分散、通信节点多的特点,满足人员分组通信互不干扰、通信状态可控、通信内容保密的需求,设计并实现了一种基于数据分发服务(Data Distribution Serv-ice,DDS)的语音通信系统.设计通信控制台对分组通信与动态登陆过程进行管理与控制,在保证语音质量的前提下,实现一对一、一对多、多对一、多对多的语音通信需求,并进行实时通信状态监控与用户管理.通过对通信终端软硬件的设计,实现将采集的语音转化为数字信号,并在本地进行数字信号的订阅与发布,提升网络使用效率,同时保证组间通信互不干扰,并且能够将通信内容通过RSA算法进行加密传输.语音通信系统能够有效降低外界电磁环境对通信质量的干扰,满足不同的使用场景和应用需求.     

基于云计算的航空飞行试验数据中心任务调度优化架构设计

为解决航空飞行试验数据中心任务调度行为明显滞后的问题,实现对航空飞行试验数据的实时调度,设计基于云计算的航空飞行试验数据中心任务调度优化架构。设置WiRo中心网络,联合试验数据预测器与飞行任务分配器,完善中心任务调度优化架构体系的基础应用结构设计。根据PSO优化度量值的取值范围,求解惯性权重指标与粒子编码条件,并按照云计算法则,推导函数表达式条件,实现基于云计算的航空飞行试验数据调度模型的构建。在动态数据权限的约束下,计算中心调度任务的资源占用率与长尾延迟参数,实现对任务调度架构的优化配置,联合WiRo中心网络及EMU调度结构,完成基于云计算的航空飞行试验数据中心任务调度优化架构的设计。实验结果表明,云计算技术作用下,单位时间内的数据吞吐量达到了9.85B/s,由数据吞吐量有限造成的中心任务调度行为滞后的问题得到较好解决,符合实时调度航空飞行试验数据的实际应用需求。     

基于1553B总线的飞控软件测试仿真平台设计

针对导弹飞控软件测试系统中更高可靠性、灵活性和实用性的要求,设计了一种基于1553B总线的导弹飞控软件测试仿真平台,介绍其系统组成及上位机软件的设计和实现。对高可靠性和灵活性的飞控软件测试仿真平台进行了研究,从软硬件方面予以分析,给出一个详细的设计方案：测试平台与飞控计算机采用1553B总线通讯的同时,利用VS2010设计上位机测试软件和S-function函数进行子模块封装,并通过Higale仿真界面进行实时的通信控制与显示,可以在保证通信可靠性的基础上对飞控软件的测试结果进行判断与分析。仿真测试结果表明,该飞控软件测试仿真平台方案可以实现对某型导弹飞行控制软件的通信与测试,并且具有高可靠性和可扩展性。     

基于试验点自动识别的飞行试验智能化监控技术

试验点作为飞行试验任务的最小组成单元,明确了试验机所要完成的任务及要求,是飞行效果评估的主要依据。深入分析试验机在完成不同试验点时的参数变化特征,结合领域专家人工识别的先验知识,提取影响试验点识别的关键参数及其变化规律。构建试验点识别知识库,设计试验点自动识别算法。结合飞行试验实时任务评估技术,开发基于试验点自动识别与智能评估的飞行试验实时监控系统,实现了从"智能化安全监控"到"智能化任务监控"的转变,有效提升了试验机的试飞效率。     

民机试飞遥测地面实时数据处理软件设计与研发

为了满足大型民机试飞实时监控的需求,针对遥测数据设计研发了一套实时处理软件,软件包含后端解析服务和前端显示软件两大部分;后端解析服务采用多线程调度技术,实现实时处理及数据回放等不同工作模式下IRIG 106 CH10数据的接收、PCM数据的解析和数据的实时存储;前端显示软件基于WPF框架采用MVVM设计模式开发,包括任务管理、参数配置、算法处理和数据同步等子模块;经实际测试,软件实现了国产某大型客机不少于8000个遥测数据和多路视频的实时解析、分析和转发,满足了试飞过程中的实时监控需求,为试飞任务的安全开展提供了有力保障。     

基于天基信息系统的数据分发技术研究

针对在天基多域信息系统中,各类电子设备不断增加和推陈出新,进而使得天基多域信息系统中数据量更大、数据类型更多、数据复杂性更高的特点,对数据分发服务(DDS)技术进行研究,提出了一种应用在天基多域信息系统网关上的基于国产操作系统的数据分发服务实现技术;基于PowerPC P1022平台,完成对国产化自主可控嵌入式操作系统风云翼辉(AIC-OS)嵌入式操作系统的移植适配,同时联合VxWorks、Windows平台,搭建起一套基于DDS技术的天基多域信息分发系统;之后针对天地网络一体化通信的背景需求,分别对该系统的联通性、可靠性、在线感知能力、通信时延等多方面能力进行实验测试;实验结果表明,可以有效实现天基多域信息系统的互联互通,实现数据在不同用户间的发布和订阅。     

基于多线程的动力驱动装置实时测控系统

在襟缝翼动力驱动装置工作性能的测试中,测控系统需同步完成负载模拟、通信控制、电源监测、实验曲线绘制、实验数据存储等多项功能。针对测控系统的多任务、高实时性、大数据量等要求,基于LabWindows/CVI环境,通过使用多线程技术,将任务分配到不同线程中完成。在主线程中运行用户界面,响应用户操作;在异步定时器中执行模拟负载给定、通信控制和实验曲线绘制任务;在线程池中执行电源监测任务。经实验验证,应用多线程技术能够确保测控系统实时显示实验状态、与被测设备之间可靠通信、稳定提供负载、有效控制实验过程,满足了系统的设计要求。     

基于CPRI协议的FPGA高速数据传输模块设计与实现

随着通信技术不断发展,CPRI协议作为无线基站的接口规范逐步完善,可支持的数据速率不断提高。本课题基于“新一代宽带无线通信网”国家科技重大专项：TD-LTE基站基带与射频模块间接口（Ir接口）仿真与监测工具开发。本文为了测试基带设备对IQ数据的处理能力,基于FPGA实现对用户数据（IQ数据）的实时高速传输至上位机进行存储。通过比较现有高速数据传输技术,提出采用分层化,模块化的设计思想,利用FPGA实现UDP/IP协议栈,通过千兆以太网传输至上位机。通过测试验证,本模块可实现对IQ数据的实时高速传输,满足设计要求。     

基于无线传输的机轮胎压测试系统的设计

本文首先针对机轮胎压的测试需求进行了分析,然后简要介绍了传统机轮胎压测试技术,同时提出了一种适合的基于无线传输的机轮胎压测试技术,对其中的系统功能设计、胎压采集原理、数据收发无线通信技术、供电设计等关键技术进行了深入的探讨和研究,为机轮胎压的采集和实时监控提供了技术方法和支撑,最后通过实验室对比验证,试验结果满足飞行试验的测试需求,未来可以应用在飞行试验中满足飞机性能试飞和安全监控的需要。