一种无缝冗余切换数据传输系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无缝冗余切换数据传输系统和方法，包括待测设备、数据采集计算机、数据计算机A、数据计算机B、数据中转计算机以及数据浏览计算机；数据采集计算机负责实时采集待测设备的参数信息，并在采集开始时向数据服务器A、数据服务器B同时发送采集开始；接收到数据采集计算机发送的采集开始指令后，数据服务器A与数据服务器B同时开始周期性向数据中转计算机发送心跳信息，数据服务器A与数据服务器B接收到数据采集计算机传来的采集数据后，分别将数据存放至本机的数据库，同时将数据发送至数据中转计算机；数据中转计算机同时接收数据服务器A及数据服务器B传输的数据并进行处理。

【技术实现步骤摘要】
一种无缝冗余切换数据传输系统及其实现方法
本专利技术属于计算机信息处理
，具体涉及一种无缝冗余切换数据传输系统及其实现方法。
技术介绍
随着空间科技的发展,航天器的功能和结构越来越复杂，如此庞杂的大系统完全按照设计者预期方式运行的难度越来越大。在航天器测试过程中，采用的数据传输系统相对于传统的传输方式要求更高，可靠的数据传输系统是航天器测试工作正常工作的基础。由于现阶段测试自动化要求，很多测试设备无人值守，测试过程靠发出指令后设备自主执行，因此从采集设备到数据处理设备之间建立一条可靠的通路就显得尤为重要，不能因为通信不畅或通信错误造成数据丢失，导致测试流程受到影响。在现有测试过程中，为保证测试数据的有效通讯，采用传输通路冗余是有效提高可靠性的方式，但传统的传输通路冗余机制中，以两条传输通道冗余为例，判断其中一条通路失效需要一定的判定时间，然后才能切换到另一条通路进行通讯，而切换时间内发送的数据不能发送至数据处理设备上造成丢失，对于切换时间较长或者数据发送速率较快的网络环境，丢失数据的情况更加明显，另外航天器系统设备造价昂贵，在何采用有效方式缩短切换时间，甚至采用无不能保证采用两套完全一致的冗余设备形成两条独立通路的条件下，如缝切换的方式，保证数据的完整性，一直是冗余切换方法研制工作中存在的难题。从文献中看，国内外尚未有针对航天器数据采集系统进行无缝冗余切换设计的实例，因此，开发一种成本低廉、简便易行的适用于航天器系统的无缝冗余切换数据传输系统及方法具有重要意义与实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能实现一路故障后数据的无缝切换，保证数据不丢失和及时传输，为最终操作人员分析数据及查询曲线提供完整数据依据的无缝冗余切换数据传输系统及其实现方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为，一种无缝冗余切换数据传输系统，包括待测设备、数据采集计算机、数据计算机A、数据计算机B、数据中转计算机以及数据浏览计算机；其中，待测设备为数据传输系统的测试对象；数据采集计算机负责实时采集待测设备的参数信息，并在采集开始时向数据服务器A、数据服务器B同时发送采集开始指令，开始采集待测设备数据,采集完成后将采集到的数据同时转发至数据服务器A及数据服务器B；接收到数据采集计算机发送的采集开始指令后，数据服务器A与数据服务器B同时开始周期性向数据中转计算机发送心跳信息，数据服务器A与数据服务器B接收到数据采集计算机传来的采集数据后，分别将数据存放至本机的数据库，作为后续数据查询的依据，同时将数据发送至数据中转计算机；数据中转计算机同时接收数据服务器A及数据服务器B传输的数据并进行处理，处理后的数据发送至数据浏览计算机；数据浏览计算机根据接收到的数据采用人机界面交互进行实时显示。所述数据中转计算机包括数据接收模块、接收状态判定模块、数据发送模块和冗余切换模块；其中，数据接收模块接计算机A、数据计算机B传输的数据信息和心跳信息，并将其发送给接收状态判定模块；接收状态判定模块对接收到的心跳信息进行接收状态判定，如判定数据计算机A、数据计算机B都传输正常，则默认选取计算机A的数据打包后，经存储过滤模块存储、过滤后，由数据发送模块发送至数据浏览计算机；接收状态判定模块如判定数据计算机A接收状态中断，则由冗余切换模块执行切换处理，选取数据计算机B数据作为发送数据，经存储过滤模块存储、过滤后，先由数据发送模块先发送判定切换时间内漏发的数据，然后继续发送数据计算机B实时接收到的数据。所述冗余切换模块的处理方式为：当数据中转计算机接收数据计算机A、数据计算机B数据开始时，分别设置长度为N的数据存储圈Ca、Cb，定义参数：圈内顺序计数分别为Na、Nb，存储圈计数分别为Ma、Mb，初始值都为0；对于数据存储圈Ca，每一个位置存储一个参数，当数据到来时，从存储圈位置1开始依次存储，每存储一个，圈内顺序计数Na加1，当Na＞N时,数据存储圈Ca的存储圈计数Ma+1；同时，圈内顺序计数Na恢复为0；新数据到来时，Na继续累加，从位置1开始将当前数据存储圈Ca数据覆盖存放；同理，数据存储圈Cb中，每存储一个数据，圈内顺序计数Nb加0，当Nb＞N时,数据存储圈Cb的存储圈计数Mb+1，同时，圈内顺序计数Nb恢复为0，新数据到来时，Nb继续累加，从位置1开始将当前数据存储圈Cb数据覆盖存放，具体步骤如下：步骤1，接收到数据计算机A、数据计算机B传输的心跳信息后，根据心跳信息分别判定；步骤1.1，如果接收数据计算机A、数据计算机B心跳信息正常，则继续接收；步骤1.2，如未收到数据计算机A心跳信息，则判定是否已累积连续三个周期未接收到；如不是，则继续接收心跳信息；如连续三个周期未接收到数据计算机A心跳信息，则判定数据计算机A连接失效；判定数据计算机B接收连接是否关闭，如已经关闭，则传输中止；如判定数据计算机B接收连接正常，则按照步骤1.4判断数据计算机A与数据计算机B存储圈计数Ma、Mb：步骤1.3，如未收到数据计算机B心跳信息，则判定是否已累积连续三个周期未接收到，如不是，则继续接收心跳信息；如连续三个周期未接收到数据计算机B心跳信息，则判定数据计算机B连接失效，关闭数据计算机B接收连接；步骤1.2与步骤1.3并行；步骤1.4，如判定数据计算机B接收连接正常，则判断数据计算机A与数据计算机B存储圈计数Ma，Mb，进行以下判断：步骤1.4.1，如Mb＜Ma，比较圈内顺序计数Na，Nb，如Nb≤Na，则数据计算机B继续接收数据，但不发送，直至Nb累加至Nb＝Na后，开始将实时接收到的数据计算机B数据打包，发送数据至数据浏览计算机；如Nb＞Na，则将当前实时接收到的数据计算机B数据打包发送数据至数据浏览计算机；步骤1.4.2，如Mb≥Ma，比较圈内顺序计数Na，Nb，如Nb≥Na，则将长度为N的数据存储圈Cb中位置为Na至Nb的数据打包后发送至数据浏览计算机，如Nb＜Na，则将长度为N的数据存储圈Cb中位置为Na至N的数据打包后发送至数据浏览计算机，然后将长度为N的数据存储圈Cb中位置为0至Nb的数据打包后发送至数据浏览计算机，完成发送后，开始将实时接收到的数据计算机B数据打包，发送数据至数据浏览计算机。所述存储过滤模块工作步骤为：步骤1，接收数据服务器A，数据服务器B传输的数据，并将原始数据存储本机数据库；步骤2，将原始数据根据内置的白名单进行过滤，白名单为采集开始前根据用户需求，人工编辑后拷贝至数据中转计算机，内部以列表形式存放允许通过的数据中文名称；步骤2.1，过滤过程中如当前接收数据在白名单中，则将该数据存入临时存储区；判定当前数据是否过滤完毕，如当前数据未过滤完毕，则继续将数据根据白名单过滤，如已过滤完毕，则将所有临时存储区数据打包后准备发送给数据发送模块；步骤2.2，过滤过程中如当前接收数据不在白名单中，则舍弃当前数据，重新执行步骤2的操作。一种上述无缝冗余切换数据传输系统的实现方法，包括以下步骤：步骤1，数据采集计算机向数据计算机A、数据计算机B发送采集开始指令，数据采集开始，数据采集计算机采集待测设备数据；步骤2，数据计算机A、数据计算机B接收到数据采集计算机发送的采集开始指令后，同时开始周期性向数据中转计算机发送心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无缝冗余切换数据传输系统，其特征在于包括待测设备、数据采集计算机、数据计算机A、数据计算机B、数据中转计算机以及数据浏览计算机；其中，待测设备为数据传输系统的测试对象；数据采集计算机负责实时采集待测设备的参数信息，并在采集开始时向数据服务器A、数据服务器B同时发送采集开始指令，开始采集待测设备数据,采集完成后将采集到的数据同时转发至数据服务器A及数据服务器B；接收到数据采集计算机发送的采集开始指令后，数据服务器A与数据服务器B同时开始周期性向数据中转计算机发送心跳信息，数据服务器A与数据服务器B接收到数据采集计算机传来的采集数据后，分别将数据存放至本机的数据库，作为后续数据查询的依据，同时将数据发送至数据中转计算机；数据中转计算机同时接收数据服务器A及数据服务器B传输的数据并进行处理，处理后的数据发送至数据浏览计算机；数据浏览计算机根据接收到的数据采用人机界面交互进行实时显示。

【技术特征摘要】
1.一种无缝冗余切换数据传输系统，其特征在于包括待测设备、数据采集计算机、数据计算机A、数据计算机B、数据中转计算机以及数据浏览计算机；其中，待测设备为数据传输系统的测试对象；数据采集计算机负责实时采集待测设备的参数信息，并在采集开始时向数据计算机A、数据计算机B同时发送采集开始指令，开始采集待测设备数据,采集完成后将采集到的数据同时转发至数据计算机A及数据计算机B；接收到数据采集计算机发送的采集开始指令后，数据计算机A与数据计算机B同时开始周期性向数据中转计算机发送心跳信息，数据计算机A与数据计算机B接收到数据采集计算机传来的采集数据后，分别将数据存放至本机的数据库，作为后续数据查询的依据，同时将数据发送至数据中转计算机；数据中转计算机同时接收数据计算机A及数据计算机B传输的数据并进行处理，处理后的数据发送至数据浏览计算机；数据浏览计算机根据接收到的数据采用人机界面交互进行实时显示；数据中转计算机包括数据接收模块、接收状态判定模块、数据发送模块和冗余切换模块；其中，数据接收模块接收数据计算机A、数据计算机B传输的数据信息和心跳信息，并将其发送给接收状态判定模块；接收状态判定模块对接收到的心跳信息进行接收状态判定，如判定数据计算机A、数据计算机B都传输正常，则默认选取数据计算机A的数据打包后，经存储过滤模块存储、过滤后，由数据发送模块发送至数据浏览计算机；接收状态判定模块如判定数据计算机A接收状态中断，则由冗余切换模块执行切换处理，选取数据计算机B数据作为发送数据，经存储过滤模块存储、过滤后，先由数据发送模块先发送判定切换时间内漏发的数据，然后继续发送数据计算机B实时接收到的数据；所述冗余切换模块的处理方式为：当数据中转计算机接收数据计算机A、数据计算机B数据开始时，分别设置长度为N的数据存储圈Ca、Cb，定义参数：圈内顺序计数分别为Na、Nb，存储圈计数分别为Ma、Mb，初始值都为0；对于数据存储圈Ca，每一个位置存储一个参数，当数据到来时，从存储圈位置1开始依次存储，每存储一个，圈内顺序计数Na加1，当Na＞N时,数据存储圈Ca的存储圈计数Ma+1；同时，圈内顺序计数Na恢复为0；新数据到来时，Na继续累加，从位置1开始将当前数据存储圈Ca数据覆盖存放；同理，数据存储圈Cb中，每存储一个数据，圈内顺序计数Nb加1，当Nb＞N时,数据存储圈Cb的存储圈计数Mb+1，同时，圈内顺序计数Nb恢复为0，新数据到来时，Nb继续累加，从位置1开始将当前数据存储圈Cb数据覆盖存放；具体步骤如下：步骤1，接收到数据计算机A、数据计算机B传输的心跳信息后，根据心跳信息分别判定；步骤1.1，如果接收数据计算机A、数据计算机B心跳信息正常，则继续接收；步骤1.2，如未收到数据计算机A心跳信息，则判定是否已累积连续三个周期未接收到；如不是，则继续接收心跳信息；如连续三个周期未接收到数据计算机A心跳信息，则判定数据计算机A连接失效；判定数据计算机B接收连接是否关闭，如已经关闭，则传输中止；如判定数据计算机B接收连接正常，则按照步骤1.4判断数据计算机A与数据计算机B存储圈计数Ma、Mb：步骤1.3，如未收到数据计算机B心跳信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，吴晓蕊，李彬，窦小明，崔军朋，
申请(专利权)人：北京临近空间飞行器系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11