大口径射电望远镜天文观测与监控软件系统架构设计
Abstract
奇台<sc>110 m</sc>口径全可动射电望远镜波段覆盖范围宽、科学目标广、配备设备种类多, 在天文观测中不仅需要协调、控制和监视各类观测设备, 还需要在高精度观测中实时校准和调整设备, 所以天文观测与监控软件系统的顶层设计对实现科学观测尤为重要. 随着望远镜设备增多, 控制与监视的节点数增加, 观测系统变得非常复杂, 传统的集中式控制系统已不能满足系统要求. 本文提出一种基于消息队列中间件ZeroMQ和序列化通信的天文观测与监控软件体系架构. 该架构由用户交互系统、动态调度、协调中心、健康管理、数据处理、本地控制和硬件等系统组成. 其中, 协调中心作为软件系统的核心, 以往大多数研究强调如何调度观测任务的序列而不是不同系统之间的任务调度. 本文涉及的协调中心, 通过任务管理、多线程和消息缓存等方法, 使天文观测系统成为一个有机的整体. 架构设计基于分布式设计模式, 结合层次结构、设计模式和微服务设计思想, 使系统具有更好的跨平台和自动化的性能要求.
