王超+嵇治剛+叢暉+刁兆亮

摘 要 設(shè)計了基于VisualNet的無人機地面站資源管理系統(tǒng)，介紹了資源圖庫的建立方法、設(shè)備線路的建立，以及如何利用系統(tǒng)進行設(shè)備統(tǒng)計、查詢和定位等功能。系統(tǒng)無需編程和二次開發(fā)，便能將設(shè)備制圖、線路管理、數(shù)據(jù)管理、路由分析、文檔管理和查詢定位功能集成到了一起，做到了資源管理的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。本系統(tǒng)擁有其他從底層開發(fā)的軟件所無法比擬的快捷的實現(xiàn)過程、良好的圖形化效果和便捷的管理功能。

【關(guān)鍵詞】VisualNet 圖形化設(shè)計 無人機地面站 資源管理

隨著科技的進步以及軍用和民用領(lǐng)域的需求不斷增加，大型固定翼的察打一體無人機由于續(xù)航時間長、偵查范圍廣、打擊能力強、負載能力強等優(yōu)勢，得到各種領(lǐng)域越來越多的重視。因此對無人機地面控制站功能和性能的要求也隨之提升。

地面站功能的強大依賴于內(nèi)部種類繁多的電子設(shè)備，設(shè)備之間的連接關(guān)系非常復(fù)雜，而且同一種類的電子設(shè)備相關(guān)參數(shù)、接口各不相同。拿某型號無人機地面站為例，其內(nèi)部包含幾十個電子設(shè)備，上百個連接器，以及數(shù)以千計的線纜。因此，對于上述信息的管理是非常繁瑣和困難的，不利于地面站的制造和維護，同時也會降低工作效率，提高管理成本。因此對于無人機地面站內(nèi)部資源的科學(xué)管理是非常有必要的。

目前主要的管理方式還是依托于紙質(zhì)的文檔資料，這種傳統(tǒng)的方式雖然簡單易行，但是缺點也是十分明顯的，比如在成百上千條的信息中搜索指定信息比較困難，設(shè)備之間、連接器之間及其管腳的定義只用文字和符號來表示，不夠直觀，不容易對系統(tǒng)設(shè)備間的拓撲關(guān)系進行掌握，而且不能靈活的對資料進行編輯、修改，一旦出現(xiàn)故障需要維護的時候，我們可能抱著一大堆圖紙，翻前翻后去查找各種信息。另外一種方式就是開發(fā)定制管理軟件，但是這種方法開發(fā)周期長，開發(fā)費用較高，如果某些功能需要更改或者升級，還需要花費額外的時間和費用。第三種方法就是采用通用的軟件工具，比如AutoCAD或者Visio之類，這類軟件通用性強，可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域，雖然借助于圖形來描述資源之間的關(guān)系，但是很難把眾多的設(shè)備信息、技術(shù)參數(shù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表達出來，不同的圖紙之間的圖形關(guān)系也無法直觀表達，還缺乏有效的統(tǒng)計查找功能。綜上所述，有必要找尋一種更為有效且合適的方法來對復(fù)雜系統(tǒng)資源進行管理。

1 系統(tǒng)總體介紹

無人機地面站資源管理系統(tǒng)基于VisualNet進行開發(fā)設(shè)計，采用了自頂向下、由總到分、由粗到細的設(shè)計方式，先設(shè)計系統(tǒng)頂層的框架，然后分別設(shè)計各個框架下的設(shè)備組成，再對各個設(shè)備的接口進行描述，最后只需要完成各個設(shè)備接口的連接，整個系統(tǒng)下各個設(shè)備之間、模塊之間的拓撲關(guān)系便可以得到。

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括三個部分，第一部分為用戶界面，主要包括地面站數(shù)模圖片、地面站內(nèi)部席位分布圖，設(shè)備接口可采用實物圖片，并且設(shè)備都按照實際位置分布。界面層大量使用實際照片或設(shè)計圖能夠使管理系統(tǒng)與實際聯(lián)系的更加緊密。第二部分為邏輯層，邏輯層將系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從上之下進行逐一細分，先是地面站，其次是地面站內(nèi)部的席位，第三是席位上的設(shè)備，然后是設(shè)備上的接口，最后細化到接口內(nèi)部線序定義。每一層都有獨立的頁面，雙擊該頁面的目標(biāo)進入下一層頁面。邏輯層能夠給操作者一個清晰明了的系統(tǒng)邏輯關(guān)系，是比較核心的一層。第三部分為數(shù)據(jù)庫，包括圖形數(shù)據(jù)和圖形說明信息數(shù)據(jù)，VisualNet能夠利用這些數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計報表，省去了單獨整理統(tǒng)計數(shù)據(jù)的步驟，只需要專注于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及設(shè)備連接關(guān)系的設(shè)計，數(shù)據(jù)統(tǒng)計由VisualNet自動完成，所有數(shù)據(jù)都采用VisualNet內(nèi)部數(shù)據(jù)庫進行管理，不需要考慮數(shù)據(jù)接口的問題。

2 系統(tǒng)設(shè)計步驟

2.1 圖庫的編輯與屬性的定義

為了方便用戶的開發(fā)，VisualNet自身包含了豐富的圖庫，也叫做外部圖庫，外部圖庫可通過在官網(wǎng)下載圖庫包再導(dǎo)入至本地計算機來使用，但是不同領(lǐng)域和行業(yè)有其特有的設(shè)備，而這些設(shè)備的圖庫需要自己編輯，也就是采用內(nèi)部圖庫來制作。

內(nèi)部圖庫與外部圖庫一樣都包含兩大部分，如圖2所示，分別為節(jié)點模板和連線模板。節(jié)點模板涵蓋的類別很多，本系統(tǒng)的節(jié)點模板包含計算機、交換機、光端機、UPS、機柜、顯控臺、航插、網(wǎng)絡(luò)接口等，將上述設(shè)備的圖片或者示意圖，通過添加節(jié)點模板的方式導(dǎo)入至內(nèi)部圖庫中，同時根據(jù)實際需要還可以對該節(jié)點的屬性信息進行添加，比如設(shè)備編號、型號、生產(chǎn)廠家、端口數(shù)量、安裝位置等，對于屬性信息的合理設(shè)置有利于后續(xù)的統(tǒng)計和查找。

連線模板需要根據(jù)系統(tǒng)的實際使用情況進行編輯和添加。本系統(tǒng)的連線可分為5類，分別為電源線、串口數(shù)據(jù)線、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線、光纜、其他數(shù)據(jù)線。在添加過程中可以對每一類連線的顏色、粗細、顯示樣式等信息進行設(shè)置，與節(jié)點模板一樣，可以添加屬性，比如線纜長度、線纜型號、傳輸數(shù)據(jù)等。

2.2 系統(tǒng)框架搭建以及設(shè)備線路的建立

內(nèi)部圖庫建立好之后，就可以進行系統(tǒng)框架搭建。一般都采取自頂向下的方式逐一進行設(shè)計，本系統(tǒng)在設(shè)計時，可從上至下分為5個層次，如圖3所示。在編輯時，只需要把各層需要的節(jié)點模塊從內(nèi)部圖庫或外部圖庫中添加到頁面中即可。如果當(dāng)前層添加完畢之后，雙擊節(jié)點模塊，就能夠進入下一層的編輯。

添加完每層的節(jié)點后，進行設(shè)備線路的建立，也就是建立各個設(shè)備接口的連接關(guān)系，該部分工作主要集中在系統(tǒng)的第四層進行，這樣做有利于理清設(shè)備之間的連接關(guān)系和數(shù)據(jù)流向，而第五層涉及到的接口內(nèi)具體的線序定義，可應(yīng)用于指導(dǎo)做線或者故障排查。

VisualNet的節(jié)點連接與其他制圖軟件的區(qū)別主要體現(xiàn)在支持跨頁連接，即使在不同頁面中的節(jié)點也能夠方便的連接，連接后會在各自的頁面內(nèi)自動生成另外一端節(jié)點和連線。

為了方便說明本節(jié)操作，下面以建立交換機連接關(guān)系為例進行說明。如圖所示，打開工程文件，進入項目頂層如圖4所示，雙擊GCS圖標(biāo)，進入GCS內(nèi)部席位布局圖，如圖5所示。由于交換機在任務(wù)規(guī)劃席位中，因此繼續(xù)雙擊任務(wù)規(guī)劃席位，進入該席位內(nèi)部設(shè)備分布圖如圖6所示，找到交換機，雙擊進入交換機具體接口頁面，如圖7所示。接下來根據(jù)設(shè)備接線表找到與交換機有關(guān)聯(lián)的設(shè)備，再按照上述步驟依次找到設(shè)備的接口頁面，按住鍵盤上的ALT鍵，用鼠標(biāo)分別點擊兩端的接口，接口之間會生成一條直線，然后用鼠標(biāo)在連線模板中選中“網(wǎng)線”，然后點擊剛才生成的那條直線，直線就會變成“網(wǎng)線”的類型，依次類推，將其他交換機接口完成上述操作，就完成了交換機連接關(guān)系的建立。同理，將其他設(shè)備按照上述步驟操作就完成了整個系統(tǒng)建立。

2.3 資源信息的統(tǒng)計和查找

本系統(tǒng)是基于VisualNet的資源管理系統(tǒng)，它不但能將設(shè)備的連接關(guān)系以圖形的方式進行描述，而且還具備信息的統(tǒng)計和查找功能。在完成設(shè)備連接，并設(shè)置各個節(jié)點的屬性后，就可以在設(shè)計頁面下方點擊“數(shù)據(jù)報表”選項卡，確定統(tǒng)計類型和統(tǒng)計范圍，點擊“報表統(tǒng)計”按鈕，系統(tǒng)便能自動進行節(jié)點以及數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，通過統(tǒng)計結(jié)果能夠清楚的掌握設(shè)備包含哪些端口、每個端口的連接器型號、編號、以及端口數(shù)據(jù)等內(nèi)容等如圖8所示，并能夠?qū)С鲋帘砀瘛?/p>

本系統(tǒng)的查找功能分為幾種方式，第一種就是普通查找，即通過設(shè)定查找條件最終得到查詢結(jié)果，比如要在整個系統(tǒng)中查找“計算機”，那么在如圖9所示的查詢頁面中設(shè)置搜索條件，然后點擊查找，搜索結(jié)果會在軟件下方顯示出來。第二種為模糊查詢，這種方式不需要指定節(jié)點或線纜的類型，只要設(shè)定節(jié)點或者線纜的字段信息如圖10所示，然后點擊查詢，就能查詢到所有符合該字段信息的節(jié)點或線纜。第三種查找方式為“細節(jié)預(yù)覽”，這種方式對于查詢線纜兩端的設(shè)備或端口最為方便，首先選擇“細節(jié)預(yù)覽”按鈕，然后用鼠標(biāo)單擊想要查看的線纜，在系統(tǒng)空白頁面處會彈出子窗口并線纜兩端的設(shè)備，具體連接端口用紅色箭頭標(biāo)出，如圖11所示。

3 結(jié)論

VisualNet軟件本身是一個專供開發(fā)定制各種設(shè)備線路資源管理的開發(fā)平臺。一般情況下，如果要開發(fā)一套資源管理系統(tǒng)，需要經(jīng)歷需求調(diào)研、代碼編寫、檢測調(diào)試、上線試運行、原始數(shù)據(jù)錄入等5個過程。而基于VisualNet的管理系統(tǒng)只需要根據(jù)實際的設(shè)備連接關(guān)系，把它們畫出來并進行設(shè)備或線纜屬性的錄入，就完成了系統(tǒng)的實施。這種搭積木式的設(shè)計方式，特別適合于設(shè)備繁多，連接關(guān)系復(fù)雜的大型系統(tǒng)。

基于VisualNet的無人機地面站資源管理系統(tǒng)把設(shè)備制圖、線路管理、數(shù)據(jù)管理、路由分析、文檔管理和查詢定位功能很好地集成到了一起，做到了資源管理的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。比起常規(guī)的資源管理系統(tǒng)的實施，采用VisualNet平臺實現(xiàn)資源管理系統(tǒng)所需時間縮短了近80%，投資費用也大大降低，并且對項目的實施采用模塊化設(shè)計和層次化管理方式，即使今后設(shè)備更換或線路更新，也能很方便地進行擴展。因此，該系統(tǒng)具有很高的推廣價值。

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