系統集成接口技術及實施過程

薛競翔 劉帥 從明 游家興

摘要：集成系統一般包含多個分系統，但各分系統的數據格式和運行環境存在一定程度上的差異，這也增加了集成多種分系統的難度。而數據接口在無需過多關注底層系統的數據格式和運行環境等細節問題，就可獲取各分系統的實時數據信息。接口技術為不同系統互聯互通提供了解決手段，也為人們基于系統整體局勢做出正確操作和決策提供了基礎支撐[1]。

關鍵詞：接口技術;系統集成;實施過程

中圖分類號：TP311.52文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）14-0104-01

1引言

通信接口技術是系統集成的重要組成部分。通信接口技術有效解決了集成系統中由于各分系統采用不同信息控制單元而使全局信息難以綜合的實際問題[2]。

本文首先介紹信息化集成系統中各分系統大量使用的接口的形式，隨后概括系統集成中接口實施過程，最后提出對接口技術發展趨勢的思考。

2物理通信接口

系統集成領域能夠選擇的通信接口非常多，比較常見有如下幾種：以太網、USB、無線等。

2.1以太網。集成系統中的設備大多都配有以太網接口，通過以太網接口將設備連接至路由器與局域網，因局域網類型較多，以太網接口可細分為RJ-45、AUI、ATM、光纖接口等。以太網接口因具有高速傳輸、多點通訊、靈活組網、不限制傳輸距離等優勢，成為目前使用最為廣泛的通訊接口之一。

2.2 USB。USB作為另一種常用接口，廣泛應用于系統集成領域。信號通過接口是串行傳輸的，通過接口可對設備內的數據進行存儲，設備也可通過USB接口讀取識別外部輸入信息，USB接口還能夠進行二次開發。目前筆記本電腦已廣泛使用傳輸速度更快的USB3.0接口，但在傳統的系統集成領域，受系統結構和功能等影響一般仍使用USB2.0接口[3]。

2.3無線。無線接口將網絡節點和終端進行連接實現信息傳遞。無線接口在某些應用場景下取代有線接口，逐漸成為系統集成領域一種重要的通信接口形式。很多儀器設備內部均已內置了802.11無線接口，集成過程中將儀器與無線路由進行連接，或連接到手機等終端的WIFI熱點形成組網。無線接口具有傳輸快、無實體線連接等特點。

3接口實施

接口實施屬于系統集成建設的組成部分，為了使接口實施過程更加有序，在實施前后及實施過程中都需要遵循相應的流程。

3.1接口實施概述。

（1）設計階段。

①系統集成需求和系統設計。規劃出集成系統中各個分系統之間的連接關系，并確定所需的主要接口。

②接口需求分析和初步設計。根據所需接口進一步確定接口形式、數量、物理特性及性能指標，并將需求分析規范地描述出來。

③聯絡廠商。根據初步設計方案，與相關廠商對接口的設計、實施及驗收運維進行全面的交流，劃分相關階段的建設任務。

④接口詳細設計。對初步設計方案中的不足之處進行調整，最終出具接口的詳細設計方案。

（2）實施階段。

①接口模擬測試。利用模擬接口對端的方法對接口進行功能和性能測試，以確保正式實施過程中接口可以正常使用，滿足系統集成的相關要求。

②接口安裝。將需要集成的分系統的設備接口進行物理連接。

③接口調試。在調試前應該檢查接線是否正確、安裝是否規范，然后才可上電調試。并根據接口相關說明，對接口的指標、功能進行逐項檢驗，必要時可擴展接口單體調試的范圍和內容。

④系統調試。在調試完各接口后，需要對系統進行整體調試。關注系統中與接口相關的功能是否完善，指標是否正常。對系統的整體調試也是對接口在動態傳輸中進行檢驗。

（3）驗收、運維階段。接口作為集成系統的一部分，將統一納入集成系統的驗收和運維。

3.2接口失效防治。信息化集成系統設備種類繁多、信息結構復雜，接口的承受能力相對脆弱，導致接口失效的原因有很多，其中比較典型的有連通性問題、功能完備性問題、傳輸穩定性問題。

但整個信息化集成系統行業缺乏統一標準、無法對系統進行充分評估，導致系統整體可靠性無法估測。為了使接口的可靠性和穩定性能得以保障，可從預防、診斷、容錯、糾錯等方面入手，通過一系列方法來實現和提高。

對于接口失效的問題，可從以下幾個方面進行防治：

（1）首先要采用傳輸性能良好的介質，可以降低外界環境對傳輸過程的干擾，并可以減少電信號的衰減。

（2）對接口采用隔離措施，即確保各個接口在進行聯通多個系統時，其他設備、系統運行出現故障時不影響自身正常工作，具體措施主要有電氣隔離和通信隔離。

（3）提高接口軟件健壯性，盡可能使用技術相對成熟的接口軟件?？梢詫鬏斶^程中各種異常狀況進行很好的應對，做到準確識別和過濾非法操作。

4接口技術發展趨勢

未來接口技術的一大主流趨勢就是形成統一的接口標準。不同廠商生產的通信接口相互之間兼容性差，與上層的管理軟件之間又缺乏直接的通信方式，因此通信規范問題成為了制約集成系統突破現有集成規模的瓶頸，急需發展一種更統一的接口標準為不同廠商生產的軟硬件提供系統集成與數據交換的途徑。

結語：接口為集成系統中各子系統互聯互通、協同工作提供了底層技術基礎，在系統集成建設中發揮了重要作用。本文從常見接口、接口協議、接口實施及接口技術的發展趨勢等方面對接口技術進行闡述，對系統集成的接口設計和應用具有指導意義和參考價值。

參考文獻：

[1]王琦，王家隆，李成功，et al. 空管系統集成驗證環境架構設計[J]. 指揮信息系統與技術，2019，010（001）：26-31.

[2]汪躍，唐志軍，章邢，et al. 分布式態勢模擬訓練系統關鍵技術及解決方案[J]. 指揮信息系統與技術，2019，010（004）：22-26.

[3]江正戰. 串行通信接口標準RS-423/422/485及其應用[J]. 電子技術應用，1994（9）：26-29.

作者簡介：薛競翔（1978—），男，高級工程師，研究方向為指揮信息系統總體論證、軍民用指揮所集成建設、技術攻關等工作。

劉帥（1993—），男，助理工程師，研究方向為指揮信息系統集成。