用于水下仿真系统的多功能通信装置及其数据转发方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于水下仿真系统的多功能通信装置，包括中央控制器、通信协议转换模块以及针对不同类型通信协议对应设置的通信接口，通信接口用于接收包含有转发请求的初始数据信息；每一通信接口都对应连接有接口控制，通信协议转换模块用于将发生方通信协议转换为接收方通信协议。还提供一种该多功能通信装置的数据转发方法：对应于发送方通信协议的通信接口接收初始数据，通过对应的接口控制器发送给中央控制器进行数据解析，然后发送给通信协议转换模块转换成接收方通信协议，并依次通过中央控制器、与接收方通信协议对应的接口控制器及通信接口转发。本发明专利技术能快速、准确、稳定的实现水下仿真系统中具有不同通信协议的仿真模型之间的通信。

Multifunctional communication device for underwater simulation system and data forwarding method thereof

The present invention provides a communication device for a multi functional simulation system under water, including the central controller, communication protocol conversion module and the communication interface is set corresponding to the different types of communication protocol, the communication interface for receiving information includes initial data forwarding requests; each communication interface are connected to the corresponding interface control, communication protocol conversion the communication module is used for protocol conversion to the receiver of communication protocol. A multifunctional communication device data forwarding method provides a communication interface corresponding to the sender communication protocol receives initial data sent through the interface controller corresponding to the central controller for data analysis, and then sent to the communication protocol conversion module converts the receiver communication protocol, and passes through the central controller, and the corresponding communication protocol the interface controller and communication interface forwarding. The invention can quickly, accurately and stably realize the communication between the simulation models with different communication protocols in the underwater simulation system.

【技术实现步骤摘要】
用于水下仿真系统的多功能通信装置及其数据转发方法
本专利技术涉及一种多功能通信装置，尤其是用于控制水下仿真系统中各模型之间进行通信的多功通信模块。还涉及一种该通信装置的数据转发方法。
技术介绍
全球对于能源的需求持续增加，世界范围内对于深海油气的开发活动越来越活跃。深海油气的开发过程包括兴建大量水面油气生产平台、开发水下生产系统以及水下生产控制系统。在开发水下生产控制系统的过程中需要建立相应的仿真系统，仿真系统中不同的仿真模型之间的通讯协议不同，因此阻碍了各仿真模型之间的通信。对于水下生产控制仿真系统而言，利用各种合适的仿真软件对水下生产控制系统各部分进行仿真模型建立并实现各部分之间的相互通讯对模拟整个控制系统功能、研究其不同工艺下的性能具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供一种用于水下控制仿真系统通信的多功能接口模块，能够实现水下控制仿真系统中具有不同通信协议的仿真模型之间的通信。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术手段：一种用于水下仿真系统的多功能通信装置，包括中央控制器、通信协议转换子模块以及针对不同类型通信协议对应设置的通信接口；所述通信接口包括以下类型的接口：分别用于模拟信号输入、输出的AI接口、AO接口，分别用于数字信号输入、输出的DI接口、DO接口，TCP/TP接口、CANopen接口、RS422接口以及RS485接口；所述通信接口用于接收包含有转发请求的初始数据信息；每一通信接口都对应连接有接口数据收发模块，所述接口数据收发模块用于将包含有转发请求的初始数据转发给中央控制器；所述中央控制器内设有数据解析模块与中断模块，所述数据解析模块用于从包含有转发请求的初始数据信息中解析出待转发的数据信息，并对比得出发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系；所述中断模块用于对比待转发数据的优先级，并根据优先级高低顺序将数据信息、协议转换关系打包发送给所述通信协议转换子模块；所述通信协议转换模块用于根据发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系，将待转发的数据信息从发送方通信协议转换为接收方通信协议并将转换成接收方通信协议后的终态数据信息依次通过中央控制器、与接收方的通信协议相应的接口数据收发模块以及通信接口进行转发。优选的，所述通信协议转换子模块内包含若干个协议转换子模块，每一协议转换子模用于针对一种发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系进行通信协议的转换；每个协议转换子模块都设有对应的地址编码，每个协议转换子模内均设有用于对解析后的数据信息分别执行语法转换、语义转换以及时序转换的语法转换单元、语义转换单元以及时序转换单元。进一步的，所述通信协议转换子模块包括分别对应以下协议转换关系的协议转换子模块：TCP/IP—CANopen、TCP/IP—RS422、TCP/IP—RS485、TCP/IP—AO、TCP/IP—DO，CANopen—RS422、CANopen—RS485、CANopen—AO、CANopen—DO，RS422—RS485、RS422—AO、RS422—DO，RS485—AO、RS485—DO，AI—TCP/IP、AI—CANopen、AI—RS422、AI—RS485、AI—DO，DI—TCP/IP、DI—CANopen、DI—RS422、DI—RS485、DI—AO。优选的，所述中断模块包括中断允许寄存单元与中断优先级寄存单元；所述中断允许寄存单元用于开放或关闭对中断请求的允许，并暂存被允许的包含有中断请求的数据信息；所述中断优先级寄存单元用于读取中断允许寄存单元中的包含有中断请求的数据信息并判断其优先级，并从高优先级到低优先级对其进行排序并暂存起来。进一步的，所述中央控制器内还设有中断反馈模块、读写控制模块以及数据压缩模块，所述读写控制模块用于根据优先级的顺序将包含有中断请求的初始数据信息发送给中央控制器内的数据解析模块，或者将包含有中断请求的终态数据信息发送给数据压缩模块，并向所述中断反馈模块发送表示读写完成的完成指令；所述中断反馈模块用于将完成指令反馈给中断优先级寄存单元。优选的，具有若干数据解析模块和若干数据压缩模块。本专利技术的另一目的在于提供一种用于水下仿真系统的多功能通信装置的数据转发方法，具体包括如下步骤：步骤1：对应于发送方通信协议的通信接口接收包含有转发请求的初始数据信息并发送给与之对应的接口数据收发模块，接口数据收发模块将包含有转发请求的初始数据信息发送给中央控制器内的中断模块；步骤2：中断模块对比优先级，发送给中央控制器内的数据解析模块进行数据解析，并从中解析出待转发的数据信息以及发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系型，再发送给通讯协议转换模块；步骤3：通信协议转换子模块根据优先级以及发送方与接收方的通讯协议类型之间对应的协议转换关系，将待转发的数据信息从发送方通信协议转换为接收方通信协议并将转换成接收方通信协议后的终态数据信息发送给中央控制器；步骤4：中央控制器将终态数据信息发送给与接收方的通信协议相应的接口数据收发模块，再由接口数据收发模块发送给对应的通信接口进行转发。优选的，所述通信协议转换子模块内包含若干个协议转换子模块，每一协议转换子模用于针对一种发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系进行通信协议的转换；每个协议转换子模块都设有对应的地址编码，每个协议转换子模内均设有用于对解析后的数据信息分别执行语法转换、语义转换以及时序转换的语法转换单元、语义转换单元以及时序转换单元；步骤2中：中央控制器解析出待转发的数据信息以及发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系后，根据发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系，为待转发的数据信息生成与之一一对应的寻址编码；所述寻址编码用于匹配代表相同协议转换关系的地址编码；步骤3中：通信协议转换子模块根据寻址编码来匹配地址编码，从而为解析后的数据信息匹配协议转换子模块；协议转换子模块内的语法转换单元、语义转换单元以及时序转换单元分别对解析后的数据信息进行语法转换、语义转换以及时序转换；优选的，所述中断模块包括中断允许寄存单元与中断优先级寄存单元；所述中断允许寄存单元用于开启或关闭对中断请求的允许，并暂存被允许的包含有中断请求的数据信息；所述中断优先级寄存单元用于读取中断允许寄存单元中的包含有中断请求的数据信息并判断其优先级，并从高优先级到低优先级对其进行排序并暂存起来；所述中央控制器内还设有中断反馈模块、读写控制模块以及数据压缩模块，所述读写控制模块用于根据优先级的顺序将包含有中断请求的初始数据信息发送给控制器内的数据解析模块，或者将包含有中断请求的终态数据信息发送给数据压缩模块；所述读写控制模块用于向中断反馈模块发送表示读写完成的完成指令；所述中断反馈模块用于将完成指令反馈给中断优先级寄存单元；步骤1中：先由中断允许寄存单元开启对中断请求的允许，然后接收接口数据收发模块发送的包含有中断请求的初始数据信息，并暂存被允许的包含有中断请求的初始数据信息；再由中断优先级寄存单元读取中断允许寄存单元中的包含有中断请求的初始数据信息并判断其优先级，并从高优先级到低优先级对其进行排序并暂存起来，然后根据优先级高低顺序顺次转发给读写控制模块，再由读写本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水下仿真系统的多功能通信装置，其特征在于：包括中央控制器、通信协议转换子模块以及针对不同类型通信协议对应设置的通信接口；所述通信接口包括以下类型的接口：分别用于模拟信号输入、输出的AI接口、AO接口，分别用于数字信号输入、输出的DI接口、DO接口，TCP/TP接口、CANopen接口、RS422接口以及RS485接口；所述通信接口用于接收包含有转发请求的初始数据信息；每一通信接口都对应连接有接口数据收发模块，所述接口数据收发模块用于将包含有转发请求的初始数据转发给中央控制器；所述中央控制器内设有数据解析模块与中断模块，所述数据解析模块用于从包含有转发请求的初始数据信息中解析出待转发的数据信息，并对比得出发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系；所述中断模块用于对比待转发数据的优先级，并根据优先级高低顺序将数据信息、协议转换关系打包发送给所述通信协议转换子模块；所述通信协议转换模块用于根据发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系，将待转发的数据信息从发送方通信协议转换为接收方通信协议并将转换成接收方通信协议后的终态数据信息依次通过中央控制器、与接收方的通信协议相应的接口数据收发模块以及通信接口进行转发。...

【技术特征摘要】
1.一种用于水下仿真系统的多功能通信装置，其特征在于：包括中央控制器、通信协议转换子模块以及针对不同类型通信协议对应设置的通信接口；所述通信接口包括以下类型的接口：分别用于模拟信号输入、输出的AI接口、AO接口，分别用于数字信号输入、输出的DI接口、DO接口，TCP/TP接口、CANopen接口、RS422接口以及RS485接口；所述通信接口用于接收包含有转发请求的初始数据信息；每一通信接口都对应连接有接口数据收发模块，所述接口数据收发模块用于将包含有转发请求的初始数据转发给中央控制器；所述中央控制器内设有数据解析模块与中断模块，所述数据解析模块用于从包含有转发请求的初始数据信息中解析出待转发的数据信息，并对比得出发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系；所述中断模块用于对比待转发数据的优先级，并根据优先级高低顺序将数据信息、协议转换关系打包发送给所述通信协议转换子模块；所述通信协议转换模块用于根据发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系，将待转发的数据信息从发送方通信协议转换为接收方通信协议并将转换成接收方通信协议后的终态数据信息依次通过中央控制器、与接收方的通信协议相应的接口数据收发模块以及通信接口进行转发。2.根据权利要求1所述的用于水下仿真系统的多功能通信装置，其特征在于：所述通信协议转换子模块内包含若干个协议转换子模块，每一协议转换子模用于针对一种发送方与接收方的通讯协议类型之间的协议转换关系进行通信协议的转换；每个协议转换子模块都设有对应的地址编码，每个协议转换子模内均设有用于对解析后的数据信息分别执行语法转换、语义转换以及时序转换的语法转换单元、语义转换单元以及时序转换单元。3.根据权利要求2所述的用于水下仿真系统的多功能通信装置，其特征在于：所述通信协议转换子模块包括分别对应以下协议转换关系的协议转换子模块：TCP/IP—CANopen、TCP/IP—RS422、TCP/IP—RS485、TCP/IP—AO、TCP/IP—DO，CANopen—RS422、CANopen—RS485、CANope—AO、CANopen—DO，RS422—RS485、RS422—AO、RS422—DO，RS485—AO、RS485—DO，AI—TCP/IP、AI—CANopen、AI—RS422、AI—RS485、AI—DO，DI—TCP/IP、DI—CANopen、DI—RS422、DI—RS485、DI—AO。4.根据权利要求1所述的用于水下仿真系统的多功能通信装置，其特征在于：所述中断模块包括中断允许寄存单元与中断优先级寄存单元；所述中断允许寄存单元用于开放或关闭对中断请求的允许，并暂存被允许的包含有中断请求的数据信息；所述中断优先级寄存单元用于读取中断允许寄存单元中的包含有中断请求的数据信息并判断其优先级，并从高优先级到低优先级对其进行排序并暂存起来。5.根据权利要求4所述的用于水下仿真系统的多功能通信装置，其特征在于：所述中央控制器内还设有中断反馈模块、读写控制模块以及数据压缩模块，所述读写控制模块用于根据优先级的顺序将包含有中断请求的初始数据信息发送给中央控制器内的数据解析模块，或者将包含有中断请求的终态数据信息发送给数据压缩模块，并向所述中断反馈模块发送表示读写完成的完成指令；所述中断反馈模块用于将完成指令反馈给中断优先级寄存单元。6.根据权利要求5所述的用于水下仿真系统的多功能通信装置，其特征在于：具有若干数据解析模块和若干数据压缩模块。7.一种如权利要求1所述的用于水下仿真系统的多功能通信装置的数据转发方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：对应于发送方通信协议的通信接口接收包含有转发请求的初始数据信息并发送给与之对应的接口数据收发模块，接口数据收发模块将包含有转发请求的初始数据信息发送给中央控制器内的中断模块；步骤2：中断模块对比优先级，发送给中央控制器内的数据解析模块进行数据解析，并从中解析出待转发的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海军，左信，梁为，马恬然，王鑫，岳元龙，段梦兰，
申请(专利权)人：重庆前卫科技集团有限公司，中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：重庆,50