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卫星通信地球站监控系统的设计与实现

发布时间:2018-10-31 17:44
【摘要】:随着卫星通信地球站的发展,卫星地球站的功能越来越丰富,设备种类越来越多,系统也日趋复杂。在这种情况下,要想有效地管理维护卫星通信地球站中的各种设备,最大限度地发挥卫星通信系统的作用,提高系统可用度,一套具备监视、告警、控制、管理功能的监控系统是非常重要的。本文以某工程研制任务为背景,基于经济性、成熟性、可靠性、模块化和减少工作人员劳动强度的基本设计原则,对某型号机载卫星通信地球站监控系统的设计与实现进行了研究与实现,主要工作如下:1.根据本次背景项目机载卫星通信地球站的设备组成、监控系统的主要功能和任务,梳理了此次监控系统的信号关系与功能,在此基础上完成了监控系统的硬件选型和框架方案的设计,完成了软件模块功能的划分和构建,同时针对本次项目的特点,对本次监控系统的可靠性、可维修性和电磁兼容性进行了设计和预估。2.考虑到此设计的监控设备的使用环境,在充分考虑设备的体积、质量、可靠性、可维修性和电磁兼容等要求的情况下,结合以往的工程经验,完成了本次监控系统硬件结构布局设计以及以PC104总线结构为主体的核心硬件选型。3.结合硬件选型,首先为监控系统量身定制了嵌入式Windows XP Embedded操作系统,该系统具有占有空间小、启动速度快的优点,支持磁盘写保护功能,实现本地数据的安全可靠。其次,按照软件工程的设计流程,对监控系统应用软件进行需求说明,包括功能需求、接口需求,在此基础上完成了监控软件的人机界面和实时控制两部分的详细设计。其中人机界面完成键盘的操作处理和界面的实时刷新,实时控制部分进行数据通信、数据处理。数据通信是监控系统与各个设备进行数据交换;数据处理包括与各个设备通信时的数据转换、频段切换和数据平台转换。4.采用黑盒法对监控系统的功能进行了测试。首先,通过人机界面测试完成了天线伺服方位、俯仰、极化角度值,跟踪接收机方位误差电压、俯仰误差电压、AGC电压值,电视接收机频率、符号率、纠错方式,功放功率值与监控界面的一致性测试。然后,对天线工作方式、跟踪接收机、电视接收机、功放、调制解调器的工作状态监控测试以及各设备故障显示、告警功能进行了测试。最后,对系统的本、远控功能,各设备参数设置功能以及双频段切换功能进行了测试。测试结果显示此次设计符合要求,系统工作稳定可靠。本次设计已经通过了第三方软件测评,证明功能可靠,能够很好的完成预定目的。
[Abstract]:With the development of satellite communication earth station, the functions of satellite earth station are more and more abundant, the kinds of equipments are more and more, and the system is becoming more and more complex. In this case, in order to effectively manage and maintain all kinds of equipment in the satellite communication earth station, to maximize the role of the satellite communication system, to improve the system availability, a set of systems with monitoring, warning, control, Management function of the monitoring system is very important. This paper is based on the basic design principles of economy, maturity, reliability, modularization and labor intensity reduction. The design and implementation of a certain type of airborne satellite communication earth station monitoring system are studied and implemented. The main work is as follows: 1. According to the equipment composition of the airborne satellite communication earth station, the main functions and tasks of the monitoring system, the signal relations and functions of the monitoring system are sorted out. On this basis, the hardware selection and frame design of the monitoring system are completed, and the function of the software module is divided and constructed. At the same time, according to the characteristics of this project, the reliability of the monitoring system is analyzed. Maintainability and electromagnetic compatibility are designed and estimated. 2. Taking into account the use environment of the monitoring equipment designed herein, and taking into account the requirements of the volume, quality, reliability, maintainability and electromagnetic compatibility of the equipment, and combining with previous engineering experience, Completed the monitoring system hardware structure layout design and the PC104 bus structure as the main core hardware selection. 3. Combined with hardware selection, the embedded Windows XP Embedded operating system is customized for the monitoring system at first. The system has the advantages of small space and fast startup speed, supports disk write protection function, and realizes the security and reliability of local data. Secondly, according to the design flow of software engineering, the requirements of monitoring system application software are described, including functional requirements and interface requirements. On this basis, the man-machine interface and real-time control of the monitoring software are designed in detail. The man-machine interface completes the keyboard operation and the real-time refresh of the interface, and the real-time control part carries on the data communication and data processing. Data communication is the data exchange between monitoring system and each device, and data processing includes data conversion, frequency band switching and data platform conversion when communicating with each device. The function of monitoring system is tested by black box method. Firstly, antenna servo azimuth, pitch, polarization angle, azimuth error voltage, pitching error voltage, AGC voltage, frequency of TV receiver, symbol rate, error correction method are completed by man-machine interface test. The conformance test between power amplifier power value and monitor interface. Then, the operation mode of antenna, tracking receiver, TV receiver, power amplifier and modem are tested, as well as the fault display and alarm function of each device. Finally, the system's function, remote control function, equipment parameter setting function and dual band switching function are tested. The test results show that the design meets the requirements and the system works stably and reliably. This design has passed the third-party software evaluation, proved to be reliable, can achieve the intended purpose.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN927.21

【共引文献】

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本文编号:2303064

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