一体化仿真监控测试系统

技术领域

本发明涉及卫星地面站应用领域，具体涉及一种一体化仿真监控测试系统。

背景技术

随着国内遥感卫星地面系统的快速发展和建设，地面应用系统庞大、业务流程复杂，人员紧张且需要大量时间进行系统设计实现。研制中同时存在以下需求，一是应用系统自测试环境中需要硬件设备支持交互测试，二是地面站硬件设备研制完成需要进行验证测试。

地面系统建设过程中，地面应用系统的软件研制和硬件设备研制同步进行。地面应用系统研制过程中需要与硬件设备进行交互通信，验证业务流程执行正确和设计合理性。地面系统硬件设备完成研制自测自检后需要与地面应用系统进行交互测试及验证设备的监控工作能力，地面应用系统研发内容服务多且业务流程复杂，在研发未完成或地面系统服务高耦合无法独立应用或异地测试等情况下暂时无法支持完成对硬件设备研发检查和验证设备监控能力的测试工作。

卫星地面系统的研发与硬件设备的研发存在异地研制和研制完成时间差等情况，无法相互满足对方的验证测试需求，在双方都具备联试条件时，避免出现软件设计结构不合理或业务逻辑处理错误等严重影响系统研制完成进度的情况，任何一方出现问题，都需进行二次研制。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种一体化仿真监控测试系统，不仅可以为地面应用系统提供仿真设备的监控测试数据，也可以在地面应用系统服务不具备独立验证测试能力的情况下，提供验证硬件设备监控工作能力的服务。

本发明实施例提供一种一体化仿真监控测试系统，所述一体化仿真监控测试系统包括：

设备模型管理模块，用于存储不同种类的设备模型；

通信协议包管理模块，用于存储不同种类的监控通信协议；

仿真监控测试系统模块，用于所述一体化仿真监控测试系统的测试信息配置管理、仿真监控逻辑关联和运行调度。

在本发明的优选实施例中，所述设备模型包括设备模型信息、监控点位循环结构表、监视点位信息表、控制点位信息表和模型应答信息表。

在本发明的优选实施例中，所述设备模型信息包括设备模型说明、各类约束以及所述监视点位信息表、所述控制点位信息表和所述模型应答信息表的逻辑关系；

所述监控点位循环结构表包括所述监视点位信息表和所述控制点位信息表中需要进行特殊结构和/或特殊业务逻辑处理的特殊点位；

监控点位信息包括设备可以与外部交互的信息，控制点位信息包括设备可以与外部交互且可以进行本机编辑和远程控制的设备功能点信息，模型应答信息包括与外部交互接收的逻辑处理信息和仿真测试时模拟设备监控功能向外部服务推送的响应信息。

在本发明的优选实施例中，所述监控通信协议的内容包括监控交互的格式约定和交互内容的解析。

在本发明的优选实施例中，所述监控通信协议包括通用协议和特殊设备协议。

在本发明的优选实施例中，所述仿真监控测试系统模块还用于所述一体化仿真监控测试系统的运行配置管理、界面自动化绘制、网络通信协议封装和仿真监控测试业务调度；

其中，所述运行配置管理包括完成配置测试设备列表、编辑设备基础信息和设备的网络通信信息，以及选择设备应用的设备监控模型和通信适用的协议包；

所述界面自动化绘制包括根据所述一体化仿真监控测试系统运行的配置信息在所述一体化仿真监控测试系统启动后自动绘制设备列表一级布局界面；

所述网络通信协议封装包括创建网络链路连接完成内外部服务与设备之间的信息交互传送。

在本发明的优选实施例中，所述一体化仿真监控测试系统可仿真的设备为地面站硬件设备，包括光端机类设备、变频器类设备、开关类矩阵、基带类设备、功放类设备和测试设备。

在本发明的优选实施例中，所述一体化仿真监控测试与地面系统设备的监控测试环境搭建以设备网络信息为环境搭建的输入信息，配套对应的设备模型和通信协议包，完成信息处理逻辑和交互信息格式编制生成，由网络通信协议组件提供通信链路，实现多物理网卡下信息的精准接收及推送。

在本发明的优选实施例中的监控能力验证测试。

在本发明的优选实施例中，所述仿真设备监控工作内容包括模仿地面系统测试中缺失的硬件设备的监控模块向外部提供监控工作响应内容；

所述对设备的监控能力验证测试包括同时批量测试地面系统硬件设备。

本发明将卫星地面站监控系统中的硬件设备进行了信息类型和通信协议封装，并形成独立的设备监控模型库和协议库，封装了网络通信协议，多物理网卡情况下也可实现信息精准推送和接收。

本发明可以同时仿真一个或多个单点设备为软件系统调试提供各类监控响应信息，模拟设备工作状态，为任务流程提供可定制交互信息，辅助完成系统的业务功能验证及自动化测试。

本发明结构简单、应用快捷，可快速完成面向多源光电设备测试系统搭建，批量测试地面系统实施的硬件设备并验证其监控功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一体化仿真监控测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的一体化仿真监控测试系统的功能应用流程示意图。

具体实施方式

此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。

此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施方式。本发明的范围由权利要求书所界定。

如图1所示，是本发明实施例的一体化仿真监控测试系统的结构示意图。本实施例的系统是由设备模型管理模块、通信协议包管理模块以及仿真监控测试模块构成。设备模型管理模块与通信协议包管理模块负责系统资源库管理。两个模块之间低耦合关系，存在某些特定的设备模型必须与特定的协议关联，才可以完成仿真测试工作。仿真监控测试模块负责系统测试信息配置管理、仿真监控逻辑关联和系统运行调度。

设备模型管理模块是作为系统的设备模型库存在，简称设备模型库，记录了超过100余种地面系统地面站硬件设备的监控信息，为每个设备模型分配一个模型编号，对监控内容分类编辑存储，形成的设备监控模型记录在设备模型库中。设备模型由设备模型信息、监控点位循环结构表、监视点位信息表、控制点位信息表和模型应答信息表五部分构成，是否创建为一个设备监控模型主要是根据设备模型信息、监控点位循环结构表、监视点位信息表、控制点位信息表和模型应答信息表与现有模型库中的相应信息及模型是否重复，任何一类信息存在差异就会创建为一个新的设备模型。模型信息主要记录的设备的类型、型号和目前已应用的项目。监视点位信息主要是指设备可以与外部交互的信息，控制点位信息主要指可以与外部交互且可以进行本机编辑和远程控制的设备功能点信息。监控点位循环结构表是指监视点位信息表和控制点位信息表中的某些特殊点位，需要进行特殊结构和特殊业务逻辑处理的。模型应答信息包括两类，一是一体化仿真监控测试系统对实体设备进行监控测试时，系统接收的实体设备返回的逻辑处理信息，二是一体化仿真监控测试系统在仿真缺失的实体设备与外部服务交互时，其模拟实体设备向外部服务推送的响应信息。

通信协议包管理模块是作为系统协议包资源库存在，简称协议库，其中存储的监控通信协议全部来源于国内外地面系统项目，监控通信协议内容是监控交互的格式约定和交互内容的解析。监控通信协议分为通用协议类和特殊设备协议两类。通用协议是指地面系统项目中大部分硬件设备应用的监控通信协议，特殊协议是根据硬件设备监控业务不同而特别编制的，对于频谱仪信号源等特殊仪器类硬件设备均存在与之相配的特殊通信协议。为协议库中的监控通信协议分配了唯一的代号，系统配置测试硬件设备或模拟设备时只需要关联监控通信协议包编号，执行设备测试时会自动调度与编号匹配的监控通信协议包。

仿真监控测试模块是整个系统框架中的业务服务类模块，完成了系统运行的配置管理、系统界面自动化绘制、网络协议封装、仿真监控测试的业务调度等。系统运行配置管理完成配置测试设备列表，编辑设备基础信息和设备的网络通信信息，选择设备应用的设备监控模型以及通信适用的协议包，形成启动测试系统的初始信息表。系统界面自动化绘制是根据系统运行的配置信息在系统启动后自动绘制出设备列表一级布局界面。网络通信协议的封装是为协议库中的通信协议包服务，创建网络链路连接，完成内外部服务与设备之间信息交互传送。

如图2所示，本发明实施例的一体化仿真监控测试系统，对多源光电设备监控功能的验证测试的功能包括仿真设备监控工作内容和对设备的监控能力验证测试。

(1)仿真设备监控工作内容与外部服务交互

仿真设备监控功能与外部服务交互，主要为地面系统研发中或地面系统联试测试过程中缺少硬件设备参与交互测试工作，利用网络工具模拟操作效率低，无法达到自动化交互响应测试。支持同时仿真多个不同品牌、不同类型、不同型号的各类地面系统应用的硬件设备进行监控功能的仿真测试。

一体化仿真测试系统的设计是仿真设备监控功能，模拟单点设备与外部服务交互通信，根据仿真设备的网络通信配置，确认仿真设备和外部服务的网络角色及网络通信协议，根据地面系统与设备间约定的协议内容，确认适用的设备模型及监控通信包。设备模型中的响应信息是仿真设备与外部服务交互的响应内容，由通信协议包对接收的外部服务交互网络数据帧进行约定格式解析，判断交互信息类型，获取响应信息中的相应内容编制交互网络数据帧信息向外部服务发送。

(2)设备的监控能力验证测试

设备监控功能验证测试前，确认对接设备列表及设备对接协议信息，对比是否需要创建新的设备模型及通信协议，同时支持对相同或不同厂家、相同或不同类型、相同或不同型号的硬件设备进行监控功能的验证测试。运行测试系统，由系统运行配置管理界面添加测试设备信息，根据硬件设备的网络通信配置，确认硬件设备和测试系统的网络角色及网络通信协议，根据硬件设备的对接协议内容，确认设备适用的设备模型及通信协议包，设备模型中的分类信息就是硬件设备测试过程中与地面系统间交互的监控信息，通信协议包是适用于该硬件设备与地面系统交互通信时编制网络帧数据的约定。系统运行配置完后，硬件设备信息列表更新，界面中绘制设备列表中所有设备。测试系统与设备成功建立网络连接后便可以进行监控功能的验证测试。

测试过程中，接收硬件设备向测试系统上报的网络数据帧，系统根据配置的通信协议中约定的格式解析，实时展示的设备状态数值，对不正确或异常的数值进行提示。编辑参数值对硬件设备发起远程控制操作，通信协议包编制远程控制网络数据帧信息完成远程参数控制。

本实施例由仿真监控测试模块负责调度整个系统运行整合，将设备模型与通信协议包进行逻辑配套，仿真单点设备在地面系统联试环境中仿真设备监控工作内容，验证地面系统硬件设备的监控能力。三个模块的关联构建满足快速搭建一套面向多源光电设备的一体化仿真监控测试系统的能力。

本发明的设计实现不仅可以验证软硬系统的业务功能，还可以降低软硬系统联试的错误率。主要特点为体积小、可靠性高、操作简单。目前积累总结了地面系统大部分可监控通信的硬件设备信息，形成规范的系统设备模型库和通信协议库。任何新研地面系统继承以往硬件设备实施方案时，均可直接继承使用设备模型和通信协议包，避免二次开发。当输入为新型设备时，只需在设备模型库中创建新的设备模型，在协议库中选择符合条件的通信协议或添加新的通信协议包。

本发明与现有技术相比具有以下优势：

1、本发明将卫星地面站监控系统中的实施硬件设备进行了信息类型和通信协议封装，并形成独立的设备监控模型库和协议库.封装了网络通信协议，多物理网卡情况下也可实现信息精准推送和接收；

2、本发明可以同时仿真一个或多个单点设备为软件系统调试提供各类监控响应信息，模拟设备工作状态，为任务流程提供可定制交互信息，辅助完成系统的业务功能验证及自动化测试；

3、本发明结构简单、应用快捷简单，可快速完成面向多源光电设备测试系统搭建，批量测试地面系统实施的硬件设备并验证其监控功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。