CN115225425B - 动态可插入环形网络架构数据采集方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动态可插入环形网络架构数据采集方法及系统，属于遥测通信技术领域，通过环形网络连接网络的数据采集节点，使得各个数据采集节点对外接口统一，并且在任意节点之间可以动态插入数据采集节点，而只需增加两条网络电缆就可实现节点的插入，不会影响其他走线的布局，从而将庞大的电缆网络改成灵活可配的环形网络架构，总线传输带宽实现1Gbps以上的总线传输速率。本发明减少了接口种类、减少了各个型号间的差异化，降低了遥测数据采集系统的成本，使得维护和升级改造更加便捷。

Description

动态可插入环形网络架构数据采集方法及系统

技术领域

本发明属于遥测通信技术领域，具体涉及一种动态可插入环形网络架构数据采集方法、系统以及电子设备。

背景技术

在当今工业制造和航空航天领域，传统遥测数据采集系统主要采用串行（422、can、lvds等）总线架构，用来实现各个模块的数据同步采集。这种总线架构在应用过程中存在以下问题：

1）传统遥测数据采集系统需要面对不同功能和不同接口的数据采集节点，这些节点分布在复杂的采样空间，往往需要庞大的数据电缆网做辅助，耗费大量的人力成本和物料成本；

2）由于每一路信号的每一段传输都需要具体设计和在电缆网中实现，对于设计中、生产中和使用中的硬件技术状态更改容忍度为零，难以快速灵活响应由短周期快速迭代带来的技术状态更改；

3）传统遥测数据采集系统内所采用的各个器件之间的型号互不兼容，型号的差异造成电缆网的差异，不利于型谱化管理以及系统的维护和升级改造；

4）传统遥测数据采集系统内各个模块间数据共享和数据融合实现较为复杂，需要通过复杂的电缆网为各个单机模块设计专用的接口来实现有限的数据共享和数据融合；

5）传统遥测数据采集系统的总线带宽较低，一般只能适应100Mbps以内的传输速率，面对工业4.0以及航空航天领域中对数据传输带宽的越来越高要求，逐渐不适应当前大数据量传输的需求。

因此，亟需一种能够减少接口种类、便于维护和升级改造的数据通信技术。

发明内容

基于现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种动态可插入环形网络架构数据采集方法及系统，通过环形网络连接采集节点，使各个节点对外接口统一，在任意节点之间可以动态插入采集节点，而只需增加两条网络电缆就可实现节点的插入，不会影响其他走线的布局，从而将庞大的电缆网络改成灵活可配的环形网络架构。

为实现上述目的，本发明提供一种动态可插入环形网络架构数据采集系统，其特征在于，通过两级环网的网络架构进行遥测数据的采集，所述两级环网包括一级环网和二级环网；其中，

在所述一级环网串联有信号调理终端，所述信号调理终端用于采集节点传感器检测到的终端信息数据，并通过所述一级环网将所采集的终端信息数据汇总到由所述二级环网串联的信号采集器中；

所述二级环网用于将所述信号采集器采集到的终端信息数据汇总到信号综合器，所述信号综合器用于将汇总的终端信息数据进行编帧处理，并通过射频模块发送到地面监控站；并且，

所述信号采集器和所述一级环网一一对应。

为了解决上述问题，本发明还提供一种动态可插入环形网络架构数据采集方法，其特征在于，利用上述的动态可插入环形网络架构数据采集系统进行遥测数据的采集，所述方法包括：

通过信号调理终端将一级环网内部的各个终端信息汇总到信号采集器；其中，所述信号调理终端串联在所述一级环网上，所述信号采集器串联在二级环网上，且所述信号调理终端对外统一成两个通信接口，每个通信接口内部节点包含了供电和通信线路；

通过所述二级环网将所述信号采集器采集到的终端信息汇总到信号综合器；

通过所述信号综合器将汇总的终端信息进行编帧处理，通过射频模块发送到地面监控站。

为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的动态可插入环形网络架构数据采集方法中的步骤。

本发明提供的动态可插入环形网络架构数据采集方法、系统以及电子设备，通过环形网络连接采集节点，使各个节点对外接口统一，从而将庞大的电缆网络改成灵活可配的环形网络架构，使各个型号间差异化减少，在任意节点之间可以动态插入采集节点，而只需增加两条网络电缆就可实现节点的插入，不会影响其他走线的布局。总线传输带宽实现1Gbps以上的总线传输速率，有效减少了接口种类，减轻了重量、降低了成本，使得维护和升级改造更便捷，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的动态可插入环形网络架构数据采集系统的总体网络拓扑结构示意图；

图2为根据本发明实施例的堆叠串屉式结构示意图；

图3为根据本发明实施例的四个模块的堆叠方式示意图；

图4为根据本发明实施例的单机循环周期示意图；

图5为根据本发明实施例的动态可插入环形网络架构数据采集方法流程示意图；

图6为根据本发明实施例的实现动态可插入环形网络架构数据采集方法的电子设备的内部结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的目的是提供一种动态可插入环形网络架构数据采集方法，通过环形网络连接采集节点，使各个节点对外接口统一，从而将庞大的电缆网络改成灵活可配的环形网络架构。

以下将结合附图对本发明的具体实现方案做进一步详细的描述。

图1为本发明一实施例提供的动态可插入环形网络架构数据采集系统的总体网络拓扑结构示意图。

如图1所示，本实施例提供的动态可插入环形网络架构数据采集系统，通过两级环网的网络架构进行遥测数据的采集，即总体网络拓扑结构分成两级环网，最底层为通过一级环网串联的信号调理终端，每个信号调理终端均直接连接系统中各个节点传感器。

在具体的应用过程中，信号调理终端可以包含多种类型终端信息数据采集节点：压力、温度、流量、应变、RS422信号、RS232信号、LVDS、1553B总线数据等，这些终端信息数据采集节点通过压力传感器、温度传感器、流量计、应变仪、RS422接口、RS232接口、LVDS接口、1553B总线等不同类型的节点传感器实现这些终端信息数据的采集。其中，信号调理终端可实现多路传感器信号的同时采集。

节点传感器所采集的终端信息数据通过与各节点传感器相连的信号调理终端，转换成一级环网采用的网络总线协议，然后将一级环网内部的各个信号调理终端所采集的终端信息数据汇总到由所述二级环网串联的信号采集器中。

在本实施例中，一级环网采用环形冗余网络拓扑结构，以实现单个断点故障不影响系统的采集功能。具体的，作为示例，将每个信号调理终端均对外统一配置两个通信接口，每个通信接口内部均包括供电子接口和通信子接口，即每个通信接口内部节点均包含了供电线路和通信线路，用于为与所述信号调理终端相连的各个节点供电和通信组网。这样就能够保证所有模块电缆网统一，模块之间可随意插入信号调理终端，而不影响整体系统架构的布线。

二级环网用于将所述信号采集器采集到的终端信息数据汇总到信号综合器，所述信号综合器用于将汇总的终端信息数据进行编帧处理，并通过射频模块发送到地面监控站。

其中，二级环网的节点（信号综合器）为一级环网的主节点，串联在二级环网上的信号采集器和所述一级环网一一对应。本实施例提供的动态可插入环形网络架构数据采集系统可包含一个二级环网和多个一级环网，每个一级环网可以包含最多128个信号调理终端节点，每个信号调理终端节点可实现不少于8路传感器信号的同时采集；二级环网可以包含最多64个信号采集器节点。信号采集器一方面用于采集一级环网各个节点数据信息，另一方面还用于接收信号综合器发送的参数配置命令，通过所述参数配置命令控制所述一级环网的各个采集节点的检测采样。

另外，为了使二级环网上的各个节点对外接口统一，在任意节点之间只需增加两条网络电缆就可以动态插入信号采集器节点，而不会影响其他走线的布局，在该二级环网的每个信号采集器节点上对外设置有四路通信接口，其中两路用于实现二级环网上各信号采集器节点的串联以及同信号综合器的连接以组合成为闭环的二级环网，另外两路实现给一级环网各个节点（信号调理终端）供电和通信组网。

信号综合器接收到信号采集器采集汇总的终端信息数据后，统一将这些终端信息数据进行编帧处理，然后通过射频模块发送到地面监控站；另外，信号综合器还能够接收地面监控站的监控指令，并根据该监控指令通过二级环网和一级环网访问各个信号调理终端。

数据流的编帧处理过程如下：数据流编帧完全由信号综合器主导完成，信号综合器内部设置两个缓存A和B，两个缓存用于乒乓操作，在A缓存编帧的过程中，采集完成的数据存储到B缓存中，B缓存结束采集后，给出完成标识；在A缓存中的PCM编帧发送完成后，开始对B缓存中的数据进行编帧发送，同时下一帧采集完成的数据保存到A缓冲去，这样保证了PCM码流的连续性。

针对数据采样过程中不同通道对应不同采样率，可以通过在主站设置某个从站采样周期的的访问频率来区分，例如低速率采样通道（温度、压力等）采样速率只有10HZ，而高速采样通道（冲击振动、加速度等）采样速率需要5kHz，可以设置循环周期为0.1ms，高速采样通道每一个循环周期采样一次，低速率采样通道每500个采样周期采样一次。PCM编码过程中，总帧频设置为每50ms完成一次全帧数据的编码及发送。

PCM编码的格式由地面监控站设置到信号综合器，信号综合器将编码格式存储到板载EEROM，上电启动后，读取EEROM中的格式数据，存储到响应的寄存器用于PCM编码。

地面网络监控器可通过标准总线接入网络，具有对环形网络上传输的网络数据进行监听，在线配置“波道”和“帧格式”，对故障网络设备进行在线诊断等功能。

为了保证全帧可配置，可以通过地面监控站给信号综合器发送全帧配置文件，信号综合器将配置文件存储到本地EEROM中，上电初始化后，将配置文件存储到fpga片内rom中。编帧的过程中，通过读取ROM中的配置信息即可选择将任意路的采样值配置为任意波道，还可以选择配置的帧格式为：ID副帧、反码副帧、无副帧等。

对于动态可插入环形网络架构数据采集系统中的单机结构，本发明中采用模块化设计的思路。具体的，一级环网的信号调理终端采用堆叠串屉式结构，二级环网的信号采集器及网络综合器也采用堆叠串屉式结构。

图2示出了根据本发明实施例的堆叠串屉式结构示意图，如图2所示，一级环网中的节点即为信号调理终端，每个信号调理终端单机重量不超过0.5KG，但是由于一级环网串联的信号调理终端数量较多，为了减轻重量，信号调理终端结构采用四层堆叠串屉式结构，即通过堆叠四个模块的形式，从底层到顶层分别是电源模块、通信算法模块、第一信号调理模块、第二信号调理模块。其中，电源模块与供电子接口连接，用于信号调理终端的供电；通信算法模块与通信子接口相连，用于信号调理终端和节点传感器以及一级环网的数据传输；第一信号调理模块和第二信号调理模块与节点传感器相连，用于接收节点传感器所采集的终端信息数据，并通过通信算法模块对所接收的终端信息数据进行处理，以便后期通过一级环网上传至二级环网。通过该堆叠串屉式结构，一个信号调理终端可实现最多八路传感器信号的同时采集。

图3为根据本发明实施例的四个模块的堆叠方式示意图。如图3所示，电源模块通过贯通式连接器给各个模块供电，通信算法模块通过非贯通式连接器给第一信号调理模块和第二信号调理模块通信和数据采集，通过非贯通连接器设计即保证了两个信号调理模块通信的独立性，又保证了两个模块设计一致性。

信号采集器和信号综合器采用两层堆叠串屉结构，即通过堆叠两层的结构形式，从底层到顶层分别为电源模块、通信算法模块，另外，网络综合器还可以增加数字射频模块。

在通信算法模块的实现过程中，为了保障每级环网中所串联的各个单机独立运行，不会发生数据冲突，还需要在每级环网上设定一个管理节点，用于统一规划其所在环网上每个节点收发数据的确定时序。

具体的，作为示例，可以在所述一级环网串联的信号调理终端中设定一个一级主节点作为该一级环网的管理节点，所述一级环网串联的信号调理终端中除所述一级主节点之外的节点均为受所述管理节点（一级主节点）控制的一级受控节点。

同样的，在二级环网串联的信号采集器中也设定一个二级主节点作为该二级环网的管理节点，所述二级环网串联的信号采集器中除所述二级主节点之外的节点为受所述管理节点（二级主节点）控制的二级受控节点。

其中，所述一级主节点和所述二级主节点用于管理本级网络的总线使用权，规划本级网络中每个节点收发数据的确定时序；所述一级受控节点和所述二级受控节点用于根据所述一级主节点和所述二级主节点的数据传输指令进行对应的数据传输。也就是说，管理节点（一级主节点和二级主节点）可以主动的发送数据到网络上，而受控节点（一级受控节点和二级受控节点）只有接收到管理节点的请求后，才可以发送数据。因为管理节点会统一规划其所在环网中每个节点收发数据的确定时序，以保证各个从站单机独立运行，不会发生数据冲突。

在具体的数据收发管理控制过程中，可以设定每个循环周期的开始会发送FRC帧，因此相邻两个FRC帧的时间间隔即为一个循环周期。单机循环周期的启动时间尽可能的精确（无抖动）。FRC帧的抖动，也就是单机循环周期的抖动。

图4示出了根据本发明实施例的从站单机的一个单机循环周期。如图4所示，从站单机的一个单机循环周期包括多个阶段：时间同步帧FRC、从站受控节点CN1回令、从站受控节点CN2回令、从站受控节点CN3回令（直到最后从站受控节点CNn）、从站配置CFG、空闲阶段IDLE。

在单机循环周期的预设阶段内，单个阶段的长度可以改变，例如某个循环周期的从站配置CFG可能比上一个循环周期的从站配置CFG长了一些，相应的空闲阶段就会短一些。但是整个循环周期的总时间长度是精确且固定的。

下面将对单机循环周期包括多个的各个阶段做更为详细的说明。

1、各个时间同步帧FRC的帧阶段构成

时间同步帧FRC是循环起始帧，通过广播形式发送，系统的各个从节点接收到起始帧后开始计时，根据起始帧内部的相对时间修正自己的时钟计数，并根据起始帧内部命令开始采集数据。时间同步帧FRC的具体帧格式如下:

系统采用环网结构，每个模块的通过网络串接到系统中，经过每个节点都会产生固定的延时，每个循环周期内，各个节点都会测量各自节点的延时，并上报给主节点，主节点根据各自的延时修正各个节点的时间。

2、受控节点CN1-N的阶段构成

各个子节点在收到循环起始帧命令后，按照主站发出的命令采集数据并上传给主节点，上传的回令格式如下表所示：

3、从站配置CFG的阶段构成

从站配置CFG阶段是循环周期的配置阶段，本阶段中主节点可以对系统中的其他节点进行优先级配置以及各个从节点采样参数：优先级、发送帧频率、节点地址、采样率、修正系数、采样通道等参数。例如，某一时刻可以改变某个节点优先级、发送帧频率、节点地址、采样率、修正系数、采样通道等参数，设置完成后，被改变的节点会再下一个循环周期向主节点发送更改完成标识，下下个循环周期按照最新的参数工作。本阶段可以动态调整，设置参数过多占用的时间就越长，需要软件人员灵活运用。站配置CFG阶段的具体帧格式如下：

主站-从站格式：

从站-主站回令：

4、空闲阶段IDLE的阶段构成

空闲阶段IDLE为系统空闲阶段，软件编程人员需要给idle流出余量，如Idle时间不少于单个循环周期的10%，以保证这个循环周期可靠运行。

图5示出了根据本发明实施例的动态可插入环形网络架构数据采集方法的流程示意图，该方法利用前述的动态可插入环形网络架构数据采集系统进行遥测数据的采集，该方法可以由一个系统执行，该系统可以由软件和/或硬件实现。参照图5所示，在本实施例中，动态可插入环形网络架构数据采集方法包括步骤S510~ S530。

S510：通过信号调理终端将一级环网内部的各个终端信息汇总到信号采集器；

S520：通过所述二级环网将所述信号采集器采集到的终端信息汇总到信号综合器；

S530：通过所述信号综合器将汇总的终端信息进行编帧处理，通过射频模块发送到地面监控站。

具体的，所述信号调理终端串联在所述一级环网上，所述信号采集器串联在二级环网上，且所述信号调理终端对外统一成两个通信接口，每个通信接口内部节点包含了供电和通信线路。所述二级环网对外具有四路通信接口，其中两路用于将所述信号综合器组合成为所述二级环网，另外两路用于为所述一级环网的各个信号调理终端供电和通信组网。

本发明的动态可插入环形网络架构数据采集方法的具体实现细节，均可参照上述对动态可插入环形网络架构数据采集系统的实施例描述，在此不再一一详述。

同样，该动态可插入环形网络架构数据采集系统，通过这一系统架构，通过环形网络连接各个采集节点，使得各个节点对外接口统一，在任意节点之间可以动态插入采集节点，而只需增加两条网络电缆就可实现节点的插入，不会影响其他走线的布局。从而将庞大的电缆网络改成灵活可配的环形网络架构，总线传输带宽实现1Gbps以上的总线传输速率。减少了接口种类，减轻了重量、降低了成本、维护和升级改造更便捷、各个型号间差异化减少、提高了生产效率。

图6为根据本发明实施例的应用动态可插入环形网络架构数据采集方法的电子设备6。

如图6所示，该电子设备6可以包括处理器60、存储器61和总线，还可以包括存储在存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序，如动态可插入环形网络架构数据采集程序62。存储器61还可以既包括动态可插入环形网络架构数据采集方法的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器61不仅可以用于存储安装于应用软件及各类数据，例如动态可插入环形网络架构数据采集程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

其中，所述存储器61至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器61在一些实施例中可以是电子设备6的内部存储单元，例如该电子设备6的移动硬盘。所述存储器61在另一些实施例中也可以是电子设备6的外部存储设备，例如电子设备6上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card， SMC）、安全数字（SecureDigital， SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器61还可以既包括电子设备6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61不仅可以用于存储安装于电子设备6的应用软件及各类数据，例如动态可插入环形网络架构数据采集程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所述处理器60在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器60是所述电子设备的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器61内的程序或者模块（例如动态可插入环形网络架构数据采集程序等），以及调用存储在所述存储器61内的数据，以执行电子设备6的各种功能和处理数据。

总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器61以及至少一个处理器60等之间的连接通信。

图6仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图6示出的结构并不构成对所述电子设备6的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

例如，尽管未示出，所述电子设备6还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理系统与所述至少一个处理器60逻辑相连，从而通过电源管理系统实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备6还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。

进一步地，所述电子设备6还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备6与其他电子设备之间建立通信连接。

可选地，该电子设备6还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备6中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。

所述电子设备6的所述存储器61存储的动态可插入环形网络架构数据采集程序62是多个指令的组合，在所述处理器60中运行时，可以实现：

S510：通过信号调理终端将一级环网内部的各个终端信息汇总到信号采集器；

S520：通过所述二级环网将所述信号采集器采集到的终端信息汇总到信号综合器；

S530：通过所述信号综合器将汇总的终端信息进行编帧处理，通过射频模块发送到地面监控站。

具体地，所述处理器60对上述指令的具体实现方法可参考图1对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。

进一步地，所述电子设备6集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或系统、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质可以是非易失性的，也可以是易失性的，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现：

S510：通过信号调理终端将一级环网内部的各个终端信息汇总到信号采集器；

S520：通过所述二级环网将所述信号采集器采集到的终端信息汇总到信号综合器；

S530：通过所述信号综合器将汇总的终端信息进行编帧处理，通过射频模块发送到地面监控站。

具体地，所述计算机程序被处理器执行时具体实现方法可参考实施例动态可插入环形网络架构数据采集方法中相关步骤的描述，在此不赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或系统也可以由一个单元或系统通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种动态可插入环形网络架构数据采集系统，其特征在于，通过两级环网的网络架构进行遥测数据的采集，所述两级环网包括一级环网和二级环网；其中，

在所述一级环网串联有信号调理终端，所述信号调理终端用于采集节点传感器检测到的终端信息数据，并通过所述一级环网将所采集的终端信息数据汇总到由所述二级环网串联的信号采集器中；每个信号调理终端对外均具有两个统一的通信接口，每个通信接口内部均包括供电子接口和通信子接口，用于为与所述信号调理终端相连的各个节点供电和通信组网；

所述二级环网用于将所述信号采集器采集到的终端信息数据汇总到信号综合器，所述信号综合器用于将汇总的终端信息数据进行编帧处理，并通过射频模块发送到地面监控站；所述二级环网对外具有四路通信接口，其中两路用于将所述信号综合器组合成为所述二级环网，另外两路用于为所述一级环网的各个信号调理终端供电和通信组网；并且，

所述信号采集器和所述一级环网一一对应。

2.根据权利要求1所述的动态可插入环形网络架构数据采集系统，其特征在于，所述一级环网采用环形冗余网络拓扑结构。

3.根据权利要求2所述的动态可插入环形网络架构数据采集系统，其特征在于，

所述信号采集器还用于接收所述信号综合器发送的参数配置命令，并通过所述参数配置命令控制所述一级环网的各个采集节点的检测。

4.根据权利要求3所述的动态可插入环形网络架构数据采集系统，其特征在于，所述信号调理终端结构采用四层堆叠串屉式结构，包括从底层到顶层分别设置的电源模块、通信算法模块、第一信号调理模块、第二信号调理模块；其中，

所述电源模块与所述供电子接口连接，用于所述信号调理终端的供电；

所述通信算法模块与所述通信子接口相连，用于所述信号调理终端和所述节点传感器以及所述一级环网的数据传输；

所述第一信号调理模块和所述第二信号调理模块与所述节点传感器相连，用于接收所述节点传感器所采集的终端信息数据，并通过所述通信算法模块对所接收的终端信息数据进行处理；其中，所述通信算法模块通过非贯通式连接器给所述第一信号调理模块和所述第二信号调理模块通信和数据采集。

5.根据权利要求3所述的动态可插入环形网络架构数据采集系统，其特征在于，所述信号采集器和所述信号综合器均采用两层堆叠串屉结构；包括从底层到顶层分别设置的电源模块和通信算法模块；其中，

所述电源模块与所述供电子接口连接，用于所述信号采集器和所述信号综合器的供电；

所述通信算法模块与所述通信子接口相连，用于所述信号采集器和所述信号综合器的数据传输。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的动态可插入环形网络架构数据采集系统，其特征在于，所述信号综合器还用于接收所述地面监控站的监控指令，通过所述二级环网和所述一级环网访问各个信号调理终端。

7.根据权利要求6所述的动态可插入环形网络架构数据采集系统，其特征在于，

在所述一级环网串联的信号调理终端中具有一个一级主节点，所述一级环网串联的信号调理终端中除所述一级主节点之外的节点为一级受控节点；

在所述二级环网串联的信号采集器中具有一个二级主节点，所述二级环网串联的信号采集器中除所述二级主节点之外的节点为二级受控节点；

其中，所述一级主节点和所述二级主节点用于管理本级网络的总线使用权，规划本级网络中每个节点收发数据的确定时序；所述一级受控节点和所述二级受控节点用于根据所述一级主节点和所述二级主节点的数据传输指令进行对应的数据传输。

8.一种动态可插入环形网络架构数据采集方法，其特征在于，利用如权利要求1～7中任一项所述的动态可插入环形网络架构数据采集系统进行遥测数据的采集，所述方法包括：

通过信号调理终端将一级环网内部的各个终端信息汇总到信号采集器；其中，所述信号调理终端串联在所述一级环网上，所述信号采集器串联在二级环网上，且所述信号调理终端对外统一成两个通信接口，每个通信接口内部节点包含了供电和通信线路；

通过所述二级环网将所述信号采集器采集到的终端信息汇总到信号综合器；

通过所述信号综合器将汇总的终端信息进行编帧处理，通过射频模块发送到地面监控站。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求8所述的动态可插入环形网络架构数据采集方法中的步骤。

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