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一種基于RS232總線的通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測方法

2020-11-23 12:02:12宋丫許亞星李慶楠中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所
數(shù)碼世界 2020年11期
關(guān)鍵詞:字符指令總線

宋丫 許亞星 李慶楠 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所

引言

大型通信網(wǎng)絡(luò)普遍采用分布式結(jié)構(gòu),即各個(gè)功能組件分布在不同的服務(wù)器或計(jì)算機(jī)上,彼此之間通過消息傳遞進(jìn)行協(xié)調(diào)。與集中式結(jié)構(gòu)相比,分布式結(jié)構(gòu)可以在一定程度上降低成本,提高工程實(shí)施效率,并且能有效分散風(fēng)險(xiǎn),增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性能。

分布式通信網(wǎng)絡(luò)在提高系統(tǒng)安全等級的同時(shí)也帶來了新的問題,轉(zhuǎn)換、傳輸、處理等中間環(huán)節(jié)繁多,故障發(fā)生時(shí)難以定位,需要對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測。目前在實(shí)際工程中,總線監(jiān)測已經(jīng)有很多成熟的工具,然而在有些時(shí)候現(xiàn)場不具備實(shí)施條件,或?qū)嵤├щy,耗損較大,此時(shí)就需要一種便捷通用的傳輸監(jiān)測方法。

RS232總線在嵌入式產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用,資源豐富,通過該接口輸出,可以將數(shù)據(jù)在外部計(jì)算機(jī)直觀顯示,方便技術(shù)人員分析排查,且作為一項(xiàng)常用調(diào)試手段,RS232接口的輸出幾乎沒有損耗。基于此本文提出了一種通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測方法,利用RS232總線選擇性地監(jiān)測各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù),并實(shí)時(shí)動態(tài)顯示,該方法靈活,交互性強(qiáng),通用可移植,同時(shí)方便工程人員操作。

1 監(jiān)測流程

以某型航空機(jī)電系統(tǒng)采集裝置為例,如圖1所示,采集裝置與中央計(jì)算機(jī)直接相連,負(fù)責(zé)采集并轉(zhuǎn)換各個(gè)子系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)據(jù),匯總處理后統(tǒng)一發(fā)送至中央計(jì)算機(jī),不同采集裝置之間也可能互相通信。在采集裝置A中,同時(shí)存在多個(gè)類型的總線接口,包括RS422、429總線、CAN總線、1553總線等,設(shè)備原始數(shù)據(jù)經(jīng)過幾輪轉(zhuǎn)換傳送至中央計(jì)算機(jī),在故障發(fā)生時(shí),作為中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié),采集裝置A需要對各個(gè)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測。

圖1 機(jī)電系統(tǒng)采集裝置通信網(wǎng)絡(luò)

圖2所示為數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測流程,在不影響正常通信功能的前提下,周期接收RS232總線輸入,此時(shí)可通過配置調(diào)試計(jì)算機(jī)的串口,進(jìn)行鍵盤輸入。當(dāng)鍵盤輸入字符時(shí),開啟指令接收任務(wù),并停止當(dāng)前周期顯示的數(shù)據(jù),便于操作者查看自己輸入的指令。接收到的字符依次存儲在數(shù)組Task232_Recv中,并記錄有效數(shù)據(jù)長度,當(dāng)輸入的字符數(shù)大于設(shè)定的上限值時(shí),指令清空并顯示溢出警告,監(jiān)測任務(wù)復(fù)位,等待下一次輸入,防止因鍵盤持續(xù)誤操作造成干擾。

操作者須輸入特定的指令,包括密鑰和待監(jiān)測數(shù)據(jù)通道,當(dāng)識別到回車字符時(shí),完成一次指令錄入,并將指令及其長度保存為全局變量,以便后續(xù)解析。為了提高運(yùn)行效率,避免誤操作,需要對獲取到的指令進(jìn)行解密,解密成功則進(jìn)入數(shù)據(jù)顯示任務(wù),否則監(jiān)測任務(wù)復(fù)位,顯示鎖定警告。

圖2 數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測流程

2 指令接收

本節(jié)詳細(xì)介紹指令接收任務(wù),首先讀取RS232總線接收狀態(tài)寄存器,判斷當(dāng)前接收FIFO是否為空,若一直為空則保持當(dāng)前的數(shù)據(jù)顯示,全局標(biāo)志ScreenStart保持置1。當(dāng)輸入字符,狀態(tài)寄存器非空時(shí),停止數(shù)據(jù)顯示,ScreenStart置0,并連續(xù)存儲輸入的指令字符為Task232_Recv,同時(shí)將長度保存為全局標(biāo)量Length。

在鍵盤輸入同步存儲的過程中,實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的輸入狀態(tài),設(shè)置必要的操作步驟提醒。由于不同平臺對回車字符的轉(zhuǎn)換可能存在差異,當(dāng)讀取到字符‘ ’或‘ ’時(shí),即可認(rèn)為完成了一次指令輸入,此時(shí)需要將Length的值減1,剔除最后一次的回車輸入。至此,指令Task232_Recv和長度Length在本輪數(shù)據(jù)監(jiān)測流程中保持不變,直到下一次鍵盤輸入。若出現(xiàn)一次性輸入字符過多,鍵盤誤操作的情況,則進(jìn)入數(shù)據(jù)溢出處理,清空全局變量Task232_Recv和Length,全局標(biāo)志Lock上鎖,不再進(jìn)入解鎖流程。

3 數(shù)據(jù)顯示

數(shù)據(jù)顯示與指令接收分別為兩個(gè)獨(dú)立的任務(wù),在運(yùn)行正常通信任務(wù)時(shí),周期檢測全局標(biāo)志ScreenStart,標(biāo)志為1時(shí)表明指令接收已完成,此時(shí)將開啟數(shù)據(jù)顯示流程。在表示待監(jiān)測數(shù)據(jù)通道時(shí),本文采用字母數(shù)字組合的形式,例如‘X01’,約定X為總線類型,01為道排序。

針對不同的應(yīng)用需求,數(shù)據(jù)顯示具備一定的可配置性和可裁剪性,同時(shí)支持單次顯示及周期顯示,并能根據(jù)動態(tài)性能要求,設(shè)置顯示周期。

4 總結(jié)

針對分布式通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)監(jiān)測操作困難,耗損較大等問題,本文提出了一種靈活通用的數(shù)據(jù)監(jiān)測方法。該方法基于RS232總線傳輸,通過人機(jī)交互選擇并顯示待監(jiān)測的數(shù)據(jù),且不會對系統(tǒng)的正常通信功能產(chǎn)生干擾。該方法同時(shí)具備良好的可配置、可剪裁性,適用于不同類型的平臺環(huán)境,移植方便,復(fù)用率高,對于通信系統(tǒng)故障排查具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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