基于Android智能手机的卫星地面站远程监视系统的实现

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北京某卫星测控站建站十余年来,已成功完成了几十颗卫星早期轨道测控支持任务,获得了高度评价。目前,该站已成为INMARSAT全球测控网的重要一环。
卫星地面站的正常运行离不开强大的站监控系统,它能够实时获取天线、链路、基带及其他地面站重要组成系统的状态和参数。但是随着人员的不断精简,必须有一个远程可移动的监控系统,当设备出现故障时,使相关专业工程师能够随时随地根据实时设备状态对地面站值班人员提出故障诊断和处理方法。为了达到这个要求,我们设计了一个通过a d sl与互联网相连的T C P 数据服务器,实时获取地面站设
备状态参数数据,通过对a dsl猫的设置,使其能够被互联网用户访问,然后,在基于A n d r oid 操作系统的智能手机上开发了T C P客户端软件,实现数据的获取,随后加以处理及显示。
1 系统组成
本系统为了安全可靠地从现有M C S系统读取全站测控设备的状态和参数,采取了数据服务器串口通过M C S 的串口服务器实时获取各设备最新状态信息的办法,实现了互联网与站监控系统的物理安全
隔离,其系统框图如图1:
串口服务器,也叫终端服务器或串口通
讯服务器,是异步串行口RS-232/422/485和以太网R J 45之间的一个转换器,为R S -232/485/422到T C P/I P 之间完成数据转换的通讯接口转换器,提供R S -232/485/422与T C P/I P 网络的数据双向透明传输,能将多个串口设备连接并把现有的串口数据转换成IP 数据,然后进行IP化管理,IP化数据存取。它是一个带有CPU和嵌入式O S及完整T C P/I P 协议栈的智能协议转换设备。通过T C P/I P 和以太网,利用串口转T C P/I P服务器,可以使原本不具备网口的设备立即连接到网络中,随时操作,同时使这些设备能够利用不同的主机资源,节省大量的成本。
基于Android智能手机的卫星地面
站远程监视系统的实现
刘嘉栋  张涛
(北京航天飞行控制中心  北京  100094)
摘 要:在卫星地面站长管工作中,随着人员的不断精简,必须提高自动化程度。因此,我们基于Andr
oid智能手机开发了一个地面站测控设备远程监视系统,当设备出现故障时,使工程师随时随地能够通过移动互联网获取实时设备状态和参数数据指导值班员进行应急处理,提出故障诊断和处理办法。
关键词: 地面站  Android  远程监视  TCP 中图分类号:TN92 文献标识码:A
文章编号:
1674-098X(2013)10(c)-0026-02
图1  远程监视系统的系统框图
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荒诞
在站监控系统中,在线服务器收集全站测控设备状态及参数信息,按定义的帧格式打包,将数据通过一个串口服务器的某个端口上报给数据服务器,本系统的数据服务器则通过该端口接收设备信息。然后,我们在数据服务器上建立了一个TCP服务器,实时监听是否有客户端数据请求。
2 TCP数据服务器的设计
T C P是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。T C P 建立连接之后,通信双方都可以同时进行数据的传输,在保证可靠性的基础上,采用超时重传和捎带确认机制。在流量控制上,采用滑动窗口协议,对于窗口内未经确认的分组需要重传。
TCP协议编程的步骤如图2所示:T C P服务器实时收发的数据是通过串口服务器接收到的测控设备状态和参数信息,服务器将数据临时存放在一段缓存内,一旦监听到连接请求,迅速建立连接,从缓存中提取数据往客户端发送数据。
3 Android智能手机TCP客户端设计
在基于G o o gle  A n d r oid 操作系统的手机或平板电脑智能终端上,我们开发了一套Ja v a 应用程序,实现了T C P 客户端对TCP数据服务器的访问。
按照上一节介绍的客户端编程的步骤,程序主要代码如下。
InputStrea m inputStrea m =N ULL; //定义输入流
byte[] buffer = new byte[1024]; //定义输入缓存
Socket socket=new Socket(“**.**. **.**”,6666);//连接远程T C P 数据服务器
i nt  r e a d siz e =i n p u t St e a m.r e a d (buffer);//从服务器读来的数据放入缓存
私有化与此同时,将缓存中的数据按照定义的帧格式进行数据解析,得到各个设备的状态和参数,并依次显示出来。(见表1)
通过定时循环刷新读取这些数据,解析并在手机屏幕上显示相关数据和曲线,地面站工程与管理人员就可以随时随地掌握设备状态信息。
4 结语
本文通过对地面站测控设备移动互联网数据访问的研究,实现了工程师能够随时随地根据实时设备状态对地面站值班人员提出故障诊断和处理方法的目标。使用该系统,能够极大缩短地面站工程师应急处理设备故障的时间,提高了工作效率。
参考文献
[1] T.Z h a n g ,L.Z h o u  a n d  Y.G u i ,
Application of IP multicast of
n e t w o r k  s p e e c h  i n  s a t el l it e T T &C  g r o u n d  s t a t i o n , Proceeding of 2nd International Conference on Space Information Technology,2007.
[2] 张涛,昂正全,张爱成.测控站短信报
警系统设计与实现[J].科技创新导报,2010(34).
服务器
客户机
最小的一位数是几
建立流式套接字socket()
关联本地地址到套接字
进入监听状态
等待连接请求
建立连接
收发数据
停止监听
关闭监听套接字结束服务
建立流式套接字socket()
将套接字与服务器连接
收发数据
关闭套接字,结束对话
图2 TCP编程流程图位置类型值
描述0Integer 1234567890帧头1Integer X 完整帧长度2Integer 0Flow id 3Integer
用户定义4 to N-2数据N-1
Integer
-1234567890
帧尾
表1 标准监视帧格式
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