CN111193545A

CN111193545A - 一种基于以太网的自校验光纤数据单向传输方法及系统

Info

Publication number: CN111193545A
Application number: CN201911414026.XA
Authority: CN
Inventors: 潘国涛; 丁兆亮; 于洋; 徐兴奎
Original assignee: Harbin Xinguang Photoelectric Technology Co ltd
Current assignee: Harbin Xinguang Photoelectric Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-05-22

Abstract

本发明为了解决现有技术中的单向传输不含校验功能，且开发校验模块会增加下位机开发难度和成本的缺陷，而提出一种基于以太网的自校验光纤数据单向传输方法及系统，本发明的方法包括：使用分线器将发送端发出的光信号分为第一路光信号和第二路光信号；将第一路光信号返回发送端，将第二路光信号发送至接收端；发送端根据校验协议对第一路光信号进行校验。本发明的系统包括：发送端、分线器以及接收端；其中发送端用于将光信号传输至分线器；分线器用于将来自发送端的光信号分为相同的两路，第一路返回至发送端，并由发送端进行校验；第二路传输至接收端。本发明适用于以太网高速数据传输领域。

Description

一种基于以太网的自校验光纤数据单向传输方法及系统

技术领域

本发明涉及以太网高速数据传输技术领域，具体涉及一种基于以太网的自校验光纤数据单向传输方法及系统。

背景技术

现有技术中，上位机向下位机传输数据的方式主要有以下几种：

1.基于串口传输，特征是不需要过多的外部设备，但缺点是传输速率较小，多用于控制指令类的数据交互；

2.基于以太网传输，该传输方式具有传输速度快的优点，但该方式要求下位机具有网卡芯片，能够与上位机完成握手通信，导致下位机开发难度大，成本较高，影响传输速度；

3.基于自研发板卡的数据传输技术，该方式虽然传输速度和可靠性都有保障，但同样具有高成本，难开发的缺点。

上述传输方式都是双向传输，而现有的单向传输方式多不含校验功能。因此需要一种新的传输方法，来满足在单向传输中实现校验功能的实际需要。

发明内容

本发明的一个目的是解决现有技术中的单向传输不含校验功能，开发校验模块会增加下位机开发难度和成本的缺陷。

根据本发明的第一方面，提供了一种基于以太网的自校验光纤数据单向传输方法，包括：

使用分线器将发送端发出的光信号分为第一路光信号和第二路光信号；

将第一路光信号返回发送端，将第二路光信号发送至接收端；发送端根据校验协议对第一路光信号进行校验。

优选地，所述发送端为具有光纤网卡的上位机。

优选地，所述接收端为具有光模块的下位机。

优选地，在将第二路光信号发送至接收端后，还包括接收端将第二路光信号转为电信号后存入缓存的步骤。

根据本发明的第二方面，提供了一种基于以太网的自校验光纤数据单向传输系统，包括发送端、分线器以及接收端；其中发送端用于将光信号传输至分线器；分线器用于将来自发送端的光信号分为相同的两路，第一路返回至发送端，并由发送端进行校验；第二路传输至接收端。

优选地，所述发送端为具有光纤网卡的上位机。

优选地，所述接收端为具有光模块的下位机。

优选地，接收端还用于将第二路光信号转为电信号后存入缓存。

本发明的有益效果是：

1、相比于其他传输技术，简化了硬件组成，大大节省了开发成本，传输设备成本能做到一千元以下，仅相当于背景技术中“方式2”的30％以下及“方式3”的10％以下。

2、相比于现有技术的单向传输，实现了数据校验，增强了传输稳定性和可靠性。

3、实现了上位机到下位机数据的高速单向传播，提高了传输速度和网络通道利用率。稳定传输速度可以达到100M/S。

4、利用光纤网卡具有自发自收功能的特点，简化了下位机接收模块的设计、降低了研发成本、提高了开发效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施方式一的流程图；

图2为本发明实施方式二的系统原理示意图；

图3为本发明实施例2的传输流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

<实施方式一>：

本实施方式提供一种基于以太网的自校验光纤数据单向传输方法，如图1所示，包括：

步骤S1：使用分线器将发送端发出的光信号分为第一路光信号和第二路光信号。

步骤S2：将第一路光信号返回发送端，将第二路光信号发送至接收端；发送端根据校验协议对第一路光信号进行校验。

由分线器分出的第一路光信号和第二路光信号具有相同信息。发送端可以是具有光纤网卡的上位机，接收端可以是具有光模块的下位机，分线器可以为光纤分线器。当第二路光信号发送至接收端后，接收端可以将第二路光信号转为电信号后存入缓存，以完成信息传输过程。

本实施方式的目的是减少下位机的开发成本，仅需下位机具有光模块，不需要下位机具有校验功能，大大节省了下位机的开发周期和开发成本。尤其是当一个上位机向多个下位机传输信息时，仅需上位机具有校验功能即可，这样下位机不在需要另外开发板卡或添加网络芯片，只需要下位机具有光模块，能捕获光信号并按照发送协议对其进行解码，降低了开发成本，增强了其可移植性。达到这一效果的核心技术思路是，利用了光模块同时具有发送端和接收端这一特点，将光纤网卡做自闭环实现自发自收功能，再利用光纤分线器将光信号分出一路供下位机捕获。

校验协议可以是在TCP/IP协议校验的基础上，再根据自己指定的校验方式对输出数据和返回数据进行二次校验，增强传输准确率。

<实施例1>：

本例中，具体传输过程为：

步骤1：上位机通过光纤网卡发送数据，光纤网卡通过光模块将电信号转换成光信号，光信号经过光纤分线器将关信号分成相同的两路。

步骤2：一路被下位机捕获，存入缓冲区。

步骤3：另一路返回光纤网卡，有上位机程序接受，按照校验协议校验数据，若校验成功则继续发送，若校验失败则重新发送。

若不需要校验传输数据，则可以省略步骤3。

本实施例的显著效果在于，利用光纤网卡具有自发自收功能的特点，利用光纤分线器将光纤上的数据复制出一路供下位机捕获，以此来实现单向传输的校验，同时达到简化下位机接收模块的设计、降低研发成本的目的。

<实施方式二>：

本实施方式提供一种基于以太网的自校验光纤数据单向传输系统，如图2所示，包括发送端、分线器以及接收端；其中发送端用于将光信号传输至分线器；分线器用于将来自发送端的光信号分为相同的两路，第一路返回至发送端，并由发送端进行校验；第二路传输至接收端。

其中发送端可以为具有光纤网卡的上位机，接收端可以为具有光模块的下位机。接收端还用于将第二路光信号转为电信号后存入缓存。本实施方式的原理与实施方式一相同。

<实施例2>：

本实施例是一个图像传输系统，其数据传输流程图如图3所示。上位机读取图像后发送至下位机用于显示。

为了提高数据传输稳定性，上位机操作系统采用实时系统，以减少发送指令响应延迟时间。光纤网卡选用普通的千兆网卡即可。

下位机为FPGA开发板，上面集成有光模块。

本实例中，上位机读取单帧图像至内存中，鉴于网卡通信的单包尺寸限制(约1500字节)，程序采用逐行发送的方式。

1、将单行加入“行号”、“行头”及“行尾”信息，通过UDP协议发送出去。

2、下位机捕获数据行存入对应缓存，若该行已存在，则覆盖原数据。

3、上位机读取返回数据与发送数据比对，若相同则将指针移到下一行，从步骤1继续执行；若比对结果为不相同，则重新发送该行，从步骤1继续执行。

为告知下位机开始接收或结束接受，首行前部及末行尾部还可以加入“帧头”信息和桢尾信息。

本实例中，各说明信息如下。

帧头：{170,170,85,85,255,255,0,0}

桢尾：{187,187,102,102,255,255,0,0}

行头：{170,170,170,170,85,85,85,85}

行尾：{187,187,187,187,102,102,102,102}

本实施例中，下位机可以是除FPGA开发板外的其他设备，可以接受光信号并进行解析的设备都满足要求；说明信息及单次发送长度也可以随意选择，能够确保主体数据有较高的辨识度即可；校验方式不局限于逐字节比对，为节省CPU，可选取其他的校验方式。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种基于以太网的自校验光纤数据单向传输方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于以太网的自校验光纤数据单向传输方法，其特征在于，所述发送端为具有光纤网卡的上位机。

3.根据权利要求1或2所述的基于以太网的自校验光纤数据单向传输方法，其特征在于，所述接收端为具有光模块的下位机。

4.根据权利要求3所述的基于以太网的自校验光纤数据单向传输方法，其特征在于，在将第二路光信号发送至接收端后，还包括接收端将第二路光信号转为电信号后存入缓存的步骤。

5.一种基于以太网的自校验光纤数据单向传输系统，其特征在于，包括发送端、分线器以及接收端；其中发送端用于将光信号传输至分线器；分线器用于将来自发送端的光信号分为相同的两路，第一路返回至发送端，并由发送端进行校验；第二路传输至接收端。

6.根据权利要求5所述的基于以太网的自校验光纤数据单向传输系统，其特征在于，所述发送端为具有光纤网卡的上位机。

7.根据权利要求5或6所述的基于以太网的自校验光纤数据单向传输系统，其特征在于，所述接收端为具有光模块的下位机。

8.根据权利要求7所述的基于以太网的自校验光纤数据单向传输系统，其特征在于，接收端还用于将第二路光信号转为电信号后存入缓存。