[发明专利]基于FMI标准的卫星仿真模型异构对象数据传输方法

说明书

本申请提供了一种基于FMI标准的卫星仿真模型异构对象数据传输方法，包括：根据异构对象数据构造中间结构体；将中间结构体序列化为二进制字节流；利用二进制字节流在FMU模型间进行数据传输；将二进制字节流反序列化为中间结构体；将中间结构体还原为异构对象数据。本发明公开的卫星仿真模型异构对象数据传输方法，能够在不将异构对象数据展开为多个基础数据类型的情况下，实现FMU模型之间直接传输自定义异构对象数据。

技术领域

本申请涉及一种基于FMI标准的卫星仿真模型异构对象数据传输方法，涉及卫星仿真技术，属于卫星仿真软件设计领域。

背景技术

随着计算机仿真技术快速发展，卫星仿真工具正朝着标准化、通用化、智能化和产品化方向发展。

目前，在卫星数字仿真领域，通常需要将实现不同功能及业务的模型，按照一定的依赖关系关联起来，通过标准的数据交换接口来进行联合仿真，由于这些模型来源于不同的仿真平台，导致提供的模型存在兼容性问题，难以数据互通，给联合仿真工作带来了很大的不便。通过FMI(Functional Mock-up Interface)标准，将多学科不同部门开发的模型库标准化，然后导出符合FMI标准的FMU(Functional Mock-up Unit)模型，是解决上述问题的重要途径之一。根据上述方法，可以实现不同仿真平台构建模型的接口标准化，可有效的解决跨学科、跨部门开发的仿真模型数据互通的问题，大大的提高了模型的可复用性，同时降低了系统集成的难度。

然而，在实际使用中，发现现有的FMI标准(FMI 1.0/2.0/3.0)在数据交换方面，仅支持有限的几种基础数据类型，所述的基础数据类型分别是：布尔型、char型、整型、浮点型和字符串型等，对于自定义的异构对象数据，如：结构体或者类对象数据，根据FMI标准规定，无法直接传输这些异构对象数据，而是需要将自定义的异构对象数据展开成多个FMI标准支持的基础数据类型的变量，通过间接的方式，实现对异构对象数据传输的目的。

尽管通过间接的方式，能够实现对异构对象数据传输的目的，但这种方法会导致以下几个方面的问题：

1)对于包含矩阵或者存在多维数组成员的异构对象来说，展开之后输入和输出端口大量增加，模型间关联关系变得更加复杂，极大地增加了系统内数据传输表达的复杂度和模型关联的易错性；

2)基于源代码来封装FMU模型的难度将显著提高且工作量大，主要原因在于封装过程中，需要对异构对象数据进行展开处理并在模型配置文件中对所有变量的定义和配置工作；在计算过程中，又需要根据模型配置文件的描述，逐个获取或设置每个展开后的变量数据，导致代码复杂度提高，后期维护成本较高；对于需要与之交互的FMU模型来说，也需要重复上述的解析过程，导致参与仿真计算的异构对象数据的赋值过程变得非常复杂且模型之间的耦合性也随之增加，进而给后期FMU模型的升级和改造带来了较多麻烦。

发明内容

为了解决现有技术中不能直接传输自定义异构对象数据的问题，本发明提出一种基于FMI标准的卫星仿真模型异构对象数据传输方法。该方法涵盖了中间结构体构造、中间结构体序列化为json字符串、FMU模型间数据传输、json字符串反序列化为中间结构体和异构对象数据还原。该方法在不将异构对象数据展开为多个基础数据类型的情况下，能够实现FMU模型之间直接传输自定义异构对象数据的目的。

本申请提供了一种基于FMI标准的卫星仿真模型异构对象数据传输方法，包括：

S1：根据异构对象数据构造中间结构体；

S2：将中间结构体序列化为二进制字节流；

S3：利用二进制字节流在FMU模型间进行数据传输；

S4：将二进制字节流反序列化为中间结构体；

S5：将中间结构体还原为异构对象数据。