基于可重构设计的测控站监控系统研究与实现

　　随着科学技术的进步，人类对空间探索的步伐越来越大。空间任务的需求，推动地面测控系统的更新和发展。

　　主要体现在：测控站的建设周期越来越短;测控设备更新、改造和添加变得更频繁，测控站的控制容量和链路随着需求不断的扩大。完善高效的地面测控系统的监控系统，可以提高测控站的工作效率，提高业务系统设备的利用率，缩短测控业务的准备时间，准确、高效地完成卫星业务测控的各项工作任务，对于提高对卫星的控制精度，延长卫星的使用寿命具有重要意义。

　　测控站监控系统在测控系统中的主要任务是：

　　地面测控设备的监视

　　地面测控设备的控制和设置

　　地面测控设备间的联合控制

　　测控设备间的联合监控对于设备调试、系统联调、校准等情况特别有用。测控设备之间只有测控数据的交换，但对于操作参数和操作进程缺少相互协调和配合的途径。而监控系统在业务操作之外，对所有的设备都可以进行控制和监视。在这些关键阶段，监控系统处于“领导地位”，是各种操作任务的发起和组织者，也是任务进程的监视和控制者。

　　现有的集中式监控系统，在硬件结构上多采用数据采集卡的模式，系统扩展比较困难，单一插卡难以适应多种多样的设备接口，而且存在数据采集的瓶颈。在软件结构上，通常着眼于当时地面系统的组成，监控画面和操作比较固定，一旦更换了其他型号的设备，或者设备接口发生了变化，需要修改源代码才能适应，维护起来很不方便，也影响了系统的稳定性和可靠性。因此我们研究并开发了基于可重构体系结构设计的新型监控系统。

　　集中式监控系统

　　现有的监控系统通常是和地面设备一起构建，一般采用集中式体系结构，即由工业控制计算机加上多路数据采集接口卡构成，协同专用监控程序一起组成监控系统(见图1)。

　　图1 集中式监控系统的组成结构

　　在集中式体系的监控系统中，所有测控设备的监控信息都通过一块或者多块多路数据采集卡，收集数据到处理计算机，然后由数据处理计算机根据设备的类型进行数据处理，并将结果送监控程序显示或者提交用户处理。

　　采用集中式的监控系统存在以下问题:

　　所有数据采集和处理全部由数据处理计算机处理，对计算机的处理能力特别是数据采集能力要求很高。如果数据处理量很大或者数据的实时性要求很高时，会造成计算机负荷超载而出现死机现象，这正是现有集中式监控系统存在的最大问题。

　　由于集中式监控系统大都是专用系统，数据采集和软件处理在一起，系统一旦建成，控制设备容量和模式都基本确定，体系结构封闭，不易扩展。