专利名称：基于wlan的总控网数据监控与发布系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及基于WLAN的总控网数据监控与发布系统，应用于运载火箭总控网系统，属于运载火箭电气系统设计领域。
背景技术：
载人火箭相对以往型号任务，要求地面测发网络具有更高的可靠性，在满足系统功能的基础之上，简化接口，降低系统复杂度，采用网络技术和信息处理等技术简化测试流程，提高测试效率。目前，运载火箭发射场、总装测试厂地面测发控网络采用了大量的有线接入方式，主要采用以太网、串行通信技术为主，具有高速、远控、可靠等优点，但是存在缺乏灵活性、布线复杂、施工时间长的问题，且布线时需要网络规划者尽可能考虑到未来的发展需要，一 旦网络发生改变，将导致预设的信息点失效，同时还要花费较多的时间对网络进行改造。此夕卜，目前的测发控软件在界面呈现形式上相对比较单调，只有文本、曲线等方式，无法满足用户对数据浏览的复杂需求。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供基于WLAN的总控网数据监控与发布系统，该系统灵活构建无线浏览网络，实现各系统数据在无线终端的信息共享，使用灵活、易于扩展，确保了数据安全，实现了高效的人机交互。本实用新型的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的基于WLAN的总控网数据监控与发布系统，包括有线区域单元与无线区域单元，其中有线区域单元包括实时数据服务器、以太网交换机和VPN路由器，实时数据服务器连接以太网交换机，以太网交换机连接VPN路由器，无线区域单元包括无线路由器和无线监控终端，其中实时数据服务器接收外系统的实时数据，存储在本地数据中心，并将数据推送至无线监控终端；无线监控终端接收总控网数据中心服务器推送的数据，实现对数据的浏览和监控功能；无线路由器负责将无线监控终端接入有线网络，同时对数据加密；VPN路由器实现有线网络和无线网络的隔离，同时对传输的数据进行二次加密；以太网交换机实现有线网络内部信息的传输，即实现实时数据服务器与VPN路由器之间的数据传输。在上述基于WLAN的总控网数据监控与发布系统中，无线监控终端选择iPad2，且为 64G WiFi 版。本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果(I)使用灵活、易于扩展本实用新型数据监控与发布系统利用无线组网技术构建总控网无线数据监控与发布平台，免去或减少了网络布线的工作量，只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络，作为有线网络的延伸，具有方便移动和扩展的优点，便于各系统对关键参数的实时监测，通过灵活构建无线浏览网络，实现各系统数据在无线终端的
信息共享；(2)确保数据安全本实用新型数据监控与发布系统采用无线网络身份认证和加密技术，确保了无线网络传输数据的安全性和可靠性，保障数据的保密性、完整性、可用性、可控性。(3)高效的人机交互本实用新型数据监控与发布系统采用人机交互技术、新一代界面渲染技术，用户可灵活定制显示参数及显示界面，注重用户体验和界面美观，实现测发数据监控的友好人机交互界面及用户体验，使之成为用户不可或缺的工具和依靠；本实用新型数据监控与发布方法已经过正在研制的某运载型号总控网系统原理性验证试验考核，功能及性能均满足应用要求。
图I为本实用新型基于WLAN的数据监控与发布系统示意图；图2为本实用新型数据监控与发布系统信息流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述本实用新型主要是采用无线组网技术、人机交互技术、界面渲染技术、网络安全技术为运载火箭总控网系统提供一种全新的数据监控、数据发布、数据安全的方法，解决现有运载火箭总控网系统布线复杂、不便延伸、受场地条件限制等问题。实现运载火箭总控网系统浏览网络的灵活快速构建，实现各系统共享信息的数据安全，实现无线终端的友好人机交互界面及用户体验。如图I所示为本实用新型基于WLAN的数据监控与发布系统示意图，由图可知该系统包括有线区域单元与无线区域单元，其中有线区域单元包括实时数据服务器、以太网交换机和VPN路由器，实时数据服务器连接以太网交换机，以太网交换机连接VPN路由器，无线区域单元包括无线路由器和无线监控终端。各模块的功能如下无线监控终端接收实时数据服务器推送的数据，实现对数据的浏览和监控功倉泛;无线路由器实现将无线监控终端进入有线网络的功能，同时起到数据加密功倉泛;VPN路由器实现有线网络和无线网络的隔离，同时对传输的数据进行二次加密；以太网交换机实现有线网络内部信息的传输，即实现实时数据服务器与VPN路由器间数据传输；实时数据服务器接收外系统的实时数据，存储在本地数据中心，并将数据推送至无线监控终端。无线区域部分实现了无线认证、数据加密及监控数据的发布功能。无线路由器设置接入密码，无线终端须经过无线密码认证后才可接入无线路由器。同时，无线路由器采用了 WPA2数据加密协议，对无线终端接入后的数据进行加密通信。有线区域部分提供了实时监控数据源，并实现了有线网与无线网的隔离功能。实时数据服务器接收外系统的实时数据，存储在本地数据中心，VPN路由器将无线区域与有线区域进行隔离，实时数据服务器与无线终端所在的无线区域是两个完全独立的子网，配置为不同的网关与IP段，两个子网通过VPN路由器进行物理连接。无线终端向VPN路由器发送隧道连接请求，进行VPN连接的认证。认证通过后，在原有无线连接的基础上建立安全隧道连接数据中心服务器，并将通信数据进行二次加密。总控网数据监控与发布系统的无线终端采取身份验证的模式进行登录，由实时服务器数据中心对登录的用户名称、密码进行验证，验证成功后向无线终端发送应答回令，无线终端再根据反馈信息加载该用户相应的浏览页面。为了更好的人机交互，无线终端采用触控人机交互技术及新一代界面渲染技术，在提高用户体验的同时也满足了数据浏览的多样性，由于不同用户(终端)浏览的界面不同，定制的测试参数也不尽相同，因此每个无线终端在通信信道成功建立起来后，还要向实 时服务器数据中心注册自己需要浏览的参数，实时服务器数据中心根据每个无线终端注册的参数，提取相应的数据(测试状态、测试结果、测试项目)发送给该终端。本实用新型数据监控与发布系统针对运载火箭传统总控网系统浏览终端布线复杂、不便延伸等缺点，采用触控人机交互技术，无线网安全认证传输技术，以及新一代界面渲染技术，建立移动无线数据监控平台的原型系统，实现测发控数据监控的便携化，可视化及数据安全。如图2所示为本实用新型数据监控与发布系统信息流程图，由图可知无线监控终端向无线路由器发送无线密码认证，认证成功后，可接入到无线路由器。无线终端在通过无线认证的前提下，向VPN路由器发送隧道连接请求，进行VPN连接的认证。认证通过后，无线路由器与VPN路由器之间建立了安全隧道连接。在建立连接后，无线监控终端通过无线路由器、VPN路由器和以太网交换机向实时数据服务器发送客户端登录请求，实时数据服务器进行用户验证，若验证成功，向无线监控终端发送登录应答回令，无线监控终端登录成功。之后无线监控终端按照所需显示的参数向实时数据服务器注册，实时数据服务器则根据这些参数将相应的数据(测试状态、测试项目和测试结果等信息)以某一固定频率发送给该无线监控终端。本实用新型数据监控与发布系统具体设计如下一、数据监控与发布整体设计本实用新型侧重根据测发控网络的灵活性、安全性、人机交互要求，进行首次设计，整个数据监控与发布系统由无线接入设备及无线浏览终端构成，如图I所示。无线浏览终端提供与用户的交互，接收总控网系统数据中心服务器的下发数据，在前台界面展示，为用户提供指令发布界面，用户可以通过终端界面进行控制指令的发送。无线浏览终端通过无线路由器和VPN路由器接入总控网系统。无线路由器与VPN路由器实现了总控网系统内有线网络与无线浏览网络之间的数据包转发，过滤，以及数据广播，提供无线接入信号，并集成了网络认证，数据加密的功能。当目前的终端容量和无线覆盖距离不能满足需求需要扩展时，只需要添置独立无线接入点(AP)设备，即可将现有的无线网络进行扩展。[0039]二、无线监控节点的设计根据本实用新型所针对的友好人机交互需求，监控节点的设计是该数据监控与发布方法解决的关键环节之一。为了更好人机交互，本方案中无线监控终端选择iPad2(64GWiFi版)，并进行了数据监控与发布程序的定制设计。数据监控与发布程序从逻辑层次上可分为三大模块，分别是网络传输模块、界面渲染模块和逻辑控制模块。网络数据源按照指定的协议及通讯方式通过Wi-Fi从指定的地址获取最新的数据帧，并将客户端产生的控制指令发送至指定接收方。数据源的地址和方式可在配置文件中配置，并可根据需要进行数据的加解密及校验操作，以增强数据的安全性和完整性。数据转换引擎将数据源中的数据转换为界面组件的属性元素，按照组件数据绑定的约束提供给界面渲染引擎，并将用户发出的客户端指令转换为指定的数据源格式。界面渲染模块构架于iOS操作系统的n框架之上，根据时序控制策略响应数据更新事件，将数据更新的属性转化为图形化的界面元素显示。逻辑控制模块接收各视图的用户操作事件封装，执行相应的事件处理逻辑，处理内部和外部的事件消息,协调整个系统的运行时序。三、人机交互设计传统的总控网系统浏览终端是将所有系统的数据进行显示，各系统无法定制自己的数据，需要在较多数据中寻找自己关心的数据。本方案设计中，通过深入了解运载火箭测发数据的监控与发布需求，依据运载火箭系统的总控网系统的使用特点及测试流程，利用高效的人机交互界面，注重用户体验和界面美观，向用户提供便捷的访问方式，且各系统可根据需要灵活对显示参数及界面进行定制。系统界面由多种数据显示组件有机组合而成。并且界面全面支持触摸屏和多点触控操作，支持基于重力感应的自动屏幕布局。组成系统界面方案的组件可分为以下几类状态量显示类，命令控制类，模拟量显示类，多源集合类等。(I)状态量显示类状态量显示类主要用做显示图形化单一文本或数值。包括指示灯以开关和颜色的形式来展示状态量。报警灯为红色闪烁状态，手指触摸报警灯，即可切换至报警界面，查看报警的详细数据。数码管以7段数码管来显示数值。文本块显示文本信息。仪表盘以指针的形式显示一定范围内的数值，并且从指针的摆动反映数据的变化趋势。仪表盘可以与数码管进行切换或组合，以显示精确数值。(2)命令控制类命令控制组件主要用做用户向系统发送指令，包括按钮发送相关指令。滑块设置参数的开关选项。文本框输入文本信息，系统提供手写输入和虚拟键盘输入模式。(3)模拟量显示类模拟量显示组件主要由列表控件组成，可根据需要显示单栏或多栏，以及子列表，支持触摸滑动的方式进行列表滚屏，点击列表项可以展开子列表或查看列表项详细信息。列表控件还支持以触摸拖拽的方式对列表项进行移动，增加和删除。(4)多源集合类多源集合类允许将一个控件绑定到多个数据源上，在同一界面显示多个数据的值或状态，主要由曲线控件组成。曲线控件支持触摸滑动的方式滚屏，以及多点触控的方式进行缩放操作。多点触控操作范围超出曲线控件显示范围时，系统默认将曲线全屏最大化显
/Jn ο(5)多界面显示系统支持同时运行多个界面，各个界面通过触摸滑动的方式进行切换，也提供界 面缩略图，进行点选切换。如果某一界面存在告警信息，将被突出提示。(6)重力感应系统对每一个监控界面，都提供横屏和竖屏两种布局。在支持重力感应的移动设备中，如iPad，当用户手持角度发生改变时，系统根据重力感应自动切换横屏和竖屏界面方案。四、网络安全本实用新型系统采用无线WLAN为网络传输方式。由于无线传输的非定向特性，使得无线传输易被窃听和攻击。因此，本系统采取以下措施保证数据传输安全。(I)接入认证配置无线路由器，开启无线认证功能，并设置复杂接入密码。接入密码要求10位以上，同时包含大写，小写字母，数字和符号。无线终端发起接入请求时，需输入此密码，认证通过后才能接入无线网络。 (2)无线MAC地址过滤由于每个网络设备硬件具有唯一的MAC地址，因此配置无线路由器，开启无线MAC过滤功能，只接受经过注册的，具有指定的MAC地址的无线终端接入无线网络。(3)数据加密传输在VPN路由器端安装公钥证书，对发送的数据进行加密。无线终端接收数据后，使用私钥证书进行数据解密。即使未经授权的终端设备窃听到网络数据包，由于不具备私钥证书而无法解析数据。证书设置有效期，过期后，服务器和所有的终端设备需要重新生成并安装证书。(4)数字签名数字签名确保了传输数据的完整性和真实性。VPN路由器对发送的数据进行不可逆的MD5哈希运算，并将MD5签名数据与一起发送，接收端将数据包进行同样的MD5运算，并将其结果与VPN路由器的签名数据进行比对，比对一致则确保数据的真实和完整。本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
权利要求1.基于WLAN的总控网数据监控与发布系统，其特征在于包括有线区域单元与无线区域单元，其中有线区域单元包括实时数据服务器、以太网交换机和VPN路由器，实时数据服务器连接以太网交换机，以太网交换机连接VPN路由器，无线区域单元包括无线路由器和无线监控终端， 其中实时数据服务器接收外系统的实时数据，存储在本地数据中心，并将数据推送至无线监控终端；无线监控终端接收总控网数据中心服务器推送的数据，实现对数据的浏览和监控功能；无线路由器负责将无线监控终端接入有线网络，同时对数据加密；VPN路由器实现有线网络和无线网络的隔离，同时对传输的数据进行二次加密；以太网交换机实现有线网络内部信息的传输，即实现实时数据服务器与VPN路由器之间的数据传输。
2.根据权利要求I所述的基于WLAN的总控网数据监控与发布系统，其特征在于所述无线监控终端选择iPad2，且为64G WiFi版。
专利摘要本实用新型涉及基于WLAN的总控网数据监控与发布系统，包括有线区域单元与无线区域单元，其中实时数据服务器接收外系统的实时数据，存储在本地数据中心，并将数据推送至无线监控终端；无线监控终端接收总控网数据中心服务器推送的数据，实现对数据的浏览和监控功能；无线路由器负责将无线监控终端接入有线网络，同时对数据加密；VPN路由器实现有线网络和无线网络的隔离，同时对传输的数据进行二次加密；以太网交换机实现有线网络内部信息的传输，即实现实时数据服务器与VPN路由器之间的数据传输，该系统灵活构建无线浏览网络，实现各系统数据在无线终端的信息共享，使用灵活、易于扩展，确保了数据安全，实现了高效的人机交互。
文档编号H04L29/08GK202551352SQ201220090619
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者刘苑伊, 安雪岩, 张倩, 张学英, 易航, 郑桂波 申请人:中国运载火箭技术研究院, 北京宇航系统工程研究所