基于组件的无线电监测网络通信系统
2008-06-18
作者：侯志红
摘 要:在无线电监测" title="无线电监测">无线电监测中，该系统完成与监测系统" title="监测系统">监测系统内部网、其他数据库系统" title="数据库系统">数据库系统、其他监测系统、局域网、Internet 网等相关系统的通信。根据无线电监测的特点，考虑到软件的重用性，将系统中通用化程度较高且基本实现又相对稳定的模块分离出来，并封装成组件。所有组件的实现部分都被封装成动态链接库DLL的方式，对外部提供一个稳定的调用接口。既增加了系统稳定可靠性，又为以后其他无线电监测系统的开发奠定了良好的基础。该系统具有灵活的联网功能，可实现多线程及多进程工作方式，提高了监测设备的工作效率。实际运用表明，该系统具有良好的兼容性和稳定性。
关键词:无线电监测 网络 通信 软件重用性 组件
无线电监测就是对无线电发射的基本参数，如频率、电平、示向度、仰角、测向质量等系统地进行测量，以便合理、有效地支配频率,并通过对干扰源测向定位排除干扰以及查处非法电台。
单独一个测向站只能确定辐射源的方向，但不能确定辐射源的位置(单站定位除外)，所以一般要使用多个测向站，在地理位置上分布开，构成一个测向网。
全国无线电监测网络系统由国家无线电监测管理中心和分布在各地的多个监测站组成，每个监测站都配有接收机、频谱仪以及测向仪等多种监测设备。这些设备既可用于各个监测站平时的本地监测任务，也可通过全网统一指挥来完成多站配合监测任务。国家无线电监测管理中心与各地的监测站通过租用专线以广域网的方式连接起来。整个系统的结构如图1所示。
1网络通信" title="网络通信">网络通信在监测系统中的功能
监测包括基本功能如ITU测量、频谱分析、测向、音频、频段/频表扫描、信号解码、调制解调分析以及综合监测功能如交会定位、数据库相关功能、监测任务、系统配置与管理、网络通信等。其中，网络通信是最基本的功能，系统中的大部分功能都需要通过网络通信才能完成，它还完成与其他相关系统以及与无委内部数据库信息系统的通信。
2 系统实现方案及完成情况
2．1总体分析
无线电监测系统具有实时长时间运行、数据量大、界面比较复杂等特点。对需求认真分析后发现，尽管功能繁多，但许多功能都有内在联系，如某种功能是由另外一些功能组合而成，还有一些功能实际上是通用功能，可以独立于应用领域单独进行设计。如果考虑重用，则这些功能可以应用于后续开发的大多数系统。
无线电监测网络通信具有以下的特点：
(1)传输的数据量大。在远程实时监测中，需要不停地传送监测数据(包括ITU数据、频谱数据、音频数据等)，数据流量非常大。因此，在网络带宽有限的情况下，需要采用传输效率较高的传送协议。
(2)需要高可靠性保证。特别是在传送控制命令时，一定要保证可靠性。
(3)需要处理并发任务。例如：在做多站交会定位时，可能需要同时与多个远程站点交换数据，这就需要实现网络操作并行任务控制。
2．2 系统实现
分离出系统中具有通用性的功能并将它们做成独立的组件供系统使用。在本系统中被封装成组件的模块包括：数据库、电子地图、监测设备管理、虚拟仪器图形显示模块等模块。
对组件的开发工具并不做硬性规定，只要组件的接口部分符合统一规定。对于设备驱动等相对底层的模块选择使用VC＋＋进行开发；而对于数据库以及界面显示等则使用Delphi。
所有组件的实现部分都被封装成动态链接库DLL的方式，对外部提供一个稳定的调用接口。例如：对于数据库组件，当前主要是基于Oracle的开发，但是对于其相应的服务来说，则会隐藏其细节，而只提供通用数据库操作的接口。当需要更换数据库系统时，则只需加入新的数据库组件，而数据库的服务接口会保持稳定。
主界面包括：功能菜单、工具栏、参数面板和设备选择面板。在执行具体业务功能时，必须先选择一个或多个合适的监测设备或监测站，然后设置参数，才能开始执行。图2是主界面图，图3 是联网界面图。
电子地图交会定位是在基本监测功能基础上结合电子地图以及网络和数据库的综合运用。
2．3 部分程序流程图
主要介绍联网和网络通信两部分。联网模块选择同时参与测向任务的监测站或需遥控遥测的监测站，对所选的监测站联网。通信模块完成联网监测机之间的信息的传递和信息翻译，以及网络联接状态的侦测和网络异常的处理。
2．3．1 联网模块
本模块对需联网的监测站进行自动联网，并响应用户的联网干预操作。此模块分为2个子模块：主叫方联网和被叫方联网，其流程图分别如图4和图5所示。被叫方是服务器时的联网流程图如图6所示。
2．3．2 通信模块
本模块共分为4个子模块：发送信息、接收信息、错误侦测和处理、通信监视，如图7。
(1)发送信息功能描述
如果是主叫方，本模块根据工作状态、网络状态，自动将无线监测系统主叫方的各种监测任务、参数等信息根据通讯协议组合成发送命令发给被叫方。如果是主测站将使用全局变量，否则使用局部变量。
如果是被叫方，本模块根据工作状态、网络状态，自动将无线监测系统的各种监测任务结果数据、环境数据、报警等信息根据通讯协议组合成发送命令发给主叫方。
(2)接收信息功能描述
本模块将收到的信息解包，放入响应变量或作相应处理。如果是主测站则将局部变量与全局变量交换。
(3)错误侦测和处理功能描述
本模块侦测Sock网络的通断、RAS链路的通断。在应该保持连通的情况下，如果网络断开则自动进行网络连接。如果3次连接失败，则报告给主叫方的操作者网络故障信息，如果是被叫方则自动关机。
(4)通讯监视子模块功能描述
本模块显示某个监测站传回的测向数据，并可向该监测站发送测向参数。另外还可调出原来设置的缺省参数，也可将当前的参数设置为缺省参数。
网络通信是监测系统的最重要的组成部分之一，它的工作机制直接影响到信号的接收质量和测向定位的可信度。
本系统设计具有以下性能特点：
系统基于组件的设计，便于硬件设备和软件的更换、扩展和升级。所有对组件的调用都是通过接口完成。因此，只要接口稳定，对接口实现的改变不会影响系统的其他部分，不但可以使本系统更加稳定可靠，也为以后其他无线电监测系统的开发奠定了良好的基础。
具有灵活的联网功能。包括与监测系统内部网、其他数据库系统、其他监测系统、局域网、Internet 网等互联。
可实现多线程及多进程工作方式，提高了监测设备的工作效率。
具有良好的兼容性和稳定性。可采用不同的接收机如IC-R8500、EB200、ESMC、HP6201A等以及不同的管理系统" title="管理系统">管理系统——国家无委频率管理系统、台站管理系统等，且与网络硬件无关。
该系统已经被应用于全国短波监测网络中的北京、哈尔滨、成都和乌鲁木齐四个短波监测站。通过一段时间的运行，该系统在稳定性和可靠性上较以往有了很大的提高。
参考文献
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