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我国首颗微重力科学试验卫星实践十号卫星将

搭载 19 个科学实验项目载荷设备进行空间科学实

验， 这些载荷设备主要用于在空间开展微重力科学

和空间生命科学实验。 为保证卫星在空间环境中科

学实验任务的可行性、有效性、可靠性，需要进行一

系列的地面匹配实验。 为保证载荷性能能够达到预

期目标，需要在地面进行大量的地基实验，根据地基

的实验数据，分析实验过程、得出实验结果，为空间

科学实验提供过程控制依据。

文中所实现的数据管理系统的功能是在地基实

验中对实验装置进行测试、实验数据进行存储、统计

和分析，实现实验过程中实验数据的实时监控、实验

数据的统计分析、实验参数的修改、实验查询和结果

直观显示等任务需求。 在实践十号卫星载荷设备的

地面匹配实验和后续的实验数据统计分析中， 本数

据管理系统发挥了重要的作用。 1 系统介绍

数据管理系统原理如图 1 所示。 该数据管理系

统针对 7 台载荷设备实验数据的管理而设计， 是载

荷设备地面实验的数据管理的核心系统。 数据管理

系统由一台运行数据管理软件的计算机实现。 通过

数据管理软件， 计算机通过串口接收到执行系统发

送的实验数据源码， 并对实验数据源码进行解析处

理。 控制系统实现对载荷设备实验流程的控制，根据

基于 MySQL 的数据管理系统设计与实现

苟文博 1，2，于 强 1 （1.中国科学院国家空间科学中心 北京 100190；2.中国科学院大学 北京 100049）

摘要： 为解决实践十号卫星有效载荷地面实验过程中实验数据统一管理的问题， 文中设计了基于

MySQL 的数据管理平台。 针对实验装置本身的特点提出了一种数据管理方法，采用 MySQL 数据库

存储解析后的实验数据，实现实验装置地面实验过程的监控以及实验数据的查询统计分析，以图线

和表格两种方式显示查询结果。实验结果表明，该数据管理系统能够精确解析实验数据，方便实验人

员查询分析实验数据、修改解析参数。

关键词： 数据管理系统； 数据解析； 数据库； C#

中图分类号： TN02 文献标识码： A 文章编号： 1674-6236（2017）06-0062-04

Design and implementation of data management system based on MySQL

GOU Wen-bo1，2，YU Qiang1 （1. National Space Science Center， Chinese Academy of Sciences， Beijing 100190，China； 2.University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049，China）

Abstract: In order to solve the problem of the unified management of experimental data of SJ -10

payload in the experiment on ground， the Data Management Platform based on C# is designed.

According to the characteristics of the experiment facility， it puts forward a method of data management

and adopts MySQL to store the data. The Data Management System can monitor the ground experiment

process of experiment and realizes the query and statistics analysis of experimental data， using chart and

form to show query results. Experimental results show that this Data Management System can accurately

analyze the experimental data and it is convenient for experimental staff to query and analyze the

experimental data and modify the analytical parameters.

Key words: data management system； data parsing； database； C#

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万方数据

设置的时间发送控制指令至执行系统。 控制系统根

据通讯协议将接收到的控制指令解析成相应的控制

信号， 然后将控制信号转换成驱动信号发送至执行

系统，执行结果由传感器反馈给计算机。 2 功能设计

数据管理系统软件具有 3 大功能模块： 实验数

据解析、实验数据存储和实验数据统计分析，如图 2

所示。该系统采用 Visual studio 2010 作为开发平台，

使用 C# 语言实现。 Visual studio 2010 的集成开发环

境更为人性化，可视化的控件编程更为方便[1]。 C# 是

微软公司开发的一种面向对象的、安全的、稳定的、

并且代码简洁的高级程序设计语言， 它运行于.NET

Framework 之上， 通过使用.NET 中的大量类库来进

行编程[2]。

2.1 实验数据解析

实验数据解析模块包括两个子功能： 数据解析

和解析参数管理。 1） 数据解析

数据解析是将接收到的数据包中的实验数据源

码， 按照通讯协议解析成能够表示执行系统当前状

态的实际物理值，便于实验人员理解和观察，保证数

据的可读性。

数据解析内容可分为 3 类，分别是通讯性能、机

构运行状态、模拟量采集。 其中通讯性能包括 RS422

接口模块复位/使能、接收复位计数器、数据包发送

间隔等； 机构运行状态主要包括电机运行、 开关控

制、针阀控制等状态，例如电机运行速度、电机运行

方式、PID[3-4]参数、风扇状态、LED 开闭状态、CCD 开

闭状态等； 模拟量采集包括 AD976 模拟量采集和

DS18B20 模拟量采集， 可以实时反馈实验过程中电

压值和温度值。 2） 解析参数管理

数据包中数据源码进行解析时， 需查询热电偶

分度表中对应的解析参数， 热电偶分度表存储于

MySQL 数据库中。为了便于解析参数的统一管理，该

系统建立了解析参数管理的可视界面， 实验人员可

根据需求变化手动修改热电偶分度表中的解析参

数，包括解析参数的查询、添加、修改和删除操作。

2.2 实验数据存储

实验数据存储模块包括两个子功能： 实时存储

和离线存储。 实时存储是指将通过串口实时采集到

的实验过程中实验数据源码经过解析后存储于数据

库中，并添加当前解析的日期、时间信息。 执行系统

（FPGA）[5]以键-值的形式返回数据，每秒钟发送一个

数据包，键-值对均为单字节十六进制数据。

实验载荷设备进行异地调试、匹配实验时，实验

数据源码以.bin 和.txt 文件格式存储。 为了将实验数据

统一管理和分析、防止实验数据丢失，数据管理系统

设计还可实现离线存储，即将.bin 和 txt 文件中实验

数据原码进行解析，将解析后的数据存储于数据库中。

2.3 实验数据统计分析

实验数据存统计分析模块包括两个子功能：实

验数据查询和实验数据通用统计。实验人员可选择载

荷设备、实验起止的日期时间、要查询的物理量、数据

查询范围和读数间隔，进行直观的实验数据查询。 其中，

物理量可进行多选及批量选择，由于物理量较多，且

对于不同载荷相同的物理量具有不同意义，实验人员

可选择自己关注的物理量进行查询。数据查询范围可

实现一个或两个某物理量在一定数据范围内的查

询。 根据查询结果，实验人员可进行实验数据通用统

计，包括统计数据最大值、最小值、平均值和方差值。 图 3 数据包接收格式 图 1 数据管理系统原理图

图 2 数据管理系统功能模块图

图 4 交互