CN104022974B - 一种可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统和方法，属电报技术领域。该系统包括通信连接的计算机、通信单元、键控信号采集单元和电报键控设备，用于实时的采集、传输和存储多路键控设备的按键状态。所述键控信号采集单元包括：采集频率设定模块，信号采集模块；述通信单元包括：缓存计算模块，第一通信模块，缓存模块，第二通信模块；所述计算机包括：接收频率设定模块，第二数据包接收模块。通过动态设定采集设备的集频率和接收设备的接收频率，能够独立、动态的调整采集和接收频率以满足报务员训练系统中不同规模和质量需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统和方法，属于电报技术领域。
背景技术
在报务员组网训练的系统中，目前可提供接入36路、72路、144路、288路等不同规模的键控设备。实际应用表明，1000 /s（即1ms采样一次）采集频率基本能够不失真的还原出按键状态的方波信号，而采用2000 /s（即500us采样一次）采集频率可以达到比较好的效果。如果采用高频率（500us）采集，那么在接入键控设备较多的情况下（如288路），就将导致通信网络及计算机的负担急剧增加，以至于来不及处理频繁的通信和计算而导致无法正常的工作。而现有报务员训练系统中往往采用固定采集频率，很难满足不同规模、不同信号采集质量的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统和方法，以满足不同规模、不同信号采集质量的需求。
本发明的技术方案是：一种可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统，包括通信连接的计算机、通信单元、键控信号采集单元和电报键控设备，用于实时的采集、传输和存储多路键控设备的按键状态，其中，所述按键状态为开关量，分别用“0”表示第一状态和“1”表示第二状态，所述第一状态与第二状态互为相反状态。
所述键控信号采集单元包括： 采集频率设定模块，用于获取采集频率后，发送给通信单元；信号采集模块，用于按照所获取的采集频率采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信单元。
所述通信单元包括：缓存计算模块：用于当接收到的键控信号采集单元发送的采集频率或/和计算机发送的接收频率后，根据所述采集频率和接收频率计算所需缓存的第一数据包的个数n；第一通信模块，用于接收第一数据包；缓存模块，用于缓存第一数据包；第二通信模块，用于当第一数据包的缓存的个数达到计算所得的个数n后，封装n个第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络将n个第一数据包转发给计算机。
所述计算机包括：接收频率设定模块，用于获取接收频率后，发送给通信单元；第二数据包接收模块，用于解析和接收第二数据包得到第一数据包。
所述缓存计算模块是根据采集频率和接收频率的比例关系来计算需缓存的第一数据包的个数n的：采集频率为f1，接收频率为f2，则所需缓存的第一数据包的个数n=f1/f2，其中，n为大于0的整数。
所述第二数据包中除包括n个第一数据包外，至少还包第一数据包的个数n。
一种可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理方法，提供通信连接的计算机、通信单元、键控信号采集单元和电报键控设备，具体步骤为：
所述键控信号采集单元获取采集频率后，发送给所述通信单元；所述计算机获取接收频率后，发送给所述通信单元；所述通信单元接收到的键控信号采集单元发送的采集频率或/和计算机发送的接收频率后，根据所述采集频率和接收频率计算所需缓存的第一数据包的个数n；所述键控信号采集单元按照所获取的采集频率采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信单元；所述通信单元接收并缓存第一数据包；当第一数据包的缓存的个数达到计算所得的个数n后，封装n个第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络将n个第一数据包转发给计算机；所述计算机解析和接收第二数据包得到第一数据包。
所述通信单元根据采集频率和接收频率的比例关系来计算需缓存的第一数据包的个数n的：采集频率为f1，接收频率为f2，则所需缓存的第一数据包的个数n=f1/f2，其中，n为大于0的整数。
所述第二数据包中除包括n个第一数据包外，至少还包第一数据包的个数n。
本发明的有益效果是：通过动态设定采集设备的集频率和接收设备的接收频率，并根据采集频率和接收频率之间的关系来转换成所需缓存的第一数据包的个数，从而可以精确的将对缓存时间的计量通过转换为对缓存数据包的个数来进行计量，并进一步精准的控制了采集设备和接收设备对不同处理速度的匹配问题，能够独立、动态的调整采集和接收频率以满足报务员训练系统中不同规模、不同信号采集质量的需求；本发明将通信和计算的负担转换为对数据包的缓存数量的动态调整，从而有效的解决了大规模高频率的信号采集所存在的来不及处理的问题。
附图说明
图1是可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统实施例的硬件架构图；
图2是可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统实施例的功能结构框图；
图3是可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理方法实施例的流程框图；
图中：1-计算机、2-通信单元、3-键控信号采集单元，4-电报键控设备，11-接收频率设定模块，12-第二数据包接收模块，21-缓存计算模块，22-第一通信模块，23-缓存模块，24-第二通信模块，31-采集频率设定模块，32-信号采集模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
如图1所示，是本发明可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统实施例的硬件架构图。系统包括通信连接的计算机1、通信单元2、键控信号采集单元3和电报键控设备4，用于实时的采集、传输和存储多路键控设备的按键状态，其中，所述按键状态为开关量，分别用“0”表示第一状态和“1”表示第二状态，所述第一状态与第二状态互为相反状态。其中，计算机1与通信单元2通过以太网方式连接，通信单元2与键控信号采集单元3通过串口方式连接，键控信号采集单元3通过 I/O接口芯片8255与电报键控设备4连接。电报键控设备4输出为开关量，利用这一特性，在本实施例中采用“位”来存储、表示一路键控信号能够在较大程度上提高存储的效率，提高系统的通信能力。在本实施例中，键控信号采集单元3与电报键控设备4之间采用UART方式通信，即串口方式。线路编号是根据与电报键控设备4连接的I/O接口芯片的引脚号而在键控信号采集单元3的单片机中建立的编号。对于72路，如果1位代表1路，按照线路编号逐位顺序组装为字节，则得到9字节的数据包，并加上1个字节的校验码，整个第一数据包为10字节。
如图2所示，是本发明可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统实施例的结构框图，包括通信连接的计算机1、通信单元2、键控信号采集单元3和电报键控设备4。
所述键控信号采集单元3采包括：
采集频率设定模块31，用于获取采集频率后，发送给通信单元2。
本实施例中，所述采集频率存储在键控信号采集单元3的非易失存储设备（如EEPROM芯片）中，每次上电后，从非易失存储设备中读取设定的采集频率，或者由用户通过用户接口来设定，并发送给通信单元2后，存储在非易失存储设备中，以便下次重启后使用最新设置的采集频率。
信号采集模块32，用于按照所获取的采集频率采集每一路电报键控设备4的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信单元2。
本实施例中，所述键控信号采集单元3在封装第一数据包时，以1位代表1路电报键控设备5的按键状态，并依据线路编号，逐位顺序组装为字节，在此基础上进一步封装成第一数据包。
所述通信单元2包括：
缓存计算模块21：用于当接收到的键控信号采集单元3发送的采集频率或/和计算机1发送的接收频率后，根据所述采集频率和接收频率计算所需缓存的第一数据包的个数n。
本实施例中，所述通信单元2接收到键控信号采集单元3或者计算机1发送的采集频率或者接收频率指令后，都将触发缓存计算模块21计算缓存个数n，这样在工作中可以动态的调整采集频率和接收频率。
所述缓存计算模块是根据采集频率和接收频率的比例关系来计算需缓存的第一数据包的个数n的：采集频率为f1，接收频率为f2，则所需缓存的第一数据包的个数n=f1/f2，其中，n为大于0的整数。
缓存时间的精确计算是根据采集频率f1和接收频率f2之间的关系来转换成所需缓存的第一数据包的个数n，从而可以精确的将缓存时间的计量通过转换为缓存第一数据包的个数n来进行计量。
例如当用户将采集频率f1设定为1000/s，即键控信号采集单元3每秒钟采样1000次每一路键控设备4的按键状态，也就是每1ms采样一次。而将接收频率f2设定为20/s，即通信单元2每秒钟向计算机1发送20个第二数据包，也就是每50ms发送一个第二数据包。这样n=f1/f2=50，即每次通信单元2需要缓存50个第一数据包后再转发给计算机1。在本实施例中，如果第一数据包为10个字节，那么通信单元2需要缓存第一数据包达到500个字节后再转发给计算机1。如果在运行过程中，用户将键控信号采集单元3的采集频率调整为2000/s，即500us采样一次，而计算机1的接收频率仍然为20/s，那么n=f1/f2=100，即通信单元2需要缓存100个第一数据包，即1000个字节后再转发。
第一通信模块22，用于接收第一数据包。
通信单元2通过串口方式接收到键控信号采集单元3的第一数据包。
缓存模块23，用于缓存第一数据包。
通信单元2接收到第一数据包后，并不立即转发给计算机1，而需要将数据包缓存一段时间，而缓存时间的计量是通过转换为缓存第一数据包的个数n来进行计量的。
第二通信模块24，用于当第一数据包的缓存的个数达到计算所得的个数n后，封装n个第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络将n个第一数据包转发给计算机1。
本实施例中，第二通信模块24，定期检查缓存的第一数据包的个数，如果缓存的第一数据包的个数达到设定的缓存个数n后，则将其打包并转发给计算机1。在本实施例中，通信单元2与计算机1之间通过UDP/IP协议进行通信。
所述计算机1包括：
接收频率设定模块11，用于获取接收频率后，发送给通信单元2。
本实施例中，所述接收频率存储在计算机1的非易失存储设备（如硬盘或固态硬盘）中，每次启动后，从非易失存储设备中读取设定的接收频率，或者由用户通过用户接口来设定，并发送给通信单元2后，存储在非易失存储设备中，以便下次重启后使用最新设置的采集频率。
第二数据包接收模块12，用于解析和接收第二数据包得到第一数据包。
所述第二数据包中除包括n个第一数据包外，至少还包第一数据包的个数n。
本实施例中，通信单元2每次向计算机1发送第二数据包时，均包含所述第二数据包的个数n，其目的是为了适应采集频率及接受频率的动态调整，以便更加方便、准确和可靠的从第二数据包中解析出第一数据包。
如图3所示，是本发明可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理方法实施例的流程框图，包括：
S1、所述键控信号采集单元3获取采集频率后，发送给所述通信单元2；所述计算机1获取接收频率后，发送给所述通信单元2。
S2、所述通信单元2接收到的键控信号采集单元3发送的采集频率或/和计算机1发送的接收频率后，根据所述采集频率和接收频率计算所需缓存的第一数据包的个数n。
本实施例中，所述通信单元2接收到键控信号采集单元3或者计算机1发送的采集频率或者接收频率指令后，都将触发通信单元2计算缓存个数n，这样在工作中可以动态的调整采集频率和接收频率。
所述通信单元2根据采集频率和接收频率的比例关系来计算需缓存的第一数据包的个数n的：采集频率为f1，接收频率为f2，则所需缓存的第一数据包的个数n=f1/f2，其中，n为大于0的整数。
本实施例中，所述采集频率存储在键控信号采集单元3的非易失存储设备（如EEPROM芯片）中，每次上电后，从非易失存储设备中读取设定的采集频率，或者由用户通过用户接口来设定，并发送给通信单元2后，存储在非易失存储设备中。而所述接收频率存储在计算机1的非易失存储设备（如硬盘或固态硬盘）中，每次启动后，从非易失存储设备中读取设定的接收频率，或者由用户通过用户接口来设定，并发送给通信单元2后，存储在非易失存储设备中。以便下次重启后使用最新设置的采集频率和接收频率进行采集和接收。
S3、所述键控信号采集单元3按照所获取的采集频率采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信单元2。
本实施例中，所述键控信号采集单元3在封装第一数据包时，以1位代表1路电报键控设备5的按键状态，并依据线路编号，逐位顺序组装为字节，在此基础上进一步封装成第一数据包。
S4、所述通信单元2接收并缓存第一数据包；当第一数据包的缓存的个数达到计算所得的个数n后，封装n个第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络将n个第一数据包转发给计算机1。
通信单元2接收到第一数据包后，并不立即转发给计算机1，而需要将数据包缓存一段时间，而缓存时间的计量是通过转换为缓存第一数据包的个数n来进行计量的。
S5、所述计算机1解析和接收第二数据包得到第一数据包。
所述第二数据包中除包括n个第一数据包外，至少还包第一数据包的个数n。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统，包括通信连接的计算机、通信单元、键控信号采集单元和电报键控设备，用于实时的采集、传输和存储多路键控设备的按键状态，其中，所述按键状态为开关量，分别用“0”表示第一状态和“1”表示第二状态，所述第一状态与第二状态互为相反状态，其特征在于：所述键控信号采集单元包括：采集频率设定模块，用于获取采集频率后，发送给通信单元；信号采集模块，用于按照所获取的采集频率采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信单元；
所述通信单元包括：缓存计算模块：用于当接收到的键控信号采集单元发送的采集频率或/和计算机发送的接收频率后，根据所述采集频率和接收频率计算所需缓存的第一数据包的个数n，根据采集频率和接收频率的比例关系来计算需缓存的第一数据包的个数n的：采集频率为f1，接收频率为f2，则所需缓存的第一数据包的个数n=f1/f2，其中，n为大于0的整数；第一通信模块，用于接收第一数据包；缓存模块，用于缓存第一数据包；第二通信模块，用于当第一数据包的缓存的个数达到计算所得的个数n后，封装n个第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络将n个第一数据包转发给计算机；
所述计算机包括：接收频率设定模块，用于获取接收频率后，发送给通信单元；第二数据包接收模块，用于解析和接收第二数据包得到第一数据包。
2.根据权利要求1所述的可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统，其特征在于：所述缓存计算模块是根据采集频率和接收频率的比例关系来计算需缓存的第一数据包的个数n的：采集频率为f1，接收频率为f2，则所需缓存的第一数据包的个数n=f1/f2，其中，n为大于0的整数。
3.根据权利要求1所述的可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理系统，其特征在于：所述第二数据包中除包括n个第一数据包外，至少还包第一数据包的个数n。
4.一种可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理方法，提供通信连接的计算机、通信单元、键控信号采集单元和电报键控设备，其特征在于具体步骤为：
所述键控信号采集单元获取采集频率后，发送给所述通信单元；所述计算机获取接收频率后，发送给所述通信单元；
所述通信单元接收到的键控信号采集单元发送的采集频率或/和计算机发送的接收频率后，根据所述采集频率和接收频率计算所需缓存的第一数据包的个数n；
所述根据采集频率和接收频率的比例关系来计算需缓存的第一数据包的个数n的：采集频率为f1，接收频率为f2，则所需缓存的第一数据包的个数n=f1/f2，其中，n为大于0的整数；
所述键控信号采集单元按照所获取的采集频率采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信单元；
所述通信单元接收并缓存第一数据包；
当第一数据包的缓存的个数达到计算所得的个数n后，封装n个第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络将n个第一数据包转发给计算机；
所述计算机解析和接收第二数据包得到第一数据包。
5.根据权利要求4所述的可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理方法，其特征在于：所述通信单元根据采集频率和接收频率的比例关系来计算需缓存的第一数据包的个数n的：采集频率为f1，接收频率为f2，则所需缓存的第一数据包的个数n=f1/f2，其中，n为大于0的整数。
6.根据权利要求4所述的可调整采集、接收频率的电报键控信号传输处理方法，其特征在于：所述第二数据包中除包括n个第一数据包外，至少还包第一数据包的个数n。
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