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基于DDS技术的舰船平台综合管理系统
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基于DDS技术的舰船平台综合管理系统

  摘 要: 构建全船统一的信息集成体系框架,解决舰船航行、动力、电站、辅机等不同系统间的信息集成共享和综合管理是平台综合管理系统设计的关键和重点。在分析数据分布服务(DDs)原理和特点的基础上,提出了基于DDs技术的平台综合管理系统,并重点阐述了该系统的体系架构、信息交互流程和系统特性优点。通过搭建平台管理仿真系统测试了基于DDS技术的平台系统信息交换、功能动态重组、控制台的功能热备份等功能。试验结果表明,将DDS技术应用于平台综合管理系统是可行的。

  关键词: 平台综合管理系统;数据分发服务;订阅/发布

  1 概述

  舰船平台综合管理系统是利用计算机、通信、网络、自动控制等技术,将主推进系统、电站及电能管理系统、辅机系统、损管系统、三防系统、综合舰桥系统、综合状态评估系统、实船在线训练系统、全船维护保障系统、电视监视系统等相对独立的分系统纳入到统一的网络中,实现信息集成,形成以信息集成为核心,集监测、控制、管理于一体的网络化、信息化和智能化的综合大系统¨。41。其目的旨在为日趋复杂的舰船系统和设备提供高自动化、高可靠性的集成监控平台,并提供1种开放式的、高可扩展性的具备功能动态配置、灵活重组特性的信息集成体系架构,实现功能与设备的分离、信息采集与信息使用的分离、数据与应用的分离,从而解除系统功能与设备紧耦合的绑定关系,消除当前日益严重的舰船系统功能扩展与总体优化间的矛盾,达到减员增效的目标。

  ……

  2 DDS原理及特点分析

  2.1 DDS层次结构

  数据分布服务(Data Distribution sen,ice,DDs)规范是近来0MG为了满足分布式实时通信需求而制定的基于发布/订阅通信模型的规范。DDS拥有一个以数据为中心的发布一订阅机制,提供了一个与平台无关的数据模型。它允许应用程序实时发布其拥有的信息,并订阅其需要的信息,较好地处理了不可靠网络通信中数据的自动发现、可靠性和冗余性等问题。该规范有2层,分别是数据本地重构层(Data Local ReconstructionLayer,DLRL)和以数据为中心的发布一订阅层DCPSHl。

  DCPS层是DDS的核心和基础,它提供了数据发布的基础架构,确保正确有效地传输信息给适当的接收者。该层建立了一个全局数据空间的概念(如图1所示),发布者和订阅者在该全局空间中分别发布和订阅自己需要的数据类型,通过中间件处理后,再进行数据传送,将传统的c/s模式转为以数据为中心的服务模式。DcPs层提供了应用程序所需的发布和订阅数据的功能。发布和订阅是通过主题来关联的,通过主题来关联发布信息,创建发布和订阅者实体,并为这些实体设定服务质量Qos参数。

  ……

  2.3 DDS特点分析

  相对于CORBA等其他中间件技术,DDs具有如F优点:

  1)引入全局数据空间概念,提高了通信效率DDS不需要中心服务器的连接,而通过全局数据空间上的主题来关联,消除了服务瓶颈和中心节点故障隐患,可完全实现一对多的连接,大大提高了通信效率。

  2)以数据为中心,降低网络延迟DDS以数据为中心,1个订阅者可以在全局数据空间中找到多个相同主题,实现一对多的连接,1个连接失败可以换用另1个,大大降低了网络延迟。同时发送者和订阅者通过主题相连后直接进行点对点的数据传送,不需要中间媒介,也大大提高了通信效率。

  3)用Qos控制服务行为,增加了通信灵活性DDs将资源的可用情况、提供方对资源的占有程度及请求方对资源的期待程度分别程序化为主题Qos、发布者QoS和订阅者Qos,通过Qos控制大大增加了通信的灵活性¨“。

  4)采用uDP/IP协议,增大网络吞吐率和传输实时性

  DDS基于实时性的考虑,它采用uDP/IP协议。并采用多播传播方式,可大大增加网络吞吐率和传输实时性。

  3 基于DDS技术的平台综合管理系统

  3.1 体系架构

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