CN106547715B - 一种基于网络传输的监控设备的数据管理方法 - Google Patents

一种基于网络传输的监控设备的数据管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于网络传输的监控设备的数据管理方法，主要完成功能:一、采用网络方式与上位机建立通信关系；二、采用并行模式转发多路下属单元数据。具体实现方法：通过自动识别下属单元设备编号，记录对应的槽位号，建立下属单元设备编号与槽位号对应表，所有下属单元通道数据与上位机应用软件交互依托对应表来进行分发和转发，使用该监控设备，大大提高数据管理策略。本发明已成功应用于全球主控站系统，具有实用性强、稳定可靠传输的特点。

Description

一种基于网络传输的监控设备的数据管理方法
技术领域
根据卫星导航全球运控系统数据传输管理要求，本发明了涉及一种基于网络传输的监控设备的数据管理方法，主要实现多路下属单元并行与上位机应用软件之间的数据传输枢纽，提高系统集成性、数据管理策略，适用于系统类产品领域。
背景技术
全球运控系统机箱类设备存在多路下属单元，监控设备是整个系统设备的核心数据交互枢纽，一是接收上位机应用软件的各种控制指令分发给下属单元；二是接收多路下属单元数据转发给上位机应用软件。目前的监控设备采用串口与上位机通信方式，且下属单元需放在固定的槽位号，在多课题中使用存在以下缺点：
1.整个机柜包括多个机箱，如多个监控设备与上位机通讯，会增加机柜硬件电气连接关系；
2.采用串口与上位机进行数据交互，传输数据量受限且不稳定性；
3.如下属单元更换槽位号，需修改上位机应用软件，不便于后续维护。
发明内容
本发明的目的是实现多路下属单元并行与应用软件之间的数据交互。下属单元全部具有数据接口模块有统一编码，用于数据传输的模块识别，数据传输结构包含信源(信息发出方)及信宿(信息接收方)，数据传输单元及应用软件根据模块信源识别模块，并对数据进行处理，不固定插槽及接口位置，实现即插即用原则。在自动识别原则的基础上，下属单元实现开机自检阶段的下属单元识别、建立物理连接关系，所有数据分发及转发交互依托对应表来进行，从而实现多路下属单元与上位机应用软件的数据管理模式。
本发明采用的技术方案是：
一种基于网络传输的监控设备的数据管理方法，完成下属单元与上位机应用软件之间的数据交互，包括以下步骤：
(1)每一路下属单元主动向监控设备发送自身信源状态；
(2)监控设备收到每一路下属单元的信源状态后识别信源,并建立信源与槽位号的对应关系；
(3)监控设备将每一路下属单元的信源与槽位号对应关系上报给上位机应用软件；
(4)每一路下属单元向监控设备发送数据信息；
(5)上行数据转发工作流程：监控设备采用并行模式接收每一路下属单元的数据信息，将每一路下属单元数据信息中完整的数据信息通过网络方式发送给上位机应用软件；
(6)上位机应用软件收到完整数据信息后下发控制信息给监控设备；所述的控制信息包含下属单元的信宿；
(7)下行数据分发工作流程：监控设备采用网络方式接收控制信息并进行解析，按照信宿与槽位号的对用关系将解析后的控制信息分发给每一路下属单元。
其中，步骤(5)具体包括以下步骤：
(501)在监控设备的FPGA模块内部开辟多个数据缓存空间；
(502)监控设备采用并行模式接收每一路下属单元的数据信息并存储在对应的数据缓存空间内；若数据缓存空间内有数据信息，则对外输出高电平数据标志位，否则，对外输出低电平数据标志位；
(503)监控设备的DSP模块读取FPGA模块内部当前一路下属单元的数据标志位；
(504)判断当前一路下属单元的数据信息是否为空，如果是，则将下一路下属单元作为当前一路下属单元，转入(503)；否则转入(505)；
(505)DSP模块读取数据缓存空间中缓存的当前一路下属单元的数据信息；
(506)按照数据信息的长度判断数据信息是否完整，如果是，则执行(507)；否则，将下一路下属单元作为当前一路下属单元，转入(503)；
(507)将完整的数据信息写入网络模块的缓存区，启动网络模块发送命令将完整的数据信息传输给上位机应用软件；
(508)将下一路下属单元作为当前一路下属单元，转入(503)，直到数据缓存空间中每一路下属单元的的数据读完。
其中，步骤(7)具体包括以下步骤：
(701)监控设备的网络模块接收上位机的控制信息，并进行缓存；
(702)监控设备的DSP模块实时读取网络模块缓存区的控制信息，判断网络模块缓存区是否有控制信息，如果有，转入(703)，否则，转入(701)；
(703)DSP模块读取网络模块缓存区的控制信息，依据控制信息的长度判断是否收到完整的控制信息，如果是转入(704)，否则转入(702)；
(704)DSP模块解析控制信息，并按照数据传输协议自动识别信宿，将信宿转换为对应的槽位号，将解析后的控制信息经过FPGA模块和对外接口分发给对应的每一路下属单元。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
(1)本发明方法的监控设备采用网络方式与上位机建立通信关系，能够很好的完成多路下属单元与上位机软件的数据交互，能够大大提高数据管理策略及系统稳定性。
(2)本发明方法的监控设备可插在机箱内PXI插卡区或固定在机箱内部，对内外连接关系简单，大大提高系统的集成性。
(3)本发明下属单元主动向监控设备发送自身信源状态，监控设备建立信源与槽位号对应关系，如果下属单元更换槽位号不需要上位机更改软件，便于后续维护。
附图说明
图1是本发明监控设备整体框架图。
图2是本发明上行数据转发工作流程。
图3是本发明下行数据分发工作流程。
图4是本发明控制信息传输流程。
图5是业务信息传输流程。
具体实施方式
图1是监控设备整体框架图
1.本设计核心采用DSP模块、FPGA模块、网络模块、对外接口；
2.DSP模块：主要完成数据帧解析、处理过程；
3.FPGA模块：主要完成在FPGA内部开辟N个上行、下行缓存FIFO模块，每个FIFIO存储空间大小：8192*8bit；
4.网络模块：采用W5300芯片，完成该设备与上位机应用软件TCP协议数据传输方式；
5.对外接口：该设备如固定机箱内部使用422电平传输与下属单元进行通信，如插在机箱内，由PXI插卡区与下属单元进行TTL电平传输。
本发明采用的技术方案包括以下步骤：
(1)每一路下属单元主动向监控设备发送自身信源状态；
(2)监控设备收到每一路下属单元的信源状态后识别信源,并建立信源与槽位号的对应关系；
(3)监控设备将每一路下属单元的信源与槽位号对应关系上报给上位机应用软件；
(4)每一路下属单元向监控设备发送数据信息；
(5)上行数据转发工作流程：监控设备采用并行模式接收每一路下属单元的数据信息，将每一路下属单元数据信息中完整的数据信息通过网络方式发送给上位机应用软件；具体包括以下步骤，如图2所示；
(501)在监控设备的FPGA模块内部开辟多个数据缓存空间；
(502)监控设备采用并行模式接收每一路下属单元的数据信息并存储在对应的数据缓存空间内；若数据缓存空间内有数据信息，则对外输出高电平数据标志位，否则，对外输出低电平数据标志位；
(503)监控设备的DSP模块读取FPGA模块内部当前一路下属单元的数据标志位；
(504)判断当前一路下属单元的数据信息是否为空，如果是，则将下一路下属单元作为当前一路下属单元，转入(503)；否则转入(505)；
(505)DSP模块读取数据缓存空间中缓存的当前一路下属单元的数据信息；
(506)按照数据信息的长度判断数据信息是否完整，如果是，则执行(507)；否则，将下一路下属单元作为当前一路下属单元，转入(503)；
(507)将完整的数据信息写入网络模块的缓存区，启动网络模块发送命令将完整的数据信息传输给上位机应用软件；
(508)将下一路下属单元作为当前一路下属单元，转入(503)，直到数据缓存空间中每一路下属单元的的数据读完。
(6)上位机应用软件收到完整数据信息后下发控制信息给监控设备；所述的控制信息包含下属单元的信宿；
(7)下行数据分发工作流程：监控设备采用网络方式接收控制信息并进行解析，按照信宿与槽位号的对用关系将解析后的控制信息分发给每一路下属单元。具体包括以下步骤，如图3；
(701)监控设备的网络模块接收上位机的控制信息，并进行缓存；
(702)监控设备的DSP模块实时读取网络模块缓存区的控制信息，判断网络模块缓存区是否有控制信息，如果有，转入(703)，否则，转入(701)；
(703)DSP模块读取网络模块缓存区的控制信息，依据控制信息的长度判断是否收到完整的控制信息，如果是转入(704)，否则转入(702)；
(704)DSP模块解析控制信息，并按照数据传输协议自动识别信宿，将信宿转换为对应的槽位号，将解析后的控制信息经过FPGA模块和对外接口分发给对应的每一路下属单元。
根据下属单元数据传输内容，可将数据信息分为以下二种：如图4、图5所示。
流程一：控制信息传输流程
对于控制指令的执行采用握手原则，对指令执行结果进行反馈，确保正确执行。其采用控制信息传输流程如图4所示。
为采用交互式数据传输，数据传输按照“控制方指令发送→监控识别转发→执行方接收→执行方执行→执行方回执发送→监控识别与转发→控制方接收回执”。
流程二：业务信息传输流程
业务信息传输流程为主动汇报方式，其数据传输为单向传输，传输流程如5所示。
该数据信息的传输按照“下属单元业务模块数据发送→监控识别转发→软件数据接收”的步骤。
该数据管理方法所用监控设备可插在机箱内PXI插卡区或固定在机箱内部，对内外连接关系简单，大大提高系统的集成性。

Claims (2)

1.一种基于网络传输的监控设备的数据管理方法，完成下属单元与上位机应用软件之间的数据交互，其特征在于，包括以下步骤：
（1）每一路下属单元主动向监控设备发送自身信源状态；
（2）监控设备收到每一路下属单元的信源状态后识别信源,并建立信源与槽位号的对应关系；
（3）监控设备将每一路下属单元的信源与槽位号对应关系上报给上位机应用软件；
（4）每一路下属单元向监控设备发送数据信息；
（5）上行数据转发工作流程：监控设备采用并行模式接收每一路下属单元的数据信息，将每一路下属单元数据信息中完整的数据信息通过网络方式发送给上位机应用软件；
（6）上位机应用软件收到完整数据信息后下发控制信息给监控设备；所述的控制信息包含下属单元的信宿；
（7）下行数据分发工作流程：监控设备采用网络方式接收控制信息并进行解析，按照信宿与槽位号的对用关系将解析后的控制信息分发给每一路下属单元；
所述步骤（5）具体包括以下步骤：
（501）在监控设备的FPGA模块内部开辟多个数据缓存空间；
（502）监控设备采用并行模式接收每一路下属单元的数据信息并存储在对应的数据缓存空间内；若数据缓存空间内有数据信息，则对外输出高电平数据标志位，否则，对外输出低电平数据标志位；
（503）监控设备的DSP模块读取FPGA模块内部当前一路下属单元的数据标志位；
（504）判断当前一路下属单元的数据信息是否为空，如果是，则将下一路下属单元作为当前一路下属单元，转入（503）；否则转入（505）；
（505）DSP模块读取数据缓存空间中缓存的当前一路下属单元的数据信息；
（506）按照数据信息的长度判断数据信息是否完整，如果是，则执行（507）；否则，将下一路下属单元作为当前一路下属单元，转入（503）；
（507）将完整的数据信息写入网络模块的缓存区，启动网络模块发送命令将完整的数据信息传输给上位机应用软件；
（508）将下一路下属单元作为当前一路下属单元，转入（503），直到数据缓存空间中每一路下属单元的的数据读完。
2.按照权利要求1所述的一种基于网络传输的监控设备的数据管理方法，其特征在于，步骤（7）具体包括以下步骤：
（701）监控设备的网络模块接收上位机的控制信息，并进行缓存；
（702）监控设备的DSP模块实时读取网络模块缓存区的控制信息，判断网络模块缓存区是否有控制信息，如果有，转入（703），否则，转入（701）；
（703）DSP模块读取网络模块缓存区的控制信息，依据控制信息的长度判断是否收到完整的控制信息，如果是转入（704），否则转入（702）；
（704）DSP模块解析控制信息，并按照数据传输协议自动识别信宿，将信宿转换为对应的槽位号，将解析后的控制信息经过FPGA模块和对外接口分发给对应的每一路下属单元。
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