終端顯示軟件畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　面向地面測試的終端顯示軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面綜合測試試驗(yàn)中，終端顯示軟件是保證地面測試順利進(jìn)行的必要環(huán)節(jié)。終端顯示軟件的主要任務(wù)是通過網(wǎng)絡(luò)接收中心機(jī)系統(tǒng)傳送來的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為圖像、圖形、曲線、字符等方式的信息提供給使用者。該軟件具有顯示內(nèi)容豐富，畫面數(shù)量大，具備

2、三維仿真顯示能力，并且具有實(shí)時(shí)、可靠、交互性強(qiáng)、界面友好、操作簡單等特點(diǎn)。</p><p>　　論文的主要工作如下：</p><p>　　（1）軟件功能模塊與總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。研究衛(wèi)星姿軌控分系統(tǒng)地面試驗(yàn)的流程及測試需求，設(shè)計(jì)測試軟件系統(tǒng)的功能模塊與總體結(jié)構(gòu)。</p><p>　　（2）軟件通用性、靈活性與可擴(kuò)展性研究。將終端顯示軟件劃分為多個(gè)功能相對獨(dú)立的模塊，并分

3、析各個(gè)模塊的實(shí)際任務(wù)與擴(kuò)展性需求。</p><p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包的接收與解碼研究。針對標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包格式設(shè)計(jì)其接收與解碼流程，以及解碼配置文件的具體定義。</p><p>　?。?）歷史數(shù)據(jù)回放研究。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)回放的控制機(jī)制以及具體的控制指令、配置文件集和數(shù)據(jù)回放流程。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)顯示研究。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示的具體需求，研究不同顯示形式的具體實(shí)現(xiàn)方法

4、。</p><p>　　關(guān)鍵詞：地面測試，終端顯示，數(shù)據(jù)可視化，數(shù)據(jù)回放，模塊化</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1研究背景與課題的來源</p><p>　　1.2研究意義及內(nèi)容</

5、p><p><b>　　1.2.1研究意義</b></p><p><b>　　1.2.2研究內(nèi)容</b></p><p>　　1.3國內(nèi)外關(guān)于數(shù)據(jù)可視化的研究現(xiàn)狀</p><p>　　第二章 終端顯示軟件總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 終端顯示軟件需求分析</p&

6、gt;<p>　　2.1.1 軟件設(shè)計(jì)需求</p><p>　　2.1.2 軟件設(shè)計(jì)目標(biāo)</p><p>　　2.2軟件總體設(shè)計(jì) </p><p><b>　　2.2.1設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　2.2.2軟件功能模塊劃分</p><p>　　2.3涉及的關(guān)鍵技術(shù)<

7、/p><p>　　第三章 關(guān)鍵技術(shù)研究</p><p>　　3.1終端顯示軟件功能模塊與總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2配置文件集</p><p>　　3.2.1.界面信息配置文件集</p><p>　　3.2.2.數(shù)據(jù)處理配置文件集</p><p>　　3.3標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包的接收與解

8、碼</p><p>　　3.3.1解碼協(xié)議配置文件集</p><p>　　3.3.2接收與解碼流程</p><p>　　3.4歷史數(shù)據(jù)回放</p><p>　　3.4.1.數(shù)據(jù)回放需求</p><p>　　3.4.2.數(shù)據(jù)回放結(jié)構(gòu)與控制流程</p><p>　　3.4.3.

9、控制指令設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.4.控制指令配置文件集</p><p>　　3.5數(shù)據(jù)可視化</p><p>　　3.5.1數(shù)據(jù)顯示的實(shí)現(xiàn)流程</p><p>　　3.5.2數(shù)據(jù)顯示類的設(shè)計(jì)</p><p>　　第四章 原型軟件的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.1

10、開發(fā)工具及開發(fā)環(huán)境</p><p>　　4.2終端顯示軟件功能的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　第五章 總結(jié)與展望</p><p><b>　　5.1全文總結(jié)</b></p><p><b>　　5.2工作展望</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)與

11、致謝</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　圖表清單</b></p><p>　　圖2.1 軟件模塊實(shí)現(xiàn)層次</p><p>　　圖 3.1 TCP接收方式</p><p>　　圖 3.2 UDP接收方式</p&g

12、t;<p>　　圖 3.3數(shù)據(jù)保存界面</p><p><b>　　圖 3.4變量選取</b></p><p>　　圖 3.5數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)曲線顯示</p><p>　　圖 3.6曲線顯示中的鼠標(biāo)鍵功能</p><p>　　圖 3.7曲線參數(shù)設(shè)置</p><p>　　圖 3.8修改曲線的

13、各種屬性</p><p>　　圖 3.9載入已保存的曲線屬性配置文件</p><p>　　圖 3.10保存曲線為圖片</p><p>　　圖3.11數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)值顯示</p><p>　　圖3.12選擇曲線顯示的離線數(shù)據(jù)</p><p>　　圖3.13選擇數(shù)值顯示的離線數(shù)據(jù)</p><p>　　圖

14、 3.14數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)二元曲線顯示</p><p>　　圖 3.15實(shí)時(shí)窗口保存</p><p>　　圖 3.16載入實(shí)時(shí)窗口</p><p>　　圖3.17系統(tǒng)層次劃分</p><p>　　圖3.18 INI文件格式</p><p>　　圖3.19 數(shù)據(jù)處理配置文件結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖3.

15、20 Excel文件集與內(nèi)存數(shù)據(jù)處理協(xié)議的對應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系</p><p>　　圖3.21 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包的接收與解碼流程</p><p>　　圖3.22 數(shù)據(jù)回放流程</p><p>　　圖3.23數(shù)據(jù)顯示實(shí)現(xiàn)流程</p><p>　　圖3.24數(shù)據(jù)顯示類的繼承關(guān)系</p><p>　　圖4. 1 終端顯示軟件配置信息讀取界

16、面</p><p>　　圖4. 2 終端顯示軟件主界面</p><p>　　圖4. 3 TCP網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置界面</p><p>　　圖4. 4 UDP網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置界面</p><p>　　圖4. 5 時(shí)間曲線顯示界面</p><p>　　圖4. 6 曲線顯示參數(shù)設(shè)置界面</p><p>　　圖4

17、. 7 列表顯示界面</p><p>　　圖4. 8 數(shù)據(jù)回放控制面板界面</p><p>　　表 2.1 軟件實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)</p><p><b>　　表3.1 數(shù)值類型</b></p><p>　　表3.2 查詢指令定義</p><p>　　表3.3 查詢指令類型</p><

18、;p><b>　　表3.4 時(shí)間類型</b></p><p>　　表3.5 操作指令定義</p><p>　　表3.6 操作指令類型</p><p>　　表3.7 控制指令配置文件“Command.xls”的格式定義</p><p>　　表4. 1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具</p><p>&

19、lt;b>　　緒論</b></p><p>　　1.1 研究背景與課題來源</p><p>　　自1957年10月4日，世界上第一顆人造衛(wèi)星進(jìn)入太空以來，隨著空間技術(shù)的不斷發(fā)展，航天技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)、軍事、科學(xué)研究和社會(huì)生活的眾多部門，產(chǎn)生了重大而深遠(yuǎn)的影響。截至2003年底，世界各國和組織共成功發(fā)射了5635個(gè)航天器，其中90%是各類人造衛(wèi)星，人造衛(wèi)星是人類目

20、前探索。開發(fā)和利用太空的最重要工具，研制和發(fā)射人造衛(wèi)星是世界各國航天活動(dòng)的主要內(nèi)容。 </p><p>　　衛(wèi)星是由多個(gè)分系統(tǒng)組成的整體，由于對發(fā)生故障的衛(wèi)星進(jìn)行在軌修復(fù)十分困難，衛(wèi)星在太空中發(fā)生任何故障都可能造成災(zāi)難性的影響，因此為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除衛(wèi)星上存在的各種故障和隱患，在衛(wèi)星發(fā)射前通過地面測試試驗(yàn)對衛(wèi)星的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)十分重要。隨著計(jì)算機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)接口在衛(wèi)星測試中的廣泛使用，測試軟件就成

21、了測試系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。衛(wèi)星測試通常分為單元級測試、分系統(tǒng)測試和整星測試，在實(shí)際的衛(wèi)星測試工作中往往需要根據(jù)具體不同的測試階段、測試任務(wù)和目的開發(fā)相應(yīng)的測試軟件，這樣做就會(huì)形成多種多樣的功能類似又不能通用的測試軟件，因此如能設(shè)計(jì)一種通用的或者容易擴(kuò)展的測試軟件將極大的降低開發(fā)成本，減少對測試操作人員培訓(xùn)的工作量，并且在測試工作的不同階段都能得到一致性良好的測試數(shù)據(jù)。其中由于衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面綜合測試時(shí)，涉及數(shù)十個(gè)單機(jī)以及

22、數(shù)百個(gè)測試信號，測試操作人員通常根據(jù)這些測試參數(shù)的試驗(yàn)數(shù)值對控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與狀態(tài)判斷，數(shù)據(jù)的采集、解析的正確與否以及數(shù)據(jù)的可視化程度的好壞都直接影響到測試人員的判斷。因此有必要開發(fā)一套數(shù)據(jù)可視化程度好，滿足需求的終端顯示軟件。</p><p>　　本文將以某型號衛(wèi)星姿態(tài)與軌道控制分系統(tǒng)的地面試驗(yàn)為背景，在與某航天研究所的合作項(xiàng)目的支持下，進(jìn)行面向地面測試的終端顯示軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)的研究工作。</p>

23、;<p>　　1.2 研究意義及內(nèi)容</p><p>　　1.2.1 研究意義</p><p>　　本課題針對某型號衛(wèi)星姿軌控分系統(tǒng)研制過程中的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套衛(wèi)星姿軌控分系統(tǒng)地面綜合測試的軟件，并應(yīng)用于實(shí)際的衛(wèi)星研制過程中，為衛(wèi)星的實(shí)時(shí)仿真、半物理仿真以及整星試驗(yàn)提供技術(shù)支持，保障衛(wèi)星設(shè)計(jì)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。</p><p>　　因此，開展衛(wèi)星

24、姿軌控分系統(tǒng)地面終端顯示測試軟件的研究與設(shè)計(jì)對于提高衛(wèi)星測試效率，縮短研制周期，保證衛(wèi)星可靠性與使用壽命具有非常重要的意義，在衛(wèi)星的研制過程中具有重要的實(shí)用價(jià)值。終端顯示測試軟件最重要的作用就是實(shí)時(shí)監(jiān)測衛(wèi)星各系統(tǒng)運(yùn)行正確與否.</p><p>　　1.2.2 研究內(nèi)容</p><p>　　本文以某型號衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)為背景，在調(diào)研其實(shí)際的具體試驗(yàn)需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)終端顯示測試軟

25、件的各個(gè)功能模塊與總體結(jié)構(gòu)，研究軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)需要解決的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)測試軟件并將其應(yīng)用于具體的衛(wèi)星測試任務(wù)中。本文研究的主要內(nèi)容有：</p><p>　?。?）軟件功能模塊與總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。研究衛(wèi)星姿軌控分系統(tǒng)地面試驗(yàn)的流程及測試需求，設(shè)計(jì)測試軟件系統(tǒng)的功能模塊與總體結(jié)構(gòu)。</p><p>　　（2）軟件通用性、靈活性與可擴(kuò)展性研究。將終端顯示軟件劃分

26、為多個(gè)功能相對獨(dú)立的模塊，并分析各個(gè)模塊的實(shí)際任務(wù)與擴(kuò)展性需求，將每個(gè)模塊統(tǒng)一劃分為配置文件集和通用模塊兩個(gè)層次，分別設(shè)計(jì)各個(gè)模塊配置文件集中配置文件的格式以及對配置信息進(jìn)行存儲(chǔ)與讀取的具體方式。</p><p>　　（3）標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包的接收與解碼研究。針對標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包格式設(shè)計(jì)其接收與解碼流程，以及解碼配置文件的具體定義。</p><p>　　（4）歷史數(shù)據(jù)回放研究。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)回放的控制機(jī)制以及

27、具體的控制指令、配置文件集和數(shù)據(jù)回放流程。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)顯示研究。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示的具體需求，研究不同顯示形式的具體實(shí)現(xiàn)方法。</p><p>　　1.3 國內(nèi)外關(guān)于數(shù)據(jù)可視化的研究現(xiàn)狀</p><p>　　衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)時(shí)，涉及數(shù)十個(gè)單機(jī)以及數(shù)百個(gè)測試信號，測試操作人員通常根據(jù)這些測試參數(shù)的試驗(yàn)數(shù)值對控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與狀態(tài)判斷，目前

28、測試數(shù)據(jù)的顯示方式主要有：</p><p><b>　　（1）數(shù)值數(shù)據(jù)</b></p><p>　　將測試參數(shù)以列表的形式進(jìn)行表現(xiàn)，直接顯示測試參數(shù)的數(shù)值，這是測試數(shù)據(jù)最簡單最直接的表現(xiàn)形式，特別適用于需要關(guān)注參數(shù)數(shù)值大小的場合，系統(tǒng)測試人員通常用參數(shù)列表對有相關(guān)性的幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行數(shù)值對比。其缺點(diǎn)是不夠直觀，當(dāng)列表中的參數(shù)眾多時(shí)系統(tǒng)測試人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。</p

29、><p><b>　?。?）二進(jìn)制源碼</b></p><p>　　以二進(jìn)制代碼的形式顯示數(shù)據(jù)包中的測試參數(shù)，該方法通常被測試人員用于對測試中異常問題進(jìn)行進(jìn)一步的定位與詳細(xì)分析。</p><p><b>　?。?）曲線</b></p><p>　　將測試參數(shù)的數(shù)值以曲線的形式進(jìn)行表現(xiàn)，適合表現(xiàn)數(shù)值隨時(shí)間

30、以固定規(guī)律變化的信號參數(shù)或者具有相關(guān)性的幾個(gè)參數(shù)，這種情況下測試人員能夠直觀的看到參數(shù)數(shù)值的實(shí)時(shí)波動(dòng)與基本變化趨勢。但由于曲線很難定量給出參數(shù)間的相互關(guān)系，通常將曲線作為數(shù)值數(shù)據(jù)顯示方式的有益補(bǔ)充。</p><p><b>　?。?）文字</b></p><p>　　將測試參數(shù)的數(shù)值解釋為具體的文字含義，該方式更適合表現(xiàn)具有某幾個(gè)確定含義的測試參數(shù)，例如數(shù)值為1時(shí)表示

31、太陽帆板展開，數(shù)值為2時(shí)表示捕獲地球，數(shù)值為3時(shí)表示異常模式等。直接顯示文字能夠讓測試操作人員快速直觀的理解測試參數(shù)目前的狀態(tài)，從而減輕工作負(fù)擔(dān)，提高測試效率。</p><p><b>　?。?）統(tǒng)計(jì)圖形</b></p><p>　　將測試數(shù)據(jù)以柱狀圖、餅圖、散點(diǎn)圖等統(tǒng)計(jì)圖形進(jìn)行表現(xiàn)，該方式適合測試操作人員對歷史測試數(shù)據(jù)進(jìn)行離線的統(tǒng)計(jì)分析。</p>&l

32、t;p>　?。?）圖像與三維動(dòng)畫模擬</p><p>　　借助各種高質(zhì)量的圖像顯示和直觀、方便的可視化設(shè)計(jì)為測試人員提供更加完善、簡潔、人性化的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式。</p><p>　　終端顯示軟件總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 終端顯示軟件需求分析</p><p>　　2.1.1 軟件設(shè)計(jì)需求</p><p>

33、;　　在本課題的研究中，衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)終端顯示軟件應(yīng)用于分系統(tǒng)研制的終端顯示，與分系統(tǒng)的研制同步進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，具有相互依賴的特性。在系統(tǒng)研制的過程中采用終端顯示測試軟件對其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，直觀發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)缺陷，然后改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此終端顯示軟件必需對各種測試參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測與分析，同時(shí)可以對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行回放顯示。這就對終端顯示軟件提出了更高的新的要求。由于在對衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)進(jìn)行測試時(shí)，測試內(nèi)容較為復(fù)雜，對終端顯示軟

34、件的要求是比較高的，其特點(diǎn)為：</p><p>　?。?）被測參數(shù)多，測試速度要求高；</p><p>　?。?）要求終端顯示軟件操作簡便，操作界面和結(jié)果顯示直觀醒目；</p><p>　　（3）終端顯示軟件具有基于TCP/IP和UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)通信功能；</p><p>　　（4）終端顯示軟件具有測試數(shù)據(jù)的查詢和解析功能</p>

35、<p>　?。?）終端顯示軟件能夠以多種方式直觀的顯示測試數(shù)據(jù)；</p><p>　?。?）終端顯示軟件具有各種參數(shù)的配置功能。</p><p>　?。?）終端顯示軟件具有一定的通用性，能夠同時(shí)應(yīng)用于仿真實(shí)驗(yàn)室的測試和整星狀態(tài)下的測試。</p><p>　　2.1.2 軟件設(shè)計(jì)目標(biāo)</p><p>　　針對衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地

36、面試驗(yàn)的實(shí)際需求，本文建立分系統(tǒng)地面試驗(yàn)的終端顯示軟件，并將其應(yīng)用于實(shí)際的衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)的地面測試試驗(yàn)中。</p><p>　　該終端顯示軟件的設(shè)計(jì)思想如下：</p><p>　　較高的實(shí)用性。依據(jù)衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行深入詳細(xì)的需求調(diào)研，在保證功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，提高軟件的可用性；</p><p>　　結(jié)構(gòu)的合理

37、性與通用性。針對衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)邊研制邊測試驗(yàn)證的特點(diǎn)，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，將終端顯示軟件劃分為多個(gè)功能相對獨(dú)立的模塊，各模塊間定義規(guī)范的接口，簡化了軟件維護(hù)難度的同時(shí)非常利于軟件的升級與功能的改變與擴(kuò)展；</p><p>　　靈活適應(yīng)性與可擴(kuò)展性。采用配置文件的方式管理測試數(shù)據(jù)的解碼協(xié)議，實(shí)現(xiàn)只需要適當(dāng)?shù)男薷呐渲梦募湍苁菇K端顯示軟件適用于經(jīng)過不斷修改與完善后的系統(tǒng)測試中；</p><

38、p>　　高可靠性。終端顯示軟件必能能夠在測試系統(tǒng)實(shí)時(shí)產(chǎn)生大量測試數(shù)據(jù)的情況下正常工作。</p><p>　　測試數(shù)據(jù)可視化多樣性。根據(jù)不同類型數(shù)據(jù)的可視化需求，終端顯示軟件提供多種數(shù)據(jù)顯示方式，例如十進(jìn)制數(shù)值、文字描述、二進(jìn)制源碼、十六進(jìn)制源碼、時(shí)間曲線和相平面曲線等。</p><p>　　為了滿足分系統(tǒng)研制與測試過程中實(shí)際需求，地面測試終端顯示軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)主要解決以下幾個(gè)具體問

39、題：</p><p>　　將終端顯示軟件劃分為合理的功能模塊；</p><p>　　研究測試數(shù)據(jù)包的解碼問題，以配置文件的形式對解碼協(xié)議進(jìn)行靈活的管理，使得分系統(tǒng)研制過程中在不影響終端顯示軟件的情況下能夠?qū)獯a協(xié)議進(jìn)行靈活的修改；</p><p>　　研究測試過程中數(shù)據(jù)的流向以及數(shù)據(jù)的接收、解碼、存儲(chǔ)與顯示，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測測試參數(shù)，也可以從數(shù)據(jù)庫獲取歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行回放。

40、</p><p>　　2.2 軟件總體設(shè)計(jì) </p><p><b>　　2.2.1設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　?。?）模塊化設(shè)計(jì)模式</p><p>　　為了提高終端顯示軟件的通用性與可擴(kuò)展性，本文將終端顯示軟件按照功能劃分為幾個(gè)模塊，各個(gè)模塊之間相互連接。當(dāng)現(xiàn)有的軟件功能不能滿足改變后的測試需求時(shí)，可以開發(fā)具

41、有新功能的模塊替換原有的軟件模塊或者將新開發(fā)的模塊串接在軟件模塊中。</p><p>　　2）基于配置文件的靈活性設(shè)計(jì)</p><p>　　為了使終端顯示軟件具有一定的可擴(kuò)展性，本文將衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)終端顯示軟件中的模塊的實(shí)現(xiàn)層次劃分為如圖2.1所示的配置文件集與通用模塊兩個(gè)層次，每個(gè)模塊中需要靈活設(shè)置的部分保存在配置文件中，專用的程序代碼采用動(dòng)態(tài)鏈接庫的形式實(shí)現(xiàn)并將其相關(guān)信息

42、存儲(chǔ)在配置文件中，其他部分用通用模塊實(shí)現(xiàn)，通用模塊啟動(dòng)時(shí)讀取相關(guān)的配置信息，程序運(yùn)行時(shí)通用模塊根據(jù)讀取的配置信息動(dòng)態(tài)調(diào)用相應(yīng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)，當(dāng)配置信息改變時(shí)通用模塊將其保存至配置文件中。測試人員可以根據(jù)需要修改配置文件中的配置信息，從而使得測試軟件更加的靈活。</p><p>　　圖2.2 軟件模塊實(shí)現(xiàn)層次</p><p>　　2.2.2 軟件功能模塊劃分</p><

43、;p>　　衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)終端顯示軟件的主要目的是對各種測試參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測與分析，同時(shí)可以對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行回放顯示。終端顯示軟件接收數(shù)據(jù)庫服務(wù)器軟件發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)內(nèi)存解碼協(xié)議配置文件的內(nèi)容對數(shù)據(jù)幀中的各個(gè)物理量進(jìn)行解碼得到工程數(shù)據(jù)，并將工程數(shù)據(jù)以數(shù)值列表、時(shí)間曲線和相平面曲線等不同的形式進(jìn)行顯示。終端顯示軟件還可以向數(shù)據(jù)庫管理軟件發(fā)送多種回放指令，對歷史數(shù)據(jù)的回放進(jìn)行控制。因此本文將終端顯示軟件按照實(shí)現(xiàn)功

44、能的不同劃分為九個(gè)子模塊，包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)解碼模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)二元曲線顯示模塊、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)值顯示模塊、數(shù)據(jù)離線曲線顯示模塊、數(shù)據(jù)的離線數(shù)值顯示模塊、實(shí)時(shí)窗口保存與載入模塊和數(shù)據(jù)回放控制模塊。</p><p>　　這樣劃分既符合模塊化的軟件開發(fā)方法，便于編程，又有利于軟件后期的維護(hù)與功能擴(kuò)展，滿足分系統(tǒng)邊設(shè)計(jì)邊測試邊完善的特定需求。</p><p><b>　　涉

45、及的關(guān)鍵技術(shù)</b></p><p>　　根據(jù)2.1和2.2節(jié)中的軟件需求和功能描述，實(shí)現(xiàn)本軟件需要解決一系列的關(guān)鍵技術(shù)問題。表2.1中列出了軟件實(shí)現(xiàn)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　表 2.1 軟件實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)</p><p><b>　　關(guān)鍵技術(shù)研究</b></p><p>　　3.1 終端顯示

46、軟件功能模塊與總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　為了清楚展現(xiàn)軟件的功能，現(xiàn)詳細(xì)介紹軟件的個(gè)功能模塊。</p><p>　　3.1.1 數(shù)據(jù)接收模塊</p><p>　　可以分別設(shè)置以TCP或UDP的連接方式接收動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)、遙測數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)，各自的數(shù)據(jù)源可以單獨(dú)設(shè)置。模塊軟件界面說明如下：</p><p>　　圖 3.17 TCP接收方式

47、 </p><p>　　圖 3.18 UDP接收方式</p><p>　　3.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊</p><p>　　可以選擇將接收到的數(shù)據(jù)保存或者不保存到Access數(shù)據(jù)庫。模塊軟件界面說明如下：</p><p>　　圖 3.19數(shù)據(jù)保存界面</p><p>　　3.1.3 變量選取模塊</p

48、><p>　　從配置文件中選擇功能號，選擇該功能號下的變量名，以不同的方式顯示。模塊軟件界面說明如下：</p><p>　　圖 3.20變量選取</p><p>　　3.1.4 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)曲線顯示模塊</p><p>　　實(shí)時(shí)接收到的數(shù)據(jù)以曲線的方式顯示，橫坐標(biāo)為一個(gè)時(shí)間，縱坐標(biāo)為一個(gè)變量值。曲線的顏色、線型、線寬、曲線圖的標(biāo)題等屬性可配置并保

49、存至配置文件。模塊軟件界面說明如下：</p><p>　　圖 3.21數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)曲線顯示 </p><p>　　圖 3.22曲線顯示中的鼠標(biāo)鍵功能</p><p>　　圖 3.23曲線參數(shù)設(shè)置</p><p>　　圖 3.24修改曲線的各種屬性</p><p>　　圖 3.25載入已保存的曲線屬性配置文件</p

50、><p>　　圖 3.26保存曲線為圖片</p><p>　　3.1.5 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)數(shù)值顯示模塊</p><p>　　將實(shí)時(shí)接收到的數(shù)據(jù)以數(shù)值（十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制）或文字說明的形式顯示。模塊軟件界面說明如下： </p><p>　　圖3.27數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)值顯示</p><p>　　3.1.6 數(shù)據(jù)的離線曲線顯示模

51、塊</p><p>　　保存在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以曲線的形式進(jìn)行回放。曲線的顏色、線型、線寬、曲線圖的標(biāo)題等屬性可配置并保存至配置文件。曲線圖可以以.bmp的圖片格式保存下來。模塊軟件界面說明如下：</p><p>　　圖3.28選擇曲線顯示的離線數(shù)據(jù)</p><p>　　其他按鈕的功能界面同圖3.5~3.10。</p><p>　　3.1.7

52、 數(shù)據(jù)的離線數(shù)值顯示模塊</p><p>　　保存在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以數(shù)值（十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制）或文字的形式顯示。模塊軟件界面說明如下：</p><p>　　圖3.29選擇數(shù)值顯示的離線數(shù)據(jù)</p><p>　　3.1.8 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)二元曲線顯示模塊</p><p>　　實(shí)時(shí)接收到的數(shù)據(jù)以曲線的方式顯示，橫坐標(biāo)為一個(gè)變量的值，縱坐標(biāo)為另

53、一個(gè)變量的值。曲線的顏色、線型、線寬、曲線圖的標(biāo)題等屬性可配置并保存至配置文件。模塊軟件界面說明如下：</p><p>　　圖 3.30數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)二元曲線顯示</p><p>　　3.1.9 實(shí)時(shí)窗口保存與載入模塊</p><p>　　將當(dāng)前軟件運(yùn)行時(shí)打開的所有實(shí)時(shí)曲線顯示窗口、實(shí)時(shí)數(shù)值顯示窗口以及實(shí)時(shí)二元曲線顯示窗口保存到配置文件，可以指定保存的路徑和名稱。通過載

54、入配置文件可以打開已保存的所有實(shí)時(shí)曲線顯示窗口、實(shí)時(shí)數(shù)值顯示窗口以及實(shí)時(shí)二元曲線顯示窗口。模塊軟件界面說明如下：</p><p>　　圖 3.31實(shí)時(shí)窗口保存</p><p>　　圖 3.32載入實(shí)時(shí)窗口</p><p>　　3.2 配置文件集</p><p>　　為了提高軟件的通用性、靈活性和快速擴(kuò)展性，同時(shí)減少測試軟件的前期開發(fā)時(shí)間與后

55、期維護(hù)的工作量。本文將衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)測試軟件的實(shí)現(xiàn)層次劃分為如圖3.17所示的配置文件集與軟件通用模塊兩個(gè)層次，每個(gè)模塊中需要靈活設(shè)置的部分保存在配置文件中，專用的程序代碼采用動(dòng)態(tài)鏈接庫的形式實(shí)現(xiàn)并將其相關(guān)信息存儲(chǔ)在配置文件中，其他部分用通用模塊實(shí)現(xiàn)，通用模塊啟動(dòng)時(shí)讀取相關(guān)的配置信息，程序運(yùn)行時(shí)通用模塊根據(jù)讀取的配置信息動(dòng)態(tài)調(diào)用相應(yīng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)，當(dāng)配置信息改變時(shí)通用模塊將其保存至配置文件中或者由系統(tǒng)測試操作人員手工修改

56、動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)。因此，當(dāng)測試任務(wù)變更或者當(dāng)測試軟件應(yīng)用于不同型號的衛(wèi)星測試任務(wù)時(shí)，僅僅需要改變配置文件集中的配置信息或者提供相應(yīng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)，這樣就實(shí)現(xiàn)了對軟件進(jìn)行維護(hù)到對配置文件集進(jìn)行維護(hù)的轉(zhuǎn)變，使得終端顯示軟件更具有通用性和可擴(kuò)展性。</p><p>　　圖3.17系統(tǒng)層次劃分</p><p>　　常用的信息配置方式主要是通過將信息保存在數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)注冊表、INI初始化文件以及自定

57、義格式的文件等載體中來實(shí)現(xiàn)。由于系統(tǒng)注冊表涉及系統(tǒng)信息，操作函數(shù)復(fù)雜，一旦注冊表被破壞容易導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。數(shù)據(jù)庫適用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理，如果將配置信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，必須開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫管理軟件，無形中增加了開發(fā)成本。綜上所述，本文采用INI文件和自定義格式的Excel文件作為配置信息的載體構(gòu)建配置文件集并將其劃分為界面信息配置文件集、數(shù)據(jù)解析配置文件集兩個(gè)部分。</p><p>　　3.2.1界面信息配置文件

58、集</p><p>　　衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)終端顯示軟件涉及多個(gè)人工交互的功能模塊，其中許多涉及操作界面的信息需要系統(tǒng)測試人員設(shè)定。不同的測試人員在操作相同的測試軟件模塊時(shí)會(huì)有不同的界面操作需求，而同一測試人員又具有相對固定的操作習(xí)慣和需求，因此本文將這些界面設(shè)置的信息全部保存在INI文件中供軟件的通用模塊自動(dòng)調(diào)用，大部分測試人員通常只需要設(shè)置一次界面操作信息，測試軟件會(huì)自動(dòng)保存并調(diào)用這些配置信息，這樣就

59、大大的減少了測試人員的重復(fù)操作負(fù)荷。</p><p>　　INI文件是Windows系統(tǒng)中以“.ini”為后綴名的信息初始化文件，是一種重要的系統(tǒng)配置文件。利用INI文件可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置、應(yīng)用程序的參數(shù)保存與設(shè)置等多種功能，是一種常用的信息配置的實(shí)現(xiàn)方式。</p><p>　　INI文件是具有標(biāo)準(zhǔn)格式的文本文件，其格式如圖3.18所示，由節(jié)點(diǎn)名稱（Section）、關(guān)鍵字名稱（Key）和關(guān)

60、鍵字內(nèi)容（Value）三部分組成，每個(gè)關(guān)鍵字代表一個(gè)配置量，將具有相近功能的配置量放在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)下。一個(gè)INI文件中可以有多個(gè)節(jié)點(diǎn)名稱，一個(gè)節(jié)點(diǎn)中也可以有多個(gè)關(guān)鍵字。INI文件由基本的ASCⅡ字符組成，可以用文本編輯器直接進(jìn)行編輯，不需要復(fù)雜的配置管理，適合保存格式簡單、數(shù)據(jù)量小的配置信息。本文中利用INI文件保存測試軟件的初始化參數(shù)、數(shù)據(jù)源參數(shù)、圖表屬性參數(shù)、操作界面設(shè)置參數(shù)等信息，并在需要時(shí)由軟件通用模塊導(dǎo)入這些配置信息，以減少用戶

61、的操作負(fù)荷。測試軟件啟動(dòng)時(shí)，首先讀取INI文件中的初始化數(shù)據(jù)并對相關(guān)的模塊進(jìn)行初始化,測試軟件關(guān)閉或者當(dāng)配置信息更新時(shí)，自動(dòng)將最新的配置信息寫入配置文件中。</p><p>　　圖3. 18 INI文件格式</p><p>　　Windows系統(tǒng)提供了一系列API函數(shù)對INI文件進(jìn)行操作，同時(shí)C++Builder6.0提供了一個(gè)類TIniFile實(shí)現(xiàn)對INI文件的各項(xiàng)具體操作，該類對Win

62、dows API函數(shù)進(jìn)行了封裝，使用更加簡單方便。利用TIniFile類的構(gòu)造函數(shù)和其他對象操作函數(shù)可以將一個(gè)TIniFile對象與INI文件相關(guān)聯(lián)并進(jìn)行以下類型的操作：</p><p>　　對關(guān)鍵字的操作，包括讀取關(guān)鍵字的內(nèi)容、寫關(guān)鍵字以及添加和刪除關(guān)鍵字。</p><p>　　對節(jié)點(diǎn)的操作，包括讀取所有的節(jié)點(diǎn)名稱，讀取某節(jié)點(diǎn)中所有的關(guān)鍵字名稱，添加和刪除節(jié)點(diǎn)。</p>&

63、lt;p>　　本文中將軟件設(shè)置參數(shù)以及用戶操作習(xí)慣等信息保存在INI文件中。為了提高測試軟件的穩(wěn)定性與可靠性，本測試軟件同時(shí)設(shè)計(jì)了TCP/IP和UDP兩種網(wǎng)絡(luò)連接方式，測試人員可以根據(jù)具體的測試要求選擇具體的連接方式。本文將連接方式以及連接參數(shù)保存在配置文件LinkType.ini、TCPIP.ini、UDP.ini三個(gè)INI配置文件中。測試軟件啟動(dòng)時(shí)將自動(dòng)讀取配置信息并根據(jù)其對測試軟件中的通訊組件進(jìn)行初始化。</p>

64、<p>　　LinkType.ini文件中記錄了測試軟件當(dāng)前使用的網(wǎng)絡(luò)連接方式并指明具體連接參數(shù)所在的INI配置文件，內(nèi)容格式如下：</p><p>　　[LinkType] </p><p>　　SelectedType=TCPIP //該關(guān)鍵字表示當(dāng)前使用的的網(wǎng)絡(luò)連接方式，有TCPIP和UDP兩個(gè)取值</p><

65、p>　　[IniFileName] </p><p>　　TCPIP=TCPIP.ini //該關(guān)鍵字的取值為存儲(chǔ)TCP/IP連接參數(shù)的INI配置文件名稱</p><p>　　UDP=UDP.ini //該關(guān)鍵字的取值為存儲(chǔ)UDP連接參數(shù)的INI配置文件名稱</p><p>　　本文中采用C++

66、 Builder6.0中提供的TClientSocket組件和TNMUDP組件來分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收端與發(fā)送端的TCP/IP和UDP方式的通信連接，并將其連接參數(shù)分別記錄在TCPIP.ini和UDP.ini文件中，程序啟動(dòng)時(shí)根據(jù)讀取的配置信息設(shè)置TClientSocket組件的屬性。TCPIP.ini內(nèi)容格式如下：</p><p><b>　　[TCP]</b></p><p

67、>　　IP= 192.168.0.212//數(shù)據(jù)發(fā)送端計(jì)算機(jī)的IP地址，對應(yīng)于TClientSocket組件對象的Host屬性</p><p>　　Port=32001//數(shù)據(jù)發(fā)送端計(jì)算機(jī)的端口號，對應(yīng)于TClientSocket組件對象的Port屬性</p><p>　　UDP.ini文件中的內(nèi)容格式如下：</p><p><b>　　[TCP

68、]</b></p><p>　　LocalPort =32710//數(shù)據(jù)接收端計(jì)算機(jī)的端口號，對應(yīng)于TNMUDP組件對象的Port屬性</p><p>　　RemoteHost =192.168.0.13//數(shù)據(jù)發(fā)送端計(jì)算機(jī)的IP地址，對應(yīng)于TNMUDP組件對象的Port屬性</p><p>　　RemotePort =110043//數(shù)據(jù)發(fā)

69、送端計(jì)算機(jī)的端口號，對應(yīng)于TNMUDP組件對象的Port屬性</p><p>　　3.2.2 數(shù)據(jù)處理配置文件集</p><p>　　數(shù)據(jù)處理是衛(wèi)星測試中的主要內(nèi)容，主要關(guān)系到數(shù)據(jù)的解碼以及數(shù)據(jù)的重新組織。衛(wèi)星測試是一項(xiàng)龐大的工程，涉及眾多的測試物理量，而且不同階段的衛(wèi)星測試有不同的測試任務(wù)和測試要求，當(dāng)具體測試過程中采用不同的測試設(shè)備和計(jì)算機(jī)時(shí)，會(huì)設(shè)計(jì)有不同的數(shù)據(jù)解析協(xié)議。為了使衛(wèi)星姿態(tài)

70、與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)測試終端顯示軟件能夠盡量應(yīng)用于不同型號衛(wèi)星的測試，并能夠處理不同格式的測試數(shù)據(jù)，本文將數(shù)據(jù)處理協(xié)議保存在配置文件中。僅僅需要對配置文件進(jìn)行更新與修改，而不需要對軟件代碼進(jìn)行更改與維護(hù)，就可以將測試軟件應(yīng)用于不同的測試環(huán)境中時(shí)。</p><p>　　如圖3.19所示，本文中數(shù)據(jù)處理配置文件集由協(xié)議定義文件和協(xié)議的實(shí)現(xiàn)文件組成。其中協(xié)議的定義存儲(chǔ)于Excel文件中，數(shù)據(jù)協(xié)議的由動(dòng)態(tài)鏈接庫（dll文

71、件）實(shí)現(xiàn)，Excel文件中記錄了處理每種協(xié)議的動(dòng)態(tài)鏈接庫的文件名。</p><p>　　圖3.19 數(shù)據(jù)處理配置文件結(jié)構(gòu)</p><p>　　數(shù)據(jù)處理配置文件集主要是為數(shù)據(jù)解碼、數(shù)據(jù)接收等軟件子模塊提供數(shù)據(jù)處理配置信息。由于一旦完成對配置文件創(chuàng)建工作之后，很少會(huì)對其進(jìn)行修改等操作，因此本文采用Excel文件來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)解析協(xié)議的定義信息。數(shù)據(jù)在Excel中以二維表格的形式存在，相當(dāng)于關(guān)系型數(shù)

72、據(jù)庫中的一個(gè)數(shù)據(jù)表，因此本文將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的相關(guān)概念引入到數(shù)據(jù)處理協(xié)議配置文件集中，規(guī)定每個(gè)Excel配置文件都只有一個(gè)數(shù)據(jù)頁（sheet），并將其看做是數(shù)據(jù)庫的一個(gè)數(shù)據(jù)表，每個(gè)Excel文件中的標(biāo)題行設(shè)計(jì)為數(shù)據(jù)表的字段，文件名作為數(shù)據(jù)表的表名。這樣所有的Excel數(shù)據(jù)處理配置文件的集合構(gòu)成了一個(gè)數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　由于在測試數(shù)據(jù)的處理過程中，數(shù)據(jù)解碼模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊需要不斷的查詢數(shù)據(jù)協(xié)議定義信息并根

73、據(jù)其對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理。而計(jì)算機(jī)對內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀取速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對硬盤數(shù)據(jù)的讀取速度，因此本文在軟件啟動(dòng)時(shí)將協(xié)議定義文件一次性全部讀取到內(nèi)存空間中，并將這個(gè)副本稱之為內(nèi)存數(shù)據(jù)處理協(xié)議。在軟件的運(yùn)行過程中將不會(huì)對硬盤上的Excel配置文件進(jìn)行任何的操作，所有的配置信息查詢過程都僅僅針對內(nèi)存數(shù)據(jù)處理協(xié)議。</p><p>　　在內(nèi)存中，每個(gè)Excel文件用一個(gè)容器表示，容器中的每一個(gè)元素都是一個(gè)結(jié)構(gòu)體實(shí)例，Excel

74、文件中每一行的信息對應(yīng)于一個(gè)結(jié)構(gòu)體實(shí)例，結(jié)構(gòu)體的定義與Excel文件中標(biāo)題行的定義保持一致，每行信息的關(guān)鍵字段可以作為關(guān)聯(lián)型容器的關(guān)鍵字。如果有多個(gè)類型相同的Excel文件組成配置文件集，可以將存儲(chǔ)每個(gè)配置文件信息的容器作為元素，存儲(chǔ)在另一個(gè)容器中。圖3.20為Excel數(shù)據(jù)處理協(xié)議配置文件與內(nèi)存數(shù)據(jù)處理協(xié)議的對應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系。</p><p>　　圖3.20 Excel文件集與內(nèi)存數(shù)據(jù)處理協(xié)議的對應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系<

75、/p><p>　　利用C++ Builder 6.0提供的TADOQuery組件和TADOConnection組件可以像操作一個(gè)數(shù)據(jù)庫一樣操作Excel文件。本文就是在各個(gè)軟件啟動(dòng)時(shí)利用TADOConnection組件連接至各個(gè)Excel配置文件后利用TADOQuery組件讀取Excel文件中的所有配置信息，完成Excel數(shù)據(jù)處理協(xié)議配置文件到與內(nèi)存數(shù)據(jù)處理協(xié)議的轉(zhuǎn)化。衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)終端顯示軟件中與每個(gè)

76、子模塊實(shí)現(xiàn)不同的功能，與之相對應(yīng)的Excel數(shù)據(jù)處理配置文件中的字段和結(jié)構(gòu)體定義也有所不同。</p><p>　　DLL是動(dòng)態(tài)鏈接庫（Dynamic Link Library） 的英文縮寫，一個(gè)DLL文件中包含一個(gè)或多個(gè)已被編譯、鏈接并與使用它們的進(jìn)程分開存儲(chǔ)的函數(shù)。利用DLL不僅可以使一個(gè)進(jìn)程調(diào)用不屬于其可執(zhí)行代碼的函數(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)資源與數(shù)據(jù)的共享，使得多個(gè)應(yīng)用程序可以同時(shí)訪問內(nèi)存中單個(gè)DLL 副本的內(nèi)容 [5

77、5]。利用動(dòng)態(tài)鏈接庫可以非常方便的在不影響該程序其他部分的情況下將更新應(yīng)用于各個(gè)模塊。</p><p>　　衛(wèi)星控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程實(shí)際上也是一個(gè)邊設(shè)計(jì)邊測試邊完善的過程，因而要求終端顯示軟件具有一定的靈活性與適應(yīng)性，在測試過程中能夠針對最新的測試要求，應(yīng)用最新協(xié)議對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。若將所有的測試數(shù)據(jù)處理代碼都集中在一個(gè)可執(zhí)行文件中，顯然非常不利于軟件的維護(hù)與后期的功能擴(kuò)展，為了提高軟件的通用性與可擴(kuò)展性，本文將

78、不同協(xié)議規(guī)定的測試數(shù)據(jù)處理方法單獨(dú)編寫為一個(gè)DLL文件。軟件的通用模塊在處理測試數(shù)據(jù)時(shí)首先查詢內(nèi)存數(shù)據(jù)處理協(xié)議，內(nèi)存數(shù)據(jù)處理協(xié)議中記錄了針對各個(gè)協(xié)議處理測試數(shù)據(jù)的DLL文件，通用模塊調(diào)用相應(yīng)的DLL文件中的處理函數(shù)對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理這樣對終端顯示軟件的后期的維護(hù)與擴(kuò)展轉(zhuǎn)移為對定義協(xié)議的配置文件和相應(yīng)的DLL文件的維護(hù)與擴(kuò)展。</p><p>　　3.3 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包的接受與解碼</p><p&

79、gt;　　標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包的接收與解碼就是將接收到的標(biāo)準(zhǔn)格式的測量數(shù)據(jù)串分解為不同的數(shù)據(jù)幀，并對各個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，將其包含的信息轉(zhuǎn)化為具有實(shí)際物理意義的工程數(shù)據(jù)并在局域網(wǎng)上發(fā)布，再進(jìn)一步由數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊顯示為衛(wèi)星測試系統(tǒng)操作人員最易于理解的形式。</p><p>　　3.3.1 解碼協(xié)議配置文件集</p><p>　　對測量數(shù)據(jù)的解碼主要就是對數(shù)據(jù)域的解碼。根據(jù)上節(jié)中的描述，本文將每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)

80、包的解碼協(xié)議存儲(chǔ)在一個(gè)Excel文件中，并將該文件稱之為解碼協(xié)議配置文件。測試人員可以根據(jù)需要隨時(shí)修改解碼協(xié)議配置文件。</p><p>　　解碼協(xié)議配置文件的文件名為數(shù)據(jù)幀的幀編號。數(shù)據(jù)頁的名稱為“StdDecode.xls”，該數(shù)據(jù)頁中的標(biāo)題行包括：物理量序號、分類名、起始字節(jié)，終止字節(jié)，起始位、終止位、數(shù)值類型、文字解析、a、b、c、量綱和最小值與最大值。</p><p>　　以下為

81、對標(biāo)題行各列的詳細(xì)說明：</p><p>　　物理量序號：每一行以從小到大的順序方式0，1，2，3……。</p><p>　　分類名：意義相近的物理量可以設(shè)為相同的分類名，例如將四元數(shù)q0，q1，q2，q3的分類名設(shè)置為“四元數(shù)”。</p><p>　　物理量名稱：物理量的名稱。</p><p>　　起始字節(jié)：表示各變量在數(shù)據(jù)段中的起始字節(jié)位

82、置編號（第一個(gè)字節(jié)的位置編號為0）。</p><p>　　終止字節(jié)：表示各變量在數(shù)據(jù)段中的終止字節(jié)位置編號（第一個(gè)字節(jié)的位置編號為0）。</p><p>　　數(shù)值類型：表示各變量的數(shù)值類型及其顯示方式，本文中將數(shù)值類型一共分為11種，如表3.所示：</p><p><b>　　表3.1 數(shù)值類型</b></p><p>

83、　　起始位：必填項(xiàng)。當(dāng)數(shù)值類型為bit或xbit時(shí)，該項(xiàng)填變量在一個(gè)字節(jié)中的起始位的位置編號（0~7），否則填-1。</p><p>　　終止位：必填項(xiàng)。當(dāng)數(shù)值類型為bit或xbitt時(shí)，該項(xiàng)填變量在一個(gè)字節(jié)中的終止位的位置編號（0~7），否則填-1。</p><p>　　文字解析：表示該物理量是否需要以文字說明的方式進(jìn)行顯示。當(dāng)數(shù)值類型為bit或xbit或C時(shí)，需按照以下格式進(jìn)行填寫。每

84、一項(xiàng)以“|”結(jié)束，每一項(xiàng)的“=”左邊為十六進(jìn)制數(shù)或以格式為“（十六進(jìn)制小數(shù)/十六進(jìn)制大數(shù)）”表示的開區(qū)間。例如“03=捕獲地球|09=帆板展開|（B7/C1）=異常模式|”表示當(dāng)該物理量的大小等于3時(shí)表示“捕獲地球”；等于9時(shí)表示“帆板展開”；大于183并且小于193時(shí)表示“異常模式”。</p><p>　　a、b、c三項(xiàng)為解碼系數(shù)，顯示終端每次接收到的數(shù)據(jù)x將按照（x+a）*b+c的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,其中a,b,c

85、為三個(gè)系數(shù)，具體數(shù)值與各個(gè)物理量的處理要求有關(guān)。</p><p>　　量綱：物理量的單位名稱，沒有量綱的物理量填“無”。</p><p>　　最小值：該物理量在正常范圍內(nèi)所允許的最小取值，如無最小值，該項(xiàng)填“無。</p><p>　　最大值：該物理量在正常范圍內(nèi)所允許的最大取值，如無最大值，該項(xiàng)填“無。</p><p>　　在對遙測幀進(jìn)行解碼

86、處理的過程中，需要頻繁的訪問解碼協(xié)議配置文件。這些數(shù)據(jù)保存在硬盤上，由于解碼協(xié)議配置文件數(shù)據(jù)量大并且計(jì)算機(jī)對硬盤的訪問速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對內(nèi)存的訪問速度，因此為了提高測量數(shù)據(jù)的解碼效率，本文在測量數(shù)據(jù)的解碼模塊工作之前，將解碼協(xié)議配置文件中的信息一次性讀取到內(nèi)存中的一個(gè)以結(jié)構(gòu)體為元素的map類型的容器中，并將這個(gè)副本稱之為內(nèi)存解碼協(xié)議配置文件。該結(jié)構(gòu)體和容器的結(jié)構(gòu)定義如下：</p><p>　　typedefstru

87、ctM_ StdDecode</p><p>　　{AnsiString GroupName;//分類名</p><p>　　AnsiStringVariable;//物理量名稱</p><p>　　AnsiString MachineType;//單機(jī)類型</p><p>　　IntStartByte;

88、//起始字節(jié)</p><p>　　Int EndByte;//終止字節(jié)</p><p>　　IntStartBit;//起始位</p><p>　　Int EndBit;//終止位</p><p>　　AnsiString WordShow;//文字解析</p>&l

89、t;p>　　Double a;// 系數(shù)a</p><p>　　Double b;// 系數(shù)b</p><p>　　Double c;// 系數(shù)c</p><p>　　AnsiString Unit;//量綱</p><p>　　BoolMinValidity;

90、//是否有最小值</p><p>　　Double Min;//最小值</p><p>　　BoolMaxValidity; //是否有最大值</p><p>　　Double Max;//最大值</p><p>　　} StdDecode;</p><p>　　因此本文

91、將物理量名稱作為關(guān)鍵字的值，與結(jié)構(gòu)體變量實(shí)例StdDecode組成一個(gè)鍵-值對作為一個(gè)map容器的元素，從而用一個(gè)map關(guān)聯(lián)容器實(shí)例來存儲(chǔ)一個(gè)DataPre.xls中的配置信息。該map變量實(shí)例的定義如下：</p><p>　　map <AnsiString, StdDecode> map_ DataPre1, map_ DataPre2, … , map_ DataPreN;</p>

92、<p>　　多個(gè)map <AnsiString, StdDecode>類型變量可以作為一個(gè)map_AllStdDecode容器的元素，并且將一個(gè)幀編號和map_ DataPreN作為一個(gè)鍵值對, map_AllStdDecoded的定義如下：</p><p>　　map <AnsiString, map <AnsiString, StdDecode> > map_A

93、llStdDecode</p><p>　　3.3.2 接收與解碼流程</p><p>　　本文采用TCP/IP方式接收測量數(shù)據(jù)，由于接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)不可能正好是一個(gè)遙測幀的長度，因此本文采用如下的流程接收遙測幀并對其進(jìn)行解碼：</p><p>　　將解碼協(xié)議配置文件讀取到內(nèi)存空間；</p><p>　　緩沖區(qū)接收到數(shù)據(jù)，如果接收緩沖區(qū)中

94、的數(shù)據(jù)長度大于等于數(shù)據(jù)頭的長度，則讀取數(shù)據(jù)頭；如果小于數(shù)據(jù)頭的長度，則等待；</p><p>　　讀取數(shù)據(jù)頭，對數(shù)據(jù)頭進(jìn)行解碼并且獲取數(shù)據(jù)段的長度；</p><p>　　如果接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)長度大于等于數(shù)據(jù)段的長度，則讀取數(shù)據(jù)段；如果小于數(shù)據(jù)段的長度，則等待。</p><p>　　根據(jù)數(shù)據(jù)頭中的遙測幀編號，在相應(yīng)的內(nèi)存解碼協(xié)議配置文件中遍歷每個(gè)遙測量；取出遙測量在

95、遙測幀中的數(shù)值類型、起始字節(jié)、終止字節(jié)、起始位、終止位等信息；將遙測變量解碼為double類型的數(shù)值；</p><p>　　重復(fù)步驟2~步驟5，對下一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。</p><p>　　圖3.21為對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行接收與解碼的流程圖。</p><p>　　圖3.21 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包的接收與解碼流程</p><p>　　3.4 歷史數(shù)據(jù)回放<

96、;/p><p>　　3.4.1． 數(shù)據(jù)回放需求</p><p>　　在衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)過程中，為了便于分析測試數(shù)據(jù)，測試工作人員除了要實(shí)時(shí)監(jiān)測測試參數(shù)的狀態(tài)與變化情況外，往往還需要查看之前衛(wèi)星測試試驗(yàn)中產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)，具體要求包括：</p><p>　　測試人員能夠指定需要查看的測試參數(shù)；</p><p>　　測試人員功能對數(shù)據(jù)回放進(jìn)

97、行開始、停止、暫停、繼續(xù)等功能的控制；</p><p>　　測試人員能夠指定數(shù)據(jù)回放的速度與回放數(shù)據(jù)的頻率。</p><p>　　數(shù)據(jù)回放結(jié)構(gòu)與控制流程</p><p>　　根據(jù)數(shù)據(jù)回放需求，本文采用C/S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的回放與控制功能，數(shù)據(jù)終端顯示模塊作為客戶端，不同客戶端的用戶可以根據(jù)各自的需求向服務(wù)器申請回放需要查看的歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)回放的控制流程下圖所示。&

98、lt;/p><p>　　圖3.22 數(shù)據(jù)回放流程</p><p>　　數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊首先通過日期直接查詢數(shù)據(jù)庫中的某段時(shí)間內(nèi)的試驗(yàn)記錄；數(shù)據(jù)庫把查詢結(jié)果（試驗(yàn)序號，試驗(yàn)時(shí)間等）返回?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測模塊；</p><p>　　數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊選擇某個(gè)試驗(yàn)后，向數(shù)據(jù)庫管理模塊發(fā)送查詢指令；數(shù)據(jù)庫管理模塊返回操作指令作為應(yīng)答；</p><p>　　如果查詢指令類型為

99、開始查詢，則數(shù)據(jù)庫管理模塊按照查詢指令內(nèi)容查詢數(shù)據(jù)庫，并獲得數(shù)據(jù)集；否則直接跳到步驟4。</p><p>　　如果查詢指令類型為開始查詢，數(shù)據(jù)庫管理模塊利用數(shù)據(jù)發(fā)送子模塊將數(shù)據(jù)集按照查詢指令中的周期和步長發(fā)送給數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊,否則根據(jù)查詢指令類型對正在發(fā)送的回放數(shù)據(jù)進(jìn)行暫停、繼續(xù)、停止等控制操作。</p><p>　　3.4.3. 控制指令設(shè)計(jì)</p><p>　　

100、查詢指令共26字節(jié)，指令的具體格式如下表所示。</p><p>　　表3.2 查詢指令定義</p><p>　　查詢指令類型為1字節(jié)，查詢指令類型分為4種，即開始查詢、暫停、繼續(xù)、停止，具體數(shù)據(jù)協(xié)議下表所示。</p><p>　　表3.3 查詢指令類型</p><p>　　試驗(yàn)序號為8字節(jié)，對應(yīng)數(shù)據(jù)庫表中的testserial字段。</

101、p><p>　　時(shí)間類型為1字節(jié)，指查詢提交的時(shí)間段是地面時(shí)間或星上時(shí)間，具體數(shù)據(jù)協(xié)議如下表所示。</p><p><b>　　表3.4 時(shí)間類型</b></p><p>　　操作指令的長度為2個(gè)字節(jié)，包含了指令類型和查詢標(biāo)識兩部分內(nèi)容，具體的數(shù)據(jù)協(xié)議如下表所示。</p><p>　　表3.5 操作指令定義</p>

102、;<p>　　操作指令類型的數(shù)據(jù)長度為一個(gè)1個(gè)字節(jié)，本文定義了10種操作指令，具體的指令類型定義如下表所示。</p><p>　　表3.6 操作指令類型</p><p>　　查詢標(biāo)識：1字節(jié)，查詢標(biāo)識指操作指令對應(yīng)的查詢幀編號，具體數(shù)據(jù)協(xié)議與查詢指令相同。</p><p><b>　　控制指令配置文件集</b></p>

103、<p>　　根據(jù)前節(jié)中的描述，為了提高歷史數(shù)據(jù)回放模塊的可擴(kuò)展性，本文將控制指令保存在一個(gè)名為“Command.xls”的Excel配置文件中，系統(tǒng)測試人員或軟件開發(fā)人員可根據(jù)實(shí)際需要在配置文件中添加新的控制指令。</p><p>　　查詢指令和控制指令都統(tǒng)一保存在名稱為“Cmd”的數(shù)據(jù)頁中，該數(shù)據(jù)頁中各列的標(biāo)題如下表所示。</p><p>　　表3.7 控制指令配置文件“C

104、ommand.xls”的格式定義</p><p>　　衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)終端顯示軟件在工作時(shí)，將控制指令配置文件中的配置信息讀取到內(nèi)存中的STRCmd結(jié)構(gòu)體類型的變量中。具體的結(jié)構(gòu)體定義如下：</p><p>　　typedefstructM_ STRCmd</p><p>　　{Int Num;//序號</p><

105、;p>　　Int CmdType;//指令類型</p><p>　　AnsiString CmdNum;//指令編號</p><p>　　AnsiString Exp;//備注</p><p>　　} STRCmd;</p><p>　　Command.xls文件中的每一行信息存儲(chǔ)在一個(gè)結(jié)構(gòu)體中，

106、所有的結(jié)構(gòu)體變量作為元素存儲(chǔ)在map類型的容器中，并且將指令編號作為元素的鍵值，該容器的定義如下：</p><p>　　map < AnsiString, DataPre > map_ STRCmd;</p><p><b>　　數(shù)據(jù)可視化</b></p><p>　　衛(wèi)星姿態(tài)與軌道分系統(tǒng)地面試驗(yàn)過程中需要實(shí)時(shí)監(jiān)視大量的測試參數(shù)，根

107、據(jù)前文中的描述，不同類型的參數(shù)適用于不同的顯示方式。根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式的不同，本文將數(shù)據(jù)顯示的方式分為列表顯示和曲線顯示兩大部分。</p><p>　　列表顯示就是將接收到的測試參數(shù)的數(shù)值直接羅列在表格中予以顯示，這是衛(wèi)星測試中最重要的數(shù)據(jù)顯示方式。根據(jù)實(shí)際需求的不同，具體的數(shù)值顯示形式又分為：十進(jìn)制數(shù)值、二進(jìn)制源碼、十六進(jìn)源碼和文字描述。</p><p>　　曲線顯示又分為實(shí)時(shí)二元曲線顯示和離

108、線曲線顯示兩大部分。</p><p>　　實(shí)時(shí)二元曲線顯示功能將實(shí)時(shí)接收到的數(shù)據(jù)以曲線的方式顯示，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為測試量的數(shù)值。曲線的顏色、線型、線寬、曲線圖的標(biāo)題以及實(shí)時(shí)顯示的周期等屬性可配置并保存至配置文件。采用離線曲線顯示時(shí)，保存在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)會(huì)以曲線的形式進(jìn)行回放。曲線的顏色、線型、線寬、曲線圖的標(biāo)題等屬性可配置并保存至配置文件。 </p><p>　　實(shí)時(shí)二元曲線

109、顯示和離線曲線顯示具有一些共同的任務(wù)需求：</p><p>　　曲線圖必須具有實(shí)時(shí)放大、縮小、平移的功能；</p><p>　　曲線圖能夠被存儲(chǔ)、打印；</p><p>　　曲線圖的顯示功能要求能夠?qū)崿F(xiàn)暫停、繼續(xù)等功能；</p><p>　　能夠設(shè)置曲線圖的參數(shù)，如曲線線型、顏色、線寬、曲線圖標(biāo)簽，曲線圖的標(biāo)題以及顯示范圍等；</p&g

110、t;<p>　　曲線圖的設(shè)置參數(shù)能夠被保存并調(diào)用；</p><p>　　多個(gè)曲線圖能夠同時(shí)顯示、彼此相互獨(dú)立；</p><p>　　同一張曲線圖中能夠顯示多條數(shù)據(jù)曲線；</p><p>　　實(shí)時(shí)二元曲線顯示與離線曲線顯示又分別有一些不同的任務(wù)要求：</p><p>　　實(shí)時(shí)二元曲線顯示的曲線橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為測試量的數(shù)值；而

111、離線曲線顯示曲線上每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)都是一個(gè)測試量的數(shù)值。</p><p>　　實(shí)時(shí)二元曲線顯示功能要求可以自動(dòng)顯示最新的曲線部分。</p><p>　　曲線顯示功能既可以通過調(diào)用Windows API函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，也可以通過對C++Builder提供的圖形顯示控件Tchart進(jìn)行二次開發(fā)來實(shí)現(xiàn)。調(diào)用Windows API函數(shù)會(huì)增加系統(tǒng)開發(fā)的難度與復(fù)雜性，容易給系統(tǒng)帶來不穩(wěn)定性。T

112、chart是C++ Builder6.0 中提供的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圖形顯示控件，既可以靜態(tài)設(shè)計(jì)，也可以動(dòng)態(tài)生成。利用Tchart可以快速繪制Line、FastLine、Pie、Point和Area等多種類型的圖形，通過調(diào)用Tchart提供的眾多的函數(shù)可以快速實(shí)現(xiàn)曲線的平移、縮放、曲線參數(shù)設(shè)置等功能。因此，本文采用TChart控件進(jìn)行曲線顯示功能的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)顯示的實(shí)現(xiàn)流程&l

113、t;/b></p><p>　　類繼承和動(dòng)態(tài)綁定是面向?qū)ο缶幊讨械囊粋€(gè)重要的內(nèi)容，在C++中，用類進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，用類派生從一個(gè)類繼承另一個(gè)類。動(dòng)態(tài)綁定使編譯器能夠在運(yùn)行時(shí)決定是使用基類中定義的函數(shù)還是派生類中定義的函數(shù)。繼承和動(dòng)態(tài)綁定可以在兩個(gè)方面簡化程序：能夠容易的定義與其他類相似但又不同的新類，能夠更容易的編寫忽略這些相似類型之間區(qū)別的程序。面向?qū)ο缶幊膛c本文中曲線顯示的應(yīng)用需求非常匹配，本文定義一個(gè)類

114、來描述實(shí)時(shí)二元曲線顯示和離線曲線顯示的共同點(diǎn)，同時(shí)通過繼承可以定義兩種不同派生類來分別描述并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)二元曲線顯示和離線曲線顯示。</p><p>　　列表顯示和曲線顯示的共同點(diǎn)都是將接收到的數(shù)據(jù)以某種形式顯示出來，只是在具體的顯示及實(shí)現(xiàn)方式上有所區(qū)別，采用C++編程中類繼承和動(dòng)態(tài)綁定的技術(shù)能夠?qū)煞N顯示方式的流程統(tǒng)一起來。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)窗體類TFormShow和一個(gè)線程類ThreadShow來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。TF