[發(fā)明專利]一種基于DDS的軟件化雷達數(shù)據(jù)流通信方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310270982.5
• 申請日: 2023-03-20
• 公開（公告）號: CN116208587A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王章靜;仇隆;張康銳;陳明奇;董金城;鄭遠馳
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L65/65
• 分類號: H04L65/65;H04L49/90;H04L69/22
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

1.一種基于DDS的軟件化雷達數(shù)據(jù)流通信方法，其特征在于，包括以下步驟：

數(shù)據(jù)收發(fā)接口的封裝步驟：按照數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)DDS規(guī)范對數(shù)據(jù)收發(fā)接口進行封裝，通過接口創(chuàng)建數(shù)據(jù)寫者和數(shù)據(jù)讀者，支持發(fā)布訂閱的通信模型，組件在建立好發(fā)布訂閱連接后，將數(shù)據(jù)提交到數(shù)據(jù)收發(fā)接口進行處理，利用數(shù)據(jù)寫者和數(shù)據(jù)讀者完成具體的數(shù)據(jù)流傳輸；

數(shù)據(jù)緩存步驟：數(shù)據(jù)收發(fā)緩沖區(qū)用于緩存?zhèn)鬏斶^程中的數(shù)據(jù)流，設(shè)置緩沖隊列和鏈表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，結(jié)合多線程構(gòu)建數(shù)據(jù)緩存模型，分配合適的緩沖區(qū)和子線程用于收發(fā)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流實時傳輸；

數(shù)據(jù)緩存模型主要用到隊列和鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，緩沖區(qū)采用環(huán)形隊列的設(shè)計；數(shù)據(jù)寫者/數(shù)據(jù)讀者在發(fā)送/接收數(shù)據(jù)時把數(shù)據(jù)拷貝到緩沖隊列中，同時分別維護一個全局的發(fā)送/接收管理鏈表；管理鏈表采用單鏈表結(jié)構(gòu)，鏈表每個節(jié)點記錄每一次發(fā)送/接收的一幀數(shù)據(jù)相關(guān)的管理信息，包括：IP地址、端口號、緩沖區(qū)地址和幀大小信息；

數(shù)據(jù)收發(fā)控制步驟：通過自定義數(shù)據(jù)包格式以及數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議，對數(shù)據(jù)的收發(fā)和緩存過程進行控制以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和雷達組件算法的解耦。

2.如權(quán)利要求1所述的基于DDS的軟件化雷達數(shù)據(jù)流通信方法，其特征在于，所述步驟2中，DDS規(guī)范中實體接口包括域、域參與者、發(fā)布者、訂閱者、主題、數(shù)據(jù)寫者和數(shù)據(jù)讀者，通過它們構(gòu)建發(fā)布訂閱模型；發(fā)布者或域參與者用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)寫者發(fā)送數(shù)據(jù)，訂閱者或域參與者用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)讀者接收數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)收發(fā)接口包括創(chuàng)建數(shù)據(jù)寫者對象和數(shù)據(jù)讀者對象的方法以及發(fā)布者/訂閱者和域參與者成員。

3.如權(quán)利要求1所述的基于DDS的軟件化雷達數(shù)據(jù)流通信方法，其特征在于，所述步驟2中，在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時，會分配合適大小的緩沖隊列，開辟多個發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的子線程；

數(shù)據(jù)發(fā)送時，首先，后臺的每個發(fā)送子線程函數(shù)通過管理信息對發(fā)送緩沖隊列大小進行分配或調(diào)整，然后，結(jié)合線程同步和多線程并發(fā)，從緩沖隊列循環(huán)獲取一定大小的數(shù)據(jù)并發(fā)送；

數(shù)據(jù)接收時，首先，在接收方維護了一個線程池，接收子線程通過條件變量阻塞在接收方的接收任務(wù)隊列中，當有數(shù)據(jù)到來時，喚醒相應(yīng)的接收子線程，接收相應(yīng)大小的數(shù)據(jù)，并動態(tài)存儲到接收緩沖隊列中。

4.如權(quán)利要求1所述的基于DDS的軟件化雷達數(shù)據(jù)流通信方法，其特征在于，所述步驟3中，數(shù)據(jù)收發(fā)控制參考實時消息傳輸協(xié)議RTMP，結(jié)合雷達數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蠖x數(shù)據(jù)包格式以及數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議；

數(shù)據(jù)包格式由控制協(xié)議頭和數(shù)據(jù)幀組成；控制協(xié)議頭包括數(shù)據(jù)幀大小、幀序號、通信鏈路協(xié)議、數(shù)據(jù)序列化協(xié)議和組件算法序號字段信息，數(shù)據(jù)幀是指要傳輸?shù)膶嶋H的雷達數(shù)據(jù)幀；

具體實現(xiàn)過程包括：

首先，發(fā)送方根據(jù)用戶需求對控制信息包頭中的字段進行設(shè)置，包頭中的字段選項都預先寫在了相應(yīng)的頭文件中；

然后，發(fā)送方通過數(shù)據(jù)收發(fā)接口將生成的協(xié)議頭和數(shù)據(jù)幀封裝成數(shù)據(jù)包，按照協(xié)議頭中相應(yīng)的鏈路協(xié)議發(fā)送給接收方；

接著，接收方解析數(shù)據(jù)包的協(xié)議頭，根據(jù)解析得到的序列化協(xié)議信息，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一格式的字節(jié)序列；同時，根據(jù)幀大小和幀序號判斷數(shù)據(jù)幀是否完整；

最后，接收方判斷緩沖區(qū)是否有足夠空間接收數(shù)據(jù)幀，若空間不足，則動態(tài)調(diào)整和分配緩沖區(qū)；若空間足夠，調(diào)用接收子線程將每幀數(shù)據(jù)存儲到緩沖區(qū)；之后，根據(jù)協(xié)議頭中的組件算法序號，主程序執(zhí)行與序號相應(yīng)的算法處理。