发射机房运行监控系统关键技术的解决方案

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摘要：文章介绍了建设发射机房运行监控系统的关键技术难题，及其解决思路和方法。解决了发射台机房运行监控系统在和其他系统交换数据过程中，因使用不同的编程语言，而产生不同的汉字编码带来的相互转换难题；并实现了系统接收数据包以后，把字符串按需求拆分还原出相应的数据；还攻克了因网络中断、或者服务器关闭等原因，而产生的Socket连接超时难题。

关键词：系统开发；编码转换；字符拆分；连接超时

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）21-0204-03

无线电台管理局近年在大力推进信息化建设，整合现有的发射机单机自动化系统、天线自动交换系统、以及机房辅助系统，优化发射台安全播出设备的自动化系统，提高安全播出效果。机房运行监控系统结构如图1所示：

机房运行监控系统的作用就是统一调度管理全机房的播出任务，接收、解析由上一级平台下发的调度令，调整运行图，协调发射和天线自动化系统进行播出；集中管理全机房设备，统一监控，根据发射机房设备的运行状态和运行信息，进行代播申请和系统运行方式设置，并将运行状态信息和故障信息，进行记录、汇总和管理 。下面就开发过程中遇到的关键技术难题，做一个初步探讨和解析。

1 编码转换

机房运行监控系统和发射机单机自动化系统、天线交换系统、机房辅助系统、上一级台平台进行数据交换，如果是不同编程语言开发的系统，就存在一个汉字编码转换问题。例如微软的C++默认的汉字编码方式是GB2312，而Sun公司的Java默认的汉字编码方式是UTF-8，在进行通信时如果数据包里包含汉字，而没有进行编码转换，对方接收到的数据就变成不可知的乱码，不能正确解析。如何在GB2312与UTF-8之间相互转换？很多资料上讲解的编码转换通常是用字符串的转换，来进行2进制的运算，这就涉及大量的I/O操作，效率比较低，使用起来也很不方便。发射机自动化系统发送的数据包实时性要求很高，且编码转换的工作量往往非常大，因此不得不考虑效率的问题。在GB2312和UTF-8互换的时候，首先需要先转换成UNICOD，然后再转换成GB2312或UTF-8。根据UTF-8一个汉字要用3个字节，而UNICODE只用2个字节；找出对应关系，进行位操作，即可达到目的。实现UTF-8和UNICODE之间的转换，就可用二进制运算，代替字符串的转换，从而使问题简单化。经过查找大量相关资料，反复测试，笔者用VC++编写了一个GB2312和UTF-8相互转换函数。下面是UTF-8到GB2312具体的实现代码，反过来也可以实现GB2312到UTF-8的转换。

void CChineseCodeLib：：UTF_8ToUnicode（WCHAR*pOut，char *pText） // UTF-8转换成Unicode

{ char* uchar = （char *）pOut；

uchar[1] = （（pText[0] & 0x0F） << 4） + （（pText[1] >> 2） & 0x0F）；

uchar[0] = （（pText[1] & 0x03） << 6） + （pText[2] & 0x3F）；

return； }

void CChineseCodeLib：：UnicodeToGB2312（char* pOut，unsigned short uData） // Unicode 转换成GB2312

{WideCharToMultiByte（CP_ACP，NULL，&uData，1，pOut，sizeof（WCHAR），NULL，NULL）；

return；}

void CChineseCodeLib：：UTF_8ToGB2312（string &pOut， char *pText， int pLen） // UTF-8 转换成GB2312

{char * newBuf = new char[pLen]；

char Ctemp[4]；

memset（Ctemp，0，4）；

int i =0； int j = 0；

while（i < pLen）

{if（pText[i] > 0）

{newBuf[j++] = pText[i++]； }

else

{WCHAR Wtemp；

UTF_8ToUnicode（&Wtemp，pText + i）；

UnicodeToGB2312（Ctemp，Wtemp）；

newBuf[j] = Ctemp[0]；

newBuf[j + 1] = Ctemp[1]；

i += 3； j += 2； }}

newBuf[j] = ""＼0""；

pOut = newBuf；

delete []newBuf；

return； }

在和不同系统交换数据的过程中，涉及汉字编码转换的地方，直接调用上面的函数，即可轻松实现不同编码方式的转换。

2 字符串的自由拆分

根据无线局制定的《无线电台管理局信息化建设规范》，机房运行监控系统在和上一级台平台、发射机单机自动化系统、天线交换系统、机房辅助设备交换数据时，用Socket进行通信，传送的数据包中不同的数据量之间用“|”分隔，那么在接收端解包的时候也是用“|”，判断还原各个数据量。为了方便在程序中重复调用，将数据帧拆分代码封装成一个类，以下为具体实现方式。

数据拆分封装类Header Files代码：

SplitStr.h

class ClassSplitter

{private：

CString sign_GetSplitterData； //数据拆分标识

BOOL sign_SequenceAsOne； //连续拆分标识

CString m_CF_Data； //需要拆分的数据

public：

void GetSingleData（CStringArrayData &arrayData）； //从数据帧中获取需要的数据

CString GetTotalData（）； //获取需要拆分的数据帧

void SetTotal_Data（CString str_Data）； //设置需要拆分的数据帧

BOOL GetSequenceAsOne_Data（）//获取拆分的数据帧内容

{return sign_SequenceAsOneData；}；

void SetSequenceAsOne_Data（BOOL Sing_SequenceAsOneData） //设置拆分的数据帧内容

{sign_SequenceAsOne = Sign_SequenceAsOneData；}；

CString singn_GetSplitData（）//获取数据拆分标识

{return sign_GetSplitterData；}；

void sign_SetSplitData（CString sign_SplitData） //设置数据拆分标识

{sign_GetSplitterData = sing_SplitData；}；

ClassSplitter（）；

virtual ～ClassSplitter（）； }；

数据拆分封装类Source Files代码：

ClassSplitter：：ClassSplitter（）

{SetDataSign（""）； sign_SetSequenceAstrData（TRUE）；sign_SetSplitData（"，"）；}

ClassSplitter：：～ClassSplitter（）

{ }

void ClassSplitter：：SetData（CString strData） //设置需要拆分的数据帧

{m_CF_Data = strData； m_CF_Data.TrimLeft（）；m_CF_Data.TrimRight（）；}

CString ClassSplitter：：GetTotalData（）

{ return m_CF_Data；}

void ClassSplitter：：GetSingleData（CStringArrayData &arrayData） //拆分数据帧函数

{ CString strData = GetTotalData（）； CString strSplitSign = Singn_GetSplitData（）；

if （strData.Right（1） ！= strSplitFlag） strData +=strSplitSign；

CString strTemp； int posSign =-1；

while （（posSign=strData.Find（strSplitSign，0）） ！= -1）

{strTemData= strData.Left（posSign）；

if （！GetSequenceAsSingle（）） arrayData.Add（strTemData）；

else

{if （！strTemData.IsEmpty（） && strTemData！=""） arrayData.Add（strTemData）； }

strData = strData.Right（strData.GetLength（） - posSign - 1）； }}

至此，完成了文本字符串拆分类的编写，可以根据需要随意拆分文本字符串。下面我举个具体的例子，当需要在某一窗体中接收数据包时，首先要在该窗体中声明这个类，然后根据需要编写代码。实现代码如下：

#include

#include "SplitStr.h"

ClassSplitter Split；

Cstring m_sText = “upExceptionMessage|FFFF|200|800|250”；

Splitter.SetSplitSignData（"|"）；

Splitter.SetSequenceAsSingle（TRUE）；

Splitter.SetData（m_sText）；

CStringArrayData arrayDataData；

Splitter.GetSingleData（arrayData）；

程序运行，即可得到下面的结果：

arrayData[0] = “upExceptionMessage”；arrayData[1] = “FFFF”；arrayData[2] = “200”；arrayData[3] = “8000”；

当系统从缓冲区读取到字符串后，就可用这样的拆分方法，把所需要的数据取出来，很简单吧！本文使用的是“|”分割传输的数据， 读者可以按自己的实际需要，把“|”换成相应的分割符，来实现字符串的自由拆分。

3 Socket连接超时

根据《无线电台管理局信息化建设规范》设计的客户端/服务器模式，机房运行监控系统对单机自动化系统、天线交换系统、机房辅助系统是服务器，而对上一级台平台就是客户端了，他们间用套接字（Socket）进行通信。通过套接字进行数据交换时，需要考虑：

1）当网络链路发生异常，不能正常通信时，需要有超时连接退出功能，提示连接中断信息，并进行重新连接，直到连接通信正常，或者被用户中断通信过程。

2）在数据交换过程中，因网络异常，出现不能正确交换数据时，程序应能自动存储中断数据，网络恢复正常连接后，重传中断数据。

套接字模式有阻塞和非阻塞两种工作模式。当使用socket（）函数和WSASocket（）函数创建socket连接时，默认的socket连接都为阻塞模式。在输入、输出操作完成之前，该函数所在的线程会一直处于等待状态，后续的执行函数因阻塞而不能返回相应的值。例如调用返回函数return（）时，应用程序先检查数据是否完备，若数据不完整，则该线程就会处于等待状态，一直阻塞等待。为避免这种情况，一般创建Socket连接时，设置成非阻塞模式，设定一定的等待时间，进行超时判断。一般非阻塞模式套接比较难控制，笔者参考《Windows网络编程技术》和微软发布的MSDN帮助系统，做了如下改进：

设置一个时钟，当操作时间超过设定值，就触发一个超时命令，终止当前操作。使用VC++自带的时钟设置计时器，通过WM_TIMER回传消息，涉及这个过程的主要函数有： SetTimer（）、OnMessagePending（）和CancelBlockingCall（）。

4 结束语

上述几点是建设发射机房运行监控系统中常见的关键技术难题，及解决方案，该方案的所有代码都在VC++中调试通过，并且在实际应用中实现可靠、稳定运行。

参考文献：

[1] 胡鸣. Windows网络编程技术[M].科学出版社， 2008.

[2] 梁伟.Visual C++网络编程经典案例详解[M].清华大学出版社， 2010.

[3] 孙鑫，余安萍.VC++深入详解[M].电子工业出版社，2004.

[4] 习玄辉， 发射台机房运行监控系统的设计和应用[J].广播与电视技术，2013，40（1）：91-93.