r>[0019]圖3是記錄模塊的程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]由圖1所示，一種嵌入式遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，包括FPGA數(shù)據(jù)采集模塊、轉(zhuǎn)發(fā)模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、記錄模塊。FPGA數(shù)據(jù)采集模塊采集外部各通道數(shù)據(jù)，可同時(shí)采集多通道的數(shù)據(jù)，最大可為128個(gè)通道。FPGA數(shù)據(jù)采集模塊為各通道開(kāi)辟2K緩存空間，為循環(huán)緩存，把各不同頻率的通道的數(shù)據(jù)都緩存成最低頻率的50Hz，然后通過(guò)50Hz中斷觸發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。FPGA在每次中斷觸發(fā)前檢查各通道數(shù)據(jù)狀態(tài)，然后根據(jù)檢查結(jié)果對(duì)各自的狀態(tài)地址填入狀態(tài)值。中斷觸發(fā)后，轉(zhuǎn)發(fā)模塊在中斷中首先對(duì)狀態(tài)值進(jìn)行判斷，為真則表示有數(shù)據(jù)，為假則表示無(wú)數(shù)據(jù)，如有數(shù)據(jù)則先對(duì)通道地址讀取一次，這次讀取返回此通道新到的數(shù)據(jù)字?jǐn)?shù)，也就是數(shù)據(jù)量，然后則根據(jù)此數(shù)據(jù)量完成對(duì)該數(shù)據(jù)通道新數(shù)據(jù)的讀取。
[0022]轉(zhuǎn)發(fā)讀取的數(shù)據(jù)存放在各通道數(shù)據(jù)緩存中，同樣是為各通道開(kāi)辟的循環(huán)緩存，然后依次對(duì)各通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)校驗(yàn)，校驗(yàn)出錯(cuò)時(shí)在系統(tǒng)日志中進(jìn)行標(biāo)記，這里主要是檢查數(shù)據(jù)的丟幀狀態(tài)。校驗(yàn)結(jié)束后需要對(duì)該原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行封包和抽幀封包。原始數(shù)據(jù)的封包即是按照一定數(shù)據(jù)格式把所有數(shù)據(jù)打包成一幀數(shù)據(jù)，抽幀處理是提取出各通道中最新一幀的數(shù)據(jù)，然后按照原始數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)格式打包成一幀數(shù)據(jù)。抽幀數(shù)據(jù)用于數(shù)據(jù)的預(yù)覽，在原始數(shù)據(jù)的封包中，還添加了系統(tǒng)的記錄狀態(tài)相關(guān)信息，比如FPGA返回的各通道狀態(tài)、校驗(yàn)出錯(cuò)時(shí)、系統(tǒng)指定命令(打開(kāi)某個(gè)通道或關(guān)閉某個(gè)通道的命令)，實(shí)際上是在整個(gè)數(shù)據(jù)記錄過(guò)程中插入系統(tǒng)的操作標(biāo)簽，為事后處理做準(zhǔn)備。當(dāng)數(shù)據(jù)封裝好后，轉(zhuǎn)發(fā)模塊把兩個(gè)數(shù)據(jù)包依次從網(wǎng)絡(luò)發(fā)出到記錄模塊。
[0023]記錄模塊接收轉(zhuǎn)發(fā)模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包，包括原始數(shù)據(jù)包和抽幀數(shù)據(jù)包，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)拆分。在文件存儲(chǔ)時(shí)，為了便于在數(shù)據(jù)解析時(shí)的方便，對(duì)不同頻率通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行分開(kāi)存儲(chǔ)，同一個(gè)頻率的數(shù)據(jù)存放在同一個(gè)文件中，這樣有多少個(gè)頻率種類(lèi)就對(duì)應(yīng)多少個(gè)文件。記錄模塊提供FTP服務(wù)功能，可從局域網(wǎng)下載已經(jīng)記錄的數(shù)據(jù)，同時(shí)設(shè)置一定的用戶(hù)權(quán)限，只允許相應(yīng)的用戶(hù)通過(guò)局域網(wǎng)下載存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。同時(shí)，該模塊實(shí)現(xiàn)了掉線自動(dòng)重連功能，當(dāng)由于某種原因，記錄模塊和轉(zhuǎn)發(fā)模塊的數(shù)據(jù)通路端口時(shí)，記錄模塊會(huì)自動(dòng)發(fā)起重連。
[0024]如圖2所示，轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用程序主要由三條子線程和一個(gè)定時(shí)器線程組成，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程記錄模塊的通信。首先是記錄模塊向轉(zhuǎn)發(fā)模塊發(fā)起連接，連接成功后，轉(zhuǎn)發(fā)模塊開(kāi)始向記錄模塊發(fā)送原始數(shù)據(jù)和抽幀數(shù)據(jù)包。
[0025]如圖3所示，記錄程序主要包括初始化和數(shù)據(jù)讀取與存儲(chǔ)部分，程序?qū)崿F(xiàn)掉線自動(dòng)重連功能。當(dāng)通信過(guò)程中由于硬件鏈路或者其他原因?qū)е掠涗浵到y(tǒng)暫時(shí)和轉(zhuǎn)發(fā)控制器失去連接的情況下，記錄系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向轉(zhuǎn)發(fā)控制器再次發(fā)起連接請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)掉線自動(dòng)重連功會(huì)K。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種嵌入式遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)采集模塊(I)、轉(zhuǎn)發(fā)模塊(2)、網(wǎng)絡(luò)模塊(3)、記錄模塊(4);其特征在于:數(shù)據(jù)采集模塊(I)直接通過(guò)硬件的方式完成多通道數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，通道數(shù)據(jù)包括多種幀頻，數(shù)據(jù)采集模塊(I)將各通道數(shù)據(jù)都按指定頻率進(jìn)行緩存，這樣通過(guò)硬件緩存的形式把高頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成低頻數(shù)據(jù)，再通過(guò)中斷觸發(fā)通知轉(zhuǎn)發(fā)模塊(2)進(jìn)行讀??；由于進(jìn)行了數(shù)據(jù)緩存，高頻通道的數(shù)據(jù)在每次讀取中斷到達(dá)時(shí)會(huì)有多幀數(shù)據(jù)一起被讀取，當(dāng)然，對(duì)應(yīng)時(shí)刻的低頻通道緩存的結(jié)果則是可能有數(shù)據(jù)或者沒(méi)有數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊(I)對(duì)各通道數(shù)據(jù)到達(dá)情況進(jìn)行檢測(cè)，若有數(shù)據(jù)到達(dá)則設(shè)置相應(yīng)狀態(tài)位，同時(shí)檢測(cè)并統(tǒng)計(jì)通道數(shù)據(jù)丟幀的情況，若連續(xù)丟幀到達(dá)閾值，硬件自動(dòng)復(fù)位該通道；轉(zhuǎn)發(fā)模塊(2)包括兩個(gè)功能:通過(guò)總線從數(shù)據(jù)采集模塊(I)獲取各通道原始數(shù)據(jù)；將組合好的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊(I)發(fā)送；轉(zhuǎn)發(fā)模塊(2)是整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程和本地的數(shù)據(jù)紐帶，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合，包括原始數(shù)據(jù)合并、抽幀數(shù)據(jù)合并、狀態(tài)信息合并，狀態(tài)信息包括數(shù)據(jù)采集模塊(I)通道數(shù)據(jù)狀態(tài)、系統(tǒng)關(guān)鍵命令，任務(wù)啟停命令；這些信息的存入是為后續(xù)的事后數(shù)據(jù)處理提供快速索引；抽幀數(shù)據(jù)的存在是為了實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)處理功能，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)預(yù)覽；網(wǎng)絡(luò)模塊(3)用光纖把本地和遠(yuǎn)程記錄模塊(4)所處的兩個(gè)局域網(wǎng)進(jìn)行連接；兩個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)部都采用光纖交換機(jī)，以提高整個(gè)局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速度；記錄模塊(4)接收轉(zhuǎn)發(fā)模塊(2)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包，包括原始數(shù)據(jù)包和抽幀數(shù)據(jù)包，進(jìn)行數(shù)據(jù)拆分拆分的特征在于按不同頻率對(duì)通道數(shù)據(jù)進(jìn)行分開(kāi)存儲(chǔ)，即同一個(gè)頻率的數(shù)據(jù)存進(jìn)行歸類(lèi)；同時(shí)，記錄模塊(4)提供FTP服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)同步下載已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)設(shè)置用戶(hù)權(quán)限，只允許相應(yīng)的用戶(hù)通過(guò)局域網(wǎng)下載存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，以保障記錄模塊(4)的穩(wěn)健性和安全性；記錄模塊(4)具有掉線自動(dòng)重連功能，記錄模塊(4)和轉(zhuǎn)發(fā)模塊(2)的數(shù)據(jù)鏈路掉線時(shí)，記錄模塊會(huì)監(jiān)測(cè)并自動(dòng)發(fā)起重連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)采集模塊(1)硬件為FPGA或DSP，所采集的通道數(shù)據(jù)的頻率有多種，包括IHz、5HzUOHz,25Hz、50Hz、500Hz、5KHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，其特征在于:轉(zhuǎn)發(fā)模塊(2)采用處理器+操作系統(tǒng)的方式構(gòu)建，操作系統(tǒng)為L(zhǎng)inux或VxWorks，處理器為PC104、PowerPC或ARM，通過(guò)總線從數(shù)據(jù)采集模塊中獲取數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種嵌入式遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，其特征在于:轉(zhuǎn)發(fā)模塊(2)通信所采用的總線為ISA、PC1、PCIE之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，其特征在于:記錄模塊(4)的實(shí)現(xiàn)為PC104、PowerPC或工控機(jī)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種嵌入式遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，針對(duì)當(dāng)前實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)不能有效處理多種幀頻數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，以及事后數(shù)據(jù)處理存在原始數(shù)據(jù)獲取不便、檢索難、預(yù)覽困難等問(wèn)題，提出并實(shí)現(xiàn)硬件緩存+軟件整合的技術(shù)、原始數(shù)據(jù)和抽幀數(shù)據(jù)同時(shí)記錄、同步獲取以及數(shù)據(jù)記錄同記錄狀態(tài)結(jié)合的方法，有效地解決了多通道多幀頻原始數(shù)據(jù)的同步采集記錄問(wèn)題，且在事后數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控、預(yù)覽、多索引等功能，提高了系統(tǒng)的兼容性、容錯(cuò)性、可維護(hù)性和擴(kuò)展性，更適用于工程化應(yīng)用。
【IPC分類(lèi)】H04L1-00, H04L12-861, H04L29-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104601730
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510073335
【發(fā)明人】毛耀, 鄧超, 劉瓊, 甘勛, 張超, 譚毅
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年2月11日