宽频带双平面多冗余通信架构及通信方法技术

本发明专利技术提供一种宽频带双平面多冗余通信架构及通信方法，将所述网络数据包同时传输至所述测控单机中的网络交换模块的双平面中；再使网络交换模块的双平面中的每个平面通过电气网络端口接收网络数据包，并将网络数据包传输至接收采编模块中，基于网络数据接收算法进行信号处理以形成目标信号，两路独立网络端口电气隔离，互不影响，双平面数据发送和接收算法架构，让传感器和总线数据在两个相互独立的通道内传输，保同时又互为冗余备份，提高数据传输的可靠性，并且双平面的存在使得即使有一个平面的数据存在数据丢失，也可以使用另一个平面传输的数据将丢失的数据补齐，从而提高数据传输的可靠性，增强数据传输的冗余度。增强数据传输的冗余度。增强数据传输的冗余度。

【技术实现步骤摘要】
宽频带双平面多冗余通信架构及通信方法


[0001]本专利技术涉及遥测通信
，更为具体地，涉及一种宽频带双平面多冗余通信架构及通信算法。

技术介绍

[0002]针对当前工业领域和航空航天领域，以太网传输以其高速、稳定、可靠、灵活的特点逐步取代传统的串行总线，以太网传输协议中udp组播的传输协议又以其简单灵活的特点既能实现大数据量的传输，又能满足各个模块间数据的共享，在数据采集和遥测通信领域中获得了越来越多的应用。但在实际应用过程中，udp协议传输的不可靠性可能会导致出现丢包、乱序、数据不完整的特点。在航空航天以及对关键数据要求严苛的工业领域，要求数据传输可靠，但现有技术中的单通道传输往往存在数据包丢失的问题。
[0003]因此，亟需一种保证数据传输的可靠性，同时又互为冗余备份，提高数据传输的可靠性的宽频带双平面多冗余通信架构、方法。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种宽频带双平面多冗余通信架构、方法，以解决现有技术存在不可靠性，可能会导致出现丢包、乱序、数据不完整的问题。
[0005]本专利技术提供的一种宽频带双平面多冗余通信架构，包括预设数量个测控单机和一个信号综合系统，其中，在每个测控单机中设置有两个采编模块和网络交换模块；所述网络交换模块包括双平面；所述双平面的每个平面中包括预设数量个电气网络端口和预设数量个光纤网络端口；所述双平面中的每个平面用于通过平面自身中的电气网络端口实现数据发送和数据接收，并且每个平面为所接收的数据标记与平面自身相对应的标号；在所述两个采编模块中，一个为用于发出数据的发出采编模块，另一个为用于接收数据的接收采编模块；所述发出采编模块用于将获取的总线数据和传感器数据进行综合打包以形成网络数据包，并同时将所述网络数据包传输至所述网络交换模块的双平面中；所述接收采编模块用于基于网络数据接收算法接收所述网络交换模块的双平面发出的标有标号的网络数据包，对所述标有标号的网络数据包进行信号处理以形成目标信号，并将所述目标信号发送至所述信号综合系统中；所述信号综合系统用于对所述目标信号和所述网络数据包进行统一综合管理。
[0006]优选地，每个采编模块至少包括传感器、总线输入接口；所述传感器用于生成传感器数据；在所述总线输入接口上连接有总线，所述总线用于传输所述总线数据。
[0007]优选地，所述采编模块具有两个网络端口；
所述网络端口包括第一平面网口和第二平面网口。
[0008]优选地，所述网络端口设置有1588分布式时钟，所述网络端口所传输的网络数据包中包含有由1588分布式时钟同步的时间戳信息。
[0009]优选地，所述双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网络交换模块内部电气隔离；在所述第一平面或所述第二平面中包括五个电气网络端口和一路光纤网络端口；所述第一平面、所述第二平面分别通过自身的电气网络端口与所述第一平面网口和所述第二平面网口相连接；所述光纤网络端口与所述信号综合系统相连接。
[0010]优选地，在所述网络交换模块中配置有MAC地址，所述MZC地址用于对所述电气网络端口进行自由配置；并且，通过所述MAC地址对经由所述网络交换模块的数据进行管理和缓存。
[0011]优选地，所述接收采编模块所应用的网络数据接收算法为：所述双平面中的两个平面同时通过与平面自身相对应的网络端口向所述接收采编模块发送标有标号的网络数据包；各自判断两份标有标号的网络数据包中的标号是否与所述接收采编模块的网络端口的端口号相对应；其中，所述第一平面对所述网络数据包标记的标号理应与所述第一平面网口的端口号相对应；所述第二平面对所述网络数据包标记的标号理应与所述第二平面网口的端口号相对应；若两份标有标号的网络数据包的标号均与所述接收采编模块的网络端口的端口号相对应，则接收两份标有标号的网络数据包；根据所述标有标号的网络数据包中的ID键值将两份标有标号的网络数据包缓存在与所述ID键值相对应的环形缓冲区中以形成两份已缓存数据；所述两份已缓存数据与所述两份标有标号的网络数据包各自对应；选择一份已缓存数据进行遍历和帧处理以形成完整数据；所述帧处理包括数据剔除和数据还原；所述数据剔除为：将多余的相同帧计数的数据帧删除，使每一个帧计数仅保留一个与所述帧计数相对应的数据帧以形成无重复数据；所述数据还原为：若所选择的已缓存数据所产生的无重复数据包不存在数据帧缺失的缺口，则直接将所述无重复数据包作为完整数据包；若所选择的已缓存数据所产生的无重复数据包存在数据帧缺失的缺口，则确定所缺失的数据帧的帧计数，在另一份已缓存数据中查找与所述帧计数相对应的数据帧作为替补帧，并将所述替补帧与所述无重复数据共同作为完整数据；根据所述帧计数对所述完整数据进行有顺序的数据重组以形成全帧数据包，并将所述全帧数据包作为目标信号。
[0012]优选地，包括三个测控单机；所述三个测控单机包括第一测控单机、第二测控单机、第三测控单机；其中，所述第一测控单机的第一平面中的电气网络端口与所述第二测控单机的第一平面中的电气网络端口相连接；所述第一测控单机的第二平面中的电气网络端口与所述第二测控单机的第二平面中的电气网络端口相连接；所述第二测控单机的第一平面中的电气网络端口与所述第三测控单机的第一平面中的电气网络端口相连接；所述第二测控单机的第二平面中的电气网络端口与所述第三
测控单机的第二平面中的电气网络端口相连接。
[0013]本专利技术还提供一种宽频带双平面多冗余通信方法，基于如前所述的宽频带双平面多冗余通信架构，包括：使预设数量个测控单机进行信号通信以产生网络数据包，根据所述网络数据包形成目标信号，并通过信号综合系统对所述目标信号和所述网络数据包进行统一综合管理；其中，所述使预设数量个测控单机进行信号通信的过程，包括：在一次信号通信任务中，使所述测控单机中的两个采编模块一个作为发出采编模块，一个作为接收采编模块，其中，使所述发出采编模块获取总线数据和传感器数据，并对所述总线数据和所述传感器数据进行综合打包以形成网络数据包，并将所述网络数据包同时传输至所述测控单机中的网络交换模块的双平面中；所述双平面的每个平面中包括预设数量个电气网络端口和预设数量个光纤网络端口；使网络交换模块的双平面中的每个平面通过所述电气网络端口接收所述网络数据包，每个平面为所述网络数据包标记与平面自身相对应的标号以形成标有标号的网络数据包，并通过所述电气网络端口将所述标有标号的网络数据包传输至接收采编模块中；令所述接收采编模块基于网络数据接收算法接收所述网络交换模块的双平面发出的标有标号的网络数据包，对所述标有标号的网络数据包进行信号处理以形成目标信号，并将所述目标信号发送至所述信号综合系统中。
[0014]优选地，基于网络数据接收算法接收所述网络交换模块的双平面发出的标有标号的网络数据包，对所述标有标号的网络数据包进行信号处理以形成目标信号的步骤包括：各自判断两份标有标号的网络数据包中的标号是否与所述接收采编模块的网络端口的端口号相对应；其中，所述第一平面对所述网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽频带双平面多冗余通信架构，其特征在于，包括预设数量个测控单机和一个信号综合系统，其中，在每个测控单机中设置有两个采编模块和网络交换模块；所述网络交换模块包括双平面；所述双平面的每个平面中包括预设数量个电气网络端口和预设数量个光纤网络端口；所述双平面中的每个平面用于通过平面自身中的电气网络端口实现数据发送和数据接收，并且每个平面为所接收的数据标记与平面自身相对应的标号；在所述两个采编模块中，一个为用于发出数据的发出采编模块，另一个为用于接收数据的接收采编模块；所述发出采编模块用于将获取的总线数据和传感器数据进行综合打包以形成网络数据包，并同时将所述网络数据包传输至所述网络交换模块的双平面中；所述接收采编模块用于基于网络数据接收算法接收所述网络交换模块的双平面发出的标有标号的网络数据包，对所述标有标号的网络数据包进行信号处理以形成目标信号，并将所述目标信号发送至所述信号综合系统中；所述信号综合系统用于对所述目标信号和所述网络数据包进行统一综合管理。2.如权利要求1所述的宽频带双平面多冗余通信架构，其特征在于，每个采编模块至少包括传感器、总线输入接口；所述传感器用于生成传感器数据；在所述总线输入接口上连接有总线，所述总线用于传输所述总线数据。3.如权利要求2所述的宽频带双平面多冗余通信架构，其特征在于，所述采编模块具有两个网络端口；所述网络端口包括第一平面网口和第二平面网口。4.如权利要求3所述的宽频带双平面多冗余通信架构，其特征在于，所述网络端口设置有1588分布式时钟，所述网络端口所传输的网络数据包中包含有由1588分布式时钟同步的时间戳信息。5.如权利要求4所述的宽频带双平面多冗余通信架构，其特征在于，所述双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网络交换模块内部电气隔离；在所述第一平面或所述第二平面中包括五个电气网络端口和一路光纤网络端口；所述第一平面、所述第二平面分别通过自身的电气网络端口与所述第一平面网口和所述第二平面网口相连接；所述光纤网络端口与所述信号综合系统相连接。6.如权利要求5所述的宽频带双平面多冗余通信架构，其特征在于，在所述网络交换模块中配置有MAC地址，所述MZC地址用于对所述电气网络端口进行自由配置；并且，通过所述MAC地址对经由所述网络交换模块的数据进行管理和缓存。7.如权利要求6所述的宽频带双平面多冗余通信架构，其特征在于，所述接收采编模块所应用的网络数据接收算法为：所述双平面中的两个平面同时通过与平面自身相对应的网络端口向所述接收采编模
块发送标有标号的网络数据包；各自判断两份标有标号的网络数据包中的标号是否与所述接收采编模块的网络端口的端口号相对应；其中，所述第一平面对所述网络数据包标记的标号理应与所述第一平面网口的端口号相对应；所述第二平面对所述网络数据包标记的标号理应与所述第二平面网口的端口号相对应；若两份标有标号的网络数据包的标号均与所述接收采编模块的网络端口的端口号相对应，则接收两份标有标号的网络数据包；根据所述标有标号的网络数据包中的ID键值将两份标有标号的网络数据包缓存在与所述ID键值相对应的环形缓冲区中以形成两份已缓存数据；所述两份已缓存数据与所述两份标有标号的网络数据包各自对应；选择一份已缓存数据进行遍历和帧处理以形成完整数据；所述帧处理包括数据剔除和数据还原；所述数据剔除为：将多余的相同帧计数的数据帧删除，使每一个帧计数仅保留一个与所述帧计数相对应的数据帧以形成无重复数据；所述数据还原为：若所选择的已缓存数据所产生的无重复数据包不存在数据帧缺失的缺口，则直接将所述无重复数据包作为完整数据包；若所选择的已缓存数据所产生的无重复数据包存在数据帧缺失的缺口，则确定所缺失的数据帧的帧计数，在另一份已缓存数据中查找与所述帧计数相对应的数据帧作为替补帧，并将所述替补帧与所述无重复数据共同作为完...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭东，
申请(专利权)人：北京天辰合创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：