本申请公开了一种面向节点虚拟化的星务软件系统及其设计方法，属于星务软件领域，包括：应用层、框架层和接口层；应用层包括若干虚拟节点，用于基于各虚拟节点实现星务软件系统的业务需求，各虚拟节点为基于配置描述和消息处理的方式，将卫星上的各物理单机、载荷以及通用软件功能模块以程序进行实现的软件虚拟节点；框架层包括模块服务API，用于提供所有基础功能的API调用接口，以及软件总线模块，用于为所述各虚拟节点提供运行时环境并实现虚拟节点之间的消息通信；接口层包括物理接口的驱动模块，用于将应用层和框架层与物理接口进行连接。本申请提供的系统将软件业务模块与硬件驱动模块完全分离，对卫星的各物理单机和载荷进行管理。
1、随着航天器产品化的发展，不同类型的航天器产品有着不同的特性和差异。这也对航天器的软件系统(星务软件)提出了挑战。传统的开发模式中，星务软件需要针对不同的航天器的需求以及不同的综合电子硬件设计进行定制化开发，费时费力，开发难度大，测试时间长，重复工作量大，延长了星务系统的开发周期。
1、本申请的目的在于提供一种面向节点虚拟化的星务软件系统及其设计方法，实现软件业务模块与硬件驱动模块完全分离，软件重用性高，且支持多种硬件平台，可对卫星的各物理单机和载荷进行有效的管理和使用。
3、所述应用层包括若干虚拟节点，用于基于各虚拟节点实现星务软件系统的业务需求，其中，各所述虚拟节点为基于配置描述和消息处理的方式，将卫星上的各物理单机、载荷以及业务需求所需的通用软件功能模块以程序进行实现的软件虚拟节点；
4、所述框架层包括模块服务api和软件总线模块，用于为应用层各虚拟节点提供运行时环境和基础服务支撑，其中，所述模块服务api用于为应用层提供所有基础功能的api调用接口，所述软件总线模块用于为所述各虚拟节点提供运行时环境并实现虚拟节点之间的消息通信；
>6、在一种实施方式中，所述应用层还包括：应用组件模块、协议组件模块和星上任务模块；7、所述应用组件模块用于提供所述星务软件系统运行所需的各类组件，包括app组件和dll组件；
8、所述协议组件模块用于提供实现星务软件系统的业务需求所需的各类协议包，包括遥控协议、遥测协议、snp网络层协议和dll链路层协议；
9、所述星上任务模块用于提供对卫星上的各物理单机和载荷进行管理所对应的星上任务。
10、在一种实施方式中，所述应用层中的若干虚拟节点包括：与卫星上的各物理单机和载荷一一对应的物理单机节点，以及与业务需求所需的通用软件功能模块一一对应的虚拟单机节点；
11、各所述虚拟节点均包括多个配置项，且各配置项均基于c语言宏定义实现的配置描述语言进行配置描述。
12、在一种实施方式中，各所述虚拟节点的配置项具体包括：
13、遥测信息配置，包括多条不同类型的遥测包信息描述，用于描述对应物理单机返回的遥测数据；
14、轮询遥测配置，包括多条不同类型的轮询遥测指令信息，用于描述对应物理单机按周期发送的遥控指令；
15、遥控指令配置，包括多条不同类型的遥控指令信息，用于描述地面对物理单机发送的遥控指令类型；
16、参数验证配置，包括多条参数验证配置信息，用于描述对应物理单机返回的遥测数据参数验证配置；
17、错误处理配置，包括物理单机工作状态的错误检测和自动处理以及物理单机遥测数据参数的错误检测和自动处理，用于描述对应物理单机的错误检测和处理配置；
18、遥测通道配置，用于描述对应物理单机遥测数据下行的虚拟通道；
19、驱动对象配置，用于描述对应物理单机与上位机进行数据交换的驱动对象；
20、虚拟节点配置，用于描述对应物理单机的名称和唯一标识；
21、消息处理函数，用于通过对消息的响应实现与其他虚拟节点之间的数据交换、对驱动对象的读写以及上行、下行的数据处理。
22、在一种实施方式中，星务软件系统运行后，虚拟节点自动进行消息处理，所述虚拟节点处理的消息包括：遥控消息、遥测消息以及轮询遥测消息：
23、当虚拟节点处理的消息为遥控消息时，所述虚拟节点具体用于：
24、虚拟节点处于在线状态时获取参数，其中，所述参数为遥控相关虚拟节点发送的符合遥控协议的数据结构；
25、判断所述参数是否合法，若合法则执行下一步，否则结束消息处理；
26、根据协议组件模块的相应协议包构造下行驱动需要的数据结构；
27、通过驱动对象配置内配置的驱动对象，将数据结构写入对应的物理单机。
28、在一种实施方式中，当虚拟节点处理的消息为轮询遥测消息时，所述虚拟节点具体用于：
29、虚拟节点处于在线状态时获取轮询遥测消息，其中，所述轮询遥测消息包括轮询遥测指令和时间周期；
30、根据所述轮询遥测消息执行对应的遥控指令，并根据协议组件模块的相应协议包将遥控指令构造为下行数据帧；
31、通过驱动对象配置内配置的驱动对象，将下行数据帧写入对应的物理单机；
32、根据错误处理配置进行错误检测和错误处理。
33、在一种实施方式中，当虚拟节点为物理单机节点且处理的消息为遥测消息时，所述物理单机节点具体用于：
34、获取消息发送方传入的参数；
35、判断所述参数是否合法，若合法则执行下一步，否则结束消息处理；
36、从所述参数中获取链路层的遥测数据结构；
37、将链路层的遥测数据结构存入对应的遥测信息配置的数据缓存空间中；
38、根据参数验证配置进行参数验证以及错误处理，并根据错误处理配置进行错误检测以及错误处理，得到遥测帧数据；
39、构造遥测帧数据的数据结构，并将遥测帧数据写入遥测数据通道的数据池中。
40、在一种实施方式中，当虚拟节点为虚拟单机节点且处理的消息为遥测消息时，所述虚拟单机节点具体用于：
41、从遥测数据通道的数据池中获取遥测帧数据；
42、根据协议组件模块的相应协议包将遥测帧数据构造为下行数据帧；
43、通过驱动对象配置内配置的驱动对象将下行数据帧写入对应的物理单机。
44、在一种实施方式中，所述框架层还包括：
45、星上任务调度模块，用于为应用层中的星上任务模块提供通用调度引擎，实现星上任务模块的运行；
46、时间管理模块，用于提供统一的时间管理功能，包括不同的校时模式和处理策略；
47、健康管理模块，用于实现星上自主健康管理，并提供配置接口与调用接口；
48、软件上注模块，用于提供上注处理逻辑并实现通用上注功能；
49、配置管理模块，用于采用标准数据表对星上的所有配置项进行管理；
50、日志管理模块，用于实现统一的日志分级管理功能；
51、资源管理模块，用于对应用层中的各虚拟节点、应用组件模块、协议组件模块和星上任务模块进行管理；
52、系统控台模块，用于通过控制台的形式与所述星务软件系统进行交互；
53、通用基础函数库，用于提供常用数据结构的库函数。
54、本申请第二方面提供了一种面向节点虚拟化的星务软件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向节点虚拟化的星务软件系统，其特征在于，包括：应用层、框架层和接口层；
2.如权利要求1所述的星务软件系统，其特征在于，所述应用层还包括：应用组件模块、协议组件模块和星上任务模块；
3.如权利要求2所述的星务软件系统，其特征在于，所述应用层中的若干虚拟节点包括：与卫星上的各物理单机和载荷一一对应的物理单机节点，以及与业务需求所需的通用软件功能模块一一对应的虚拟单机节点；
4.如权利要求3所述的星务软件系统，其特征在于，各所述虚拟节点的配置项具体包括：
5.如权利要求4所述的星务软件系统，其特征在于，星务软件系统运行后，虚拟节点自动进行消息处理，所述虚拟节点处理的消息包括：遥控消息、遥测消息以及轮询遥测消息：
6.如权利要求5所述的星务软件系统，其特征在于，当虚拟节点处理的消息为轮询遥测消息时，所述虚拟节点具体用于：
7.如权利要求5所述的星务软件系统，其特征在于，当虚拟节点为物理单机节点且处理的消息为遥测消息时，所述物理单机节点具体用于：
8.如权利要求5所述的星务软件系统，其特征在于，当虚拟节点为虚拟单机节点且处理的消息为遥测消息时，所述虚拟单机节点具体用于：
9.如权利要求2所述的星务软件系统，其特征在于，所述框架层还包括：
10.一种面向节点虚拟化的星务软件系统的设计方法，其特征在于，用于设计如权利要求1-9任一项所述的星务软件系统，所述设计方法包括：
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【技术特征摘要】
1.一种面向节点虚拟化的星务软件系统，其特征在于，包括：应用层、框架层和接口层；
2.如权利要求1所述的星务软件系统，其特征在于，所述应用层还包括：应用组件模块、协议组件模块和星上任务模块；
3.如权利要求2所述的星务软件系统，其特征在于，所述应用层中的若干虚拟节点包括：与卫星上的各物理单机和载荷一一对应的物理单机节点，以及与业务需求所需的通用软件功能模块一一对应的虚拟单机节点；
4.如权利要求3所述的星务软件系统，其特征在于，各所述虚拟节点的配置项具体包括：
5.如权利要求4所述的星务软件系统，其特征在于，星务软件系统运行后，虚拟节点自动进行消息处理，所述虚拟节点处理的消息包括：遥控消息、遥...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘先毅，石韬，张新宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工大卫星技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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