试验训练体系结构中间件开发

作     者：王献鹏 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姜守达

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：试验训练 中间件 SDO 服务 ACE 

摘      要：HIT-TENA是在借鉴HLA/TENA基础上提出的一种试验训练体系结构，旨在提高靶场试验训练的通用性。中间件作为HIT-TENA体系结构的重要基础设施之一，为靶场资源应用提供基础支持，负责试验运行过程中的所有通信。 本课题的目的是开发HIT-TENA体系结构中间件，为所有靶场资源应用提供一致的API，满足靶场试验训练对通用性、可互操作的需求。支持资源应用集成开发环境进行试验系统构建和运行，支持综合显示软件进行试验训练态势的实时显示，支持数据采集器对试验过程中数据的实时采集。 本文研究了对象模型技术，采用逻辑靶场对象模型解决靶场资源互操作的问题;研究了基于ACE（Adaptive Communication Environment）的分布式系统构建技术，解决试验体系结构中间件跨平台的问题。在参考HLA（HighLevel Architecture）及TENA（Test and Training Enabling Architecture）中间件服务的基础上，建立了HIT-TENA试验训练体系结构中间件服务模型，包括在线成员管理服务、声明管理服务、对象管理服务、时间管理服务和数据分发管理服务，并设计统一的服务接口API。 采用软件复用的设计思想，分离出各服务依赖的公共数据结构及网络通信组件作为内部包，详细设计了公共数据结构，采用ACE的主动对象和反应器模式实现网络通信组件。在线成员管理服务采用心跳机制保证可靠性;声明管理服务采用订购发布机制对交互对象进行发布声明和订购声明;对象管理服务实现SDO（State Destributed Object）、消息、数据流三种对象的运行时更新管理，支持订购发布更新和突发更新两种模式;时间管理服务采用PTP（Precision Time Protocol）同步算法实现试验成员的时间同步;数据分发管理服务采用数据域和数据过滤机制实现成员间批量数据交互。 软件基于ACE和标准C++开发，具有平台可移植性。实验室测试及用户实际使用结果表明：本软件接口简单、运行可靠、性能优良，能够很好地满足用户需求。