寬頻帶雙平面多冗余通信架構及通信方法技術

本發明專利技術提供一種寬頻帶雙平面多冗余通信架構及通信方法，將所述網絡數據包同時傳輸至所述測控單機中的網絡交換模塊的雙平面中；再使網絡交換模塊的雙平面中的每個平面通過電氣網絡端口接收網絡數據包，并將網絡數據包傳輸至接收采編模塊中，基于網絡數據接收算法進行信號處理以形成目標信號，兩路獨立網絡端口電氣隔離，互不影響，雙平面數據發送和接收算法架構，讓傳感器和總線數據在兩個相互獨立的通道內傳輸，保同時又互為冗余備份，提高數據傳輸的可靠性，并且雙平面的存在使得即使有一個平面的數據存在數據丟失，也可以使用另一個平面傳輸的數據將丟失的數據補齊，從而提高數據傳輸的可靠性，增強數據傳輸的冗余度。增強數據傳輸的冗余度。增強數據傳輸的冗余度。

【技術實現步驟摘要】
寬頻帶雙平面多冗余通信架構及通信方法


[0001]本專利技術涉及遙測通信
，更為具體地，涉及一種寬頻帶雙平面多冗余通信架構及通信算法。

技術介紹

[0002]針對當前工業領域和航空航天領域，以太網傳輸以其高速、穩定、可靠、靈活的特點逐步取代傳統的串行總線，以太網傳輸協議中udp組播的傳輸協議又以其簡單靈活的特點既能實現大數據量的傳輸，又能滿足各個模塊間數據的共享，在數據采集和遙測通信領域中獲得了越來越多的應用。但在實際應用過程中，udp協議傳輸的不可靠性可能會導致出現丟包、亂序、數據不完整的特點。在航空航天以及對關鍵數據要求嚴苛的工業領域，要求數據傳輸可靠，但現有技術中的單通道傳輸往往存在數據包丟失的問題。
[0003]因此，亟需一種保證數據傳輸的可靠性，同時又互為冗余備份，提高數據傳輸的可靠性的寬頻帶雙平面多冗余通信架構、方法。

技術實現思路

[0004]鑒于上述問題，本專利技術的目的是提供一種寬頻帶雙平面多冗余通信架構、方法，以解決現有技術存在不可靠性，可能會導致出現丟包、亂序、數據不完整的問題。
[0005]本專利技術提供的一種寬頻帶雙平面多冗余通信架構，包括預設數量個測控單機和一個信號綜合系統，其中，在每個測控單機中設置有兩個采編模塊和網絡交換模塊；所述網絡交換模塊包括雙平面；所述雙平面的每個平面中包括預設數量個電氣網絡端口和預設數量個光纖網絡端口；所述雙平面中的每個平面用于通過平面自身中的電氣網絡端口實現數據發送和數據接收，并且每個平面為所接收的數據標記與平面自身相對應的標號；在所述兩個采編模塊中，一個為用于發出數據的發出采編模塊，另一個為用于接收數據的接收采編模塊；所述發出采編模塊用于將獲取的總線數據和傳感器數據進行綜合打包以形成網絡數據包，并同時將所述網絡數據包傳輸至所述網絡交換模塊的雙平面中；所述接收采編模塊用于基于網絡數據接收算法接收所述網絡交換模塊的雙平面發出的標有標號的網絡數據包，對所述標有標號的網絡數據包進行信號處理以形成目標信號，并將所述目標信號發送至所述信號綜合系統中；所述信號綜合系統用于對所述目標信號和所述網絡數據包進行統一綜合管理。
[0006]優選地，每個采編模塊至少包括傳感器、總線輸入接口；所述傳感器用于生成傳感器數據；在所述總線輸入接口上連接有總線，所述總線用于傳輸所述總線數據。
[0007]優選地，所述采編模塊具有兩個網絡端口；
所述網絡端口包括第一平面網口和第二平面網口。
[0008]優選地，所述網絡端口設置有1588分布式時鐘，所述網絡端口所傳輸的網絡數據包中包含有由1588分布式時鐘同步的時間戳信息。
[0009]優選地，所述雙平面包括第一平面和第二平面；所述第一平面和所述第二平面在所述網絡交換模塊內部電氣隔離；在所述第一平面或所述第二平面中包括五個電氣網絡端口和一路光纖網絡端口；所述第一平面、所述第二平面分別通過自身的電氣網絡端口與所述第一平面網口和所述第二平面網口相連接；所述光纖網絡端口與所述信號綜合系統相連接。
[0010]優選地，在所述網絡交換模塊中配置有MAC地址，所述MZC地址用于對所述電氣網絡端口進行自由配置；并且，通過所述MAC地址對經由所述網絡交換模塊的數據進行管理和緩存。
[0011]優選地，所述接收采編模塊所應用的網絡數據接收算法為：所述雙平面中的兩個平面同時通過與平面自身相對應的網絡端口向所述接收采編模塊發送標有標號的網絡數據包；各自判斷兩份標有標號的網絡數據包中的標號是否與所述接收采編模塊的網絡端口的端口號相對應；其中，所述第一平面對所述網絡數據包標記的標號理應與所述第一平面網口的端口號相對應；所述第二平面對所述網絡數據包標記的標號理應與所述第二平面網口的端口號相對應；若兩份標有標號的網絡數據包的標號均與所述接收采編模塊的網絡端口的端口號相對應，則接收兩份標有標號的網絡數據包；根據所述標有標號的網絡數據包中的ID鍵值將兩份標有標號的網絡數據包緩存在與所述ID鍵值相對應的環形緩沖區中以形成兩份已緩存數據；所述兩份已緩存數據與所述兩份標有標號的網絡數據包各自對應；選擇一份已緩存數據進行遍歷和幀處理以形成完整數據；所述幀處理包括數據剔除和數據還原；所述數據剔除為：將多余的相同幀計數的數據幀刪除，使每一個幀計數僅保留一個與所述幀計數相對應的數據幀以形成無重復數據；所述數據還原為：若所選擇的已緩存數據所產生的無重復數據包不存在數據幀缺失的缺口，則直接將所述無重復數據包作為完整數據包；若所選擇的已緩存數據所產生的無重復數據包存在數據幀缺失的缺口，則確定所缺失的數據幀的幀計數，在另一份已緩存數據中查找與所述幀計數相對應的數據幀作為替補幀，并將所述替補幀與所述無重復數據共同作為完整數據；根據所述幀計數對所述完整數據進行有順序的數據重組以形成全幀數據包，并將所述全幀數據包作為目標信號。
[0012]優選地，包括三個測控單機；所述三個測控單機包括第一測控單機、第二測控單機、第三測控單機；其中，所述第一測控單機的第一平面中的電氣網絡端口與所述第二測控單機的第一平面中的電氣網絡端口相連接；所述第一測控單機的第二平面中的電氣網絡端口與所述第二測控單機的第二平面中的電氣網絡端口相連接；所述第二測控單機的第一平面中的電氣網絡端口與所述第三測控單機的第一平面中的電氣網絡端口相連接；所述第二測控單機的第二平面中的電氣網絡端口與所述第三
測控單機的第二平面中的電氣網絡端口相連接。
[0013]本專利技術還提供一種寬頻帶雙平面多冗余通信方法，基于如前所述的寬頻帶雙平面多冗余通信架構，包括：使預設數量個測控單機進行信號通信以產生網絡數據包，根據所述網絡數據包形成目標信號，并通過信號綜合系統對所述目標信號和所述網絡數據包進行統一綜合管理；其中，所述使預設數量個測控單機進行信號通信的過程，包括：在一次信號通信任務中，使所述測控單機中的兩個采編模塊一個作為發出采編模塊，一個作為接收采編模塊，其中，使所述發出采編模塊獲取總線數據和傳感器數據，并對所述總線數據和所述傳感器數據進行綜合打包以形成網絡數據包，并將所述網絡數據包同時傳輸至所述測控單機中的網絡交換模塊的雙平面中；所述雙平面的每個平面中包括預設數量個電氣網絡端口和預設數量個光纖網絡端口；使網絡交換模塊的雙平面中的每個平面通過所述電氣網絡端口接收所述網絡數據包，每個平面為所述網絡數據包標記與平面自身相對應的標號以形成標有標號的網絡數據包，并通過所述電氣網絡端口將所述標有標號的網絡數據包傳輸至接收采編模塊中；令所述接收采編模塊基于網絡數據接收算法接收所述網絡交換模塊的雙平面發出的標有標號的網絡數據包，對所述標有標號的網絡數據包進行信號處理以形成目標信號，并將所述目標信號發送至所述信號綜合系統中。
[0014]優選地，基于網絡數據接收算法接收所述網絡交換模塊的雙平面發出的標有標號的網絡數據包，對所述標有標號的網絡數據包進行信號處理以形成目標信號的步驟包括：各自判斷兩份標有標號的網絡數據包中的標號是否與所述接收采編模塊的網絡端口的端口號相對應；其中，所述第一平面對所述網本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種寬頻帶雙平面多冗余通信架構，其特征在于，包括預設數量個測控單機和一個信號綜合系統，其中，在每個測控單機中設置有兩個采編模塊和網絡交換模塊；所述網絡交換模塊包括雙平面；所述雙平面的每個平面中包括預設數量個電氣網絡端口和預設數量個光纖網絡端口；所述雙平面中的每個平面用于通過平面自身中的電氣網絡端口實現數據發送和數據接收，并且每個平面為所接收的數據標記與平面自身相對應的標號；在所述兩個采編模塊中，一個為用于發出數據的發出采編模塊，另一個為用于接收數據的接收采編模塊；所述發出采編模塊用于將獲取的總線數據和傳感器數據進行綜合打包以形成網絡數據包，并同時將所述網絡數據包傳輸至所述網絡交換模塊的雙平面中；所述接收采編模塊用于基于網絡數據接收算法接收所述網絡交換模塊的雙平面發出的標有標號的網絡數據包，對所述標有標號的網絡數據包進行信號處理以形成目標信號，并將所述目標信號發送至所述信號綜合系統中；所述信號綜合系統用于對所述目標信號和所述網絡數據包進行統一綜合管理。2.如權利要求1所述的寬頻帶雙平面多冗余通信架構，其特征在于，每個采編模塊至少包括傳感器、總線輸入接口；所述傳感器用于生成傳感器數據；在所述總線輸入接口上連接有總線，所述總線用于傳輸所述總線數據。3.如權利要求2所述的寬頻帶雙平面多冗余通信架構，其特征在于，所述采編模塊具有兩個網絡端口；所述網絡端口包括第一平面網口和第二平面網口。4.如權利要求3所述的寬頻帶雙平面多冗余通信架構，其特征在于，所述網絡端口設置有1588分布式時鐘，所述網絡端口所傳輸的網絡數據包中包含有由1588分布式時鐘同步的時間戳信息。5.如權利要求4所述的寬頻帶雙平面多冗余通信架構，其特征在于，所述雙平面包括第一平面和第二平面；所述第一平面和所述第二平面在所述網絡交換模塊內部電氣隔離；在所述第一平面或所述第二平面中包括五個電氣網絡端口和一路光纖網絡端口；所述第一平面、所述第二平面分別通過自身的電氣網絡端口與所述第一平面網口和所述第二平面網口相連接；所述光纖網絡端口與所述信號綜合系統相連接。6.如權利要求5所述的寬頻帶雙平面多冗余通信架構，其特征在于，在所述網絡交換模塊中配置有MAC地址，所述MZC地址用于對所述電氣網絡端口進行自由配置；并且，通過所述MAC地址對經由所述網絡交換模塊的數據進行管理和緩存。7.如權利要求6所述的寬頻帶雙平面多冗余通信架構，其特征在于，所述接收采編模塊所應用的網絡數據接收算法為：所述雙平面中的兩個平面同時通過與平面自身相對應的網絡端口向所述接收采編模
塊發送標有標號的網絡數據包；各自判斷兩份標有標號的網絡數據包中的標號是否與所述接收采編模塊的網絡端口的端口號相對應；其中，所述第一平面對所述網絡數據包標記的標號理應與所述第一平面網口的端口號相對應；所述第二平面對所述網絡數據包標記的標號理應與所述第二平面網口的端口號相對應；若兩份標有標號的網絡數據包的標號均與所述接收采編模塊的網絡端口的端口號相對應，則接收兩份標有標號的網絡數據包；根據所述標有標號的網絡數據包中的ID鍵值將兩份標有標號的網絡數據包緩存在與所述ID鍵值相對應的環形緩沖區中以形成兩份已緩存數據；所述兩份已緩存數據與所述兩份標有標號的網絡數據包各自對應；選擇一份已緩存數據進行遍歷和幀處理以形成完整數據；所述幀處理包括數據剔除和數據還原；所述數據剔除為：將多余的相同幀計數的數據幀刪除，使每一個幀計數僅保留一個與所述幀計數相對應的數據幀以形成無重復數據；所述數據還原為：若所選擇的已緩存數據所產生的無重復數據包不存在數據幀缺失的缺口，則直接將所述無重復數據包作為完整數據包；若所選擇的已緩存數據所產生的無重復數據包存在數據幀缺失的缺口，則確定所缺失的數據幀的幀計數，在另一份已緩存數據中查找與所述幀計數相對應的數據幀作為替補幀，并將所述替補幀與所述無重復數據共同作為完...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙旭東，
申請(專利權)人：北京天辰合創科技有限公司，
類型：發明
國別省市：