基于LabVIEW的天线伺服集中监控系统设计
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LabVIEW程序称为虚拟仪器程序，简称VI。一个最基本的VI由3个部分组成:前面板、框图程序和图标/连接端口。[3]
一个虚拟仪器程序的开发步骤如下:
(l)在前面板设计窗口
(2)在流程图编辑窗口，放置节点、框图。
(3)数据流编程
(4)运行检验
(5)程序调试
(6)数据观察
(7)命名存盘
4 具体功能实现
考虑到天线伺服集中监控软件的配置项分布，天线伺服集中监控软件采用了三层式软件编程结构19进行开发，如图4所示为软件层次结构图。
如图4 软件层次结构图
三层式结构由上而下依次为：MainLeve1(顶层)、TestLeve1(功能层)和DriverLevel(驱动层)。驱动层包含了程序与所有硬件或其它应用软件的沟通、控制等较底层的功能。在功能层中，则是如何连接各个驱动层的函数功能，以实现一套连续、有意义的流程，完成一定的功能。三层式软件结的最大好处是程序代码的重用程度达到最大化。[5]
4.1轮询算法
轮询算法体现的是对设备管控的一种思路。本软件分别开发了并发轮询算法，来满足并行监测伺服系统的软件需求;开发了串行轮询算法，来满足操控选定的伺服系统的软件需求。并行监测利用的是多串口通信卡的各串口之间没有数据、资源的必然联系，具备任务与数据的可分解性，可以采用任务并行和数据并行的编程模式。如图5所示为形成并发轮询队列的源代码和串行轮询队列的源代码。
图5 并发查询队列
天线伺服集中监控软件根据各种告警信息，对各种远程控制功能的开放或封锁进行了实时准确地判断，以避免出现用户通过天线伺服集中监控设备的人机界面进行了控制操作而伺服系统没有执行的控制失灵状况。用户界面的主要要求为:采用并列窗口界面显示8套天线伺服系统的状态，采用弹出式窗口显示单套天线伺服系统的状态。具体可分为以下几大部分:(1) 主界面为八套天线伺服系统的状态显示界面;通过此界面可进行操控天线的对象选择，以及结束程序;
(2) 天线位置控制界面，实现了预置位置、计算卫星、预置卫星等功能;
5 研究成果验证
天线伺服集中监控设备的样机，该设备适用场合有:天线伺服设备离开中央机房数百米、数公里甚至更远距离，或者天线伺服设备数量众多，或者上述两种情况都存在的卫星地面站。目前已有六部该型号天线伺服集中监控设备投入各卫星地面站实际使用。天线伺服集中监控设备的特点有:(1)功能完备:该设备实现八部套天线伺服设备的远程集中监测控制，全面实时监测各伺服系统的运行信息，提供预置位置、手控速度、存储并预置卫星、自动跟踪、自动搜索、极化控制等多种控制模式，此外还有告警日志、操作日志等辅助功能。
(2)兼容性好:该设备兼容双电机消隙、交直流调速、交流调速、简易天线控制器、馈源极化控制器等当前主流型号的天线伺服系统的通信协议，实现了多型号伺服系统的集中监测控制。
(3)根据用户反馈信息来看，人机界面友好。
6小结
本文通过对天线伺服的集中监测监控技术的研究，以及软件工程化方法与过程的实践，圆满解决了多型号天线伺服设备通信协议互不兼容、多部套天线伺服设备并行集中监测监控软件设计难题，为今后地面站设备系统监控工程积累了知识和经验。
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