地面测控（精选三篇）
地面测控 篇1
随着我国航天测控事业的不断发展,地面测控设备越来越多,需要构建测控设备统一化监控管理平台。网管中心对地面测控设备的实时监视、控制和管理,采用简单网络管理协议,网管中心作为管理端,可以通过管理协议对作为代理端的地面测控设备,进行统一化管理[1]。
地面测控设备MIB信息一般采用ASN. 1语法管理,由于地面测控设备属性复杂,在MIB库建立和维护中,容易出错,一旦MIB库有所调整,地面测控设备的代理程序也要进行相应修改,给程序的维护带来不便。本文提出采用XML管理设备信息和管理信息库的方法,论述地面测控设备代理软件设计及关键技术,并通过仿真试验,验证了该方法的正确性和高效性。
1 基于 XML 管理 MIB
1. 1 管理信息库
管理信息库是由ASN. 1描述树状结构[2],MIB的叶子节点定义了代理被管理的可查询和设置的参数。管理信息库是由代理者维护的一个信息库,可供管理者通过管理协议访问,通过对这些信息的存取访问,可以实现地面测控设备的监控、管理。
地面测控设备包括发射、接收和基带等多个分系统,每个分系统又有若干个分机组成,管理信息库叶子节点很多甚至有上千个,如果用这种方法描述MIB库,编写易出错,易读性差,维护复杂,这就需要找到一种存储管理MIB库的新方法。
1. 2 XML
XML即可扩展 标记语言,是由W3C ( WorldWide Wed Consortium) 发布的一种关于数据描述和存储的一个标准[3]。XML具有可扩展性和自描述性[4],用户可以自定义标签来描述数据。XML文档内容和结构清晰易懂,非专业人员也易于阅读和使用。XML遵循严格的语法,XML中标记的信息,具有标准的结构化数据处理模型和丰富的解析、封装和传输技术支持,容易地被计算机程序所处理[5]。XML本身呈现一种树状结构,采用XML的DOM树来描述MIB信息的树状结构,结构清晰、维护方便,有利于代理软件实现[6]。
1. 3 基于 XML 的地面测控设备 MIB 库
地面测控设备MIB变量根据重要程度不同,划分为A、B、C三类变量,各类变量下根据分系统进行分组,分系统细化为具体的分机,分机节点下定义具体的参数。用XML Schema( 模式) 描述MIB文件的结构,如图1所示。参数用来表示MIB库中的设备状态叶子节点。参数节点包含ID、类型、oid、名称、trap共5个属性。ID表示数据元素标识; 类型表示MIB变量的数据类型; oid表示MIB变量编码; 名称表示参数名 称; trap表示变量 是否要发 送Trap消息。
定义表1中地面测控设备MIB变量表中的变量,采用ASN. 1描述如图2所示。采用XML Schema结构,转换为XML文件的MIB变量如图3所示。从图中可以看出,采用XML描述,可以清晰的体现变量之间的从属关系,具有良好的用户交互体验。
2 代理软件设计
2. 1 SNMP 操作的报文类型
SNMP包含5种SNMP操作的报文类型[7,8,9,10]:GetRequest、GetResponse、Get NextRequest、SetRequest和Trap。管理器向代理发出服务Get请求,代理在161端口侦听 并接收管 理器发来 的GetRequest、Get NextRequest报文后,进行解码分析,并从设备的MIB中获取相关信息,生成GetResponse报文,向管理器回送应答。同时,管理器在162端口侦听并接收来自代理的Trap报文,报告异常情况。
2. 2 代理软件设计
代理程序主要包含SNMP信息接收模块、SNMP信息解析模块、基于XML的MIB库维护模块、MIB信息检索模块、SNMP报文打包模块、SNMP消息发送模块、设备状态变化巡检模块和XML格式的MIB库,如图4所示。
代理软件接收GetRequest和Get NextRequest报文,调用SNMP报文解析模块,解析报文中的OID,通过OID查询检索MIB库中的参数值和数据类型,调用SNMP报文打包部件组成GetRequest报文,最后调用SNMP报文发送模块发送报文。
设备的状态维护在MIB库中,MIB库维护部件把设备的状态更新到XML文件中,并状态发生变化的参数的Trap属性值设置为TRUE。
设备状态变化巡检模块定时检索每个参数的Trap属性值,若Trap属性值为TRUE时,取得该参数的OID和属性值,传递给SNMP打包模块,组成Trap报文,待组成Trap报文后,把该参数的Trap属性值修改为FALSE。
软件的实现技术关键是SNMP报文的解析和收发、XML文档的检索和存储。
3 代理软件实现关键技术
3. 1 MIB 信息管理
地面站测控设备监控软件采用组播向代理软件定时广播设备状态信息,代理软件接收到设备状态信息后,首先读取本地存储的基于XML的MIB库,对接收到的设备状态信息与XML文件中的状态信息进行比较,如果状态发生变化,更新该参数节点值,并把trap属性更新为True。
3. 2 SNMP 报文解析
Windows环境下使用SNMP协议通信,笔者采用了SNMP + + 开发包。下面介绍在VC + + 6. 0平台,实现SNMP报文解析的关键步骤。
1创建SNMP会话。
int status;
snmp = new Snmp( status) ;
2设置SNMP监听端口。
snmp - > notify_set_listen_port
( SNMP_LISTEN_PORT) ;
3注册SNMP报文处理回调函数。
Oid Collection oidc;
Target Collection targetc;
status = snmp - > notify _register ( oidc,targetc,&Request Process_callback) ;
4声明SNMP报文处理回调函数。
回调函数中,先获取报文类型,在根据报文类型调用不同报文的处理函数。
3. 3 TRAP 报文处理
定义2秒一次的On Timer定时器,读取3. 1中维护的XML文件,判断每个节点的trap属性如果为True,就向管理进程发送Trap报文,然后,把该节点的trap属性修改为false。Trap报文处理的关键代码如下:
4 仿真与验证
仿真环境采用Windows XP操作系统,编程环境为VC + + 6. 0,计算机采用研华610H工控机。采用Paessler SNMP Tester 3. 2. 1软件进行Get操作测试,Wild Packets软件进行Trap报文测试。分别设置入口1. 3. 6. 1. 4. 1. 13526. 12. 10. 6. 1. 3和1. 3. 6. 1.4. 1. 13526. 12. 10. 6. 1. 5. 1,只修改入XML文件的入口地址,无需修改程序,对OID入口. 1. 1. 1和入口. 1. 1. 2节点进行测试,均可以正确返回Get应答消息; 修改该两节点值,Wild Packets软件捕获Trap报文包。试验结果表明,本文提出的方法,实现了网管代理的基本功能,并在管理信息库变化后,提高了程序维护效率。
5 结束语
地面测控 篇2
航天器发射以前的地面空间环境试验对于提高航天器的在轨工作的寿命、实现卫星的长寿命、高可靠有着重要的意义.为保证试验过程中真实模拟卫星的空间环境要求,需要研制水平调节系统.该系统建立在工业控集散系统的`基础上,系统底层采用以PLC为代表的控制器件,上层采用组态软件,控制策略在组态软件中生成以后在PLC中具体实现.组态软件中实现数据的显示、存储、报警等功能.描述了卫星水平调节系统的构成以及具备的功能,给出了试验过程中的实际控制过程曲线.
作 者：崔俊峰 赵立军 刘文涛 CUI Jun-feng ZHAO Li-jun LIU Wen-tao 作者单位：崔俊峰,赵立军,CUI Jun-feng,ZHAO Li-jun(中国空间技术研究院总装与环境工程部,北京,100094)
刘文涛,LIU Wen-tao(哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001)
地面测控 篇3
0引言
无线覆盖是广播电视为城乡群众提供公共服务的主要手段, 是建设农村公共文化服务体系的重要组成部分, 国家对发展地面数字电视非常重视。由于地面信号抵御自然灾害能力强、受地理环境的限制小、建设和维护成本相对较低, 因此地面数字电视对于国家的安全播出亦具有非常重要的意义。
国家新闻出版广电总局已经在全国范围内大面积分步推广地面数字电视, 目前大部分城市和地区开通了地面数字电视服务, 单频网系统也已经在部分地区开始使用。但是, 地面数字电视覆盖后如何有效对其进行监控并评估其播出质量及覆盖效果, 这已经成为全国各级广播电视管理部门亟待解决的问题。基于此, 广西壮族自治区新闻出版广电局开展了“省级地面数字电视覆盖网智能测控系统研究”, 为建设科学规范的地面数字电视管理体系提供技术支持。
1主要研究内容
1. 对地面数字电视覆盖网 (含单频网) 监控和测试技术现状进行调研。
2.研究地面数字电视覆盖网智能测控系统功能。
3.研究地面数字电视覆盖网智能测控系统平台建设模型。
4.建立基于广西省级管理平台的地面数字电视覆盖网智能测控试验系统, 开发相关技术设备。
5.研究开发相关平台管理软件。
2系统组成与功能研究
省级地面数字电视智能测控系统由省监控中心子系统、发射台端监控子系统和监测终端组成, 如图1所示。
2.1省监控中心
省监控中心子系统通过光纤或其它网络与发射台端监控子系统、监测终端联网, 可以完成对各发射台发射设备的统一调度、控制管理, 包括运行状态统计、并形成统一的报表以及各发射台站的环境/安防状态的统计、数据分析等。省监控中心可依据监测终端对收测数据分析的结果, 对无线覆盖网、单频网进行实时远程测试和调整优化。省监控中心子系统结构如图2所示。
2.2发射台端监控
发射台端监控子系统对本台发射机相关信息采集和本地管理监控, 实现对发射机、信源自动切换器、稳压电源等设备的数据采集和控制, 同时为远程监控提供通信接口。
发射台端监控子系统包括信号源监控系统、发射机监控系统、电力监控系统、环境安防监控系统, 系统结构如图3所示。
1.信号源监控系统
实时监测各路信号源状态和告警信息, 实现信号源自动切换和远程控制, 实现信号源音视频录像存储。
2. 发射机监控系统
实时监测发射机工作参数和告警信息, 实现发射机系统的自动控制和远程控制。
3.电力监控系统
实时监测外电、发电机、配电柜各参数和告警信息, 实现电力系统的自动控制和远程控制。
4.环境安防监控系统
实时监测台站场地视频、各环境参数和告警信息, 实现门禁、灯光、空调等的自动控制和远程控制, 自动记录进出人员, 实现环境安防音视频录像存储。
2.3 监测终端
监测终端主要完成覆盖区域的播出质量和覆盖效果监测功能。监测终端放置在发射台的信号覆盖范围内, 通过天线接收地面数字电视信号, 把收测到的技术参数通过网络传输到省监控中心, 如图4所示。省监控中心通过分析监测数据对覆盖状况进行评估, 根据评估结果自动或提醒操作人员对发射机相关参数进行调整, 使覆盖网达到最佳覆盖状态。
3省级地面数字电视覆盖网智能测控试验系统搭建
广西省级地面数字电视覆盖网智能测控试验系统基于广西省级运行管理平台, 初期包含2个监控点, 3个收测点, 1个中心系统, 结构如图5所示。
收测点1选择在1#发射机覆盖的A区, 收测点2选择在2#发射机覆盖的B区, 收测点3选择在2台发射机交叉覆盖的C区, 如图6所示。采用自主研发的监测终端“地面数字电视收测仪” (专利号:ZL201420311957.3) 和测控软件。
试验系统主要包含以下功能:
1.发射机实时运行状态的远程监控
可实时远程监测发射机的功放温度、CPU温度、环境温度、输入功率、输出功率、反射功率、功放电流, 并且能够远程控制发射机开关机、远程控制发射机升、降功率。
2.覆盖服务区域技术指标远程测量
可对覆盖服务区域的覆盖场强、覆盖信号MER、载噪比、误码率、信号载波数、信号PN值、信号模式等技术指标进行远程实时测量。
3. 单频网覆盖服务区关键参数远程测量和调整
可远程实时测量多径信号时延差、远程跟踪多径信号时延差变化、远程调整单频网覆盖服务区的多径信号时延。
4系统安全性
省级地面数字电视测控系统的安全不是单纯的技术问题, 管理与技术并重才能保障业务和数据的安全, 在提高技术系统安全性和高可用性的同时, 还必须做好安全管理工作。根据地面数字电视测控的流程及运维方式, 进一步改进完善管理制度、手段及措施, 实现系统的正常运行, 保证节目播出安全问题的及时发现, 确保各类信息在产生、传输、使用、存储等过程中保密、完整、可用、可控。
4.1网络安全
1.系统传输网络为SDH专网专线
本系统传输网络使用SDH光纤专网作为数据传输链路, 与互联网物理隔离。当监测终端在野外收测, 不具备连接专网条件时, 可使用3G网络进行数据传输, 采用防火墙和网闸与专网进行隔离。
2.省监控中心与发射台站之间防火墙隔离
为了保障省监控中心服务器的安全, 服务器与监控台站之间使用防火墙隔离。防火墙通过ACL (访问控制列表) 控制台站主控服务器和其他网络设备允许访问哪些服务器。防火墙仅对台站主控服务器开放几个必要的端口, 如Web服务端口、报警服务端口、授时服务端口等几个服务端口, 以及对内部主机对服务器的访问行为管理等。
3.发射台站间用三层交换机VLAN隔离
使用三层交换机对各发射台站进行VLAN划分, 隔离各台站之间的通信。
4.受控端通过IP、端口、MAC过滤
系统中所有受控端设备, 如发射机、信号源等, 均设置了可控制过滤机制。过滤机制主要从源IP地址、MAC地址以及目标端口进行过滤。只有控制来源与受控对象的设置一致才能进行有效的监控。
5.台站设备的控制协议采用自定义方式, 不易公开
系统中自主研发的设备, 如数字电视发射机、地面数字电视收测仪等采用自定义数据结构, 格式命令特别编码。在不知道通信协议的情况下想要与设备通信有一定困难。
4.2 数据安全
音视频节目数据是省级地面数字电视测控应用的核心。为保证数据存储、数据访问、数据通信、数据交换的安全, 应定期评估数据的完整性、保密性、可用性, 制定备份、冗灾策略和数据恢复策略, 消除可能存在的安全隐患和威胁。
4.3 运维安全
运维安全是省级地面数字电视测控系统保障正常运行的重要组成部分, 包括运行管理、维护保障、应急预案及安全事故处理等部分。运行管理是指对省级地面数字电视测控系统中的各种业务的日常运行进行管理, 维护保障是为保证监管平台的正常运行而开展的各项安全措施。应急预案是为了在测控系统发生故障时以最快的速度恢复系统的正常运行, 阻止和减小安全事件带来的影响。
5结束语
地面数字电视覆盖测控系统是数字电视覆盖网的重要组成部分, 也是地面数字电视得以安全播出的重要保障, 进行单频网交越区域时延监测是测控网络建设的关键。本项目的开展可为各省级数字电视覆盖网智能测控系统及关键技术研究工作、为地面数字电视覆盖网特别是单频网建设、调试和优化提供技术支持。目前试验系统已通过国家广电总局广播电视计量检测中心检测, 现已应用于广西地面数字电视发射站点的监控, 下一步将在测控平台的稳定性、安全性、接入能力、界面友好等方面开展更深入的研究。
参考文献
[1]徐忠.关于地面数字电视发展的思考[J].广播电视信息.2014 (06) .