本發(fā)明屬于無人機(jī)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別涉及一種mvc框架的無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)及方法。

技術(shù)背景

隨著航空和電子技術(shù)的發(fā)展，新型無人機(jī)飛行性能越來越強(qiáng)，任務(wù)設(shè)備也越來越精良。為了保證無人機(jī)安全可靠地完成飛行任務(wù)，對其進(jìn)行日常維檢和放飛前的綜合測試越來越重要。無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)的主要功能是對無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行起飛前檢測和日常的維護(hù)檢測，特別是在起飛前對機(jī)上的關(guān)鍵部件和重要設(shè)備進(jìn)行在線檢測和模擬操控，以確認(rèn)整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)工作狀態(tài)，為最終放飛決策提供充足的信息。

目前的無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)并沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，通常是根據(jù)用戶提出的測試需求以及飛機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中不斷發(fā)現(xiàn)的測試需求來進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此系統(tǒng)的需求可能是隨時(shí)變化的，這就需要地面維護(hù)系統(tǒng)能快速反應(yīng)，適應(yīng)飛機(jī)管理系統(tǒng)機(jī)載軟件或其他物理設(shè)備的變化，而目前大多無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)未采用一個(gè)合適的框架模型，無法有效處理系統(tǒng)難于維護(hù)和拓展的弊端，當(dāng)需求變化時(shí)，難以快速的作出反應(yīng)。

飛機(jī)管理系統(tǒng)采用交叉通道數(shù)據(jù)鏈路(ccdl)方法實(shí)現(xiàn)多余度子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換，降低了飛機(jī)管理系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本，使得提供給地面維護(hù)系統(tǒng)的通信資源減少為一個(gè)，在單一通信資源條件下，若同一時(shí)刻發(fā)送維護(hù)指令和周期性狀態(tài)查詢指令將引起通信資源訪問沖突，破壞發(fā)送的指令和接收的指令執(zhí)行結(jié)果，且目前大多數(shù)維護(hù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)不允許同時(shí)發(fā)送維護(hù)指令和周期性狀態(tài)查詢指令；由于周期性狀態(tài)查詢指令會長時(shí)間占據(jù)通信資源，導(dǎo)致維護(hù)指令長時(shí)間無法發(fā)送，降低了維護(hù)效率。

所以現(xiàn)有技術(shù)中，無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)存在維護(hù)和拓展困難，維護(hù)效率低等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種便于維護(hù)和拓展，維護(hù)效率高的一種mvc框架的無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種基于mvc框架的無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)可分為三層，第一層視圖層，包括子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊、指令輸入模塊及交互回顯模塊，第二層控制層，包括定時(shí)器模塊、多線程模塊及指令映射模塊，第三層模型層，包括多個(gè)對應(yīng)指令類型的通信接口和日志記錄模塊，其中：

子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊，用于顯示當(dāng)前用戶需要查看的子系統(tǒng)狀態(tài)界面，子系統(tǒng)狀態(tài)界面顯示周期性狀態(tài)查詢指令執(zhí)行結(jié)果，子系統(tǒng)狀態(tài)界面初始狀態(tài)為默認(rèn)狀態(tài)；

指令輸入模塊，用于用戶輸入維護(hù)指令和狀態(tài)查詢指令；

交互回顯模塊，用于顯示用戶輸入指令及其執(zhí)行結(jié)果；

定時(shí)器模塊，用于根據(jù)子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊顯示的子系統(tǒng)狀態(tài)界面發(fā)送子系統(tǒng)周期性狀態(tài)查詢指令；

多線程模塊，包含周期性狀態(tài)查詢指令線程和用戶輸入指令發(fā)送線程，用于同步周期性狀態(tài)查詢指令和用戶輸入指令的發(fā)送；

指令映射模塊，用于將多線程模塊發(fā)送的指令映射，根據(jù)多線程模塊發(fā)送的指令類型確定通信接口；

通信接口，用于將用戶輸入指令發(fā)送至飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)，接收用戶輸入指令執(zhí)行結(jié)果將其緩存至緩存區(qū)；將周期性狀態(tài)查詢指令分割成多個(gè)小狀態(tài)查詢指令，使用有限狀態(tài)機(jī)方法按周期依次發(fā)送小狀態(tài)查詢指令至飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)并接收小狀態(tài)指令執(zhí)行結(jié)果，將其解析后得到子系統(tǒng)狀態(tài)查詢指令執(zhí)行結(jié)果并緩存至緩存區(qū)；

日志記錄模塊，用于記錄通信接口發(fā)送的指令和指令執(zhí)行結(jié)果。

上述基于mvc框架的無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)對無人機(jī)的維護(hù)方法，包括如下步驟：

步驟1、指令輸入模塊接收用戶輸入指令并將其發(fā)送至多線程模塊和交互回顯模塊，交互回顯模塊顯示用戶輸入指令；

步驟2、用戶選擇需要查看的子系統(tǒng)狀態(tài)界面顯示于子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊，定時(shí)器模塊根據(jù)子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊顯示的子系統(tǒng)狀態(tài)界面發(fā)送子系統(tǒng)周期性狀態(tài)查詢指令至多線程模塊；

步驟3、多線程模塊包含周期性狀態(tài)查詢指令線程和用戶輸入指令發(fā)送線程，多線程模塊采用多線程同步方法保證同一時(shí)刻只有一個(gè)線程訪問通信資源進(jìn)行指令發(fā)送；

步驟4、指令映射模塊將多線程模塊傳輸?shù)闹噶钣成?，根?jù)多線程模塊發(fā)送的指令類型確定通信接口；

步驟5、通信接口接收多線程模塊發(fā)送的指令，將用戶輸入指令發(fā)送至飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)，接收用戶輸入指令執(zhí)行結(jié)果將其緩存至緩存區(qū)；將周期性狀態(tài)查詢指令分割成多個(gè)小狀態(tài)查詢指令，按周期依次發(fā)送小狀態(tài)查詢指令至飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)并接收小狀態(tài)指令執(zhí)行結(jié)果，將其解析后得到查詢的子系統(tǒng)狀態(tài)緩存至緩存區(qū)；

步驟6、日志記錄模塊記錄通信接口發(fā)送的指令和指令執(zhí)行結(jié)果；

步驟7、交互回顯模塊顯示緩存區(qū)中用戶輸入指令執(zhí)行結(jié)果；

步驟8、子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊顯示緩存區(qū)中子系統(tǒng)狀態(tài)查詢指令執(zhí)行結(jié)果。

在步驟5中，通信接口將周期性狀態(tài)查詢指令分割成多個(gè)小狀態(tài)查詢指令，采用有限狀態(tài)機(jī)方法發(fā)送小狀態(tài)指令至飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)可以保證小狀態(tài)指令全部發(fā)送成功并執(zhí)行。

本發(fā)明的有益結(jié)果在于：系統(tǒng)采用mvc框架模型，將系統(tǒng)模塊分層，子系統(tǒng)狀態(tài)界面相互獨(dú)立，有效克服了以往業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)操作混雜導(dǎo)致的系統(tǒng)難于維護(hù)和拓展的弊端。采用多線程同步方法，同一時(shí)刻只能有一個(gè)通信接口模塊訪問單一的通信資源，可實(shí)現(xiàn)用戶輸入指令和周期性狀態(tài)查詢指令的同時(shí)發(fā)送，有效解決了并發(fā)訪問的沖突問題，保證了指令發(fā)送或執(zhí)行結(jié)果的完整性；通信接口模塊采用指令分割和有限狀態(tài)機(jī)方法將周期性狀態(tài)查詢指令分割成多個(gè)小狀態(tài)查詢指令發(fā)送，縮短查詢指令對通信資源的占有時(shí)間，提高用戶輸入指令的實(shí)時(shí)性。

附圖說明

圖1是無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)的mvc框架模型；

圖2是通信接口模塊中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；

圖3是無人機(jī)地面維護(hù)方法流程圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例所提供的基于mvc框架的無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)如圖1所示，系統(tǒng)可分為三層，第一層視圖層，包括子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊、指令輸入模塊及交互回顯模塊，第二層控制層，包括定時(shí)器模塊、多線程模塊及指令映射模塊，第三層模型層，包括多個(gè)對應(yīng)指令類型的通信接口和日志記錄模塊，其中：

子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊，用于顯示當(dāng)前用戶需要查看的子系統(tǒng)狀態(tài)界面，子系統(tǒng)狀態(tài)界面顯示周期性狀態(tài)查詢指令執(zhí)行的子系統(tǒng)狀態(tài)查詢結(jié)果，子系統(tǒng)狀態(tài)界面初始狀態(tài)為默認(rèn)狀態(tài)；

指令輸入模塊，用于用戶輸入維護(hù)指令和狀態(tài)查詢指令；

交互回顯模塊，用于顯示用戶輸入指令及其執(zhí)行結(jié)果；

定時(shí)器模塊，用于根據(jù)子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊顯示的子系統(tǒng)狀態(tài)界面發(fā)送子系統(tǒng)周期性狀態(tài)查詢指令；

多線程模塊，包含周期性狀態(tài)查詢指令線程和用戶輸入指令發(fā)送線程，用于同步周期性狀態(tài)查詢指令和用戶輸入指令的發(fā)送；

指令映射模塊，用于將多線程模塊傳輸?shù)闹噶钣成?，根?jù)指令類型確認(rèn)接收指令的通信接口；

通信接口，用于將用戶輸入指令發(fā)送至飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)，接收用戶輸入指令執(zhí)行結(jié)果將其緩存至緩存區(qū)；將周期性狀態(tài)查詢指令分割成多個(gè)小狀態(tài)查詢指令，使用有限狀態(tài)機(jī)方法按周期依次發(fā)送小狀態(tài)查詢指令至飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)并接收小狀態(tài)指令執(zhí)行結(jié)果，將其解析后得到子系統(tǒng)狀態(tài)查詢指令執(zhí)行結(jié)果并緩存至緩存區(qū)；

日志記錄模塊，用于記錄通信接口發(fā)送的指令和接收的飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)指令執(zhí)行結(jié)果；

當(dāng)系統(tǒng)需要拓展維護(hù)時(shí)，如需要增加/刪除對無人機(jī)剎車系統(tǒng)的監(jiān)測和控制，可以通過下面三個(gè)步驟在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行維護(hù)和拓展，及時(shí)對系統(tǒng)需求變化做出反應(yīng)：

第一步，在第一層視圖層的各子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)模塊中添加/刪除一個(gè)剎車子系統(tǒng)界面。

第二步，在第二層控制層的指令映射模塊中添加/刪除剎車子系統(tǒng)相關(guān)指令與對應(yīng)通信接口模塊的映射關(guān)系。

第三步，在第三層模型層中添加/刪除與剎車子系統(tǒng)相關(guān)指令對應(yīng)的通信接口模塊。

若系統(tǒng)需求變化，只是需要增加/刪除已有子系統(tǒng)界面中的顯示數(shù)據(jù)或控制控件時(shí)，也只須在該子系統(tǒng)界面，指令映射模塊和對應(yīng)的通信接口模塊中修改，由于每個(gè)模塊相互獨(dú)立，不影響其他模塊，有效提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和可拓展性。

以下結(jié)合附圖3，詳細(xì)介紹本發(fā)明提出的無人機(jī)地面維護(hù)方法，包括以下步驟：

本實(shí)施例使用422串口將飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)與安裝該地面維護(hù)系統(tǒng)的便攜式維護(hù)設(shè)備相連接，保證無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)與飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)連接成功，422串口只是本實(shí)施例選用的通信資源，本地面維護(hù)系統(tǒng)支持422串口通信方式，但不限制于422串口通信方式，啟動飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)。

無人機(jī)地面維護(hù)系統(tǒng)對各層的模塊進(jìn)行初始化，創(chuàng)建用戶輸入指令發(fā)送線程和周期性狀態(tài)查詢指令線程，子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊初始化各子系統(tǒng)界面后顯示用戶選擇查詢的子系統(tǒng)界面，本實(shí)施例選擇查詢的界面為動力系統(tǒng)界面；定時(shí)器模塊啟動；

定時(shí)周期到，定時(shí)器模塊發(fā)送動力系統(tǒng)周期性狀態(tài)查詢指令至多線程模塊，多線程模塊采用多線程同步方法保證同一時(shí)刻只有一個(gè)線程訪問通信資源進(jìn)行指令發(fā)送；指令映射模塊得到動力系統(tǒng)周期性狀態(tài)查詢指令所對應(yīng)的通信接口模塊，多線程模塊發(fā)送動力系統(tǒng)周期性狀態(tài)查詢指令至對應(yīng)動力系統(tǒng)的通信接口；

通信接口接收多線程模塊發(fā)送的指令，將動力系統(tǒng)周期性狀態(tài)查詢分割成多個(gè)小狀態(tài)查詢指令，按周期依次發(fā)送小狀態(tài)查詢指令至飛機(jī)管理計(jì)算機(jī)并接收指令執(zhí)行結(jié)果解析后得到查詢的子系統(tǒng)狀態(tài)查詢指令執(zhí)行結(jié)果并緩存至緩存區(qū)；子系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示模塊顯示緩存區(qū)中動力系統(tǒng)狀態(tài)查詢結(jié)果。

其中通信接口使用有限狀態(tài)機(jī)方法發(fā)送小狀態(tài)查詢指令，該模塊中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖2所示，該通信接口模塊共有四個(gè)狀態(tài):s1、s2、s3和s4，s1表示通信接口模塊的初始狀態(tài)，指令執(zhí)行成功后從狀態(tài)s1轉(zhuǎn)移到狀態(tài)s2，若指令執(zhí)行失敗，則保持原狀態(tài)s1，依次循環(huán)；該狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖只是所有通信接口模塊狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的一個(gè)代表，其他通信接口狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的狀態(tài)個(gè)數(shù)視具體情況和指令分割粒度而確定。

以上結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例做了詳細(xì)描述，但并非是對本發(fā)明的限制，例如本實(shí)施例采用的通信資源為422串口。采用本發(fā)明的基本框架和方法，在實(shí)際實(shí)施中可有多種等同的變化，但凡是根據(jù)發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思，加以等同替換與改變，均被認(rèn)為屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。