[發(fā)明專利]一種分布式試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時交換方法

有效

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• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108173948B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張磊;洪昌建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一九研究所
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

本發(fā)明公開了一種分布式試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時交換方法，涉及數(shù)據(jù)的發(fā)起方、接收方以及處理方，包括如下步驟：創(chuàng)建系統(tǒng)模型文件、請求本地模型文件、更新本地模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、發(fā)起數(shù)據(jù)更新、刷新更新隊(duì)列、接收數(shù)據(jù)更新、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)更新及接收數(shù)據(jù)。本發(fā)明分布式試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時交換方法，吸收了OPC和DDS的部分技術(shù)特征，提供了一種輕量級的統(tǒng)一軟硬件接口、通用的數(shù)據(jù)交換流程和一致的數(shù)據(jù)管理架構(gòu)，使得各種參試、配試設(shè)備(包括物理設(shè)備和軟件系統(tǒng))能夠非常輕便的集成和自由的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)接口簡潔，配置部署方便，能夠較好的適應(yīng)靈活多變的試驗(yàn)現(xiàn)場需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種分布式試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時交換方法。

背景技術(shù)

分布式試驗(yàn)數(shù)據(jù)是指分布在局域或廣域環(huán)境下，用于試驗(yàn)的物理設(shè)備、軟件生產(chǎn)或消費(fèi)的信息。物理設(shè)備包括傳感器、執(zhí)行器、控制器、其他智能設(shè)備、工業(yè)控制系統(tǒng)等，軟件包括仿真軟件、模擬軟件、人機(jī)交互軟件等。試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時交換是實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程自動化的基礎(chǔ)，也是核心。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、監(jiān)控、處理、反饋、發(fā)布等諸多過程均需要統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換策略、協(xié)議和方法的支撐，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器和信息化系統(tǒng)的無縫連接和垂直集成。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，萬物互聯(lián)的思想已逐漸深入人心。在傳統(tǒng)制造領(lǐng)域，智慧工廠、智能車間均是機(jī)器與信息系統(tǒng)垂直集成的典型代表。欲實(shí)現(xiàn)機(jī)器和信息系統(tǒng)無縫的數(shù)據(jù)交換，必須滿足三個最基本的條件：統(tǒng)一的軟硬件接口、通用的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、一致的數(shù)據(jù)管理。目前，已有很多的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了其中部分的條件。

OPC(OLE for Process Control)技術(shù)是為了解決應(yīng)用軟件與各種硬件設(shè)備通信而產(chǎn)生的一項(xiàng)工業(yè)控制技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。各廠商和開發(fā)人員只需要使用同一的OPC接口，就可以進(jìn)行不同設(shè)備和軟件之間的自由通訊。OPC技術(shù)的出現(xiàn)大大提高了工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展速度，為統(tǒng)一管理和監(jiān)控整個工廠成為可能，使工業(yè)控制領(lǐng)域朝著標(biāo)準(zhǔn)化、便捷化方向發(fā)展。DDS(Data Distribution Service)是針對實(shí)時分布式仿真系統(tǒng)制定的高實(shí)時性要求的數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)規(guī)范。DDS采用以數(shù)據(jù)為中心的訂閱發(fā)布的通信結(jié)構(gòu)，為實(shí)時性要求比較高的仿真系統(tǒng)提供了低延遲、高吞吐量和實(shí)時性能的控制級別，目前已大量應(yīng)用到國防、電信、航空、工業(yè)自動化等關(guān)系國計(jì)民生的重要領(lǐng)域中。

在分布式試驗(yàn)領(lǐng)域，試驗(yàn)數(shù)據(jù)以上行為主，下行為輔，對控制反饋的要求不高。部分參試設(shè)備作為試驗(yàn)對象，其研究、測試、分析的屬性會使其系統(tǒng)特征經(jīng)常變更，而采用OPC作為統(tǒng)一接口會很笨重，降低參試設(shè)備變更效率。DDS作為一種重量級的系統(tǒng)總線，其規(guī)劃、組裝、配置、調(diào)試過程十分復(fù)雜，無法靈活應(yīng)對多變的試驗(yàn)工況以及經(jīng)常拆裝的試驗(yàn)現(xiàn)場。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)方法的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種分布式試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時交換方法。該方法吸收了OPC和DDS的部分技術(shù)特征，提供了一種輕量級的統(tǒng)一軟硬件接口、通用的數(shù)據(jù)交換流程和一致的數(shù)據(jù)管理架構(gòu)，使得各種參試、配試設(shè)備(包括物理設(shè)備和軟件系統(tǒng))能夠非常輕便的集成和自由的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種分布式試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時交換方法，該方法涉及到三方用戶：發(fā)起方，即發(fā)起數(shù)據(jù)交換請求，發(fā)送最新的數(shù)據(jù)；接收方，即接收數(shù)據(jù)交換請求，用接收到的數(shù)據(jù)更新本地?cái)?shù)據(jù)，并觸發(fā)本地事件；處理方，即中間角色。接收發(fā)起方的請求，對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并根據(jù)規(guī)則，向接收方發(fā)送重新編碼的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明提供的一種分布式試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時交換方法包括如下步驟：

(1)創(chuàng)建系統(tǒng)模型文件。所有的參數(shù)、配試設(shè)備都被抽象成模型。若干模型組成整個數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。因此，系統(tǒng)模型文件是進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)。模型文件定義了每個模型的標(biāo)識、版本、描述以及模型的一組參數(shù)。

(2)請求本地模型文件。數(shù)據(jù)交換發(fā)起方在發(fā)起數(shù)據(jù)交換請求之前，必須先獲取屬于自身的模型文件，從而獲知自身的配置約束、訪問參數(shù)的范圍以及訪問參數(shù)的特性。