CN108616326A - 基于udp的发动机大数据可靠传输方法 - Google Patents

Abstract

飞机的发动机在飞行或试车阶段产生大量的实时参数数据，将参数数据实时传输给便携式维护终端，供科研人员对这些实时大数据进行显示和分析，为了实时、可靠和快速的在各设备之间传输发动机大数据，本发明提出一种基于UDP的大数据可靠传输方法，数据发送方和数据接收方首先各自创建自己的独立线程，发送方和接收方开始初始化套接字，获取IP地址和端口号；发送方设置自己的限定条件，按照数据传输通信协议准备即将要发送的数据包数据内容；接收方设置限定条件，数据发送方和数据接收方开始周而复始的发送和接收数据，直到发送条件和接收条件不成立，发送线程和接收线程被终止，结束数据传输过程。

Description

基于UDP的发动机大数据可靠传输方法

技术领域

本发明属于发动机健康管理技术领域，尤其涉及一种基于UDP的发动机大数据可靠传输方法。

背景技术

飞机的发动机在飞行或试车阶段会产生大量的实时参数数据，而这些数据被存储在发动机健康管理单元中，将参数数据实时传输给便携式维护终端，供科研人员对这些实时大数据进行显示和分析，判断发动机的性能和当前状态，从而为发动机维护提供建议。为了实时、可靠和快速的在各设备之间传输发动机大数据，一种基于UDP的大数据可靠传输方法应运而生。

用户数据报协议UDP是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议。虽然传统的UDP数据传输方法具有系统资源的要求低，数据传输速度快，程序结构简单等优点，但是由于它本身存在的局限性，所以具有了传输不可靠的缺点。

发明内容

本发明的目的是：

针对传统的UDP传输方式不可靠的缺陷，本发明提出一种基于UDP的发动机大数据可靠传输方法，经过实际项目的测试和应用，该方法可以有效提高数据传输的实时性和可靠性。

本发明的技术方案是：

由于传统的UDP传输方式存在数据传输不可靠的缺陷，本发明的技术方案针对传统的数据传输方式存在的缺陷进行了改进，确保发动机大数据在各设备之间实时、可靠地传输。本方案通过自定义通信协议，对包序号进行确认，并增加拥塞控制算法，对传统的UDP数据传输方式进行了改进。

因为发动机参数数据具有数据量大、数据类型多、数据复杂度高的等特点，所以本发明所述的方法采用的数据传输协议是各设备厂商之间自定义的通信协议，数据发送方和数据接收方都要严格遵从该协议格式。协议格式如下：

数据传输方法实施过程中，数据发送方和数据接收方首先各自创建自己的独立线程，

发送方开始初始化套接字，获取IP地址和端口号；接收方也开始初始化套接字，匹配准备通信的IP地址和端口号，

发送方和接收方之间通过请求和应答的方式确认双方是否空闲，能否可以开始发送数据和接收数据，

发送方设置自己的限定条件，按照上述自定义的数据传输通信协议格式准备即将要发送的数据包数据内容；

接收方设置自己的限定条件，包括在接收线程中设置一个丢失数据包的阈值，准备开始接收数据，

当发送条件成立时，发送方开始有序的循环发送数据；

当接收方的接收条件成立，接收线程开始工作，根据约定好的通信格式，先寻找合法的包头格式，确认包序号是否连续，若连续说明数据传输没有丢弃数据包；若不连续，说明数据传输过程中已经开始出现丢弃数据包现象，这时需要启用拥塞控制算法，

拥塞控制算法是指，根据接收方接收数据包序列号和前一次接收数据包序列号的差值来获取丢包数目，若丢包数目小于等于设定阈值，忽略丢失数据，继续接收；若丢包数目大于设定阈值，则通知发送线程，将发送周期延长，将发送周期设置为2倍的往返时延，其中往返时延等于接收超限时间和发送超限时间差值的2倍，

当接收缓冲区中接收到数据时，需要判断接收到的数据是否是一个完整的数据包，如果是，则根据具体数据类型逐个进行数据解析和存储，提供给软件的其他模块使用；如果不是，需要将数据包进行数据拼接，构成一个完整的数据包，再进行数据解析和存储，

数据发送方和数据接收方开始周而复始的发送和接收数据，直到发送条件和接收条件不成立，发送线程和接收线程被终止，结束数据传输过程。

本发明的优点是：

使用本发明所述方法进行发动机大数据的数据传输具有了以下优点：

1)通过自定义数据通信协议，对包序号进行了确认，增加拥塞控制算法，使得UDP的传输方法变得非常可靠、稳定。

2)基于UDP的可靠传输方法使得发动机的大量参数数据得以实时、快速、可靠传输。

3)本发明所述的方法简单易行，容易实现。

附图说明

图1是基于UDP的发送线程流程图

图2是基于UDP的接收线程流程图

具体实施方式：

如下图1、2所示，使用本发明所述的传输方法在具体实施时包括以下步骤：

1)数据发送方开始创建一个发送线程，

2)数据接收方开始创建一个接收线程，

3)数据发送方开始初始化UDP的套接字，获取IP地址和端口号；向接收方发出请求，询问是否空闲；如果空闲，设置发送超限时间，发送缓冲区大小，设置发送周期，设置发送延迟时间等；一旦当发送条件满足后，询问是否接收到调整发送周期的通知消息，如果是，则调整发送周期；如果不是，则开始计算各数据包的校验和，校验和一致，通过UDP套接字开始循环发送数据。如果校验和不一致，跳出发送循环，重新开始。如果接收方非空闲，线程继续等待接收方的响应，超过时限，退出发送线程。

4)数据接收方开始初始化UDP的套接字，匹配IP地址和端口号；向发送方应答是否空闲的信号；如果空闲，开始设置接收超限时间，接收缓冲区大小，设置丢包阈值，设置接收延时时间等；一旦当接收条件满足后，开始寻找合法的包头格式，如果包头格式匹配，继续查找包序号是否连续，若包序号连续，接收线程开始接收该包数据；若包序号不连续，根据接收方接收数据包序列号和前一次接收数据包序列号的差值来获取丢包数目，统计丢包的信息。若丢包数目小于等于设定阈值，继续接收数据；若丢包数大于设定阈值，则通知发送线程，将发送周期延长，将发送周期设置为2倍的往返时延，其中往返时延等于接收超限时间和发送超限时间差值的2倍。当接收缓冲区中接收到数据时，需要判断接收到的数据是否是一个完整的数据包，如果是，则继续接收流程；如果不完整，是半截包数据，需要将数据包进行数据拼接，构成一个完整的数据包。检查每包的数据长度，数据包类型和包尾格式是否合法，如果合法计算每包数据的校验和，比对计算校验和与接收来的校验和，判断是否匹配。如果匹配，则根据具体数据类型逐个进行数据解析和存储，提供给软件的其他模块使用；如果不匹配，跳出循环，重新接收数据。数据发送方和数据接收方开始周而复始的发送和接收数据，直到发送条件和接收条件不成立，发送线程和接收线程被终止，结束数据传输过程。

5)数据发送方关闭该发送线程；

6)数据接收方关闭该接收线程。

Claims (7)

1.一种基于UDP的发动机大数据可靠传输方法，其特征是，包括下列步骤，

数据发送方和数据接收方首先各自创建自己的独立线程，

发送方开始初始化套接字，获取IP地址和端口号；接收方也开始初始化套接字，匹配准备通信的IP地址和端口号，

发送方和接收方之间通过请求和应答的方式确认双方是否空闲，能否可以开始发送数据和接收数据，

发送方设置自己的限定条件，按照数据传输通信协议准备即将要发送的数据包数据内容；

接收方设置自己的限定条件，

当发送条件成立时，发送方开始有序的循环发送数据；

当接收方的接收条件成立，接收线程开始工作，根据约定好的通信格式，先寻找合法的包头格式，确认包序号是否连续，若连续说明数据传输没有丢弃数据包；若不连续，说明数据传输过程中已经开始出现丢弃数据包现象，启用拥塞控制算法；当接收缓冲区中接收到数据时，需要判断接收到的数据是否是一个完整的数据包，如果是，则根据具体数据类型逐个进行数据解析和存储，提供给软件的其他模块使用；如果不是，需要将数据包进行数据拼接，构成一个完整的数据包，再进行数据解析和存储，

数据发送方和数据接收方开始周而复始的发送和接收数据，直到发送条件和接收条件不成立，发送线程和接收线程被终止，结束数据传输过程。

2.如权利要求1所述的基于UDP的发动机大数据可靠传输方法，其特征是，所述的数据传输通信协议协议格式如下：

3.如权利要求1或2所述的基于UDP的发动机大数据可靠传输方法，其特征是，所述的拥塞控制算法是指，根据接收方接收数据包序列号和前一次接收数据包序列号的差值来获取丢包数目，若丢包数目小于等于设定阈值，忽略丢失数据，继续接收；若丢包数目大于设定阈值，则通知发送线程，将发送周期延长，将发送周期设置为2倍的往返时延，其中往返时延等于接收超限时间和发送超限时间差值的2倍。

4.如权利要求1或2所述的基于UDP的发动机大数据可靠传输方法，其特征是，发送方设置自己的限定条件，包括设置发送超限时间，发送缓冲区大小，发送周期，发送延迟时间。

5.如权利要求3所述的基于UDP的发动机大数据可靠传输方法，其特征是，发送方设置自己的限定条件，包括设置发送超限时间，发送缓冲区大小，发送周期，发送延迟时间。

6.如权利要求1或2所述的基于UDP的发动机大数据可靠传输方法，其特征是，接收方设置自己的限定条件，包括设置接收超限时间、接收缓冲区大小、丢包阈值、接收延时时间。

7.如权利要求3所述的基于UDP的发动机大数据可靠传输方法，其特征是，接收方设置自己的限定条件，包括设置接收超限时间、接收缓冲区大小、丢包阈值、接收延时时间。