綜合信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

1、    綜合信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法    綜合信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法    類(lèi)別：通信網(wǎng)絡(luò)             &nbsp作者：西昌衛(wèi)星發(fā)射中心指揮控制站（615621）王善義         張嘯勇    來(lái)源：電子技術(shù)

2、應(yīng)用          摘要：主要介紹了一種綜合信息顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，提出并闡述了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想，給出了系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)信息流程以及各種處理功能。目前該綜合信息顯示系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)中，取得了很好的效果。                         

3、60;        關(guān)鍵詞：綜合信息顯示系統(tǒng)         寬帶矩陣切換器 綜合顯示大屏幕                在現(xiàn)代航天發(fā)射、作戰(zhàn)指揮等大型綜合性工程中，信息需求和來(lái)源都十分廣泛。能夠時(shí)實(shí)有效地將關(guān)鍵信息提供給決策者，為決策者提供決策依據(jù)，是完成任務(wù)的重要保證。針對(duì)這種情況，我們?cè)O(shè)計(jì)

4、了一套綜合信息顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)既可以通過(guò)綜合顯示大屏幕為所有決策者提供重要的決策信息，也可以通過(guò)各類(lèi)專(zhuān)業(yè)工作站為相應(yīng)專(zhuān)業(yè)的工作人員提供各尖專(zhuān)業(yè)信息，同進(jìn)還以通過(guò)外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程應(yīng)該說(shuō)訪問(wèn)。該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r(shí)接收處理來(lái)自示工作站、圖形工作站、局域網(wǎng)、外部網(wǎng)絡(luò)信息，也能夠接收并處理來(lái)自于電視、攝像機(jī)等設(shè)備的射頻、視頻信息，并根據(jù)任務(wù)的需求自動(dòng)選擇各尖信息送給決策者，保證任務(wù)安全可靠地執(zhí)行。         1 設(shè)計(jì)思想         1.

5、1 系統(tǒng)構(gòu)成         根據(jù)當(dāng)前顯示信息來(lái)源廣、數(shù)據(jù)量大，難選擇控制的特點(diǎn)，這里提郵如圖1所示的綜合信息顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)方式，對(duì)顯示信息進(jìn)行分布式處理集中控制顯示，這樣可以十分靈活地控制顯示內(nèi)容，能夠快速地襯時(shí)地處理各種顯示數(shù)據(jù)，保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全、可靠、高效地運(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)主要由信息處理子系統(tǒng)、選擇控制子系統(tǒng)和信息表現(xiàn)子系統(tǒng)三部分組成。其中綜合顯示大屏幕是由多個(gè)顯示大屏幕拼接而成，每個(gè)顯示大屏幕對(duì)應(yīng)著一臺(tái)攝像機(jī)，投影機(jī)顯示的信息是由矩陣切換器控制選擇的VGA信息或視頻信息。大屏幕的拼圖顯示則由

6、圖開(kāi)作站完成拼圖后，通過(guò)矩陣切換器分別送到綜合顯示大屏幕上。         1.2 顯示信息流程         綜合顯示大屏幕上顯示信息流程圖如圖2所示。         （1）電視視頻信號(hào)通過(guò)視頻切換器選擇后，既可以送到圖形工作站上進(jìn)行編輯，也可以由TVVGA轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為VGA信息后再由寬帶矩陣切換器選擇送到選擇送到投影機(jī)上顯示。  

7、0;      （2）圖形工作站顯示控制工作站接收網(wǎng)絡(luò)信息、人工輸入信息后生成各種圖形（像）信息由寬帶矩陣切換器選擇送到投影機(jī)上供大屏幕顯示。         （3）中心處理機(jī)的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)后，送到圖形工作站和顯示控制工作站上，經(jīng)地相應(yīng)的處理后，再將這些信息根據(jù)需要有選擇地送到投影機(jī)上顯示。         （4）外部網(wǎng)絡(luò)送來(lái)的信息，首行要進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器。為確保網(wǎng)絡(luò)

8、的安全性、可靠性，該服務(wù)器具有防火墻等功能，經(jīng)過(guò)濾后的外部信息，通過(guò)交換機(jī)送到顯示控制工作站和圖形工作站了，經(jīng)地相應(yīng)的處理后，選擇送到投影機(jī)上顯示。         （5）內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)顯示的信息直接通過(guò)寬帶矩陣切換器選擇送到投影機(jī)上顯示。         2 各子系統(tǒng)構(gòu)成         2.1 信息處理子系統(tǒng)     &

9、#160;   綜合信息顯示系統(tǒng)和顯示信息來(lái)源十分廣泛，既有來(lái)自于外部網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、中心處理機(jī)、圖形工作站、顯示控制工作站等設(shè)備的VGA信息，也不來(lái)自于電視網(wǎng)絡(luò)、攝像機(jī)、錄像機(jī)等設(shè)備的視頻信息，信息類(lèi)型十分復(fù)雜，很難進(jìn)行集中統(tǒng)一處理。這里我們對(duì)各類(lèi)信息進(jìn)行分布式處理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換。該子系統(tǒng)中各個(gè)信息處理設(shè)備的功能如下。         中心處理機(jī)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理的小型機(jī)。利用該機(jī)器運(yùn)算速度快的特點(diǎn)處理系統(tǒng)中實(shí)時(shí)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大的數(shù)據(jù)，該中心處理機(jī)還可以承擔(dān)數(shù)據(jù)檢索、歷史數(shù)

10、據(jù)存儲(chǔ)等工作。中心機(jī)通過(guò)網(wǎng)關(guān)與其它設(shè)備行數(shù)據(jù)交換，一方面可以保證中心機(jī)的安于性、可靠性，另一方面可以保證中心機(jī)與其它設(shè)備之間不同協(xié)議的信息交換。         圖形工作站：其主要功能是依據(jù)大屏幕顯示需要進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作、視頻創(chuàng)作，對(duì)系統(tǒng)抽像信息進(jìn)行模擬仿真；圖形工作站還中以將視頻矩陣切換器送來(lái)的視頻信息轉(zhuǎn)換為VGA信息，并對(duì)轉(zhuǎn)換后的信息進(jìn)行放縮、旋轉(zhuǎn)、疊加等處理；此外通過(guò)圖形工作站上進(jìn)行圖像分割還可以實(shí)現(xiàn)綜合信息顯示大屏幕的拼接功能，即在由幾臺(tái)投影機(jī)相對(duì)應(yīng)的綜全信息顯示大屏幕上顯法一幅拼連完整的畫(huà)面。  &

11、#160;      顯示控制工作站：在系統(tǒng)中有多臺(tái)顯示控制工作站，每臺(tái)顯示控制工作站對(duì)應(yīng)臺(tái)投影機(jī)，每嫩投影機(jī)對(duì)應(yīng)著一臺(tái)顯示大屏幕。顯示大屏幕顯示的主要內(nèi)容都是由相應(yīng)的顯示控制工作站產(chǎn)生的，顯示控制工作站顯示的信息一方面是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)自動(dòng)產(chǎn)和的，另一方面是根據(jù)需要人工輸入的。此外顯法控制工作站還擔(dān)負(fù)著向整個(gè)系統(tǒng)發(fā)送控制命令的功能。         內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)：內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中包含了各種功能工作站。不同崗的工作人員使用不同功能工作站，在這些工作站顯示著各個(gè)特定崗痊所

12、關(guān)注的各不相同的信息。通過(guò)該系統(tǒng)可以將任意一臺(tái)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)工作站的顯示內(nèi)容在任意時(shí)刻切換到綜合顯示大屏幕上供所有決策人員觀看。         外部網(wǎng)絡(luò)：一方面系統(tǒng)可以訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)的信息并將訪問(wèn)的信息顯示到大屏幕上，另一方面外部也可以訪問(wèn)系統(tǒng)內(nèi)部的信息，這為遠(yuǎn)程信息交換提供了一種方法。為保證系統(tǒng)安全，外部網(wǎng)絡(luò)通過(guò)代理服務(wù)器與交換機(jī)相連接。         視頻信息處理：來(lái)自電視網(wǎng)絡(luò)、錄像機(jī)、攝像機(jī)和視頻信息經(jīng)過(guò)視頻切換矩陣選擇之后，根據(jù)需要

13、，一總分通過(guò)TVVGA變換后轉(zhuǎn)變?yōu)閂GA信息，通過(guò)寬帶切換矩陣選擇后送到綜合顯示大屏幕上；一部分則進(jìn)入多畫(huà)面合成器，通過(guò)多畫(huà)面合成器將同進(jìn)輸入的幾路視頻信息合成一路視頻信息；另一總分則送到圖形工作站進(jìn)行相應(yīng)的處理，處理后的信息通過(guò)寬帶切換矩陣選擇后送到綜合顯示大屏幕上。         2.2 選擇控制子系統(tǒng)         選擇控制子系統(tǒng)主要由視頻矩陣切換器、寬帶矩陣切換品和顯示控制工作站組成。該子系統(tǒng)主要根據(jù)信息表現(xiàn)子系統(tǒng)的要實(shí)時(shí)選

14、擇輸入信息送到信息表現(xiàn)子系統(tǒng)的相應(yīng)設(shè)備上。信息的選擇既可以通過(guò)視頻矩陣切換器、寬帶矩陣切換器的控制面板上進(jìn)行，也可以通過(guò)串口用顯示控制工作站控制。         寬帶矩陣切換器：其主要作用是根據(jù)外部輸入的控制信息選擇城要的表現(xiàn)信息切換到對(duì)應(yīng)的投影機(jī)、監(jiān)視器和存儲(chǔ)器等設(shè)備上，寬帶矩陣切器上表現(xiàn)信息切換是全交叉的，并且每個(gè)通道的寬帶可以達(dá)到150MHz，切換的表現(xiàn)信息類(lèi)型主要是各類(lèi)工作站送來(lái)的VGA信自和經(jīng)過(guò)TVVGA變換后生成的VGA信息，       &

15、#160; 視頻矩陣切換器：其主要作用是根據(jù)外部輸入的控制信息選擇需要的視頻信息切換到對(duì)應(yīng)的多畫(huà)面合成器、TV-VGA轉(zhuǎn)換器和圖形工作站等設(shè)備上，視頻矩陣切換器上視頻信息切換也是全交叉的，并且每個(gè)通道的寬帶可以達(dá)到150MHz，切換的視頻信息主要來(lái)源于經(jīng)過(guò)解調(diào)后的電視網(wǎng)絡(luò)視頻信息、攝像機(jī)傳送來(lái)的實(shí)時(shí)視頻信息以及錄像機(jī)、光盤(pán)機(jī)等設(shè)備播放的視頻信息。         顯示控制工作站：在這里顯示控制工作站主要作用是通過(guò)多串口卡控制系統(tǒng)中寬帶切矩陣、視頻切換矩陣、多畫(huà)面合成器、TVVGA轉(zhuǎn)換器、投影機(jī)、圖形工作站

16、等設(shè)備的工作。根據(jù)這些設(shè)備和接口協(xié)議操作人員在顯示控制工作上編制相應(yīng)的操作程序，通過(guò)操作程序?qū)崿F(xiàn)顯示控制工作與這些設(shè)備之間的通訊，實(shí)時(shí)控制這些設(shè)備的工作情況。         2.3 信息表現(xiàn)子系統(tǒng)         信息表現(xiàn)子系統(tǒng)主要由投影機(jī)、綜事顯示大屏幕、監(jiān)視器、各種工作站以及存儲(chǔ)器等組成，為專(zhuān)業(yè)工作人員和決策人員提供所需的各種實(shí)時(shí)信息。         

17、;綜合顯示大屏幕：綜合顯示大屏幕是由多個(gè)顯示大屏幕拼接而成的一塊整體大屏幕，每個(gè)顯示大屏幕對(duì)應(yīng)著一臺(tái)投影機(jī)。綜合顯示大屏幕主要選擇顯法系統(tǒng)中最重要信息，為所決策人員提供重要的決策信息。         監(jiān)視器：一方面可以用來(lái)預(yù)覽系統(tǒng)中提供的各種信息，以便選擇最重要的信息顯示在綜合顯示大屏幕上。另一方面也可以作為終端設(shè)備人為專(zhuān)業(yè)工作人員、決策人員提供各種所需要的信息。         各種工作站：主要包括內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)工作站、外部網(wǎng)絡(luò)工作站、中

18、習(xí)處理機(jī)、顯示控制工作站、圖形工作站。這些工作站分別為相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)的工作人員提供各自所需要的專(zhuān)業(yè)信息。         存儲(chǔ)器：這里可以選擇使用的存儲(chǔ)器類(lèi)型有多種，如磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)等，但甩有存儲(chǔ)器的作用都是用為保存顯示的重要信息，以便進(jìn)行事后處理和存檔。         3 小結(jié)         這里設(shè)計(jì)和新一代綜合信息顯示系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)清晰、控制方便，在實(shí)際中應(yīng)用中效果良好，其主要特點(diǎn)如下：         （1）以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)采用分布信息處理方式，能夠同時(shí)處理多種類(lèi)別的信息，使顯示的信息內(nèi)容更加豐富，信息來(lái)源廣泛、信息類(lèi)別更加多樣化。         （2）系統(tǒng)控制采用集中控制方式，使系統(tǒng)控制吏輻簡(jiǎn)單、直觀，避免了功切換順序顛倒出現(xiàn)錯(cuò)誤顯示信息的情況。         （3）采用網(wǎng)關(guān)將中心處