基于微服务架构的无线电接收机系统

摘要

本发明涉及一种基于微服务架构的无线电接收机系统，包括主控服务模块，用于检查持久化配置，并检测系统进程，根据配置依次唤醒硬件服务模块；硬件服务模块，与所述的主控服务模块相连，还分别与外接的硬件设备相连，用于根据主控服务模块的调度控制管理外接的硬件设备。采用了本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统，将无线电监测接收机内部各松散的硬件弹性地粘合，使各服务模块具备松耦合、可伸缩扩展的特性。本发明适用于无线电监测接收机的研发，从无线电监测任务分解、调度到设备工作状态维护，以及监测数据的处理、观测、存储、提取等方面，与微服务、边缘计算相结合，不局限于常规硬件编程，提升了开发维护的敏捷度与硬件资源利用率。

权利要求

1.一种基于微服务架构的无线电接收机系统，其特征在于，所述的系统包括：主控服务模块，用于检查持久化配置，并检测系统进程，根据配置依次唤醒硬件服务模块；

硬件服务模块，与所述的主控服务模块相连，还分别与外接的硬件设备相连，用于根据主控服务模块的调度控制管理外接的硬件设备；

所述的硬件服务模块包括：

LED控制服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理无线电接收机的工作信号指示灯；

外接GPS服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理外接串口GPS设备；

基站解调板卡控制服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理USB3.0解调板卡；

监测数字板卡驱动服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理监测板卡；

所述的系统还包括：

FTP文件存储服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理SD卡存储、本地路径存储和远程路径存储；

持久化数据库服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理持久化配置和任务状态。

2.根据权利要求1所述的基于微服务架构的无线电接收机系统，其特征在于，所述的LED控制服务模块、外接GPS服务模块、基站解调板卡控制服务模块及监测数字板卡驱动服务模块均通过长延时心跳机制与主控服务模块保持通信。

3.根据权利要求1所述的基于微服务架构的无线电接收机系统，其特征在于，所述的硬件服务模块被主控服务模块唤醒后，若外接的硬件设备工作异常，则对应的硬件服务模块以低频率心跳机制保持静默。

4.根据权利要求1所述的基于微服务架构的无线电接收机系统，其特征在于，所述的主控服务模块自启动后唤醒硬件服务模块的顺序依次为LED控制服务模块、外接GPS服务模块、基站解调板卡控制服务模块和监测数字板卡驱动服务模块。

5.根据权利要求1所述的基于微服务架构的无线电接收机系统，其特征在于，所述的持久化数据库服务模块在主控服务模块自启动前进行自启动，所述的主控服务模块自启动后检查持久化数据库服务模块的配置。

6.根据权利要求1所述的基于微服务架构的无线电接收机系统，其特征在于，所述的主控服务模块包括websercie接口、restful接口和TCP数据通道，通过所述的websercie接口、restful接口和TCP数据通道与外部网络相连。

7.根据权利要求1所述的基于微服务架构的无线电接收机系统，其特征在于，所述的主控服务模块支持实现中频谱分析FFT、ITU测量、调制模式识别、日报占用度统计、底噪自适应分析、移动距离触发采集、多频段扫描控制、数据特定格式封装及设备状态管理。

说明书

基于微服务架构的无线电接收机系统

技术领域

[0001] 本发明涉及无线电领域，尤其涉及无线电监测领域，具体是指一种基于微服务架构的无线电接收机系统。

背景技术

[0002] 随着经济发展，越来越多的台站、基站建设，无线电监测业务的需求也逐步提升，对无线电监测接收机的指标要求也越来越高：更大中频带宽、高扫描速度，ADS‑B航空监测、AIS水上监测、移动通信基站信息解码、数字电视信号解码、多路DDC分析、调制识别、多用户多任务等特定增强型监测业务需求也日益凸出。传统超外差接收机、零中频接收机已不能完全满足日益增长的监测业务需求，需要一种能够快速迭代、敏捷开发的替代方案，由此一种基于微服务架构的无线电接收机软件设计思维应运而生。它打破了常规硬件编程思维，以模块化、服务化的方式进行管理无线电接收机各功能部件，避免了常规无线电接收机缓慢的编译、烧写、调试过程；以拓展的思维应对无线电接收机改造升级的需求，以微服务思想管理运维无线电接收机，以基于http的webservice、restful网络协议接口对外进行交互，使无线电接收机能够快速适用于各种特定应用场景。

发明内容

[0003] 本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足耦合度低、资源利用率高、适用范围较为广泛的基于微服务架构的无线电接收机系统。

[0004] 为了实现上述目的，本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统如下：

[0005] 该基于微服务架构的无线电接收机系统，其主要特点是，所述的系统包括：

[0006] 主控服务模块，用于检查持久化配置，并检测系统进程，根据配置依次唤醒硬件服务模块；

[0007] 硬件服务模块，与所述的主控服务模块相连，还分别与外接的硬件设备相连，用于根据主控服务模块的调度控制管理外接的硬件设备；

[0008] 所述的硬件服务模块包括：

[0009] LED控制服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理无线电接收机的工作信号指示灯；

[0010] 外接GPS服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理外接串口GPS设备；

[0011] 基站解调板卡控制服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理USB3.0解调板卡；

[0012] 监测数字板卡驱动服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理监测板卡。

[0013] 较佳地，所述的系统还包括：

[0014] FTP文件存储服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理SD卡存储、本地路径存储和远程路径存储；

[0015] 持久化数据库服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理持久化配置和任务状态。

[0016] 较佳地，所述的LED控制服务模块、外接GPS服务模块、基站解调板卡控制服务模块及监测数字板卡驱动服务模块均通过长延时心跳机制与主控服务模块保持通信。

[0017] 较佳地，所述的硬件服务模块被主控服务模块唤醒后，若外接的硬件设备工作异常，则对应的硬件服务模块以低频率心跳机制保持静默。

[0018] 较佳地，所述的主控服务模块自启动后唤醒硬件服务模块的顺序依次为LED控制服务模块、外接GPS服务模块、基站解调板卡控制服务模块和监测数字板卡驱动服务模块，所述的持久化数据库服务模块。

[0019] 较佳地，所述的持久化数据库服务模块在主控服务模块自启动前进行自启动，所述的主控服务模块自启动后检查持久化数据库服务模块的配置。

[0020] 较佳地，所述的主控服务模块包括websercie接口、restful接口和TCP数据通道，通过所述的websercie接口、restful接口和TCP数据通道与外部网络相连。

[0021] 较佳地，所述的主控服务模块支持实现中频谱分析FFT、ITU测量、调制模式识别、日报占用度统计、底噪自适应分析、移动距离触发采集、多频段扫描控制、数据特定格式封装及设备状态管理。

[0022] 采用了本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统，将无线电监测接收机内部各松散的硬件弹性地粘合起来，使各服务模块具备松耦合、可伸缩扩展的特性。本发明适用于无线电监测接收机的研发，从无线电监测任务分解、调度到设备工作状态维护，以及监测数据的处理、观测、存储、提取等方面，与微服务、边缘计算相结合，不局限于常规硬件编程，提升了开发维护的敏捷度与硬件资源利用率。

附图说明

[0023] 图1为本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统的组成及功能示意图。

[0024] 图2为本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统的配置管理示意图。

[0025] 图3为本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统的服务启动时序图。

[0026] 图4为本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统的实施例的Linux系统docker容器部署运行示意图。

[0027] 图5为本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统的实施例的windows系统tomcat容器部署运行示意图。

[0028] 图6为本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统的实施例的边缘计算示意图。

[0029] 图7为本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统的实施例的ME208无线电接收机图。

具体实施方式

[0030] 为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

[0031] 本发明的该基于微服务架构的无线电接收机系统，其中包括：

[0032] 主控服务模块，用于检查持久化配置，并检测系统进程，根据配置依次唤醒硬件服务模块；

[0033] 硬件服务模块，与所述的主控服务模块相连，还分别与外接的硬件设备相连，用于根据主控服务模块的调度控制管理外接的硬件设备；

[0034] 所述的硬件服务模块包括：

[0035] LED控制服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理无线电接收机的工作信号指示灯；

[0036] 外接GPS服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理外接串口GPS设备；

[0037] 基站解调板卡控制服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理USB3.0解调板卡；

[0038] 监测数字板卡驱动服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理监测板卡。

[0039] 作为本发明的优选实施方式，所述的系统还包括：

[0040] FTP文件存储服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理SD卡存储、本地路径存储和远程路径存储；

[0041] 持久化数据库服务模块，与所述的主控服务模块相连，用于管理持久化配置和任务状态。

[0042] 作为本发明的优选实施方式，所述的LED控制服务模块、外接GPS服务模块、基站解调板卡控制服务模块及监测数字板卡驱动服务模块均通过长延时心跳机制与主控服务模块保持通信。

[0043] 作为本发明的优选实施方式，所述的硬件服务模块被主控服务模块唤醒后，若外接的硬件设备工作异常，则对应的硬件服务模块以低频率心跳机制保持静默。

[0044] 作为本发明的优选实施方式，所述的主控服务模块自启动后唤醒硬件服务模块的顺序依次为LED控制服务模块、外接GPS服务模块、基站解调板卡控制服务模块和监测数字板卡驱动服务模块，所述的持久化数据库服务模块。

[0045] 作为本发明的优选实施方式，所述的持久化数据库服务模块在主控服务模块自启动前进行自启动，所述的主控服务模块自启动后检查持久化数据库服务模块的配置。

[0046] 作为本发明的优选实施方式，所述的主控服务模块包括websercie接口、restful接口和TCP数据通道，通过所述的websercie接口、restful接口和TCP数据通道与外部网络相连。

[0047] 作为本发明的优选实施方式，所述的主控服务模块支持实现中频谱分析FFT、ITU测量、调制模式识别、日报占用度统计、底噪自适应分析、移动距离触发采集、多频段扫描控制、数据特定格式封装及设备状态管理。

[0048] 本发明的具体实施方式中，公开了一种系统设计发明及应用，基于微服务架构单一职责、自治、技术异构的设计理念，使用不同编程语言、不同平台开发无线电监测接收机服务系统。

[0049] 基于微服务架构的无线电接收机设计及应用，涉及无线电领域，运行在无线电监测接收机中，以自研接收机ME208为例，与常规嵌入式系统架构无线电接收机相比，具有以下特点：

[0050] (一)基于微服务架构设计研发，具备多个职责单一的服务模块。在ME208无线电监测接收机中，包含主控服务模块、LED控制服务模块、外接GPS服务模块、基站解调板卡控制服务模块、监测数字板卡驱动服务模块、FTP文件存储服务模块、持久化数据库服务模块等。各服务模块低耦合，独立运行却能够在主控服务调度下协同工作，共同调度无线电接收机硬件资源。

[0051] (二)主控服务模块检查持久化配置，并检测系统进程，根据配置唤醒LED控制服务、外接GPS服务、基站解调板卡控制服务、监测数字板卡驱动服务等。各服务模块高度自治，由主控服务主动唤醒后，若某一硬件模块工作异常，对应服务以低频率心跳模式保持静默，占用较少系统资源。

[0052] 如图3所示，主控服务自启动后，根据图2所示配置管理依次唤醒各专用模块服务，服务职责单一。LED控制服务模块负责管理无线电接收机工作信号指示灯，外接GPS服务模块负责管理外接串口GPS设备，基站解调版卡控制服务模块负责管理解调板卡，监测数字板卡驱动服务模块负责管理监测板卡。各服务模块通过长延时心跳机制与主控服务模块保持通信。若某一设备故障，则对应的管控服务模块将以低频率心跳机制，保持静默。

[0053] (三)各服务模块不局限特定语言及开发平台，而是根据需要灵活设计开发，可在Linux、Windows系统平台部署运行，具备技术异构、敏捷开发、灵活扩展的特性。

[0054] 本发明的实施例中，GPIO端口控制采用C++快速开发32位LED控制服务；使用java开发64位主控服务。不局限于运行部署平台，使用docker、tomcat等容器在Linux或Windows操作系统上部署运行。

[0055] 系统的技术异构，基于java、C++开发，包含32位、64位程序，具备跨平台部署特点，如图4所示，在Linux系统下采用docker容器部署运行。如图5所示，在Windows系统下采用tomcat容器部署运行。

[0056] (四)针对无线电监测计算统计类业务，充分利用硬件资源的边缘计算能力，如图6所示。将中频谱分析(快速傅里叶变换)、ITU测量、调制模式识别、日报占用度统计、基于GPS坐标间距抽样数据采集、多频段扫描等统计与控制类业务，从常规DSP硬件编程中释放至工控机中。

[0057] 使无线电监测接收机功能扩展开发以更加快速的方式实现，提高了算法验证、硬件调试的便捷性。接收机硬件编程功能不涉及复杂业务，交互接口不涉及基于http的webService、restful等协议，职责单一易于稳定实现。

[0058] 采用了本发明的基于微服务架构的无线电接收机系统，将无线电监测接收机内部各松散的硬件弹性地粘合起来，使各服务模块具备松耦合、可伸缩扩展的特性。本发明适用于无线电监测接收机的研发，从无线电监测任务分解、调度到设备工作状态维护，以及监测数据的处理、观测、存储、提取等方面，与微服务、边缘计算相结合，不局限于常规硬件编程，提升了开发维护的敏捷度与硬件资源利用率。

[0059] 在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。