[发明专利]水下主动探测系统的实时信息处理及数据传输方法

摘要

本发明涉及一种水下主动探测系统的实时信息处理及数据传输方法，使用统一的格式在各执行设备间进行指令及数据通信，可以提高水下主动探测系统的实时通信效率，并降低CPU的开销。该方法建立在可剪裁实时操作系统内核SYSBIOS的基础上，各任务进程在应用程序的调度下按任务、中断的优先级排队等待执行，并有效减少执行任务的等待时间，提高系统的数据吞吐量。本发明可以灵活地与各种执行设备进行通信，能够便捷地移植到声纳、鱼雷自导、水雷等不同应用功能的水下主动探测系统中。

主权项

一种水下主动探测系统的实时信息处理及数据传输方法，其特征在于步骤如下：步骤1：水下主动探测系统实时信息处理及数据传输系统复位结束并完成初始化后，任务线程TSK_Process开始运行，系统处于等待上位机下发指令的状态；步骤2：上位机向系统下发指令及参数数据，触发任务线程TSK_TCP，任务线程TSK_Process被抢占，指令及参数数据的格式为表1及表2：表1以太网通信指令格式  指令头  指令类型  板卡号  长度  8bit  5bit  3bit  16bit其中，指令头表示指令开始，占1个字节8bit；指令类型为上位机下发的指令代码，占5bit；板卡号表示指令对应的执行设备，占3bit，其中：0x0～0x6分配给水下主动探测系统中各执行设备，0x7表示广播，即所有设备均需接收的指令；长度表示该条指令后跟随的参数数据个数，占2个字节16bit，0x0000表示该指令无参数数据，一条指令的长度为4个字节；表2以太网通信参数数据格式  数据头  参数1…  参数n  8bit  16bit…  16bit其中，数据头表示数据开始，占1个字节8bit；其后紧跟本次下发的指令需要传输的参数数据，占n×16bit，即每个参数数据占2个字节16bit；上位机下发的指令不同，其后所跟的参数数据个数也不同；步骤3：任务线程TSK_TCP将上位机下发的指令与参数数据接收完毕后，通过检查指令头及数据头来判断接收到的指令及参数数据是否有效，且接收到的参数数据个数是否与指令中“长度”部分所表示的数据个数一致，若是，则执行步骤4，若否，则丢弃该指令及参数数据，任务线程TSK_TCP结束，等待上位机再次下发指令；步骤4：任务线程TSK_TCP挂起，将CPU的使用权返还给任务线程TSK_Process；任务线程TSK_Process对上位机下发的指令进行指令解析，通过指令的“板卡号”部 分判断该指令相应的执行设备；步骤5：任务线程TSK_Process将指令及参数数据下发给相应执行设备；下发指令及参数数据前，系统需对指令及参数数据的格式进行调整，调整后指令及参数数据的格式如表3及表4：表3执行设备间指令格式  指令标志  指令头  指令类型  板卡号  16bit  8bit  5bit  3bit所述指令的调整方式是去掉以太网通信指令格式中低16bit的表示参数数据个数的“长度”部分，在指令头前添加16bit的0x0000“指令标志”，表示指令，指令仍为4个字节；表4执行设备间参数数据格式  数据标志  参数  16bit  16bit所述参数数据的调整方式是去掉以太网通信参数数据格式中8bit的“数据头”，在每个16bit的数据前添加16bit的0xFFFF，表示数据，即每个参数数据由原先的16bit变为32bit；步骤6：任务线程TSK_Process在向指令执行设备传输完毕指令及参数数据后，再发送32bit的0x0000FFFF“结束”标志，表示传输结束；在只传输指令时无需传输“结束”标志。系统处于等待状态，等待指令执行设备上传指令执行结果；步骤7：相应指令执行设备在执行完毕指令后，向系统上传指令执行结果，指令执行结果的格式如表5：表5指令执行结果格式  指令头  指令类型  板卡号  结果  8bit  5bit  3bit  16bit其中，指令头表示指令开始，占1个字节8bit；指令类型为指令代码，占5bit；板卡号表示指令对应的执行设备，占3bit，其中：0x0～0x6分配给水下主动探测系统 中各执行设备，0x7表示广播，即所有设备均需接收的指令；结果表示该条指令的指令执行结果，占2个字节16bit，0x0000表示指令执行成功，0x00FF表示指令执行失败；步骤8：任务线程TSK_Process挂起，将CPU的使用权返还给任务线程TSK_TCP。任务线程TSK_TCP将指令执行设备上传的指令执行结果不做任何调整，直接上传给上位机，任务线程TSK_TCP结束，任务线程TSK_Process继续运行，若有水声信号数据写入系统，则执行步骤9，否则系统将进入等待状态，等待上位机再次下发指令；步骤9：任务线程TSK_UDP被触发，任务线程TSK_Process被抢占；任务线程TSK_UDP将水声信号数据打包并采用UDP协议上传给上位机，直到上位机下发表示停止上传数据的指令后，任务线程TSK_UDP结束，任务线程TSK_Process继续运行，等待上位机再次下发指令。