CN111740806A - 一种自适应变帧长的遥测数据组帧方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应变帧长的遥测数据组帧方法及系统，所述系统包括中央控制单元、遥测帧控制单元和组帧单元；所述中央控制单元用于根据预设不同时段产品各设备的工作需求与遥测数据属性的对应关系，形成与不同时段对应的控制指令，所述控制指令包括设备信息、遥测帧长度、各设备的遥测帧数据的数据类型和数据长度；所述遥测帧控制单元用于根据所述控制指令形成组帧指令，并将所述组帧指令传输至所述组帧单元；所述组帧单元用于根据所述组帧指令得到组帧参数，根据组帧参数对各设备的遥测帧数据组帧形成遥测数据帧以传输至数据处理设备，本发明可能够自适应改变下行遥测链路的数据帧长度及内容分配，满足不同时段遥测数据的传输需求。

Description

一种自适应变帧长的遥测数据组帧方法及系统

技术领域

本发明涉及航天测控通信技术领域。更具体地，涉及一种自适应变帧长的遥测数据组帧方法及系统。

背景技术

遥测数据是在航天产品自动化测试过程中形成的数据，是判断航天产品是否工作正常的重要依据。随着航天任务的多样化，遥测系统承担了更多不同载荷、不同种类和不同大小的航天产品设备数据传输任务。目前的下行遥测链路传输遥测数据形成的数据帧一般是固定的，不能很好的适用多载荷和大数据的任务需求。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种自适应变帧长的遥测数据组帧方法，能够自适应改变下行遥测链路的数据帧长度及内容分配，满足不同时段遥测数据的传输需求。本发明的另一个目的在于提供一种自适应变帧长的遥测数据组帧系统。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明公开了一种自适应变帧长的遥测数据组帧系统，包括中央控制单元、遥测帧控制单元和组帧单元；

所述中央控制单元用于根据预设不同时段产品各设备的工作需求与遥测数据属性的对应关系，形成与不同时段对应的控制指令，所述控制指令包括设备信息、遥测帧长度、各设备的遥测帧数据的数据类型和数据长度；

所述遥测帧控制单元用于根据所述控制指令形成组帧指令，并将所述组帧指令传输至所述组帧单元；

所述组帧单元用于根据所述组帧指令得到组帧参数，根据组帧参数对各设备的遥测帧数据组帧形成遥测数据帧以传输至数据处理设备。

优选的，所述系统进一步包括数据采集单元；

所述遥测帧控制单元进一步用于根据所述控制指令形成数据采集指令，并将所述数据采集指令传输至所述数据采集单元；

所述数据采集单元用于根据所述数据采集指令从对应的设备获取遥测帧数据。

优选的，所述系统进一步包括数据缓存单元；

所述遥测帧控制单元进一步用于根据所述控制指令形成数据传输指令，并将所述数据传输指令传输至所述数据缓存单元；

所述数据缓存单元用于接收所述数据采集单元传输的遥测帧数据并存储在缓存中，并根据所述数据传输指令将缓存中的遥测帧数据传输至所述组帧单元。

优选的，所述遥测帧控制单元用于根据所述遥测帧长度和数据传输率确定组帧周期，根据所述组帧周期将所述组帧指令、所述数据采集指令和所述数据传输指令分别传输至组帧单元、数据采集单元和数据缓存单元。

优选的，所述遥测帧控制单元用于根据所述控制指令的设备信息确定待采集遥测帧数据的至少一个设备中各设备对应的数据标志，并将所述数据标志传输至所述组帧单元。

优选的，所述遥测数据帧的数据结构包括遥测帧同步字、遥测帧长度数、遥测帧计数、遥测帧时标、数据标示、数据长度和数据内容。

本发明还公开了一种自适应变帧长的遥测数据组帧方法，包括：

根据预设不同时段产品各设备的工作需求与遥测数据属性的对应关系，形成与不同时段对应的控制指令，所述控制指令包括设备信息、遥测帧长度、各设备的遥测帧数据的数据类型和数据长度；

根据所述控制指令形成组帧指令，并将所述组帧指令传输至所述组帧单元；

根据所述组帧指令得到组帧参数，根据组帧参数对各设备的遥测帧数据组帧形成遥测数据帧以传输至数据处理设备。

优选的，所述遥测数据帧的数据结构包括遥测帧同步字、遥测帧长度数、遥测帧计数、遥测帧时标、数据标示、数据长度和数据内容。

本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，

所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。

本发明还公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，

该程序被处理器执行时实现如上所述方法。

本发明根据不同时段产品各个设备的工作需求的不同，形成设备工作需求与遥测数据属性的对应关系，从而根据设备工作需求可确定形成的遥测数据属性，进而调整数据帧的组帧过程，从而实现自适应改变遥测数据帧的长度和帧内容等方面的目的，能够满足不同种类任务数据的需求，提高了遥测帧的利用率，增强了遥测系统的有效性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明自适应变帧长的遥测数据组帧系统具体实施例的结构图之一；

图2示出本发明自适应变帧长的遥测数据组帧系统具体实施例的结构图之二；

图3示出本发明自适应变帧长的遥测数据组帧系统具体实施例的结构图之三；

图4示出本发明自适应变帧长的遥测数据组帧系统一个具体例子的结构图；

图5示出本发明自适应变帧长的遥测数据组帧系统一个具体例子中组帧周期的示意图；

图6示出本发明自适应变帧长的遥测数据组帧系统一个具体例子中遥测数据帧的数据结构图；

图7示出本发明自适应变帧长的遥测数据组帧方法具体实施例的流程图；

图8示出适于用来实现本发明实施例的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图数据标示进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

根据本发明的一个方面，本实施例公开了一种自适应变帧长的遥测数据组帧系统。如图1所示，本实施例中，自适应变帧长的遥测数据组帧系统包括中央控制单元1、遥测帧控制单元2和组帧单元5。

其中，所述中央控制单元1用于根据预设不同时段产品各设备的工作需求与遥测数据属性的对应关系，形成与不同时段对应的控制指令，所述控制指令包括设备信息、遥测帧长度、各设备的遥测帧数据的数据类型和数据长度。

所述遥测帧控制单元2用于根据所述控制指令形成组帧指令，并将所述组帧指令传输至所述组帧单元5。

所述组帧单元5用于根据所述组帧指令得到组帧参数，根据组帧参数对各设备的遥测帧数据组帧形成遥测数据帧以传输至数据处理设备。

本发明根据不同时段产品各个设备的工作需求的不同，形成设备工作需求与遥测数据属性的对应关系，从而根据设备工作需求可确定形成的遥测数据属性，进而调整数据帧的组帧过程，从而实现自适应改变遥测数据帧的长度和帧内容等方面的目的，能够满足不同种类任务数据的需求，提高了遥测帧的利用率，增强了遥测系统的有效性。

可以理解的是，中央控制单元1可根据不同时段各设备的工作需求，产生形成遥测数据帧的控制指令。确定待进行数据分析的各设备的设备信息、数据类型和数据长度，进一步确定遥测帧长度，形成控制指令并传输至遥测帧控制单元2。遥测帧控制单元2在接收到控制指令后，在当前遥测帧组帧完成后即按照控制指令对应的新格式的帧格式进行遥测帧组帧。

在优选的实施方式中，如图2所示，所述系统进一步包括数据采集单元13。所述遥测帧控制单元2进一步用于根据所述控制指令形成数据采集指令，并将所述数据采集指令传输至所述数据采集单元13。所述数据采集单元13用于根据所述数据采集指令从对应的设备获取遥测帧数据。

具体的，由于每种设备的数据产生时刻并不相同，因此，在形成每个遥测数据帧，遥测帧控制单元2根据控制指令产生本次需要采集的数据的数据采集指令，数据采集单元13接收到采集控制命令后，同时根据需要采集的数据长度完成本次数据采集，输出给数据缓存单元14进行缓存。优选的，数据采集单元13可为对应于每个设备分别设置的多个数据采集单元13，每个数据采集单元13用于采集与之通信连接的设备的遥测帧数据。

在优选的实施方式中，如图3所示，所述系统进一步包括数据缓存单元14。其中，所述遥测帧控制单元2进一步用于根据所述控制指令形成数据传输指令，并将所述数据传输指令传输至所述数据缓存单元14。所述数据缓存单元14用于接收所述数据采集单元13传输的遥测帧数据并存储在缓存中，并根据所述数据传输指令将缓存中的遥测帧数据传输至所述组帧单元5。

具体的，获取的设备的遥测帧数据可存储在缓存中，以便于组帧单元5根据控制指令对缓存中的遥测帧数据进行组帧得到遥测数据帧。

在优选的实施方式中，所述遥测帧控制单元2用于根据所述遥测帧长度和数据传输率确定组帧周期，根据所述组帧周期将所述组帧指令、所述数据采集指令和所述数据传输指令分别传输至组帧单元5、数据采集单元13和数据缓存单元14。

具体的，由于每个设备产生数据的时刻不同，在组帧时需要实时从设备获取数据，从而遥测控制单元可根据遥测帧长度和遥测数据传输率确定组帧周期，保证遥测数据帧在组帧周期期间完成。并可根据组帧过程中各设备的数据长度和数据率确定每个设备数据采集的顺序和时间，得到各设备对应的数据采集指令并传输至数据采集单元13，以依次获取不同设备的遥测帧数据。

在优选的实施方式中，所述遥测帧控制单元2用于根据所述控制指令的设备信息确定待采集遥测帧数据的至少一个设备中各设备对应的数据标志，并将所述数据标志传输至所述组帧单元5。

在优选的实施方式中，所述遥测数据帧的数据结构包括遥测帧同步字、遥测帧长度数、遥测帧计数、遥测帧时标、数据标示、数据长度和数据内容。可以理解的是，在该优选的实施方式中，遥测数据帧还可以设置遥测帧同步字、遥测帧长度数、遥测帧计数和遥测帧时标等标志遥测数据帧属性中至少之一的属性字段，以表示不同的遥测数据帧的属性特征。

其中，遥测帧同步字用于下行遥测帧同步，用于标志一个遥测帧的起始，优选的可分配4字节的存储空间。

遥测帧长度数表示本帧遥测数据长度，包含遥测帧同步字和遥测帧长度，优选的可分配4字节的存储空间。

遥测帧计数用于进行遥测帧数量的计数，通常占用2个字节的存储空间，取值范围为0～255。

遥测帧时标表示该遥测数据帧的产生时间，优选的可分配4字节的存储空间。

数据标示表示某个设备的遥测数据的开始，，优选的可分配2字节的存储空间，范围0～255，最多支持256种遥测数据。

数据长度表示某个设备遥测数据的长度，优选的可分配4字节的存储空间。

数据内容即为实际获取的遥测帧数据的数据内容，其字节数可以预先设置。

下面以一个具体例子在对本发明作进一步的说明。如图4所示，在该例子中，遥测数据组帧系统包括中央控制单元1、遥测帧控制单元2、数据A采集单元3、数据B采集单元6、数据A缓存单元4、数据B缓存单元7和组帧单元5。

在组帧时，中央控制单元1形成控制指令后传输至遥测控制单元，所述控制指令包括设备A和设备B的设备信息、遥测帧长度、A设备的遥测帧数据的A数据类型和A数据长度以及B设备的遥测帧数据的B数据类型和B数据长度。

遥测控制单元根据所述遥测帧长度N和数据传输率Rb确定组帧周期T，其中，T＝N/Rb。如图5所示，根据所述组帧周期的T1期间的起始时刻t1将数据采集指令传输至数据A采集单元3和数据B采集单元6，以使数据A采集单元3和数据B采集单元6分别采集对应的设备的遥测帧数据后存储至数据A缓存单元4和数据B缓存单元7。

遥测控制单元在T2期间的起始时刻t2和T3期间的起始时刻t3分别形成数据A组帧命令和数据B组帧命令并分别传输至组帧单元5，该组帧命令可包括为设备A和设备B分别设置的A数据标示和B数据标示，还可包括A数据长度和B数据长度。

并同时形成数据传输指令并传输至数据缓存单元14，以使数据缓存单元14将遥测帧数据传输至组帧单元5以便于组帧单元5根据不同设备的遥测帧数据进行组帧得到遥测数据帧。如图6所示，在该例子中，遥测数据帧的数据结构包括遥测帧同步字、遥测帧长度数、遥测帧计数、遥测帧时标、A数据标示、A数据长度、A数据内容、B数据标示、B数据长度和B数据内容。

基于相同原理，本发明还公开了一种自适应变帧长的遥测数据组帧方法。如图7所示，本实施例中，所述方法包括：

S100：根据预设不同时段产品各设备的工作需求与遥测数据属性的对应关系，形成与不同时段对应的控制指令，所述控制指令包括设备信息、遥测帧长度、各设备的遥测帧数据的数据类型和数据长度。

S200：根据所述控制指令形成组帧指令，并将所述组帧指令传输至所述组帧单元。

S300：根据所述组帧指令得到组帧参数，根据组帧参数对各设备的遥测帧数据组帧形成遥测数据帧以传输至数据处理设备。

在优选的实施方式中，所述遥测数据帧的数据结构包括遥测帧同步字、遥测帧长度数、遥测帧计数、遥测帧时标、数据标示、数据长度和数据内容。

由于该方法解决问题的原理与以上系统类似，因此本方法的实施可以参见系统的实施，在此不再赘述。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机设备，具体的，计算机设备例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

在一个典型的实例中计算机设备具体包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述方法。

下面参考图8，其示出了适于用来实现本申请实施例的计算机设备600的结构示意图。

如图8所示，计算机设备600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM))603中的程序而执行各种适当的工作和处理。在RAM603中，还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。CPU601、ROM602、以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。

以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶反馈器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡，调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装如存储部分608。

特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包括用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应变帧长的遥测数据组帧系统，其特征在于，包括中央控制单元、遥测帧控制单元和组帧单元；

所述中央控制单元用于根据预设不同时段产品各设备的工作需求与遥测数据属性的对应关系，形成与不同时段对应的控制指令，所述控制指令包括设备信息、遥测帧长度、各设备的遥测帧数据的数据类型和数据长度；

所述遥测帧控制单元用于根据所述控制指令形成组帧指令，并将所述组帧指令传输至所述组帧单元；

所述组帧单元用于根据所述组帧指令得到组帧参数，根据组帧参数对各设备的遥测帧数据组帧形成遥测数据帧以传输至数据处理设备。

2.根据权利要求1所述的遥测数据组帧系统，其特征在于，所述系统进一步包括数据采集单元；

所述遥测帧控制单元进一步用于根据所述控制指令形成数据采集指令，并将所述数据采集指令传输至所述数据采集单元；

所述数据采集单元用于根据所述数据采集指令从对应的设备获取遥测帧数据。

3.根据权利要求2所述的遥测数据组帧系统，其特征在于，所述系统进一步包括数据缓存单元；

所述遥测帧控制单元进一步用于根据所述控制指令形成数据传输指令，并将所述数据传输指令传输至所述数据缓存单元；

所述数据缓存单元用于接收所述数据采集单元传输的遥测帧数据并存储在缓存中，并根据所述数据传输指令将缓存中的遥测帧数据传输至所述组帧单元。

4.根据权利要求3所述的遥测数据组帧系统，其特征在于，所述遥测帧控制单元用于根据所述遥测帧长度和数据传输率确定组帧周期，根据所述组帧周期将所述组帧指令、所述数据采集指令和所述数据传输指令分别传输至组帧单元、数据采集单元和数据缓存单元。

5.根据权利要求1所述的遥测数据组帧系统，其特征在于，所述遥测帧控制单元用于根据所述控制指令的设备信息确定待采集遥测帧数据的至少一个设备中各设备对应的数据标志，并将所述数据标志传输至所述组帧单元。

6.根据权利要求1所述的遥测数据组帧系统，其特征在于，所述遥测数据帧的数据结构包括遥测帧同步字、遥测帧长度数、遥测帧计数、遥测帧时标、数据标示、数据长度和数据内容。

7.一种自适应变帧长的遥测数据组帧方法，其特征在于，包括：

根据预设不同时段产品各设备的工作需求与遥测数据属性的对应关系，形成与不同时段对应的控制指令，所述控制指令包括设备信息、遥测帧长度、各设备的遥测帧数据的数据类型和数据长度；

根据所述控制指令形成组帧指令，并将所述组帧指令传输至所述组帧单元；

根据所述组帧指令得到组帧参数，根据组帧参数对各设备的遥测帧数据组帧形成遥测数据帧以传输至数据处理设备。

8.根据权利要求7所述的遥测数据组帧方法，其特征在于，所述遥测数据帧的数据结构包括遥测帧同步字、遥测帧长度数、遥测帧计数、遥测帧时标、数据标示、数据长度和数据内容。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，

所述处理器执行所述程序时实现如权利要求7或8所述方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，

该程序被处理器执行时实现如权利要求7或8所述方法。

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