CN101841518A - 一种不同主机之间的数据传输系统 - Google Patents

一种不同主机之间的数据传输系统 Download PDF

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本发明涉及一种不同主机之间的数据传输系统,操作站的业务应用单元通过传输前置端与服务器的后台处理模块进行通信;服务器的后台处理模块通过传输服务端与操作站的业务应用单元进行通信;每一个传输前置端与多个传输服务端进行交互,每一个传输服务端与多个传输前置端进行交互;传输前置端和传输服务端的内部结构一致,从底向上划分为硬件层、通信层、协议层与接口层;每个层次都被上层调用,接口层被协议使用者调用;每个层次都向上层返回信息,接口层向协议使用者返回信息;在组织形式、工作方式、功能类型等方面都具有良好的可扩展性,可以满足多种类型的地震数据采集系统的需求。

Description

一种不同主机之间的数据传输系统
技术领域
本发明涉及一种地震数据采集系统不同主机之间的监控信息和采集数据传输的数据传输系统。
背景技术
目前,在国际和国内普遍使用的地震数据采集系统均为国外产品,代表性产品包括法国Sercel公司的408UL地震数据采集系统、美国IO公司的Scorpion地震数据采集系统等。这些商用地震数据采集系统的设计和实现各不相同,但都在仪器车上安装有类似中央处理单元这样的主控系统。这类主控系统往往由多台主机组成,有的进行核心的数据处理等工作,有的提供与操作员交互的操作平台。在地震数据采集系统工作的过程中,这些主机之间存在着大量的监控信息及采集数据的传输。传输所采用的方法与系统架构、组件部署以及业务逻辑密切相关,是地震数据采集系统正常与高效工作的关键环节之一。在商用系统中,这种传输方法是核心的保密内容。
发明内容
本发明的目的在于对地震数据采集系统的不同主机之间监控信息及采集数据的传输进行规范,提供灵活高效的传输机制、完整并可扩展的协议设计以及稳定实用的实现,以满足地震数据采集系统不同主机之间的这种传输需求。
本发明所述的不同主机之间的数据传输系统由地震数据采集系统的多台主机按照功能划分为操作站与服务器构成;
基本传输框架是由操作站的传输前置端与服务器的传输服务端两部分组成;操作站的业务应用单元通过传输前置端与服务器的后台处理模块进行通信;服务器的后台处理模块通过传输服务端与操作站的业务应用单元进行通信;根据地震数据采集系统的架构,设置多个操作站和多个服务器,每一个传输前置端与多个传输服务端进行交互,每一个传输服务端与多个传输前置端进行交互。从这个角度来看,基本传输框架是比较灵活的,具有较高的可扩展性。
传输前置端和传输服务端的内部结构一致,从底向上划分为硬件层、通信层、协议层与接口层;硬件层负责与传输相关的物理实现;通信层负责与网络通信相关的具体工作,提供连接、数据发送与接收等功能;协议层负责与协议处理相关的具体工作,提供对各类协议包的封装与解析、对协议流程的控制功能;每个层次都被上层调用,接口层被协议使用者调用;每个层次都向上层返回信息,接口层向协议使用者返回信息。
本发明提供了完整并可扩展的协议定义。
1)协议组织形式
本发明由组合原语与独立原语两类原语组成;组合原语由多个原语组合而成,通常包含头包、尾包、多个中间包、阶段性报告包。
2)协议工作方式
包括命令/响应方式、查询/结果方式、状态/异常报告方式。
3)协议功能类型
针对地震数据采集过程中操作站与服务器之间的传输需求,本发明抽象总结出13组子协议,包括连接管理协议、系统控制台协议、测网设计协议、站单元布局协议、接收排列设计协议、建立排列协议、排列查看协议、测试协议、采集管理协议、绘图管理协议、地震数据管理协议、资源信息管理协议及其它协议,能够覆盖各类传输需求。具体如下:
3.1)连接管理协议
连接管理协议完成客户端与服务器端建立连接与连接响应等任务。其包括连接请求、确认在线请求等六种协议包类型。
3.2)系统控制台协议
系统控制台协议完成系统控制台各项操作与服务器相应模块通讯。其包括获取服务器CPU信息、获取服务器内存信息等五十一种协议包类型。
3.3)测网设计协议
测网设计协议完成测网设计各项操作与服务器相应模块通讯。其包括获取所有检波器类型、添加检波器类型等三十一种协议包类型。
3.4)站单元布局协议
站单元布局协议完成站单元布局各项操作与服务器相应模块通讯。其包括获取所有定位标记、添加一个定位标记等三十二种协议包类型。
3.5)接收排列设计协议
接收排列设计协议完成接收排列设计各项操作与服务器相应模块通讯。其包括获取绝对排列信息、添加绝对排列等四十种协议包类型。
3.6)建立排列协议
建立排列协议完成建立排列各项操作与服务器相应模块通讯。其包括建立排列、取消排列、建立排列应答、取消排列应答四种协议包类型。
3.7)排列查看协议
排列查看协议完成排列查看各项操作与服务器相应模块通讯。其包括获取查看参数、设置查看参数、排列查看、返回查看参数等九种协议包类型。
3.8)测试协议
测试协议完成测试各项操作与服务器相应模块通讯。其包括获取参数模板信息、删除测试模板等二十五种协议包类型。
3.9)采集管理协议
采集管理协议完成采集管理各项操作与服务器相应模块通讯。其包括获取处理类型参数模板信息、获取噪声编辑参数模板信息等四十九种协议包类型。
3.10)绘图管理协议
绘图管理协议完成绘图管理各项操作与服务器相应模块通讯。其包括获取绘图参数模板、获取图头参数等二十四种协议包类型。
3.11)地震数据管理协议
地震数据协议管理完成地震数据管理各项操作与服务器相应模块通讯。其包括获取主存储设备参数、获取临时存储设备参数等二十四种协议包类型。
3.12)资源信息管理协议
资源信息管理协议完成资源信息管理各项操作与服务器相应模块通讯。其包括获取工区参数、修改工区参数等十三种协议包类型。
3.13)其它协议
其它协议完成上面十二类中不包含的各项操作与服务器的通讯。其包括启动微震监视、上电等十二种协议包类型。
4)协议的可扩展性。
本发明在组织形式、工作方式、功能类型等方面都具有良好的可扩展性。
本发明提供了稳定实用的具体实现。
1)C++实现,高效、简洁。
2)封装为库,使用方便。
3)跨平台,支持Linux、Solaris、Windows系列的操作系统。
6.发明的效果
本发明针对地震数据采集系统的不同主机之间监控信息及采集数据的传输需求而产生,可以满足多种类型的地震数据采集系统的需求,并且具有良好的可扩展性,在国内属于首创。目前,本发明已在我国自主研发的地震数据采集系统中使用,从目前的应用效果看,很好地满足了我国自主研发的地震数据采集系统的需求。
附图说明
图1:基本传输框架图。
图2:传输前置端与传输服务端的逻辑结构图。
图3:传输建立流程。
图4:命令/响应方式工作流程。
图5:查询/结果方式工作流程。
图6:状态/异常报告方式工作流程。
具体实施方式
本发明适应于各种复杂的地震数据采集过程,其典型的工作流程可抽象为几个基本流程。
1)传输建立流程。
如第7节图三所示。具体流程如下所述。
1.1)传输前置端的上层应用发起传输建立请求。
1.2)传输前置端的接口层接收传输前置端的上层应用的传输建立请求,简单处理后将其传递给传输前置端的协议层。
1.3)传输前置端的协议层进行处理,组建传输建立请求包,并传递给传输前置端的通信层。
1.4)传输前置端的通信层将传输建立请求包按底层通信协议组包,并传递给传输前置端的硬件层进行实际传输。
1.5)传输前置端的硬件层进行相应处理后,将传输建立请求通过网络传送出去。
1.6)传输服务端的硬件层侦测数据到达后进行相应处理,并将数据传递给传输服务端的通信层。
1.7)传输服务端的通信层按底层通信协议解包并处理后,将传输建立请求包传递给传输服务端的协议层。
1.8)传输服务端的协议层按应用层协议解包并处理,得到传输建立请求,并传递给传输服务端的接口层。
1.9)传输服务端的接口层通知传输服务端的上层应用,并上传传输建立请求。
1.10)传输服务端的上层应用做出决策是否接受传输建立请求,产生传输建立响应。
1.11)传输服务端的接口层接收传输服务端的上层应用的传输建立响应,简单处理后将其传递给传输服务端的协议层。
1.12)传输服务端的协议层进行处理,组建传输建立响应包,并传递给传输服务端的通信层。
1.13)传输服务端的通信层将传输建立响应包按底层通信协议组包,并传递给传输服务端的硬件层进行实际传输。
1.14)传输服务端的硬件层进行相应处理后,将传输建立响应通过网络传送出去。
1.15)传输前置端的硬件层侦测数据到达后进行相应处理,并将数据传递给传输前置端的通信层。
1.16)传输前置端的通信层按底层通信协议解包并处理后,将传输建立响应包传递给传输前置端的协议层。
1.17)传输前置端的协议层按应用层协议解包并处理,得到传输建立响应,并传递给传输前置端的接口层。
1.18)传输前置端的接口层通知传输前置端的上层应用,并上传传输建立响应。
1.19)传输前置端的上层应用根据传输建立响应进行后续工作。
2)命令/响应方式工作流程
如第7节图四所示。具体流程如下所述。
2.1)传输前置端的上层应用发起命令调用。
2.2)传输前置端的接口层接收传输前置端的上层应用的命令调用,简单处理后将其传递给传输前置端的协议层。
2.3)传输前置端的协议层进行处理,根据命令的类型组建相应的命令包,并传递给传输前置端的通信层。
2.4)传输前置端的通信层将命令包按底层通信协议组包,并传递给传输前置端的硬件层进行实际传输。
2.5)传输前置端的硬件层进行相应处理后,将命令包通过网络传送出去。
2.6)传输服务端的硬件层侦测数据到达后进行相应处理,并将数据传递给传输服务端的通信层。
2.7)传输服务端的通信层按底层通信协议解包并处理后,将命令包传递给传输服务端的协议层。
2.8)传输服务端的协议层按应用层协议解包并处理,得到相应命令,并传递给传输服务端的接口层。
2.9)传输服务端的接口层通知传输服务端的上层应用,并上传命令。
2.10)传输服务端的上层应用执行命令的下一个待执行阶段(命令的执行过程被分为一至多个执行阶段)。
2.11)如果命令执行完毕,则进入到2.23。否则,进入到下一步骤。
2.12)传输服务端的上层应用产生命令执行阶段性报告响应。
2.13)传输服务端的接口层接收传输服务端的上层应用的命令执行阶段性报告响应,简单处理后将其传递给传输服务端的协议层。
2.14)传输服务端的协议层进行处理,组建命令执行阶段性报告响应包,并传递给传输服务端的通信层。
2.15)传输服务端的通信层将命令执行阶段性报告响应包按底层通信协议组包,并传递给传输服务端的硬件层进行实际传输。
2.16)传输服务端的硬件层进行相应处理后,将命令执行阶段性报告响应通过网络传送出去。
2.17)传输前置端的硬件层侦测数据到达后进行相应处理,并将数据传递给传输前置端的通信层。
2.18)传输前置端的通信层按底层通信协议解包并处理后,将命令执行阶段性报告响应包传递给传输前置端的协议层。
2.19)传输前置端的协议层按应用层协议解包并处理,得到命令执行阶段性报告响应,并传递给传输前置端的接口层。
2.20)传输前置端的接口层通知传输前置端的上层应用,并上传命令执行阶段性报告响应。
2.21)传输前置端的上层应用根据命令执行阶段性报告响应进行后续工作。
2.22)流程回到2.10。
2.23)传输服务端的上层应用产生命令执行结果响应。
2.24)传输服务端的接口层接收传输服务端的上层应用的命令执行结果响应,简单处理后将其传递给传输服务端的协议层。
2.25)传输服务端的协议层进行处理,组建命令执行结果响应包,并传递给传输服务端的通信层。
2.26)传输服务端的通信层将命令执行结果响应包按底层通信协议组包,并传递给传输服务端的硬件层进行实际传输。
2.27)传输服务端的硬件层进行相应处理后,将命令执行结果响应通过网络传送出去。
2.28)传输前置端的硬件层侦测数据到达后进行相应处理,并将数据传递给传输前置端的通信层。
2.29)传输前置端的通信层按底层通信协议解包并处理后,将命令执行结果响应包传递给传输前置端的协议层。
2.30)传输前置端的协议层按应用层协议解包并处理,得到命令执行结果响应,并传递给传输前置端的接口层。
2.31)传输前置端的接口层通知传输前置端的上层应用,并上传命令执行结果响应。
2.32)传输前置端的上层应用根据命令执行结果响应进行后续工作。
3)查询/结果方式工作流程
如第7节图五所示。具体流程如下所述。
3.1)传输前置端的上层应用发起查询请求。
3.2)传输前置端的接口层接收传输前置端的上层应用的查询请求,简单处理后将其传递给传输前置端的协议层。
3.3)传输前置端的协议层进行处理,生成相应数据结构,根据查询请求信息组建相应的查询请求包,并传递给传输前置端的通信层。
3.4)传输前置端的通信层将查询请求包按底层通信协议组包,并传递给传输前置端的硬件层进行实际传输。
3.5)传输前置端的硬件层进行相应处理后,将查询请求包通过网络传送出去。
3.6)传输服务端的硬件层侦测数据到达后进行相应处理,并将数据传递给传输服务端的通信层。
3.7)传输服务端的通信层按底层通信协议解包并处理后,将查询请求包传递给传输服务端的协议层。
3.8)传输服务端的协议层按应用层协议解包并处理,得到相应查询请求,并传递给传输服务端的接口层。
3.9)传输服务端的接口层通知传输服务端的上层应用,并上传查询请求。
3.10)传输服务端的上层应用根据情况执行查询,并产生查询结果(结果集或失败信息等)。
3.11)传输服务端的接口层接收传输服务端的上层应用的查询结果,简单处理后将其传递给传输服务端的协议层。
3.12)传输服务端的协议层进行处理,生成查询结果头包,并传递给传输服务端的通信层。
3.13)传输服务端的通信层将查询结果头包按底层通信协议组包,并传递给传输服务端的硬件层进行实际传输。
3.14)传输服务端的硬件层进行相应处理后,将查询结果头包通过网络传送出去。
3.15)传输前置端的硬件层侦测数据到达后进行相应处理,并将数据传递给传输前置端的通信层。
3.16)传输前置端的通信层按底层通信协议解包并处理后,将查询结果头包传递给传输前置端的协议层。
3.17)传输前置端的协议层按应用层协议解包并处理,发现是查询结果头包,因此修改相应数据结构,准备接收查询结果。
3.19)传输服务端的协议层生成查询结果中间包,并传递给传输服务端的通信层。
3.20)传输服务端的通信层将查询结果中间包按底层通信协议组包,并传递给传输服务端的硬件层进行实际传输。
3.21)传输服务端的硬件层进行相应处理后,将查询结果中间包通过网络传送出去。
3.22)传输前置端的硬件层侦测数据到达后进行相应处理,并将数据传递给传输前置端的通信层。
3.23)传输前置端的通信层按底层通信协议解包并处理后,将查询结果中间包传递给传输前置端的协议层。
3.24)传输前置端的协议层按应用层协议解包并处理,发现是查询结果中间包,因此根据相应数据结构和数据,进行组包。
3.25)传输服务端的协议层判断查询结果是否发送完成,如果没有完成,则转到3.19继续。
3.26)传输服务端的协议层判断查询结果已经发送完成,因此生成查询结果尾包,并传递给传输服务端的通信层。
3.27)传输服务端的通信层将查询结果尾包按底层通信协议组包,并传递给传输服务端的硬件层进行实际传输。
3.28)传输服务端的硬件层进行相应处理后,将查询结果尾包通过网络传送出去。
3.29)传输前置端的硬件层侦测数据到达后进行相应处理,并将数据传递给传输前置端的通信层。
3.30)传输前置端的通信层按底层通信协议解包并处理后,将查询结果尾包传递给传输前置端的协议层。
3.31)传输前置端的协议层按应用层协议解包并处理,判断是否是查询结果尾包。如果是查询结果尾包,则进入3.33。
3.32)传输前置端的协议层发现收到的不是查询结果尾包,则进行异常处理,之后进入3.34。
3.33)传输前置端的协议层根据相应数据结构和数据,完成组包。
3.34)传输前置端的接口层通知传输前置端的上层应用,并上传查询结果或其它信息。
3.35)传输前置端的上层应用根据查询结果或其它信息进行后续工作。
4)状态/异常报告方式工作流程
如第7节图六所示。具体流程如下所述。
4.1)传输服务端的上层应用在运行过程中产生状态/异常报告。
4.2)传输服务端的接口层接收传输服务端的上层应用的状态/异常报告,简单处理后将其传递给传输服务端的协议层。
4.3)传输服务端的协议层进行处理,组建状态/异常报告包,并传递给传输服务端的通信层。
4.4)传输服务端的通信层将状态/异常报告包按底层通信协议组包,并传递给传输服务端的硬件层进行实际传输。
4.5)传输服务端的硬件层进行相应处理后,将状态/异常报告通过网络传送出去。
4.6)传输前置端的硬件层侦测数据到达后进行相应处理,并将数据传递给传输前置端的通信层。
4.7)传输前置端的通信层按底层通信协议解包并处理后,将状态/异常报告包传递给传输前置端的协议层。
4.8)传输前置端的协议层按应用层协议解包并处理,得到状态/异常报告,并传递给传输前置端的接口层。
4.9)传输前置端的接口层通知传输前置端的上层应用,并上传状态/异常报告。
4.10)传输前置端的上层应用根据状态/异常报告进行后续工作。

Claims (4)

1.一种不同主机之间的数据传输系统,包括地震数据采集系统的多台主机按照功能划分为操作站与服务器,其特征在于:操作站的业务应用单元通过传输前置端与服务器的后台处理模块进行通信;服务器的后台处理模块通过传输服务端与操作站的业务应用单元进行通信;根据地震数据采集系统的架构,设置多个操作站和多个服务器,每一个传输前置端与多个传输服务端进行交互,每一个传输服务端与多个传输前置端进行交互;
传输前置端和传输服务端的内部结构一致,从底向上划分为硬件层、通信层、协议层与接口层;硬件层负责与传输相关的物理实现;通信层负责与网络通信相关的具体工作,提供连接、数据发送与接收等功能;协议层负责与协议处理相关的具体工作,提供对各类协议包的封装与解析、对协议流程的控制功能;每个层次都被上层调用,接口层被协议使用者调用;每个层次都向上层返回信息,接口层向协议使用者返回信息。
2.根据权利要求1所述的一种不同主机之间的数据传输系统,其特征在于:协议层协议组织形式为组合原语和独立原语两类原语组成;组合原语由多个原语组合而成,包含头包、尾包、多个中间包、阶段性报告包。
3.根据权利要求1所述的一种不同主机之间的数据传输系统,其特征在于:协议层协议工作方式包括命令/响应方式、查询/结果方式、状态/异常报告方式。
4.根据权利要求1所述的一种不同主机之间的数据传输系统,其特征在于:协议层协议功能定义,包括:
连接管理协议,包括连接请求、确认在线请求协议包,完成客户端与服务器端建立连接与连接响应等任务;
系统控制台协议,包括获取服务器CPU信息、获取服务器内存信息协议包,完成系统控制台各项操作与服务器相应模块通讯;
测网设计协议,包括获取所有检波器类型、添加检波器类型协议包,完成测网设计各项操作与服务器相应模块通讯;
站单元布局协议,包括获取所有定位标记、添加一个定位标记协议包,完成站单元布局各项操作与服务器相应模块通讯;
接收排列设计协议,包括获取绝对排列信息、添加绝对排列协议包,完成接收排列设计各项操作与服务器相应模块通讯;
建立排列协议,包括建立排列、取消排列、建立排列应答、取消排列应答协议包,完成建立排列各项操作与服务器相应模块通讯;
排列查看协议,包括获取查看参数、设置查看参数、排列查看、返回查看参数等九种协议包,完成排列查看各项操作与服务器相应模块通讯;
测试协议,包括获取参数模板信息、删除测试模板协议包,完成测试各项操作与服务器相应模块通讯;
采集管理协议,包括获取处理类型参数模板信息、获取噪声编辑参数模板信息等四十九种协议包,完成采集管理各项操作与服务器相应模块通讯;
绘图管理协议,包括获取绘图参数模板、获取图头参数协议包,完成绘图管理各项操作与服务器相应模块通讯;
地震数据协议管理,包括获取主存储设备参数、获取临时存储设备参数协议包,完成地震数据管理各项操作与服务器相应模块通讯;
资源信息管理协议,包括获取工区参数、修改工区参数协议包,完成资源信息管理各项操作与服务器相应模块通讯。
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