【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水面机器人控制领域以及通信网络，具体而言，尤其涉及一种基于移动性优先原则的无人船文件传输系统及方法。
技术介绍
1、随着控制技术和计算机科学的发展，无人自主机器人在工业、农业、军事、交通等各个领域得到了广泛的应用。其中具有一定自主控制能力的无人船在水上环境中发挥了其强大的功能，其可在港口、海洋、湖泊等环境中进行自主巡航，完成水质检测、环境侦查、海洋环境调查等多项任务。无人船主要应用于水质检测、水文测量、环卫保洁、海洋调查、生物探测、军事应用等领域。由于海上环境限制，多数无人船都采用无线网络通信。随着无人船任务不断加深，通信质量也面临着巨大挑战。当无人船与岸边的控制台之间存在障碍物，或海上大雾弥漫，对无人船电磁波信号造成反射干扰时，无人船信号的传输将会出现明显的扰动，严重影响无人船人物执行质量。目前一种基于移动性优先原则的网络，其主要目的是保证终端的移动性的同时保证传输的连续性，支持移动终端无缝断联重连、切换基站，保证移动终端传输的连续和信号的完整。
2、虽然基于移动性优先的网络，传输灵活，并且适配无人船海上作业环境，但是基于移动性优先的网络未曾在无人船通信领域得到应用，无法发挥其无缝断连重连、传输连续等优势。于是考虑无人船具体场景中的业务需求，以及无人船水面作业通信传输特性，并结合基于移动性优先的通信技术，进行与无人船水面作业场景需求相适应的基于移动性优先原则的无人船通信系统和文件传输应用的开发是很有必要的。
技术实现思路
1、根据上述提出的技术问题，提供
2、本专利技术采用的技术手段如下：
3、一种基于移动性优先原则的无人船文件传输系统，包括：无人船运动控制单元、移动性优先路由、无人船传输发送端、岸基接收端以及无人船文件传输单元，其中：
4、所述无人船运动控制单元，包括无人船和相应的地面站，用于通过无人船本身的无线通信设备进行信息的交互与传输，实现地面站远程控制无人船的运动状态，以及将无人船的状态信息远程反馈给地面站；
5、所述移动性优先路由，设置在岸基，用于为无人船提供断连重连时寻址路由、以及传输中断时进行缓存的服务；
6、所述无人船传输发送端，用于基于移动性优先协议，编制信息传输报文，对相关数据进行打包和控制；
7、所述岸基接收端，用于基于移动性优先协议，对接收到的无人船相关数据进行解包和分析；
8、所述无人船文件传输单元，用于根据无人船传输发送端和岸基接收端的功能配置，实现在无人船和岸基之间的文件传输。
9、进一步地，所述移动性优先路由包括映射链表、查询链表和缓存单元，其中：
10、所述映射链表，为存储连接到所述移动性优先路由的终端的链表，用于特征id到网络地址的映射；
11、所述查询链表，用于对终端请求的接收端进行特征id到接收端网络地址的查询解析，获得确切的网络地址以进行网络传输；
12、所述缓存单元，用于在内存允许的情况下，对未查询到网络地址的数据进行缓存并等待，直到查询到接收端地址或到达缓存时间上限，从而决定继续传输或者丢弃数据包。
13、进一步地，所述无人船传输发送端包括发送端移动性优先协议栈、发送端协议功能接口和发送端控制器，其中：
14、所述发送端移动性优先协议栈，用于根据移动性优先协议为终端分配特征id与网络地址，并进行绑定，汇报给移动性优先路由，移动性优先路由对分配的特征id与网络地址进行存储和查询；
15、所述发送端协议功能接口，连接所述发送端移动性优先协议栈，用于调用发送端移动性优先协议栈的数据打包、数据发送、分包控制功能；
16、所述发送端控制器，连接发送端协议功能接口，用于通过发送端协议功能接口调用发送端移动性优先协议栈的相关功能进行消息发送和数据发送。
17、进一步地，所述岸基接收端包括接收端移动性优先协议栈、接收端协议功能接口和接收端控制器，其中：
18、所述接收端移动性优先协议栈，用于根据移动性优先协议为终端分配特征id与网络地址，并进行绑定，汇报给移动性优先路由，移动性优先路由对分配的特征id与网络地址进行存储和查询；
19、所述接收端协议功能接口，连接所述接收端移动性优先协议栈，用于调用接收端移动性优先协议栈的数据接收、数据解包功能；
20、所述接收端控制器，用于通过接收端协议功能接口调用接收端移动性优先协议栈的相关功能将接收到的数据进行解包分析，获取数据位的目标信息。
21、进一步地，所述无人船文件传输单元包括无人船服务端和岸基客户端，其中：
22、在所述无人船服务端，用于对文件进行文件属性处理和数据分片，并交由发送端协议功能接口进行数据打包、发送；
23、在所述岸基客户端，用于对数据进行接收、解包获得文件数据，并交由接收端移动性优先协议栈按顺序将文件数据写入文件内，拼接成完整文件。
24、本专利技术还提供了一种应用所述基于移动性优先原则的无人船文件传输系统实现的文件传输方法，包括：
25、s1、在无人船上部署发送端移动性优先原则协议栈和信息发送端，信息发送端通过调用移动性优先原则协议栈开放的api调用相关功能进行信息的分片、打包和发送，以上功能完全与ip模态独立，形成以移动性优先的网络模态，无人船通过移动性优先原则协议栈和信息发送端的配合，完成以移动性优先的信息传输；
26、s2、在岸基部署接收端移动性优先原则协议栈和信息接收端，信息接受端通过调用接收端移动性优先原则协议栈开放的api调用相关功能进行信息的解包、存储和打印，以上功能完全与ip模态独立，形成以移动性优先的网络模态，完成无人船基于移动性优先原则的信息接收；
27、s3、在岸基部署移动性优先路由，连接信息发送端和信息接收端，获得两端网络地址和特征id的映射关系，形成链表并进行存储；在信息发送端进行传输时，获取信息发送端请求的信息接收端特征id，并对其进行解析，获得信息接收端的网络地址，以信息发送端的网络地址与信息接收端的网络地址为主要凭证建立通信链路，连通两端并进行数据传输通信，并设置有断联重连机制以及数据缓存机制；
28、s4、利用无人船远程通信设备作为通信的外部物理端口，通过无人船远程通信设备，发送端移动性优先原则协议栈、接收端移动性优先原则协议栈、信息接收端和信息发送端都可以与岸上的移动性优先路由进行信息传输，并由无人船远程通信设备提供寻址路由服务；
29、s5、基于发送端移动性优先原则协议栈和接收端移动性优先原则协议栈设计文件传输机制，实现文件传输。
30、进一步地，在所述步骤s1中：
【技术保护点】
1.一种基于移动性优先原则的无人船文件传输系统，其特征在于，包括：无人船运动控制单元、移动性优先路由、无人船传输发送端、岸基接收端以及无人船文件传输单元，其中：
2.根据权利要求1所述的基于移动性优先原则的无人船文件传输系统，其特征在于，所述移动性优先路由包括映射链表、查询链表和缓存单元，其中：
3.根据权利要求1所述的基于移动性优先原则的无人船文件传输系统，其特征在于，所述无人船传输发送端包括发送端移动性优先协议栈、发送端协议功能接口和发送端控制器，其中：
4.根据权利要求1所述的基于移动性优先原则的无人船文件传输系统，其特征在于，所述岸基接收端包括接收端移动性优先协议栈、接收端协议功能接口和接收端控制器，其中：
5.根据权利要求1所述的基于移动性优先原则的无人船文件传输系统，其特征在于，所述无人船文件传输单元包括无人船服务端和岸基客户端，其中：
6.一种应用权利要求1-5中任意一项权利要求所述基于移动性优先原则的无人船文件传输系统实现的文件传输方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的文件传输方法
8.根据权利要求6所述的文件传输方法，其特征在于，在所述步骤S2中：
9.根据权利要求6所述的文件传输方法，其特征在于，在所述步骤S3中：
10.根据权利要求6所述的文件传输方法，其特征在于，在所述步骤S5中，文件传输机制包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于移动性优先原则的无人船文件传输系统，其特征在于，包括：无人船运动控制单元、移动性优先路由、无人船传输发送端、岸基接收端以及无人船文件传输单元，其中：
2.根据权利要求1所述的基于移动性优先原则的无人船文件传输系统，其特征在于，所述移动性优先路由包括映射链表、查询链表和缓存单元，其中：
3.根据权利要求1所述的基于移动性优先原则的无人船文件传输系统，其特征在于，所述无人船传输发送端包括发送端移动性优先协议栈、发送端协议功能接口和发送端控制器，其中：
4.根据权利要求1所述的基于移动性优先原则的无人船文件传输系统，其特征在于，所述岸基接收端包括接收端移动性优先协议栈、接收端协议功能接口和接收端控...
【专利技术属性】
技术研发人员：单麒赫，任乙豪，刘浩然，赵浩然，李烁，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：
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