CN114124282A - 异步异类传感器数据采集系统间的同步方法及装置 - Google Patents

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王开科
何成
王欣欣
赵普志
李伟
马涛
马永录
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Abstract

本发明涉及一种数据同步技术领域，是一种异步异类传感器数据采集系统间的同步方法及装置，前者包括：标记且利用各传感器数据采集系统的时间戳信息，截取各传感器数据采集系统的返回数据及时间戳信息；建立各传感器数据采集系统的应答先后时序；以应答先后时序的倒序顺序，触发各传感器数据采集系统，重复上述步骤直至各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐。本发明能有效应用于采样速率≤1kHz/s的异步异类传感器数据采集系统，实现异步异类传感器数据采集系统间的数据同步，能有效用于科学试验及工程测试中，实现不同测试设备对不同物理量进行同步同频测试，为科学试验及工程测试提供有效支撑。

Description

异步异类传感器数据采集系统间的同步方法及装置
技术领域
本发明涉及一种数据同步技术领域，是一种异步异类传感器数据采集系统间的同步方法及装置。
背景技术
多场耦合是科学与工程界面临最主要的物理问题，诸如高速铁路中的列车气动力与温度作用场的耦合、工程结构风致振动与风场的耦合以及海洋平台中平台结构与海浪的耦合等。特别通过实验方法对多场耦合问题进行分析时，需要采用不同测试设备对不同物理量进行同步同频测试，获取不同特征量在同一时间点上的数据，以分析测试目标在不同作用下的响应。
然而传统上，很难有传感器数据采集系统厂家能生产出同时采集不同类型、不同电子信号的高精度传感器，当一个测试目标需要不同类型传感器进行物理量测量时，就需要采用不同的传感器数据采集系统。传感器数据采集系统的数据采样频率设置以及同步方法，往往只适用于同类型电子信号及输出范围的传感器，对于不同的传感器数据采集系统，则不能使不同系统之间的数据同步。
发明内容
本发明提供了一种异步异类传感器数据采集系统间的同步方法及装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有不能将不同传感器数据采集系统之间的数据进行同步的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种异步异类传感器数据采集系统间的同步方法，包括：
标记且利用各传感器数据采集系统的时间戳信息，截取各传感器数据采集系统的返回数据及时间戳信息，其中，时间戳信息包括基准时间和传感器数据采集系统的数据传输时间；
建立各传感器数据采集系统的应答先后时序；
以应答先后时序的倒序顺序，触发各传感器数据采集系统，重复上述步骤直至各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述标记且利用各个传感器数据采集系统的时间戳信息，包括：
以操作系统时间为基准，确定基准时间；
识别并分类各传感器数据采集系统进行数据传输时间；
根据基准时间及数据传输时间，标定各个传感器数据采集系统的时间戳信息。
上述识别并分类各传感器数据采集系统进行数据传输时间，基于不同的串行总线通讯协议和多路串口的数据接收缓存区编码进行识别。
上述根据应答先后时序倒序触发各传感器数据采集系统，包括：以应答先后时序的倒序顺序建立异步触发队列，根据异步触发队列触发各传感器数据采集系统。
上述各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐，截取各个各传感器数据采集系统的返回数据，形成同步文件，并将所得同步文件归档。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种异步异类传感器数据采集系统间的同步装置，包括：
监听单元，标记且利用各传感器数据采集系统的时间戳信息，截取各传感器数据采集系统的返回数据及时间戳信息，其中，时间戳信息包括基准时间和传感器数据采集系统的数据传输时间；
时序建立单元，建立各传感器数据采集系统的应答先后时序；
同步单元，以应答先后时序的倒序顺序，触发各传感器数据采集系统，重复上述步骤直至各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐。
本发明能有效应用于采样速率≤1kHz/s的异步异类传感器数据采集系统，实现异步异类传感器数据采集系统间的数据同步，能有效用于科学试验及工程测试中，实现不同测试设备对不同物理量进行同步同频测试，为科学试验及工程测试提供有效支撑。
附图说明
附图1为本发明实施例1的方法流程图。
附图2为本发明实施例1的一种同步时序示意图。
附图3为本发明实施例2的同步时序示意图。
附图4为本发明实施例3的结构示意图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1、2所示，本发明实施例公开了一种异步异类传感器数据采集系统间的同步方法，包括：
步骤S101，标记且利用各传感器数据采集系统的时间戳信息，截取各传感器数据采集系统的返回数据及时间戳信息，其中，时间戳信息包括基准时间T0和传感器数据采集系统的数据传输时间。
上述步骤S101具体包括：
1、以操作系统时间为基准，确定基准时间T0：
这里以操作系统时间为基准，确定基准时间，包括：首先监听操作系统运行的事件消息；其次记录操作系统的系统时间及事件消息发生的时刻，计做T0；最后以操作系统时间，即通过调用系统SDK获取到的指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒（北京时间1970年01月01日08时00分00秒）起至现在的总毫秒数为基准，调整基准时间；
2、识别并分类各传感器数据采集系统进行数据传输时间：
这里依据不同的串行总线通讯协议和多路串口的数据接收缓存区编码识别并分类各传感器数据采集系统进行数据传输时间，即结合不同的传感器的物理特性，将读取和回传时间封装成函数，完成传感器数据采集系统进行数据传输时间的识别，若使用串口通讯，则数据传输时间（响应时间）=2×字符长度×(起始位长度+数据位长度+校验位长度+停止位长度)÷波特率；
3、根据基准时间及数据传输时间，标定各个传感器数据采集系统的时间戳信息，其中，时间戳信息TN包括基准时间和传感器数据采集系统的数据传输时间；
这里时间戳信息TN=基准时间T0+传感器数据采集系统的数据传输时间；
4、根据各传感器数据采集系统的时间戳信息，截取各传感器数据采集系统的返回数据及时间戳信息。
这里各传感器数据采集系统的时间戳信息不同，即TN>T0，因为不同传感器数据采集系统响应触发指令的时间不同，因此返回数据的应答时间也不同。
步骤S102，建立各传感器数据采集系统的应答先后时序；
这里根据各传感器数据采集系统的应答先后顺序，建立各传感器数据采集系统的应答先后时序。
步骤S103，以应答先后时序的倒序顺序，触发各传感器数据采集系统，重复上述步骤直至各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐。
这里根据应答先后时序倒序触发各传感器数据采集系统，包括：以应答先后时序的倒序顺序建立异步触发队列，根据异步触发队列触发各传感器数据采集系统；即根据TN-T0的值动态调整不同传感器的触发时间，实现先应答者晚触发，后应答者提前触发。如附图2所示，应答先后时序为传感器B、传感器A，则建立的异步触发队列为传感器A、传感器B，根据异步触发队列触发各传感器数据采集系统，使得两个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐。
这里，各传感器数据采集系统的时间戳信息对齐，即为各通道的数据返回时间间隔无限趋近于0，在各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐时，截取各个各传感器数据采集系统的返回数据，形成同步文件，并将所得同步文件归档。
本发明实施例公开了一种异步异类传感器数据采集系统间的同步方法，能有效应用于采样速率≤1kHz/s的异步异类传感器数据采集系统，实现异步异类传感器数据采集系统间的数据同步，能有效用于科学试验及工程测试中，实现不同测试设备对不同物理量进行同步同频测试，为科学试验及工程测试提供有效支撑。
实施例2：如附图3所示，有测风仪、测温仪、高速像机三种传感器数据采集系统，利用本发明技术方案实现这三种传感器数据采集系统数据同步的过程如下：
1、根据需要停止测风仪、测温仪及高速像机的数据采集；
2、分类并识别测风仪、测温仪及高速像机的数据传输时间；
3、以操作系统时间为基准，为测风仪、测温仪及高速像机重新标记时间戳信息；
4、根据测风仪、测温仪及高速像机的时间戳信息，截取各传感器数据采集系统的返回数据及时间戳信息；
5、根据返回数据的先后顺序建立应答先后时序，应答先后时序为高速像机、测温仪、测风仪；
6、根据应答先后时序的倒序顺序建立异步触发队列，异步触发队列为测风仪、测温仪、高速像机；
7、根据异步触发队列触发各传感器数据采集系统，并根据返回数据的时间戳信息截取测风仪、测温仪及高速摄像机数据集文件形成同步文件，实现数据同步。
实施例3：如附图4所示，本发明实施例公开了一种异步异类传感器数据采集系统间的同步装置，包括：
监听单元，标记且利用各传感器数据采集系统的时间戳信息，截取各传感器数据采集系统的返回数据及时间戳信息，其中，时间戳信息包括基准时间和传感器数据采集系统的数据传输时间；
时序建立单元，建立各传感器数据采集系统的应答先后时序；
同步单元，以应答先后时序的倒序顺序，触发各传感器数据采集系统，重复上述步骤直至各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐。
实施例4，该存储介质，所述存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时执行异步异类传感器数据采集系统间的同步方法。
上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
实施例5，该电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，计算机程序由处理器加载并执行以实现异步异类传感器数据采集系统间的同步方法。
上述电子设备还包括传输设备、输入输出设备，其中，传输设备和输入输出设备均与处理器连接。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种异步异类传感器数据采集系统间的同步方法，其特征在于，包括：
标记且利用各传感器数据采集系统的时间戳信息，截取各传感器数据采集系统的返回数据及时间戳信息，其中，时间戳信息包括基准时间和传感器数据采集系统的数据传输时间；
建立各传感器数据采集系统的应答先后时序；
以应答先后时序的倒序顺序，触发各传感器数据采集系统，重复上述步骤直至各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐。
2.根据权利要求1所述的异步异类传感器数据采集系统间的同步方法，其特征在于，所述标记且利用各个传感器数据采集系统的时间戳信息，包括：
以操作系统时间为基准，确定基准时间；
识别并分类各传感器数据采集系统进行数据传输时间；
根据基准时间及数据传输时间，标定各个传感器数据采集系统的时间戳信息。
3.根据权利要求2所述的异步异类传感器数据采集系统间的同步方法，其特征在于，所述识别并分类各传感器数据采集系统进行数据传输时间，基于不同的串行总线通讯协议和多路串口的数据接收缓存区编码进行识别。
4.根据权利要求1或2或3所述的异步异类传感器数据采集系统间的同步方法，其特征在于，所述根据应答先后时序倒序触发各传感器数据采集系统，包括：以应答先后时序的倒序顺序建立异步触发队列，根据异步触发队列触发各传感器数据采集系统。
5.根据权利要求1或2或3所述的异步异类传感器数据采集系统间的同步方法，其特征在于，所述各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐，截取各个各传感器数据采集系统的返回数据，形成同步文件，并将所得同步文件归档。
6.根据权利要求4所述的异步异类传感器数据采集系统间的同步方法，其特征在于，所述各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐，截取各个各传感器数据采集系统的返回数据，形成同步文件，并将所得同步文件归档。
7.一种异步异类传感器数据采集系统间的同步装置，其特征在于，包括：
监听单元，标记且利用各传感器数据采集系统的时间戳信息，截取各传感器数据采集系统的返回数据及时间戳信息，其中，时间戳信息包括基准时间和传感器数据采集系统的数据传输时间；
时序建立单元，建立各传感器数据采集系统的应答先后时序；
同步单元，以应答先后时序的倒序顺序，触发各传感器数据采集系统，重复上述步骤直至各个传感器数据采集系统的时间戳信息对齐。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时执行如权利要求1至6任一项所述的异步异类传感器数据采集系统间的同步方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至6任一项所述的异步异类传感器数据采集系统间的同步方法。
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