UPnP技术在航天测控系统中的应用研究

论文摘要

随着计算机技术的快速发展和测控应用业务的不断增加,航天测控系统从功能单一、人工操作向多功能、智能化方向转变,网络化分布式状态测控的应用也越来越多。随着各种不同应用的出现,原有测控系统的功能就需要不断的扩展。而目前存在的测控系统大多都不具有自动识别、即插即用的功能,当要增加新的设备时,测控系统的应用程序必须进行相应的修改,这给系统的应用维护和扩展带来了极大的不便。通用即插即用(UPnP)是针对智能家电、无线设备以及各种个人电脑的普遍对等网络连接而设计的一种架构,目的在于为家庭、小型企业、公共场所或一些未经管理的网络提供易于使用、灵活且基于标准的连接。UPnP充分利用了TCP/IP和Web技术的分布式开放型网络体系结构,除了能在家中,办公室和公共场所联网的设备之间建立完整的控制和数据传输之外,还可建立无缝紧密的连接网络。课题主要针对目前测控系统中存在的可扩展性差,维护成本高等问题,对UPnP技术的基本原理、实现机制等方面做了深入的研究,从而提出了在测控系统中实现设备的即插即用。基于UPnP的测控系统在有新设备接入到网络时,监控中心可以自动识别新插入的设备并对其进行管理,而不需要修改测控系统的应用程序,既减轻了系统编码的复杂性,使其更容易维护,又提高了系统的灵活性,使系统趋向智能化,在测控系统应用方面具有重要的意义。课题首先研究了UPnP技术的基本原理和网络构成,以及UPnP技术中用到的相关协议,并详细分析了UPnP网络的工作过程。然后分析测控系统的组成部分,总结出在测控系统中实现设备的即插即用需要做的具体工作,并设计了测控系统设备和监控系统的主要功能模块。最后利用Intel公司为实现UPnP提供的软件包设计实现了测控系统设备的UPnP模块和监控系统控制端模块。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 国内外的发展现状
• 1.3 课题的主要研究工作
• 1.4 论文章节安排
• 第二章 UPnP技术概述
• 2.1 UPnP技术介绍
• 2.2 UPnP的基本构件
• 2.2.1 设备
• 2.2.2 服务
• 2.2.3 控制点
• 2.3 UPnP协议
• 2 3 1 TCP/IP
• 2.3.2 HTTP、HTTPU、HTTPMU
• 2.3.3 SSDP
• 2.3.4 SOAP
• 2.3.5 GENA
• 2.3.6 XML
• 2.4 本章小结
• 第三章 UPnP设备工作过程
• 3.1 UPnP设备工作过程
• 3.2 寻址
• 3.3 发现
• 3.3.1 设备宣告
• 3.3.2 设备搜索
• 3.4 描述
• 3.5 控制
• 3.5.1 动作调用
• 3.5.2 状态查询
• 3.6 事件
• 3.6.1 事件订阅
• 3.6.2 事件消息
• 3.7 展示
• 3.8 本章小结
• 第四章 测控系统总体设计
• 4.1 设计目标
• 4.2 测控系统组成
• 4.3 UPnP在测控系统中的实现
• 4.4 监控子系统设计
• 4.4.1 监控系统
• 4.4.2 监控系统构成
• 4.5 测控系统设备设计
• 4.5.1 测控系统中的设备
• 4.5.2 设备主要构成
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统UPnP模块设计与实现
• 5.1 Intel SDK介绍
• 5.2 UPnP设备实现
• 5.2.1 设备和SDK初始化
• 5.2.2 设备发现的实现
• 5.2.3 设备异步请求处理
• 5.2.4 设备控制的实现
• 5.2.5 设备事件的实现
• 5.2.6 设备关闭
• 5.3 UPnP控制端实现
• 5.3.1 控制点和SDK的初始化
• 5.3.2 异步事件处理
• 5.3.3 设备列表管理
• 5.3.4 控制点搜索
• 5.3.5 设备下线处理
• 5.3.6 控制点动作的实现
• 5.3.7 控制点事件
• 5.3.8 控制点关闭
• 5.4 本章小结
• 第六章 系统仿真测试
• 6.1 测试工具
• 6.2 功能测试
• 6.2.1 设备接入网络
• 6.2.2 监控系统控制端接入网络
• 6.2.3 控制端调用设备的动作
• 6.2.4 设备退出网络
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果