CN107563075A - 一种实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块及其设计方法，在CosiMate网络和DDS网络之间设置中继程序模块，该中继程序模块含有三个线程，线程C负责同步与CosiMate网络进行数据收发，线程A根据同步线程接收到的数据向DDS网络发送驱动事件，线程B负责监听DDS网络发来的数据，再通过同步线程将数据发送到CosiMate网络；多组功能逻辑模型、航电系统模型、飞控系统模型通过DDS网络实现数据连通，其中功能逻辑模型采用Rhapsody建立，航电系统模型以及飞控系统模型采用C代码建立；CosiMate网络包括机电模型以及与其相连的CosiMate中间件；基于CosiMate中间件，机电模型中的电源电气系统模型、环控系统模型、液压系统模型间实现互联。本发明模块及其设计方法能够实现DDS网络和CosiMate网络之间的互联。

Description

一种实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块及其设计方法

技术领域

本发明属于无人机综合仿真领域，具体涉及一种实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块及其设计方法。

背景技术

无人作战飞机系统是“系统之系统(System of systems)”，即系统工程中的复杂系统。各子系统间的交联呈现紧密耦合的特点，系统的一项功能需要多个子系统协同完成。正是由于这种复杂性，使得全系统综合仿真验证成为了基于模型的系统工程V字型开发流程的重要组成部分，以满足无人作战飞机系统高度综合化的仿真验证需要。

在无人机系统的设计分析阶段，建立系统的功能逻辑模型进行全系统全流程的仿真，验证系统流程的合理性、正确性，评估系统能否满足顶层需求。当功能逻辑模型增加到一定规模时，单台计算机的性能无法支撑全系统仿真模型的运行，分布式联合仿真成为全系统综合仿真的必然选择。而在分布式联合仿真中，各仿真节点间的通信至关重要。

目前，功能逻辑模型、航电系统模型、飞控系统模型等基于C代码建立的模型，可以通过DDS网络实现数据连通。而机电系统的电源、电气、液压系统专业模型间可以通过CosiMate以同步的方式进行分布式联合仿真，上述两个仿真网络间不能直接连通。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块及其设计方法，克服或减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块，在CosiMate网络和DDS网络之间设置中继程序模块，该中继程序模块含有三个线程，线程C负责同步与CosiMate网络进行数据收发，线程A根据同步线程接收到的数据向DDS网络发送驱动事件，线程B负责监听DDS网络发来的数据，再通过同步线程将数据发送到CosiMate网络。

优选地是，其特征在于，多组功能逻辑模型、航电系统模型、飞控系统模型通过所述DDS网络实现数据连通，其中功能逻辑模型采用Rhapsody建立，航电系统模型以及飞控系统模型采用C代码建立。

优选地是，所述CosiMate网络包括机电模型以及与其相连的CosiMate中间件；基于CosiMate中间件，机电模型中的电源电气系统模型、环控系统模型、液压系统模型间实现互联。

一种实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块的设计方法，所述中继程序模块的建立包括如下步骤，

步骤一：建立中继程序模块与DDS网络间的通信，设置一个发送线程A，用于回传机电模型的运行结果；设置一个监听线程B，用于接收Rhapsody功能逻辑模型发来的控制指令；

步骤二：建立中继程序模块与CosiMate网络间的通信，设置一个线程C，在其中调用CosiMate提供的C语言函数，采用同步运行的方式与机电模型的CosiMate网络之间实现数据的发送和接收，定义接收和发送数据的端口、数据类型、数据包大小及同步运行周期；

步骤三：中继程序模块中线程间数据传递，线程B中收到的控制指令传递给线程C，通过端口发送到CosiMate中间件上，进而传递给机电模型，机电模型将运行结果回传到CosiMate上，线程C通过接收端口从CosiMate中间件上获取回传结果，判断机电模型状态，并将状态参数传递给线程A，再由线程A通过DDS发送到Rhapsody功能逻辑模型。

本发明所提供的一种实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块及其设计方法的有益效果在于，中继程序模块实现了DDS网络和CosiMate网络之间的互联。

附图说明

图1为本发明实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块的系统组成框图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明的实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块及其设计方法做进一步详细说明。

CosiMate提供了一种通过C语言程序与其他软件实现互联的方法，而DDS本身又是基于C++开发的一套API，因此，可以基于C++在CosiMate网络和DDS网络之间设置一个中继程序模块，以实现两网络互联。CosiMate网络和DDS网络互联的意义在于对无人机系统设计阶段建立的功能逻辑模型中引入机电模型的约束，以完善功能逻辑模型的设计。

表1CosiMate提供的C语言函数

如图1所示，功能逻辑模型采用Rhapsody建立，航电系统模型以及飞控系统模型采用C代码建立，由于无人机系统的功能逻辑模型比较庞大，运行时不得不使用多台计算机进行分布式联合仿真，多组功能逻辑模型、航电系统模型、飞控系统模型通过DDS网络实现数据连通，DDS(数据分发服务)作为一款分布式实时系统的数据分法规范，提供了一套C接口，可以方便地为基于C代码的分布式仿真节点间的通信提供技术支持。

CosiMate网络包括机电模型以及与其相连的CosiMate中间件。机电模型如电源电气系统模型、环控系统模型、液压系统模型等由Saber、AMESim等专业模型建立，无法直接挂载DDS，但可以采用同步仿真方式，基于CosiMate中间件，机电系统模型间的实现互联。

DDS网络与CosiMate网络之间通过设置中继程序模块实现数据通信后，CosiMate网络中的机电模型仍以同步的方式按时间进行联合仿真运行，顶层的SysML功能逻辑模型仍以事件驱动的方式运行。功能逻辑模型运行速率往往高于机电系统用各专业软件建立的模型，故整个系统运行时驱动事件等待同步信号，进而中继程序模块中编设三个线程，线程C负责同步与CosiMate网络进行数据收发，线程A根据同步线程接收到的数据向DDS网络发送驱动事件，线程B负责监听DDS网络发过来的数据，再通过同步线程将数据发送到CosiMate网络。

中继程序模块实现了DDS网络和CosiMate网络之间的互联，中继程序模块的建立包括以下几步：

1)建立中继程序模块与DDS网络间的通信，设置一个发送线程A，用于回传机电模型的运行结果；设置一个监听线程B，用于接收Rhapsody功能逻辑模型发来的控制指令。

2)建立中继程序模块与CosiMate网络间的通信，设置一个线程C，在其中调用CosiMate提供的C语言函数，采用同步运行的方式与机电模型的CosiMate网络之间实现数据的发送和接收，定义接收和发送数据的端口、数据类型、数据包大小及同步运行周期。

3)中继程序模块中线程间数据传递，线程B中收到的控制指令传递给线程C，通过端口发送到CosiMate中间件上，进而传递给机电模型，机电模型将运行结果回传到CosiMate上，线程C通过接收端口从CosiMate中间件上获取回传结果，判断机电模型状态，并将状态参数传递给线程A，再由线程A通过DDS发送到Rhapsody功能逻辑模型。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块，其特征在于，在CosiMate网络和DDS网络之间设置中继程序模块，该中继程序模块含有三个线程，线程C负责同步与CosiMate网络进行数据收发，线程A根据同步线程接收到的数据向DDS网络发送驱动事件，线程B负责监听DDS网络发来的数据，再通过同步线程将数据发送到CosiMate网络。

2.根据权利要求1所述的实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块，其特征在于，多组功能逻辑模型、航电系统模型、飞控系统模型通过所述DDS网络实现数据连通，其中功能逻辑模型采用Rhapsody建立，航电系统模型以及飞控系统模型采用C代码建立。

3.根据权利要求2所述的实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块，其特征在于，所述CosiMate网络包括机电模型以及与其相连的CosiMate中间件；基于CosiMate中间件，机电模型中的电源电气系统模型、环控系统模型、液压系统模型间实现互联。

4.一种根据权利要求3所述的实现CosiMate网络和DDS网络互联的模块的设计方法，其特征在于，所述中继程序模块的建立包括如下步骤，

步骤一：建立中继程序模块与DDS网络间的通信，设置一个发送线程A，用于回传机电模型的运行结果；设置一个监听线程B，用于接收Rhapsody功能逻辑模型发来的控制指令；

步骤二：建立中继程序模块与CosiMate网络间的通信，设置一个线程C，在其中调用CosiMate提供的C语言函数，采用同步运行的方式与机电模型的CosiMate网络之间实现数据的发送和接收，定义接收和发送数据的端口、数据类型、数据包大小及同步运行周期；

步骤三：中继程序模块中线程间数据传递，线程B中收到的控制指令传递给线程C，通过端口发送到CosiMate中间件上，进而传递给机电模型，机电模型将运行结果回传到CosiMate上，线程C通过接收端口从CosiMate中间件上获取回传结果，判断机电模型状态，并将状态参数传递给线程A，再由线程A通过DDS发送到Rhapsody功能逻辑模型。