UUV多负载数据集中存储与快速卸载方法，涉及UUV多负载数据存储技术领域。本发明专利技术是为了解决目前UUV各计算机及负载的数据存储过于分散，导致数据卸载过程繁琐、拆卸工作量大、消耗时间长的问题。本发明专利技术以一块密封于专用水密封罐的可更换大容量存储器作为多负载数据集中存储空间，根据不同负载的存储容量需求预先划分相对独立的存储分区，按照存储格式要求分别进行格式化并写入引导程序，由FPGA存储控制器对多负载的数据存储进行协调和管理；数据卸载时，既可通过UUV系统的无线网络模块实现无线卸载，又可通过更替可更换大容量存储器备件实现数据快速卸载。本发明专利技术能够有效实现UUV中多个不同功能负载的数据集中存储与快速卸载。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及UUV多负载数据存储
，具体涉及UUV多负载数据集中存储和快速卸载技术。
技术介绍
随着UUV技术的飞速发展和应用范围不断扩大，其任务功能的不断丰富，这使得UUV的任务作业过程中会产生大量需要存储的宝贵数据。传统上，UUV各负载存储器分散布置在不同的水密舱室或水密罐里面，并集成于非水密壳体包覆的载体之内。例如，刘颉等在论文“小型自主水下航行器大容量数据存储设计”(海洋技术，第29卷，第1期，P17-23)提出了一种解决大容量数据存储的方法，该方法分别为各个传感器设备提供大容量存储器进行数据存储；姚科等在论文“自主式水下机器人数据采集与管理系统及其可靠性”(机器人技术，第26卷，第5-2期，P138-140)提出了一种自主式水下机器人的数据采集与管理系统，该系统利用多串口卡采集声纳、导航设备、传感器及推进装置等与UUV载体控制相关的数据，然后通过网络定时传送给工控机保存，数据接口仅限于串口形式，且数据集中存储在工控机上。以上代表性的UUV数据存储与卸载方法在卸载UUV各负载的数据时，首先需要拆卸UUV非水密壳体、水密舱室或水密罐，连接各控制计算机、负载的数据下载线并对其进行供电，才能开始对各计算机及UUV负载的数据进行卸载，卸载完成后又需要拆除各负载的数据下载线，将非水密壳体、水密舱室或水密罐恢复原样，卸载过程不仅耗时、耗力，耗用UUV系统电量，UUV还不能同步开展工作，过程繁琐且效率较低。
技术实现思路
本专利技术是为了解决目前UUV各计算机及负载的数据存储过于分散，所导致的数据卸载过程繁琐、拆卸工作量大、消耗时间长的问题，从而提供一种UUV多负载数据集中存储与快速卸载方法。UUV多负载数据集中存储与快速卸载方法，数据集中存储方法：以可更换大容量存储器作为多负载数据集中存储空间，根据不同负载的存储容量需求预先划分相对独立的存储分区，按照存储格式要求分别进行格式化并写入引导程序，由FPGA存储控制器对多负载的数据存储进行协调和管理；数据快速卸载方法：采用无线网络数据卸载方式或采用更替可更换大容量存储器及其专用水密罐数据卸载方式实现。在数据集中存储过程中，FPGA采用四级数据存储与转存保护机制防止数据存储与转存间的冲突，具体为：第一级：当数据存储过程中各计算机及负载的缓存器依次请求转存时，按请求的先后顺序依次处理，等待转存的设备数据暂存入相应的备用缓存器中；第二级：当同一时刻不同接口类型设备的缓存器请求转存时，根据数据接口类型分配先后顺序，首先转存数据接口为光纤的设备，随后是网口、USB接口和串口，等待转存的设备数据暂存入相应的备用缓存器中；第三级：当同一时刻同一接口类型设备的缓存器请求转存时，分别根据所设置的设备优先级进行转存，以控制系统各计算机为第一优先级、以与各控制计算机构成反馈回路的控制导航类负载为第二优先级，以相对独立工作的观测类传感器为第三优先级，等待转存的设备数据暂存入相应的备用缓存器中；第四级：当同一时刻同一优先级的设备缓存器请求转存时，根据设备数据ID的序号分别进行转存，等待转存的设备数据暂存入相应的备用缓存器中。数据快速卸载过程中，卸载的UUV数据包括：任务管理计算机、使命控制计算机、控制与导航计算机存储的运行状态数据，以及负载1、负载2……负载N存储的负载记录数据；N为正整数。数据集中存储方法中：根据不同负载的存储容量需求划分相对独立的存储分区的原则是：按照所使用UUV的各计算机及负载数据量的比例进行分区。采用无线网络数据卸载方式的数据卸载方法是：采用UUV水面监控系统通过无线网络模块与UUV建立联系，并遥控给多负载数据集中存储与快速卸载系统上电，然后通过无线网络通信开始下载可更换大容量存储器内存储的数据。采用更替可更换大容量存储器及其专用水密罐数据卸载方式是：首先打开UUV非耐压壳体上的手孔盖，从手孔盖处断开可更换大容量存储器与UUV连接的专用水密线缆插头；然后，将可更换大容量存储器从UUV拆出,将可更换大容量存储器的备件装回UUV,将断开的专用水密线缆插头插入该水密封罐备件，建立该水密封罐备件与UUV之间的联系，将手孔盖装回UUV；然后，将拆出的可更换大容量存储器交由UUV水面监控系统，由UUV水面监控系统通过数据专用卸载线缆完成数据卸载。本专利技术提高了UUV多种负载的数据存储安全、简化了数据卸载操作步骤、缩短了数据卸载时间、减少耗用UUV系统电量。附图说明图1为本专利技术UUV多负载数据集中存储与快速卸载系统的硬件系统框图。图1中，标记1为：FPGA控制器，标记2为：任务管理机算机，标记3为：使命控制计算机，标记4为：控制与导航计算机，标记5为：负载1，标记6为：负载2，标记7为：负载N，标记8为：UUV控制系统，标记9为：任务管理计算机备用缓存器，标记10为：使命控制计算机备用缓存器，标记11为：控制与导航计算机备用缓存器，标记12为：负载1备用缓存器，标记13为：负载2备用缓存器，标记14为：负载N备用缓存器，标记15为：任务管理计算机缓存器，标记16为：使命控制计算机缓存器，标记17为：控制与导航计算机缓存器，标记18为：负载1缓存器，标记19为：负载2缓存器，标记20为：负载N缓存器，标记21为：无线网络模块，标记22为：可更换大容量存储器(含专用水密封罐)，标记23为：可更换大容量存储器(含专用水密封罐)(备件)，标记24为：数据缓存模块,标记25为：UUV多负载，标记101为：FPGA控制器与无线网络模块之间的通信总线，标记102-107为：各负载与数据缓存模块之间的数据线(含串口线，USB数据线，网线，光纤，其他)，标记108为：FPGA控制器与可更换大容量存储器之间的专用水密线缆，标记109为：PCI总线，标记42为：数据专用卸载线缆；图2为数据存储流程图；图3为UUV结构示意图，标记31为：水密舱室，标记32为：UUV，标记33为：手孔盖，标记108为：专用水密线缆，标记35为：左推进器，标记36为：右推进器；图4为数据卸载示意图，标记41为：水面监控系统，标记42为：数据专用卸载线缆；具体实施方式具体实施方式一、UUV多负载数据集中存储与快速卸载方法，数据集中存储方法：以可更换大容量存储器作为多负载数据集中存储空间，根据不同负载的存储容量需求预先划分相对独立的存储分区，按照存储格式要求分别进行格式化并写入引导程序，由FPGA存储控制器对多负载的数据存储进行协调和管理；数据快本文档来自技高网...
【技术保护点】
UUV多负载数据集中存储与快速卸载方法，其特征是：数据集中存储方法：以可更换大容量存储器作为多负载数据集中存储空间，根据不同负载的存储容量需求预先划分相对独立的存储分区，按照存储格式要求分别进行格式化并写入引导程序，由FPGA存储控制器对多负载的数据存储进行协调和管理；数据快速卸载方法：采用无线网络数据卸载方式或采用更替可更换大容量存储器及其专用水密罐数据卸载方式实现。
【技术特征摘要】
1.UUV多负载数据集中存储与快速卸载方法，其特征是：
数据集中存储方法：
以可更换大容量存储器作为多负载数据集中存储空间，根据不同负载的存储容量需求
预先划分相对独立的存储分区，按照存储格式要求分别进行格式化并写入引导程序，由
FPGA存储控制器对多负载的数据存储进行协调和管理；
数据快速卸载方法：
采用无线网络数据卸载方式或采用更替可更换大容量存储器及其专用水密罐数据卸载
方式实现。
2.根据权利要求1所述的UUV多负载数据集中存储与快速卸载方法，其特征在于在
数据集中存储过程中，FPGA采用四级数据存储与转存保护机制防止数据存储与转存间的
冲突，具体为：
第一级：当数据存储过程中各计算机及负载的缓存器依次请求转存时，按请求的先后
顺序依次处理，等待转存的设备数据暂存入相应的备用缓存器中；
第二级：当同一时刻不同接口类型设备的缓存器请求转存时，根据数据接口类型分配
先后顺序，首先转存数据接口为光纤的设备，随后是网口、USB接口和串口，等待转存的
设备数据暂存入相应的备用缓存器中；
第三级：当同一时刻同一接口类型设备的缓存器请求转存时，分别根据所设置的设备
优先级进行转存，以控制系统各计算机为第一优先级、以与各控制计算机构成反馈回路的
控制导航类负载为第二优先级，以相对独立工作的观测类传感器为第三优先级，等待转存
的设备数据暂存入相应的备用缓存器中；
第四级：当同一时刻同一优先级的设备缓存器请求转存时，根据设备数据ID的序号分
别进行转存，等待转存的设备数据暂存入相应的备用缓存...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐健，宋晓萍，严浙平，张勋，张耕实，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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