Predlog tehnološkog unapređenja telemetrijskog i teodolitskog sistema sa osvrtom na softverska rešenja Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Veselin Gredić,

potpukovnik, dipl. in Ž. mr Zoran Filipović,

pukovnik, dipl. inž.

Vazduhoplovni opitni centar, Beograd

PREDLOG TEHNOLOSKOG UNAPREĐENJA TELEMETRIJSKOG I TEODOLITSKOG SISTEMA SA OSVRTOM NA SOFTVERSKA RESENJA

UDC: 004.4 : 681.783.2 : 681.883.45

Rezime:

U ovom radu prikazan je sveobuhvatan pristup razvoju softverskog projekta na kon-kretnom primeru projekta tehnološkog unaprelenja telemetrijskog i teodolitskog sistema. Is-taknuta je potreba i zna~aj modeliranja sa posebnim osvrtom na objektnoorijentisani pristup. Kroz proces Rational Unified obezbelena je kontrola iteraktivnog i inkremetacionog 'ivot-nog ciklusa kroz širi skup uputstava koja se odnose na tehni~ke i organizacione aspekte, usmerene na analizu zahteva i dizajn. Detaljno su prezentovani zahtevi za tehnološka pobolj-šanja ova dva sistema, sa posebnim osvrtom na softverska rešenja.

Klju~ne re~i: telemetrijski sistem, teodolitski sistem, modeliranje, UML, proces razvoja, objekti, klase, sistem za rad u realnom vremenu.

PROPOSAL FOR TECHNOLOGICAL IMPROVEMENT OF TELEMETRY AND TEODOLITE SYSTEMS BASED ON SOFTWARE SOLUTION

Summary:

Through this paper we try to give a comprehensive approach of a software development process based on technological improvement of telemetry and teodolite systems. Modeling is focused on an objective-oriented approach. Control for an iterative and incremental life cycle is provided in the rational Unified Process — an extensive set of guidelines that address the technical and organizational aspects of software development, focusing on requirements analysis and design. We present in detail all requests for technological improvement of telemetry and teodolite systems with a special software solution approach.

Key words: telemetry system, teodolite system, modeling, UML, development process, object, classes, real-time system.

Uvod

Nakon vi{e od decenije rada svi mini ra~unari zasnovani na VAX/VMS platformama postaju problem zbog re-lativno visoke cene i održavanja. Na po~etku rada ove opreme nije postojala efikasna zamena za ovakve sisteme, na-ro~ito ako se uzme u obzir razvoj soft-vera koji je bio potreban za pouzdano funkcionisanje ovakvih sistema. Raz-

vojem IT (PC platformi) PC hardver je postajao sve dostupniji i po ceni znatno povoljniji.

Potreba za tehnolo{kim unapređe-njem uslovljena je ~injenicom da održa-vanje mini ra~unara postaje znatno oteža-no i skupo, grafi~ka okruženja korisnika i aplikacija su sve ra{irenija u takvom okruženju, a zastareli PCM hardver u jednom trenutku neće se moći vi{e odr-žavati.

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

23

Osnovni ciljevi tehnoloskog unapre-đenja su sledeći:

- smanjenje troskova održavanja (zamenom mini racunara);

- povećanje produktivnosti opitnih letova (upotrebom naprednih softverskih alata koji pružaju veću fleksibilnost);

- povećanje operacione sigurnosti rada (zamenom PCM hardvera koji nema nikakvu tehnicku podrsku).

Pristup pri sagledavanju sistema i

osvrt na modeliranje sistema

Jedinstveni i skupoceni sistemi kao sto su telemetrijski sistem i optoteodolit-ski sistem, kompleksni su, kako po rese-njima, tako i po obimu upotrebljene teh-nologije. Za njihov opis neophodno je bi-lo napraviti modele sistema sa potrebnim nivoom detalja. Sistem je modeliranjem sistematicnije i brže shvaćen, a sve faze razvoja mogu biti kontrolisane upotrebom softverskog alata.

Metodologija vezana za ovaj proje-kat objektno je orijentisana i sledi pozi-tivna iskustva iz prakse.

U sistemima za rad u realnom vre-menu potrebno je modelirati paralelne po-jave, odvojene tokove podataka i kontro-le, kao i kontinualne i diskretne pojave.

U zavisnosti od stepena razvoja od-ređene tehnologije, postoje dva osnovna pristupa u resavanju konkretnog proble-ma: pristup uslovljen postojećom tehno-logijom i pristup uslovljen problemom. Sto se tice sistema za rad u realnom vre-menu, iskustva pokazuju da je, u razvoju takvih sistema, cesto moguće dosledno koristiti pristup uslovljen problemom.

Organizacija za upravljanje objekt-nim metodima (OMG), usvojila je UML kao standard tako da će verovatno postati ne samo službeno prihvaćeni standard već i glavni mehanizam za modelovanje softvera.

UML je jezik za izražavanje sastav-nih delova i relacija u složenim sistemima. Kompletniji je od ostalih metoda za podrsku u modelovanju složenih sistema i veoma je pogodan za ugrađene sisteme koji rade u realnom vremenu.

Metodologija, praksa razvoja i

alat za modeliranje

U [2] se navode tri komponente koje su neophodne za uspesan projekat, nazi-vajući ih trougao uspeha: proces, alat i notacija.

Notacija ima znacajnu ulogu u bilo kom modelu, jer predstavlja „vezivno tkivo“ kompletnog procesa. Notacija ima tri uloge [3]:

- služi kao jezik odluke za slucajeve koji nisu ocigledni i koji se ne mogu ja-sno izvesti iz samog koda,

- obezbeđuje semantiku koja je do-voljno bogata da obuhvati sve znacajne strategijske i takticke odluke,

- nudi dovoljno konkretnu formu i alat za manipulisanje.

Iterativni i inkrementacioni životni ciklus, koji je prikazan na sl. 1, prolazi kroz niz iteracija koje vode ka traženom sistemu. U duhu naseg jezika ovakav ži-votni ciklus mogao bi se opisati kao ci-klus sa vise prolaza kroz koje se vrsi po-boljsanje. Dobro upravljane iteracije u životnom ciklusu obezbeđuju neophodnu

24

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

kontrolu bez „gusenja“ kreativnosti. Sva-ka iteracija sastoji se od jedne ili vise komponenti: modeliranja poslovnih pro-cesa, zahteva, analize, dizajna, imple-mentacije, testiranja i uvodenja. Ovakav razvoj ne podrazumeva da su svi zahtevi poznati na pocetku životnog ciklusa već da se promene anticipiraju kroz sve faze.

Ovakav tip životnog ciklusa uma-njuje rizik. Tehnicki rizici se prioritetno ispituju ranije u životnom ciklusu i vrsi se njihova revizija pri svakoj sledećoj iteraciji. Rizici su vezani za sve iteracije. Uspesnost iteracije se ogleda u eliminisa-nju rizika koji je za nju vezan. Projekto-vanjem sistema na ovaj nacin rizici se ot-krivaju i smanjuju ranije u životnom ciklusu, sto utice na smanjenje investicija.

Kontrola iteraktivnog i inkrementa-cionog životnog ciklusa podržana je pro-cesom Rational Unified koji predstavlja skup uputstava i preporuka koje se odno-se na tehnicke i organizacione aspekte softverskog razvoja usmerenih, pre sve-ga, na analizu zahteva i dizajn.

Rational Unified Process (RUP) ras-poreden je unutar dve dimenzije:

- vremenskoj - predstavljen fazama u iteracijama (prolazima),

- komponentama procesa - skup ulaza/izlaza u definisanim aktivnostima.

Sl. 2 — Proces razvoja

Na sl. 2 prikazano je kako se prime-njuju komponente procesa kroz vremen-sku dimenziju.

Svaka aktivnost iz komponenti procesa ima svoju primenu u svakoj fazi u vremenskoj dimenziji. Medutim, stepen u kojem se pojedina komponenta procesa primenjuje zavisi od faze razvoja. Dija-gram na slici 2 treba da predstavlja vodic kroz životni ciklus projekta.

Bilo kakav razvoj softvera trebalo bi da bude podržan odgovarajućim alatom. Grupa proizvoda Rational Rose je takva da obezbeduje razvoj robustnih, efika-snih resenja za potrebe poslovanja u kli-jent/server, distribuiranoj i real-time oko-lini sistema.

Funkcionalni zahtevi za tehnološki unapređene komponente telemetrijskog sistema

Definisanje iteracije kako bi se odredio rizik najvećeg prioriteta

Sl. 1 — Iterativni i inkrementacioni 'ivotni ciklus

Tehnolosko poboljsanje komponenti telemetrijskog sistema odnosi se na po-stojeće ulazno-izlazne racunare (front-end), VAX osnovne racunare (host), VAX radne stanice i njihove programe. Prema tome, unapredene komponente te-lemetrijskog sistema su:

- novo resenje ulazno-izlaznog ra-cunara (front-end) na bazi industrijskog

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

25

PC racunara, prikljucenog na lokalnu mrežu, i novorazvijene kartice za spreza-nje sa PCM dekomutatorom;

- novo resenje osnovnog racunara (host) na bazi industrijskog PC racunara, koji ima funkciju servera datoteka (file server) u lokalnoj mreži;

- novo resenje radne stanice na bazi industrijskog PC racunara, koji je pri-kljucen na lokalnu mrežu, a na koji se opciono može prikljuciti komercijalno raspoloživ EPROM programator;

- komercijalno raspoloživ laserski stampac, koji se prikljucuje na lokalnu mrežu.

Ciljevi ovog projekta, u pogledu po-boljsanja telemetrijskog sistema, jesu modernizacija postojeće mobilne teleme-trijske stanice (MGTS - Mobile Telemetry Station) i stanice za proveru na pisti (FTS - Flight Line Check-Out Station), koja se trenutno koristi i na pisti, ali i u postojećem racunskom centru, radi pre-bacivanja snimaka sa avionske na racu-narsku traku.

Tehnolosko poboljsanje telemetrijskog sistema treba da rezultira:

- zamenom postojećeg ulazno-izla-znog racunara (front-end), osnovnog ra-cunara (host) i postojeće dve radne stani-ce, u mobilnoj telemetrijskoj stanici, MGTS, poboljsanim komponentama;

- zamenom postojećeg ulazno-izla-znog racunara (front-end) i osnovnog ra-cunara (host), u stanici za proveru na pi-sti, FTS, unapredenim komponentama: industrijski PC povezan u lokalnu racu-narsku mrežu i kartica IRAMDIM za spregu na EMR8330 dekomutator. Pred-nosti zamene su: modularna arhitektura, lakse i jeftinije održavanje;

- zamenom VAX radne stanice sa starim EPROM programatorom, u racu-narskom centru, sa poboljsanom kompo-nentom: industrijski PC, sa komercijalno raspoloživim EPROM programatorom i adekvatnom programskom podrskom za formiranje sadržaja EPROM memorija;

- poboljsanim matematickim mode-lom transformacije izvornih podataka u inženjerske jedinice (baždarenje fizickih velicina). Omogućeno je modelovanje ve-licina sa vise polinoma koji odgovaraju adekvatnim podopsezima. Novi nacin ba-ždarenja povećaće tacnost sistema.

Opis sistema

Opis telemetrijskog sistema

Savremena ispitivanja letelica zah-tevaju merenje i obradu velikog broja elektricnih i neelektricnih velicina. Pre-

AKVIZICIJA AVIONSKIH PODATAKA

MIL-STD-I553B BUS DATA

k^VIDEO Љ.

'№АМЕШ1 LETA

pan?

OAIA PROCESSING ground telemetry SYSTEM I OPS) SYSTEM (GTS)

STACIONARNA OPREMA

,L (MOBILNA TELEMETRIJSKA

1 STANICA

4

FLIGHT UNE ^ CHECK-OUT yOTvy PCW AND

STATION 1553 OUTPUT FORMAT LOAD INPUT

Sl. 3 — Prikaz telemetrijskih sistema VOC-a

26

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

Priprema merenja

Programifanje avionskog dels ЏАМ-5 Priprptna parametara

РгодгвггигвпЈа aresnskog (№a UA...

Iz/ada baždamih lista

Krairanja konfiguradje u zemaljskoj stanic

Konfigurisanja zamaljskih sprežnihuređaja

Operater

Proven kopfiguracije zemaijske &tanioe i UAM-5

.Zapis sirovih podataka na iraku

Akvizicrja u raaloorn vremenu Prevođenjeizmarenih vradnosli u inženjerske jadlnica

Prikaz tnsnutnog stanja sistema

Očitavanje trake

Primarna о brad a

Analiza razultala

Sl. 4 — Glavni dijagram slucajeva upotrebe telemetrijskog sistema

nos izmerenih velicina sa letelice do pri-jemne telemetrijske stanice na zemlji vrsi se telemetrijskim multikanalnim akvizi-cionim sistemima ciji se rad zasniva na impulsno-kodnoj modulaciji.

Na sl. 3 prikazan je tehnoloski pro-ces tokom ispitivanja vazduhoplova u le-tu upotrebom razlicitih podsistema u okviru VOC-a.

U toku opitnog leta prijem informa-cije o izmerenim velicinama može se vr-siti pomoću mobilne telemetrijske stanice ili/i sa stacionarnom telemetrijskom stanicom.

Na sl. 4 prikazan je glavni dijagram slucajeva upotrebe telemetrijskog sistema iz kojeg se vide njegove osnovne funkcije.

Upotrebom sistema Flight Line Check-Out može se izvrsiti baždarenje parametara avionskog dela sistema UAM-5 (faza provera konfiguracije ze-maljske stanice).

Primarna obrada podrazumeva pr-venstveno ocitavanje podataka sa avion-ske trake, pretvaranje u inženjerske jedini-ce i analizu rezultata. Mobilnom zemalj-skom telemetrijskom stanicom (MGTS)

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

27

mogu se pratiti i letovi na udaljenim loka-cijama. Na glavnom dijagramu slucajeva upotrebe i funkcionalnosti ovog dela si-stema kratko je prikazana, kao faza akvi-zicije u realnom vremenu. Tri primarna racunarska sistemska resursa su pretpro-cesor (EMR 8715), host racunar i radne stanice. Obrada podataka i sve softverske funkcije raspodeljene su među ovim re-sursima. Detaljni prikaz dat je na sl. 5.

Pretprocesor EMR 8715 (pun naziv EMR 8715 Multiplex Processor) jeste 32-bitni procesor u pokretnom zarezu. On prihvata podatke u formatu 32-bitnog komplementa dvojke, transformise ih u pokretni zarez IEEE formata i zatim vrsi konverziju u inženjerske jedinice pomo-ću odgovarajućih algoritama. Rezultat se salje preko PCD (Priority Command Data) magistrale na dalju obradu. EMR 8715 raspolaže sa 256 KB RAM za po-

ETHERNET

DISK ZA ARHlVLI

Sl. 5 — Raspodela funkcija sistema MGTS

datke (organizovane u 64K lokacija duži-ne 32 bita) i 64 KB RAM rezervisanog za instrukcije - Instruction Memory (or-ganizovanih u 4K lokacija dužine 128 bita, ali od kojih se koristi samo 96 prvih bita, tj. 6 reci). Procesor EMR 8715 mo-že izvrsavati protocnu obradu podataka (pipeline operation mode).

Algoritmi za EMR 8715 procesor napisani su u takozvanom mikrokodu koji se izvrsavaju na ovom procesoru kao ne-zavisni programski paket. Mikrokod se sastoji od monitora, skupa algoritama i prekidnih rutina. Algoritmi se organizuju u takozvane algoritamske lance (algorithm chains), koji omogućavaju grupisa-nje vise algoritama i obradu ulaznih para-metara u vise koraka. Algoritmi se dele na standardne funkcije i algoritme koje su defmisali korisnici. Svi standardni algoritmi su smesteni u instrukcijsku zonu RAM memorije, tako da svaki standardni algori-tam ima svoju jedinstvenu adresnu lokaci-ju, bez obzira na to koliko se puta poja-vljuje u algoritamskim lancima. Algori-tamski lanac definise se algoritamskom argument listom (AAL) koja se smesta u parametarsku zonu RAM-a. AAL je orga-nizovana kao jednostruko spregnuta lista i sastoji se od ulancanih pokazivaca veze (Link Pointer). Svaki pokazivac veze sa-drži adresu algoritma u instrukcijskoj zoni RAM-a, pokazivaca na sledeći AAL u lancu i liste argumenata prethodnog algoritma. Algoritmi u lancu međusobno raz-menjuju podatke (rezultat jednog algoritma predstavlja ulazni podatak za naredni algoritam u nizu) putem globalnih pro-menljivih, koje su dostupne svim algorit-mima. Standardni algoritmi se dele, po funkcijama, na 8 podgrupa.

28

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

Procesor EMR 8715 podržan je pro-gramskim okruženjem Microcode Development Environment (MDE paket). Po-mo}u MDE paketa mogu}e je izvr{iti mo-difikacije postoje}ih algoritama ili dodava-nje novih. Izvorni kod algoritma može biti formiran u asembleru (datoteke .src) ili di-rektno u mikrokodu (datoteke .mal).

Sistemski softver na DEC opremi radi pod operativnim sistemom DEC VMS. Na host racunaru se nalaze funkci-je upravljanja bazom podataka, kontrole akvizicionih podataka, arhiviranja prora-cuna izvedenih parametara, analize i di-stribucije podataka.

Originalna VMS aplikacija za mere-nje i snimanje sirovih PCM podataka urađena je na Digital MicroVAX II plat-formi, jer je integracija Decom kutija i Q-bus DMA interfejsa bila relativno la-ka. Najznacajni delovi aplikacije pisani su uz konsultacije VOC-a u VAX FOR-TRAN-u sa znacajnim delovima I/O ruti-na i DMA Device Driver-a koji su pisani u VAX Asembleru.

Opis teodolitskog sistema

Precizna merenja putanje objekata u letu, zapisivanje merenih podataka i na-knadna graficka i numericka analiza zah-tevaju real-time sisteme za obradu i racu-nar koji će osigurati sto manju gresku merenja. Sve ove zahteve ispunjava op-toteodolitski Skytrack Trajectory Measuring System.

Dijagram slucajeva upotrebe koji prikazuje osnovni meni aplikacije dat je na sl. 6.

Optoteodolitski sistem Skytrack služi za merenje položaja tela u vazdusnom pro-storu u funkciji vremena. Sastoji se od dve

Sl. 6 — Dijagram slucajeva upotrebe za osnovni meni

stanice - glavne (teodolitska stanica 1) i pomoćne (teodolitska stanica 2). Svaka stanica u svom sastavu ima jedan podvoz sa teodolitom na kome se nalaze senzori za praćenje, jedan podvoz sa kabinom u kojoj se nalazi upravljacka stanica sa pratećim uređajima i pokretni izvor napajanja -agregat snage 32 kW. Sistem može da meri koordinate objekta u vazdusnom prostoru metodom triangulacije i metodom merenja uz pomoć laserskog daljinara.

Predlog koncepta rešenja za tehnološki unapređene komponente telemetrijskog i teodolitskog sistema

PREDLOG KONCEPTA RESENJA ZA TELEMETRIJSKI SISTEM

Hardver front-end racunara telemetrijskog sistema

Fizicka realizacija poboljsanog ula-zno-izlaznog racunara podrazumeva za-menu postojećeg p,VAX i EMR8715 racunara sa jednim industrijskim PC racu-

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

29

narom (sl. 7). Pored toga vrsi se zamena DIM kartice EMR8715 sa FTNIRAM RT IRAMDIM karticom, kao i dodavanje zvu~ne kartice (Sound-blaster).

Sl. 7 — Strukturna šema novog ulazno-izlaznog racunara

RAMDIM kartica poseduje slede}e osobine:

- zauzima jedan PCI konektor po standardu 2,1 (33 MHz, 32 bita);

- brzine prenosa do 5 Mb/s - 1000 ns za 32 bitnu rec;

- otvorena i lakoizmenjiva fizicka arhitektura zasnovana na sekvencijalnim programabilnim mrežama tima FPGA;

- programski i prekidni U/I prenos;

- programabilni kontrolni signali i vremenski oblici signala za rukovanje prenosom;

- opciono memorijsko prosirenje koje obezbeduje privremeno cuvanje po-dataka kod ve}e brzine prenosa;

- jedan konektor sa 80 prikljucaka (AMP 787190-8), sa prilagodnim pri-kljuccima na EMR8330.

Resenje funkcionalnosti procesora

EMR 8715

Procesorska jedinica EMR 8715 prevashodno je namenjena za predobradu velikog broja podataka u realnom vreme-nu. Raspolaže sa stotinak standardnih

funkcija i vise algoritama koje su defini-sali korisnici. Najvažniji zadatak standardnih funkcija, pored funkcija priprem-nog i internog tipa, jeste prijem i tran-sformisanje ulaznih podataka u inženjer-ske jedinice. Nakon toga, na osnovu algoritama koje su formirali korisnici, vrse se dodatni proracuni i transformacije radi dobijanja izvedenih velicina (npr. izracu-navanje Mahovog broja). Novo resenje, takode, zahteva postojanje ulazno-izlaznog racunara (front-end).

Postojale su dve mogu}nosti: osta-vljanje postoje}eg uredaja EMR 8715 ili njegova zamena sa PC racunarom.

U novom resenju procesor EMR 8715 se iskljucuje iz sistema, a njegova funkcionalnost se prepusta odgovaraju}oj programskoj podrsci na front-end indu-strijskom PC racunaru.

Prijem PCM sistema

Ulazno-izlazni racunar (front-end) prikljucuje se na paralelnu magistralu iz bloka za dekomutaciju (EMR8330). Kartica IRAMDIM podatke po standardu IRIG-106 (merene velicine) smesta u radnu (operativnu) memoriju PC-a (DMA prenos) i generise signal prekida (interrupt) PC-u. Na osnovu iskustva, u praksi se u VOC-u koristi uvek isti format PCM okvira. Ekvivalentna brzina prenosa podataka je 32 kw/s (32 hiljade reci u sekundi) ili 2048 merenih velicina u sekundi. Pred unapredeni sistem se po-stavlja funkcionalan zahtev da podrži po-stoje}i oblik okvira, kao i da omogu}i defmisanje drugih oblika okvira sa brzi-nom prenosa podataka do 80 kw/s. Ula-zno-izlazni racunar (Front-end) priklju-

30

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

cuje se na izlaz bloka za vremensku sin-hronizaciju (amplitudnomodulisan ton u koji je utisnut podatak o datumu i vreme-nu sa rezolucijom od jedne sekunde).

Akvizicija podataka

Da bi se obezbedila ova funkcija, na pocetku je potrebno da se akvizicionom sistemu, preko stalne TCP/IP veze, po{a-lje konfiguraciona datoteka od klijentske aplikacije zadužene za njeno formiranje. Akvizicioni sistem, preko stalne TCP/IP vi{euticne veze (multicasting), {alje po-datke file serveru i drugim klijentima, odnosno, radnim stanicama. Prvi korak, pri pokretanju programa za akviziciju, je-ste inicijalizacija koja podrazumeva cita-nje konfiguracione datoteke i, na osnovu nje, formiranje strukture procesnih velicina potrebnih za izvr{avanje zadataka akvizicije. Posle toga program je spre-man za prijem i obradu podataka.U pro-cesu praćenja program za akviziciju izvr-{ava sledeće zadatke uz po{tovanje odgo-varajućih prioriteta. Redosled izvr{ava-nja zadataka je sledeći: preuzimanje PCM tok podataka sa ulaznih uredaja (posredstvom PCM kartice); provera fi-zickih granica merenih procesnih velici-na; pretvaranje sirovih podataka u inže-njerske jedinice; provera granica alarma - upozorenja procesnih velicina (merenih i izvedenih); prosleđivanje obrađenih podataka radnim stanicama preko stalne TCP/IP veze (broadcasting) radi prikazi-vanja operateru; arhiviranje PCM toka podataka (opciono); arhiviranje podataka procesnih velicina u odgovarajućem for-matu (za ograniceni skup velicina ili za sve - opciono).

Ovaj program treba da omogući istovetni nacin rada i u slucaju da se po-daci ocitavaju sa trake aviona ili iz već formiranih arhiva (PCM okvira - izvor-nih podataka).

Konverzija fizičkih u in'enjerske

jedinice

Dekomutirane podatke iz ulaznog bafera PC preuzima u svojoj radnoj me-moriji, pretvara ih u inženjerske jedinice „provlaceći“ ih kroz baždarne (kalibraci-one) liste, koje su predstavljene polino-mima do 5. reda (u praksi najce{će poli-nomima 2. ili 3. reda) i sme{ta rezultate u izlazne bafere. Biće omogućeno kalibri-sanje sa vi{e polinoma, raspodeljenih po podopsezima date velicine.

Funkcije za transformisanje podataka u inženjerske jedinice vr{e, u osnovi, dva tipa proracuna. U prvom slucaju se, za neki ulazni podatak, vr{i njegova tran-sformacija na bazi polinomijalne zavi-snosti između ulaznog podatka (nezavi-sna promenljiva) i izlaza (zavisna pro-menljiva). Pri tome ova zavisnost može biti opisana polinomom prvog, drugog, trećeg, ..., ili N-tog reda. Radi povećanja preciznosti, opseg date velicine će moći da bude podeljen na nekoliko podopsega, od kojih je svaki opisan drugim koefici-jentima polinoma. Definisanje vrednosti koeficijenata polinoma vr{i se u toku procesa baždarenja date velicine. U dru-gom slucaju koristi se predefinisana tabe-la tacaka (od 2 do 256 tacaka) koje odgo-varaju nezavisnoj ulaznoj velicini. Kada se pronađe prva tacka u tabeli koja je ve-ća ili jednaka ulaznom argumentu - po-datku, ona se koristi kao nezavisna veli-cina za proracun izlaza. Pri tome se kori-sti samo polinom prvog reda.

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

31

Provere granica/događaja i

generisanje upozorenja

Pretprocesorski PC proverava da li su merene velicine u zadatim granicama, i da li su zadati doga|aji prisutni. U slu-caju da postoji povreda nekog od zadatih uslova sistem generi{e odgovaraju}a upozorenja ili alarme. Pored kompletnog mernog opsega, velicine zadate prilikom baždarenja moguće je i definisati, prove-ravati i obavestavati o povredi granicnih vrednosti opsega od posebnog interesa (provera definisanih podopsega).

Proračun izvedenih parametara

Izvedene parametre racuna PC prime-njujući zadate formule na vise zadatih mer-nih velicina (npr. proracun Mahovog broja). Dobijene rezultate smesta u izlazne bafere.

Prenos podataka do osnovnog raču-

nara (file server) i radnih stanica

PC iscitava izlazne bafere i salje po-datke osnovnom racunaru (file server) i radnim stanicama preko stalno usposta-vljene viseuticne (multicasting) TCP/IP veze. Osnovni racunar (file server) upi-suje primljene podatke u bazu podataka, a ukljucene radne stanice putem klijent-skih aplikacija prikazuje u realnom vre-menu (graficki ili tabelarni prikazi u realnom vremenu).

Softver host ra~unara

telemetrijskog sistema

Upravljanje bazom podataka

Baza podataka je organizovana u obliku hijerarhijskog sistema datoteka

(file system). Ovaj sistem logicki se predstavlja kao stablo ciji su cvorovi ka-talozi (directory ili u novije vreme folder) a listovi datoteke (file) - prazan ka-talog je cvor bez listova. U bazi podataka smesteni su svi konfiguracioni podaci i svi podaci snimljeni u toku misija. Poda-ci koji se primaju u toku misije dolaze od ulazno-izlaznog racunara (front-end), preko stalne TCP/IP viseuticne veze (multicasting), i zapisuje primljene podatke u odgovarajuće datoteke, u real-nom vremenu.

Zapisivanje podataka vrsi se simul-tano u dva formata: izvornom, PCM for-matu i u ASCII formatu kao inženjerske jedinice. Zapisivanje u ASCII formatu omogućava kasniji direktan pristup kori-snickim aplikacijama za sekundarnu ana-lizu podataka. Da bi se obezbedila funk-cionalnost upravljanja bazom podataka, potrebno je da file server racunar i radne stanice imaju instaliran TCP/IP protokol.

Arhiviranje podataka

Funkcija arhiviranja datoteke o kon-figuraciji, kalibraciji i instrumentaciji, kao i datoteka sa izvornim PCM tokom može se obaviti na dva nacina, sa i bez korisćenja programa za sažimanje. Po-kretanjem odgovarajućih programa za sa-žimanje (komprimovanje) datoteka (npr. ZIP) i kopiranjem komprimovanih dato-teka sa diska na CD/DVD medijum zavr-sava se prvi nacin. Drugi nacin se sastoji samo od kopiranja navedenih datoteka koje definisu dati projekat na pripremlje-ni medijum za arhiviranje. Ako je izbor CD medijum, zbog njegove znatno niže cene, dovoljno je na jedan CD arhivirati podatke samo o jednom projektu. Pri to-

32

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

me nema potrebe koristiti kompresiju po-dataka. Sama operacija formiranja arhiv-skog CD/DVD može biti i na nekoj od radnih stanica. Projekat iz stare arhive prenosi se i unosi u novu arhivu po odgo-varajućoj proceduri.

Analiza podataka

U novom sistemu analiza podataka izvodiće se uglavnom na radnim stanica-ma, ali je u principu moguće potrebne pro-grame za primarnu i sekundarnu analizu (graficki prikazi i numericke obrade) insta-lirati i na osnovni racunar (file server).

Korišćenje arhiva

U slucaju korisćenja rutina za kom-primovanje datoteka, ova funkcija se obavlja pokretanjem odgovarajućih pro-grama za kopiranje komprimovanih dato-teka sa CD/DVD medijuma na disk i de-komprimovanje komprimovanih datoteka (npr. ZIP).

Softver radne stanice telemetrijskog

sistema

Korisnicka sprega (interfejs) pode-ljena je u odvojene programske celine za pojedine korake pripreme i izvrsavanja telemetrijskog procesa. To su priprema -konfigurisanje avionskog dela sistema merenja, konfigurisanje elemenata ze-maljske stanice, priprema prikaza, punje-nje EPROM-a, konfigurisanje dodatnih uređaja (EMR 8320 PCM bit synchronizer, EMR 8330 PCM frame synchronizer), priprema grafickog prikaza telemetrijskog procesa, izvrsavanje akvizicije i

graficki prikaz procesa akvizicije. Programske celine koje izvrsavaju ove kora-ke prikazane su na sl. 8.

Konfigurator UAM ima zadatak da omogući unos i izmenu konfiguracije avionskog dela telemetrijskog sistema. Na osnovu ovako definisane konfiguracije formiraju se datoteke za punjenje EPROM memorije. Drugi zadatak ovog programa je da se na osnovu konfiguracije avionskog dela sistema automatski kreira osnovna konfiguracija zemaljske stanice. Za to je neophodno da program omogući povezivanje parametara sistema sa odgovarajućim baždarnim listama i sa-držajem baze parametara.

Start ima zadatak da omogući prikaz i dopunu dodatnim elementima osnovne konfiguracije formirane u prethodnom koraku. To se, pre svega, odnosi na do-davanje racunatih velicina i definisanje nacina njihovog izracunavanja.

Sedit treba da omogući definisanje nacina prikaza akvizicionih podataka u procesu akvizicije.

Program za akviziciju, na osnovu definisane konfiguracije, vrsi prijem, ob-radu, zapisivanje i distribuciju podataka u realnom vremenu, u toku leta ili sa tra-ke ili diska u slucaju naknadne obrade podataka.

Sl. 8 — Komponente programske podrške radne stanice telemetrijskog sistema

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

33

Program radne stanice ima zadatak da na osnovu definisane konfiguracije i nacina prikaza, prima i prikazuje priku-pljene podatke, kao i da automatski gene-ri{e upozorenja operateru.

Naknadni prikaz podataka i formati-rani izlazi za stampu mogu} je sa svih radnih stanica. Ova funkcija se obavlja putem TCP/IP protokola izme|u osnov-nog racunara (file server) i radne stanice. Prikaz je grafickog ili tabelarnog tipa, pu-tem izgleda prozora (templates) koji defi-ni{e korisnik. Rad ove fukcije oslanja se na prethodno definisan graficki templates od korisnika u okviru grafickog editora.

Generisanje prikaza (graficki editor)

Graficki editor omogu}ava korisniku generisanje sopstvenih prikaza merenih podataka. Prikazi predstavljaju kombina-ciju alfanumerickih podataka, tabela i gra-fikona. Generisani prikazi mogu se za-pamtiti i naknadno koristiti (templetes).

Graficki editor omogu}ava korisni-ku definisanje sopstvenih prikaza mere-nih podataka. Prikazi su organizovani u seme. Svaka {ema predstavlja grupu podataka koji se prikazuju u jednom trenut-ku (na odvojenom prozoru). Ovu aplika-ciju karakterise fleksibilno graficko okruženje sa razlicitim objektima.

Konfigurisanje sistema merenja

(definisanje parametara baze

podataka)

Novi pristup omogu}i}e korisniku da interaktivno, putem korisnicke sprege, generi{e konfiguraciju sistema, proveri odgovaraju}u popunjenost PCM okvira i, po potrebi, izvrsi korekciju konfiguraci-

je, a zatim zapi{e konfiguraciju sistema u novom formatu. Sistem istovremeno tre-ba da obezbedi kompatibilnost sa posto-je}im sistemom, citanjem konfiguracio-nih UAM datoteka i njihovim prevode-njem u novi format zapisa. Graficki po-držana korisnicka sprega omogu}i}e korisniku definisanje svih komponenti sistema: kutija UAM-a, kartica i parametara, tj. mernih velicina. Na osnovu toga }e u slede}em koraku moci da se formiraju i pune EPROM memorije.

PREDLOG KONCEPTA RESENJA TEODOLITSKOG SISTEMA

Fizicka realizacija novog upravljac-kog bloka teodolitskog sistema podrazu-meva zamenu postojeceg p,VAX racuna-ra sa industrijskim kompatibilnim racu-narom Pentium, kao i DEC DR11-WA ploca prikljucenih na p,VAX racunare, karticama EDT PCI11W.

Aplikacija ce se izvrsavati na osnovnom racunaru, a predvidena je za rad pod Windows 2000/XP operativnim sistemom. Imace iste mogucnosti kao aplikacija koja je dosad koriscena. Uva-žavajući sugestije korisnika koji su radili na starom sistemu, poboljsace se funkci-onalnost aplikacije. Zadržaće se moguc-nost ucitavanja datoteka koje su sacinjene na starom sistemu, kao sto su „testrange“, „preparation", „mission" datoteka i druge. U novoj aplikaciji uvesce se novi format zapisa podataka.

Zaključak

Migracija aplikacija i podataka predstavlja znacajan proces koji je tražen od razlicitih subjekata (velikog broja

34

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

kompanija i organizacija) koje su sprem-ne i žele da unaprede svoju IT strukturu, kako bi pobolj{ale poslovanje. Ovaj pro-ces je izazovan i zbog velikog broja teh-ni~kih i tehnolo{kih problema koje treba re{iti u kratkom vremenu. Tehnolo{ko unapre|enje telemetrijskog i teodolitskog sistema predstavlja primer jednog takvog procesa zahvaljuju}i kojem se smanjuju tro{kovi i pobolj{ava održavanje i una-prelenje koje bi pove}alo ekonomi~nost i efikasnost procesa ispitivanja NVO.

Svrha razvijanja modela je skraciva-nje vremena razvoja, odnosno brže re{a-vanje problema. Model mora da bude do-voljno bogat da omogu}i predstavljanje svih željenih osobina sistema i dovoljno jednostavan da uz minimalan napor, koji ~ovek mora da uloži da bi usvojio model, omogu}i lako uo~avanje su{tine problema kroz simbole modela.

Metodologija i proces razvoja ovog projekta sledili su Rational Unified Pro-

ces, gde je obezbelena kontrola iterak-tivnog i inkrementacionog životnog ci-klusa, kroz {iri skup uputstava koja se odnose na tehni~ke i organizacione aspekte, usmerene na analizu zahteva i dizajn. Ovakav pristup je neophodan pri razvoju složenih i obimnih projekata.

Decenija razvoja informati~ke teh-nologije omogu}ila je da namenski i veo-ma skup hardver bude zamenljiv povolj-nim komercijalnim i lako dostupnim platformama. Reinženjering real-time softvera namece se kao zna~ajan problem, pa su pozitivna iskustva postavila standarde ~ija primena je neophodna.

Literatura:

[1] G. Booch, J. Rumbaught, I. Jacobson, The Unified Modeling Language, User Guide, Addison Wesley, 1998.

[2] Terry Quatrani, Visual Model With Rational Rose 2002 and UML, Addison Wisley

[3] Booch, Grady. Object Solution. Redwood City, CA: Addison Wisley, 1995.

VOJNOTEHNIČKI GLASNIK 1/2005.

35