CN104618311A - 遥控数据转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种遥控数据转换方法，用于使真星综合测试系统软件能够通过通用转换接口向卫星模拟器发送遥控数据，包括：读取通用转换接口的配置文件并建立网络连接，从而接收线程对网络进行监听以接收遥控数据；当接收到遥控数据时，接收线程通知发送线程，将接收到的遥控数据转换成统一格式并将转换后的遥控数据存入数据缓存区中；接收到接收线程的通知后，发送线程从数据缓存区中读取转换后的遥控数据；根据配置文件中的配置参数判断遥控数据的类型，并按照配置参数和相应协议完成自环数据包和转发数据包；根据自环时延和转发时延，按时发送相应的数据包，并在发送出去后，将遥控数据的转发个数加一。因此，本发明具有实用性、通用性和易用性。

Description

遥控数据转换方法

技术领域

本发明涉及网络数据格式转换领域，更具体地，涉及一种用于真星综合测试系统软件和卫星模拟器之间的遥控网络数据格式转换方法。

背景技术

应了解，卫星模拟器作为卫星项目的配套产品，主要完成以下任务：

一、对地面测控中心遥控接收和遥控指令发送的工作状态进行检查；

二、在仿真的环境下，培训操作、指挥人员，使他们在卫星发射前，熟悉卫星的飞行程序，掌握重要事件的操作和处理，以减少执行任务中的风险；

三、在执行卫星测控任务前进行演练，以检验、修正和改进实战软件；以及

四、对卫星可能出现的主要故障进行仿真，培训指挥、操作人员处理应急情况的能力。

卫星控制中心(Satellite Control Center，以下简称为SCC)是卫星模拟器用户的地面控制系统，用来给卫星模拟器的发送遥控数据给卫星模拟器。卫星模拟器包含两大部分：姿轨控仿真软件和卫星仿真软件，两者协同工作仿真卫星的工作状态。

图1是卫星模拟器的测试连接图。如图1所示，当卫星模拟器通过网络与地面测试设备通信时，卫星模拟器工作在控制中心工作模式，卫星模拟器通过网络接口与地面测试系统通信，接收遥控数据(Telecommand，以下简称为TC)。

真星综合测试系统软件是用来进行真星测试的软件，通过局域网采用传输控制协议(Transfer Control Protocol，以下简称为TCP)协议给地面测控平台发送遥控数据。地面测控平台将接收到的遥控数据调制成视频、中频、射频遥控信号通过电缆发送给卫星。测控分系统是卫星上的一个分系统，按照相关规定接收、解调遥控信号，然后执行相应的动作。

图2是真星综合测试系统软件的测试连接图。如图2所示，真星综合测试系统软件通过网络与地面测控平台通信，通过网络给地面测控平台发送遥控数据。地面测控平台接收到遥控数据后，调制成视频、中频、射频信号发送给真。

因为真星综合测试系统软件与卫星模拟器的网络通信接口协议不同，所以真星综合测试系统软件不能直接发送遥控数据给控制中心模式下的卫星模拟器。如果为卫星模拟器测试重新开发一套测试系统软件，不仅工作量太大，而且正确性无法得到保证。通过遥控接口进行转换遥控数据格式，可直接将真星综合测试系统软件用于卫星模拟器测试。

同时，由于卫星型号繁多，在设计中还需要考虑通用性，即可根据不同型号的配置文件，使得遥控转换接口实现适用于不同型号的卫星模拟器。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种遥控网络数据转换的方法，使得真星综合测试系统软件能够给卫星模拟器发送遥控数据，同时还在设计中考虑到通用性，即可通过修改配置文件，使得遥控转换接口实现适用于不同型号的卫星模拟器。

本发明提供了一种遥控数据转换方法，用于使真星综合测试系统软件能够通过通用转换接口向卫星模拟器发送遥控数据。该方法包括以下步骤：步骤一，读取通用转换接口的配置文件并建立网络连接，从而接收线程对网络进行监听以接收遥控数据；步骤二，当接收到遥控数据时，接收线程通知发送线程，将接收到的遥控数据转换成统一格式并将转换后的遥控数据存入数据缓存区中；步骤三，接收到接收线程的通知后，发送线程从数据缓存区中读取转换后的遥控数据；步骤四，根据配置文件中的配置参数判断遥控数据的类型，并按照配置参数和相应协议完成自环数据包和转发数据包；以及步骤五，根据自环时延和转发时延，按时发送相应的数据包，并在发送出去后，将遥控数据的转发个数加一。

优选地，遥控数据的长度可变并且发送时间随机。

具体地，在步骤一中执行：读取通用转换接口的配置文件，从而获取配置参数；在通用转换接口上确认配置参数是否正确；如果配置参数不正确，则重新读取配置文件，否则确认配置参数正确；以及接收线程监听网络，以接收网络数据，从而接收完整的遥控数据。

在步骤一中，当监听网络时，如果接收到遥控数据，则检查遥控数据是否完整，如果是不完整的遥控数据，则持续接收直至收到完整的遥控数据。

在步骤二中还包括：再次检测所接收的网络数据中是否还存在遥控数据；如果还存在遥控数据，则持续对遥控数据进行格式转换并存放到数据缓存区中，接收线程通知发送线程已经有新的遥控数据；以及如果不存在遥控数据，则继续监听网络。

在步骤四中执行：根据配置文件中的配置参数，判断遥控数据是非执行指令数据还是执行令数据；如果是非执行指令数据，则按照配置参数和相应协议完成自环数据包和转发数据包；以及如果是执行指令数据，则计算执行脉宽和执行周期，然后按照配置参数和相应协议完成自环数据包和转发数据包。

额外地，根据本发明的遥控数据转换方法还包括：查看数据缓存区中是否还存在缓存数据；如果还存在缓存数据，则发送线程继续读取缓存数据；以及如果不存在缓存数据，则发送线程等待接收线程的通知。

当网络数据不完整时，持续接收网络数据，并对所接收的网络数据进行拼接，从而形成一个完整的网络数据包。

定义一个程序内容的统一遥控数据格式以缓冲遥控数据，从而保证卫模接收(转换接口发送)的遥控格式与真星测试系统软件发送的遥控格式之间没有直接关系，从而可以任意组合。然后，根据卫星型号变化的量，在配置文件中配置所接收的遥控数据格式和所发送的遥控数据格式。

协调接收线程和发送线程，并对数据缓存区进行保护，从而防止通用转换接口损坏数据，当发生意外事件时，以明显方式通知使用者并告知原因，并同时释放系统资源。

因此，通过本发明，可以实现以下的有益效果：

——实用性：通过卫星模拟器遥控通用转换接口，真星综合测试系统软件可以用于卫星模拟器的测试，既提高了卫星模拟器测试系统的搭建速度，又保证了卫星模拟器测试系统的正确性。

——通用性：已经在多个型号的卫星模拟器的测试中使用，经历多个型号卫星模拟器的测试，充分证明了卫星模拟器遥控转换接口的通用性。

——易用性：能够实时显示当前网络连接状态、遥控数据转发计数，方便观察网络通信情况和卫星模拟器发出的遥控情况。

附图说明

图1是现有技术中的卫星模拟器的测试连接图；

图2是现有技术中的真星综合测试系统软件的测试连接图；

图3是根据本发明的卫星模拟器与真星综合测试系统软件的连接示意图；

图4是根据本发明的具体实施方式的卫星模拟器遥控通用转换接口的工作流程图；

图5是根据本发明的具体实施方式的卫星模拟器遥控通用转换接口的配置文件的示图；以及

图6是根据本发明的具体实施方式的卫星模拟器遥控通用转换接口实例的显示页面的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细说明。

首先，介绍卫星模拟器遥控通用转换接口的主要步骤。然而，应了解，遥控指令数据长度变化大，发送时间也是随机的，因此遥控数据处理相对比较复杂，因此，遥控数据接收转发的主要步骤如下：

1)读取配置文件，建立网络连接；

2)接收线程监听网络，如果接收到遥控数据，则检查收到的数据是否完整，如果是不完整的数据，则继续接收直到收到完整的数据包；

3)将接收到的遥控数据转换成统一的内部格式，并存放在缓存区中，并通知转发线程已经有新遥控数据，开始步骤4)，同时再次检测接收到的网络数据包中是否还有遥控数据，如果还有遥控数据，则重复步骤3)，如果没有遥控数据，则接收线程执行步骤2)，继续监听网络；

4)从缓存区中读取遥控数据，并根据配置文件中的参数，判断遥控数据是非执行指令数据还是执行指令数据，如果是非执行指令数据，按照配置参数和相应的协议完成两个数据包(自环数据包和转发数据包)，而如果是执行指令数据，则需要计算执行脉宽和执行周期，计算完成后，按照配置参数和相应协议完成两个数据包(自环数据包和转发数据包)；

5)自环数据包和转发数据包完成后，根据自环时延和转发时延的两个参数，按时将相应的数据包发送出去，转发数据包发送出去后，遥控指令转发个数加1；以及

6)查看缓存区中是否还有缓存数据，如果有重复步骤4)，如果没有等待接收线程的通知。

接下来，重点介绍卫星模拟器遥控通用转换接口的关键技术。

遥控通用转换接口的设计最主要是以下三方面：

正确、完整地接收遥控数据

首先，遥控指令的数据长度是不定的，对于卫星最短的是几ms脉冲宽度的执行指令，长度为二十几个字节；最长的是上万ms脉冲宽度的执行指令，长度为一万多个字节。再考虑到一个网络数据包中可能有N个遥控数据包。因此有时接收到的遥控数据包会非常长，无法一次就接收完整。因此对收到网络数据包需要判断数据包是否完整，如果收到的数据包不完整，则继续接收，并对收到的网络数据包进行拼接，形成一个完整的数据包。

此外，因为遥控数据是突发的，所以收到的一包网络数据包中含有的N个遥控数据，因此不能简单地认为一包网络数据中只有一个指令数据，因此必须对收到的每包网络数据进行彻底地检查，防止丢失遥控数据。

通用性设计

首先，定义一个程序内部的遥控数据格式，缓冲遥控数据，这样卫模接收的遥控格式与真星测试软件发送的遥控格式之间就没有直接关系，可以随意组合。

在于接收、发送的遥控数据格式中随卫星型号变化的量，在配置文件中进行配置。

接收线程和发送线程的协调

接收线程接收到遥控数据后，及时通知发送线程，使得发送线程能够在最短的时间内转发收到的遥控数据。

对于遥控数据缓存区，有接收线程、发送线程都会进行访问，存在两个线程同时访问的情况。因此需协调接收线程和发送线程，并对遥控数据缓存区要进行保护，防止遥控通用转换接口损坏有效数据。

另一方面，网络连接是不稳定的，很多原因会导致断网，因此必须对意外事件进行处理。当发生意外事件时，以明显的方式通知使用者并告知原因，同时释放系统资源。如果不释放端口等资源，遥控通用转换接口只能在重新启动计算机后才能再次使用，造成使用不便。

具体地，图3是卫星模拟器与真星综合测试系统软件的连接示意图，图4是卫星模拟器遥控通用转换接口的工作流程图，图5是卫星模拟器遥控通用转换接口的配置文件的示图，图6是卫星模拟器遥控通用转换接口实例的显示页面的示意图。接下来将结合图3-图6详细描述本发明的各具体实施方式。

如图3所示，真星综合测试系统软件通过局域网采用TCP协议，对外发送遥控数据。卫星模拟器遥控通用转换接口通过局域网采用TCP协议接收遥控数据，经过相应的数据格式转换后，通过局域网采用用户数据报协议(User Datagram Protocol，以下简称为UDP)协议或者UDP组播协议，将遥控数据发送给卫星模拟器。卫星模拟器通过局域网采用UDP协议或者UDP组播协议，接收遥控数据。

如图4所示，遥控通用转换接口的流程实现如下：

(一)读取配置文件(如图5所示)，获取配置信息；

(二)确认配置信息，获取配置信息后，确认配置信息是否正确，如果正确，确认配置信息，如果不正确，重新读取配置文件；

(三)接收线程监听网络，如果接收到遥控数据，则检查收到的数据是否完整，如果是不完整的数据，则继续接收直到收到完整的数据包；

(四)将接收到的遥控数据转换成统一的内部格式，并存放在缓存区中，并通知转发线程已经有新遥控数据，开始步骤(五)，同时再次检测接收到的网络数据包中是否还有遥控数据，如果还有遥控数据，则重复步骤(四)，如果没有遥控数据，则接收线程执行步骤(三)，继续监听网络；

(五)从缓存区中读取遥控数据，并根据配置文件中的参数，判断遥控数据是非执行指令数据还是执行指令数据，如果是非执行指令数据，按照配置参数和相应的协议完成两个数据包：自环数据包、转发数据包。如果是执行指令数据，则需要计算执行脉宽和执行周期，计算完成后，按照配置参数和相应协议完成两个数据包：自环数据包、转发数据包；

(六)自环数据包和转发数据包完成后，根据自环时延和转发时延的两个参数，按时将相应的数据包发送出去。转发数据包发送出去后，遥控指令转发个数加1；以及

(七)查看缓存区中是否还有缓存数据，如果有重复步骤(五)，如果没有等待接收线程的通知。

因此，采用本发明的方法，通过卫星模拟器遥控通用转换接口，真星综合测试系统软件可以用于卫星模拟器的测试，既提高了卫星模拟器测试系统的搭建速度，又保证了卫星模拟器测试系统的正确性。同时，已经在多个型号的卫星模拟器的测试中使用，并且已经历多个型号卫星模拟器的测试，充分证明了卫星模拟器遥控转换接口的通用性。

另外，由于能够实时显示当前网络连接状态、遥控数据转发计数，因此，能够便于观察网络通信情况和卫星模拟器发出的遥控情况。

本发明中未说明部分属于本领域的公知技术。

Claims (10)

1.一种遥控数据转换方法，用于使真星综合测试系统软件能够通过通用转换接口向卫星模拟器发送遥控数据，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，读取所述通用转换接口的配置文件并建立网络连接，从而接收线程对所述网络进行监听以接收所述遥控数据；

步骤二，当接收到所述遥控数据时，所述接收线程通知发送线程，将接收到的所述遥控数据转换成统一格式并将转换后的遥控数据存入数据缓存区中；

步骤三，接收到所述接收线程的通知后，所述发送线程从所述数据缓存区中读取所述转换后的遥控数据；

步骤四，根据所述配置文件中的配置参数判断所述遥控数据的类型，并按照所述配置参数和相应协议完成自环数据包和转发数据包；以及

步骤五，根据自环时延和转发时延，按时发送相应的数据包，并在发送出去后，将遥控数据的转发个数加一。

2.根据权利要求1所述的遥控数据转换方法，其特征在于，所述遥控数据的长度可变并且发送时间随机。

3.根据权利要求1所述的遥控数据转换方法，其特征在于，在所述步骤一中执行：

读取所述通用转换接口的配置文件，从而获取配置参数；

在所述通用转换接口上确认所述配置参数是否正确；

如果所述配置参数不正确，则重新读取所述配置文件，否则确认所述配置参数正确；以及

所述接收线程监听所述网络，以接收网络数据，从而接收完整的遥控数据。

4.根据权利要求3所述的遥控数据转换方法，其特征在于，在所述步骤一中，当所述监听所述网络时，

如果接收到所述遥控数据，则检查所述遥控数据是否完整，如果是不完整的遥控数据，则持续接收直至收到完整的遥控数据。

5.根据权利要求4所述的遥控数据转换方法，其特征在于，在所述步骤二中还包括：

再次检测所接收的网络数据中是否还存在所述遥控数据；

如果还存在遥控数据，则持续对所述遥控数据进行格式转换并存放到所述数据缓存区中，所述接收线程通知所述发送线程已经有新的遥控数据；以及

如果不存在遥控数据，则继续监听所述网络。

6.根据权利要求1所述的遥控数据转换方法，其特征在于，在所述步骤四中执行：

根据所述配置文件中的配置参数，判断所述遥控数据是非执行指令数据还是执行令数据；

如果是所述非执行指令数据，则按照所述配置参数和相应协议完成自环数据包和转发数据包；以及

如果是所述执行指令数据，则计算执行脉宽和执行周期，然后按照所述配置参数和相应协议完成所述自环数据包和转发数据包。

7.根据权利要求1所述的遥控数据转换方法，其特征在于，还包括：

查看所述数据缓存区中是否还存在缓存数据；

如果还存在所述缓存数据，则所述发送线程继续读取所述缓存数据；以及

如果不存在所述缓存数据，则所述发送线程等待所述接收线程的通知。

8.根据权利要求3所述的遥控数据转换方法，其特征在于，还包括：

当所述网络数据不完整时，持续接收所述网络数据，并对所接收的网络数据进行拼接，从而形成一个完整的网络数据包。

9.根据权利要求1所述的遥控数据转换方法，其特征在于，还包括：

定义一个程序内容的统一遥控数据格式以缓冲所述遥控数据，从而保证卫模接收的遥控格式与所述真星测试系统软件发送的遥控格式之间没有直接关系，从而可以任意组合；以及

根据卫星型号变化的量，在所述配置文件中配置所接收的遥控数据格式和所发送的遥控数据格式。

10.根据权利要求1所述的遥控数据转换方法，其特征在于，还包括：

协调所述接收线程和所述发送线程，并对所述数据缓存区进行保护，从而防止所述通用转换接口损坏数据；以及

当发生意外事件时，以明显方式通知使用者并告知原因，并同时释放系统资源。