Author(s):
G. Rozera - TELESPAZIO

Industry:
Government/Defense

Products:
Real-Time, Software

The Challenge:
為衛星跟蹤遙測與指令工作站建立室內監視與控制應用程序，使它能夠符合客戶需求，同時不依賴于第三方可配置的監視與控制系統。

The Solution:
使用LabVIEW圖形化編程環境建立應用程序，采用PXI-RT作為設備前端以及LabVIEW數據記錄與監控模塊處理數據庫。

"Telespazio并不是單純的軟件公司，但懂得如何對衛星地面站系統進行管理；LabVIEW并不是傳統的編程語言，但具有很強的易用性，并且包含許多易于發布的設備控制工具。這是兩者的契合點。"

典型的TT&C天線

M&CVIEW 是由Telespazio 為滿足監視和控制需求而開發的，適用于客戶以及Telespazio所有的跟蹤遙測和控制（TT&C）工作站。

在過去的幾年中，Telespazio 用于配置第三方軟件系統，建立監視和控制系統。

第三方可配置系統在需要完成的工作對于各個系統而言相似時是可以接受的；但是如果需要滿足某些客戶的其他需求就可能會導致問題的發生。每次添加功能都會帶來更高的成本、更多的測試，需要更多時間。

Telespazio并不是單純的軟件公司，但懂得如何對衛星地面站系統進行管理；LabVIEW 并不是傳統的編程語言，但具有很強的易用性，并且包含許多易于發布的設備控制工具。這是兩者的契合點。M&CVIEW可以對復雜的衛星地面站進行中央式管理，并且具有控制大量設備的功能，其應用也不局限于衛星地面站。

M&CVIEW 軟件體系結構劃分成三個主要功能：

• 前端
• 中央管理器
• HMI（人機界面）

這三個功能相互協同功能，并且可以分布于不同的硬件平臺上。

前端
前端協助與設備之間來回進行指令發送和狀態信息獲取。它將多種儀器通信協議翻譯成在M&CVIEW中采用的通用數據格式。它將監視數據發送到中央管理器中，將指令數據發送到設備上。前端與中央管理器獨立運行。它能夠動態地打開所有連接設備的通信線路，載入工作所需的驅動程序，同時實時維護被檢測數據，對設備進行連續輪詢。

在這項工作中，前端連續地檢查設備連接狀態，并在出現鏈接失敗時，開始恢復操作。前端可以與一個或多個中央管理器進行連接，獲取監視數據；但是只允許一個中央管理器對設備發送指令。前端可以與許多接口進行協同工作，其中包括：數字I/O；串行總線（RS232，RS422，RS4852/4 線）；以及TCP/IP、UDP/IP和SNMP，前端可以作為SNMP瀏覽器和陷阱接收器進行使用。

中央管理器
中央管理器通過TCP/IP 與前端進行連接，對來自一個或多個前端的數據采集進行集中管理，使采集到的數據可以用于HMI顯示。一個中央管理器可以連接更多前端。中央處理器包含數據庫（數據記錄與監控模塊），所有來自前端的信息都存儲在這個數據庫中；每一條信息都稱為一個“標簽”。

在系統啟動的時候，中央管理器載入包含所有需要監視和控制的標簽的數據庫，檢測對于每一個點而言，哪個前端管理這些數值，并且為所有需要訪問的前端打開監視器和指令客戶端連接。中央管理器從前端連續接收標簽數值的變化。

中央管理器通過相關的前端，接收需要發送到設備的HMI指令。它對采集到的數據完成附加處理（例如細節描述、模擬數據的圖形化顯示等等）。

人機界面
HMI功能讓操作員可以通過常見的通用接口與儀器進行交互。HMI是一組圖形化頁面，帶有彈出菜單可以在M&C系統內部進行瀏覽。操作員經過驗證才能使用系統工作，與儀器的交互根據操作員權限的不同而會不一樣。HMI使操作員可以進行快速的異常診斷，找出導致工作站工作異常的設備或狀態；對圖形界面中的設備符號進行高亮可以降低故障分析的難度。還可以顯示現有警報的列表，以便讓操作員進行確認。HMI還可以在操作員要求的情況下，顯示模擬變量趨勢。

人機界面

硬件體系結構
M&CVIEW 運行在多個硬件平臺上——前端、中央管理器和HMI可以安裝在一個平臺上，也可以分步在多個平臺上。中央管理器和HMI要求數據記錄與監控模塊的運行時引擎存在，并且能夠運行在Microsoft 操作系統中。前端可以運行在所有支持LabVIEW 的平臺上。M&CVIEW 可以配置為冗余方式或非冗余方式。

目前的安裝以及進行中的配置
M&CVIEW已經根據一個用于地球觀測的歐洲衛星項目，對遙測跟蹤和控制工作站管理進行了安裝和配置。Telepazio 負責核心地面系統集成。M&CVIEW完成標準設備監視，并實現自動工作臺配置，允許在衛星經過的時候進行跟蹤和遙測接收。

M&CVIEW目前在為一個安全軍事通信的國家衛星項目進行配置。系統基于創新科技，使衛星可以立刻根據緊急狀態變化而進行調整。Telespazio 負責衛星控制中心，M&CVIEW 被用來控制五個TT&C 工作站——包括主要工作站和備份工作站。

M&CVIEW還在為SARC項目（用于道路控制的衛星訪問）進行配置。SARC是國家公路的基于TCP/IP數字視頻的強大監視系統；利用了電信、視頻采集與分析的高級技術。它基于一個固定單元與移動單元網絡進行工作，這些網絡通過光纖、無線以及移動電話系統和衛星進行連接。

Telespazio 是SARC 的主要承包商，M&CVIEW 允許控制中心的操作員管理發布在網絡節點中的SARC 設備。