[发明专利]一种基于PC-NC的数控系统及其抗干扰弱实时通讯方法

权利要求书

1.一种抗干扰弱实时通讯方法，其特征在于，该方法基于UDP协议，包括以下步骤：

发送端和接收端共用同一个UDP端口，发送端向接收端发送数据包，接收端根据接收的数据反馈应答控制包，发送端根据应答控制包调整发送速率：

(1)当发送端接收到接收端应答控制包的正反馈信号时，获取带宽平均速率B和当前带宽速率C，根据x＝x+α(x)更新发送速率x,函数α(x)包括：

带宽平均速率B小于等于当前带宽速率C时，

带宽平均速率B大于当前带宽速率C时，α(x)＝10^{ceil(lg((V-x)×P×8))}×N÷P，

其中，P为最大数据包的字节数，V为网络带宽，N为常数，ceil()函数为返回大于或等于表达式的最小整数；

(2)当发送端接收到接收端应答控制包的负反馈信号时，发送速率x＝(1-β)×x,其中，β为常量因子，0＜β＜1。

2.根据权利要求1所述的一种抗干扰弱实时通讯方法，其特征在于，所述发送端和接收端为双向数据传输机制。

3.根据权利要求1所述的一种抗干扰弱实时通讯方法，其特征在于，所述带宽平均速率B的计算方式是，发送端以接收到正反馈信号之前发送的CWND个数据包为一个周期，计算一个周期内的带宽速率的平均值；所述的CWND为实时拥塞窗口大小：

CWND＝A×(RTT+SYN)+D₀

其中，A为当前接收速率，RTT为从发送端到接收端的往返时间，SYN为数据包发送间隔时间，D₀为初始拥塞窗口大小。

4.根据权利要求3所述的一种抗干扰弱实时通讯方法，其特征在于，所述的初始拥塞窗口大小D₀为16。

5.根据权利要求1所述的一种抗干扰弱实时通讯方法，其特征在于，所述的最大数据包的字节数P为1500，常数N为1.5×10^-6。

6.根据权利要求1所述的一种抗干扰弱实时通讯方法，其特征在于，所述的

7.一种基于PC-NC的数控系统，其特征在于，包括通过以太网连接的工控PC机和嵌入式数控系统主机，所述的工控PC机和嵌入式数控系统主机之间的通讯方法，共用同一个UDP端口，所述通讯方法为权利要求1-6任一项所述的抗干扰弱实时通讯方法，工控PC机和嵌入式数控系统主机均能够发送数据包和接收应答控制包，并根据接收的应答控制包实时调整数据包发送速率。

8.根据权利要求7所述的一种基于PC-NC的数控系统，其特征在于，所述的工控PC机采用带实时内核补丁的windows操作系统。

9.根据权利要求7所述的一种基于PC-NC的数控系统，其特征在于，所述的工控PC机上运行数控操作界面软件和辅助软件，通过抗干扰弱实时通讯方法与嵌入式数控系统主机的数控软件实时通讯连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于PC-NC的数控系统，其特征在于，所述的数控软件实时性高于操作界面软件与辅助软件。