SAE J1939协议在客车车灯控制系统中的应用研究
设备监控系统是测控站的重要组成部分。在卫星地面测控站中,测控站监控系统(以下简称监控系统,MCS,Monitoring and Control System)负责查询、显示站内测控设备的工作状态,为用户控制站内相关设备提供简捷方便的控制界面[1]。在测控站建设过程中,为了方便监控系统的开发、测试和培训,迫切需要一套面向监控的测控站设备仿真系统。
在测控站监控系统的开发阶段,作为监控对象的测控设备中的多数处于订货、研制阶段。在监控系统的开发环境下,监控系统无法与这些设备进行数据对接,因而很难对软件进行调试和测试。在现场测试阶段,测控设备很难到达一些指定的状态或者输出指定的参数。在监控系统的培训中,由于现场设备已经连接到测控系统中,随意更改状态,可能会影响设备的正常运行。
因此,在设计开发测控站监控系统中,设计面向监控的测控站仿真系统,有助于理解设备的监控协议,方便系统开发和调试,也有利于系统的测试和操作培训。
2开发环境
仿真系统运行在基于局域网的微型计算机上,在Windows操作系统下,通过MFC构造设备接口协议库,定义设备的连接方式、监控协议、显示方式等,通过组件化的设计,构造各设备的监控模型。建立仿真控制总线,仿真设备通过仿真控制局域网连接到仿真控制主机。
这些设备以各自的监控接口与监控系统连接,构成一个完整的面向监控的仿真系统(如图1所示,虚线部分为监控系统)。
图1 面向监控的仿真系统的组成
3监控仿真系统的功能与结构
测控站主要的测控设备与部件有天线控制单元(ACU),跟踪接收机(TRK)、低噪声放大器(LNA)、下行变频器(DC)、上行变频器(UC)、高功率放大器(HPA)、基带系统(BBE)以及波导开关、远程加电开关、中频开关矩阵等[2]。这些设备也是监控系统的监控对象,作为面向监控的仿真系统必须为这些设备定义仿真接口。
根据仿真对象的接口不同,仿真对象运行在若干计算机上。在计算机硬件资源不冲突的情况下,若干个仿真对象可以运行在1台计算机上。如在多串口卡的支持下,具有串行接口的几个设备的仿真程序可以运行在同一台计算机上。对于网络接口设备,可以通过IP地址复用来运行多个网络接口设备的仿真程序。
各仿真设备在仿真控制计算机的统一控制下,协调一致地完成仿真功能。
仿真系统主要提供以下功能:
n 仿真对象的基本参数模拟;
n 故障模拟;
n 提供对仿真过程控制。
仿真系统的结构如图2所示,底层支持为接口协议、组态显示、通信接口,在此基础上,建立各个设备的仿真对象,有条件的可以使用实物。通过故障模式,可以控制仿真对象的状态,模拟各种故障;通过交互界面,可以人为地改变设备的运行参数;仿真控制提供对设备仿真过程的介入和干预,控制系统的运行。
在仿真系统中实现仿真对象的创建、以及通信接口、控制协议和人机交互接口的定义。
对象生成:根据需要,创建仿真对象,定义对象的类型、协议、物理接口地址、参数及其数值范围、显示方式等。
通信接口:根据接口定义,完成仿真设备各种接口的数据收发,定义接口类型、接口参数和其他的接口约定。
仿 真 系 统 | ||||||||||
故障模式 | 人机交互界面 | 仿真控制 | 实 物 对 象 | |||||||
ACU仿真 | TRK 仿真 | LNA 仿真 | DC 仿真 | UC 仿真 | HPA 仿真 | BBE 仿真 | 波导开关仿真 | 开关矩阵仿真 | 其它设备 仿真 | |
接口协议库 | 显示方法库 | 通信接口 | ||||||||