申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2019-03-06

公开（公告）日：2021-04-27

公开（公告）号：CN109756580B

主分类号：H04L29/08(20060101)

分类号：H04L29/08(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.27#授权;2019.06.07#实质审查的生效;2019.05.14#公开

摘要：本申请提供一种气动数据采集方法及装置，应用于与传感器阵列连接的气动数据采集设备，通过周期性地从传感器阵列获取数据并生成待发送数据，并在接收到数据上送命令时直接发送生成好的待发送数据包，从而减少气动数据采集装置上报数据的等待时间，提高数据上报的效率。详细地，首先，周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据；然后，根据最新获取到的所述气动数据生成待发送数据包；最后，在接收数据上报命令时将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器以发送至上位终端。

主权项：1.一种气动数据采集方法，其特征在于，应用于与传感器阵列连接的气动数据采集设备，所述方法包括：周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据；根据最新获取到的所述气动数据生成待发送数据包；在接收数据上报命令时将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器以发送至上位终端；其中，周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据的步骤，包括：按照目标扫描切换时间，周期性地通过地址扫描的方式依次获取所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据；其中，所述方法还包括：预先通过地址扫描的方式获取预设测试状态下的所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据，其中，在所述预设测试状态下的所述传感器阵列中，预设的目标传感器采集到的所述气动数据具有预设的目标信号变化趋势；减少地址扫描的扫描信号切换时间，并检测除所述目标传感器外的其他传感器对应的气动数据的是否具有所述目标信号变化趋势；将所述其他传感器对应的气动数据不具有所述目标信号变化趋势的状态下，最短的扫描信号切换时间确定为所述目标扫描切换时间。

全文数据：气动数据采集方法及装置技术领域本申请涉及飞行器领域，尤其是涉及一种气动数据采集方法及装置。背景技术飞行器在工作中需要采集多种数据系统的数据，其中包括气动数据采集装置采集的气动数据。气动数据是飞机动力学仿真中必不可少的，应用于仿真飞机空气动力特性，建立飞机的空气动力数学模型，确保飞行模拟的逼真度和可信度。在对飞行器的数据进行采集时，常通是上位终端按照一定的时间间隔依次向各数据采集设备下发数据上送命令，各数据采集设备在接收到数据上送命令后的一定时间内完成数据的采集上送。请参照图1，现有的气动数据采集设备是接收到上位终端发送的数据上送命令后，通过地址扫描的方式依次选通获取传感器阵列中各传感器采集的数据并进行模数转换。然后根据各传感器采集到的气动数据生成数据包，并将数据包发送给上位终端。但是飞行气动数据的数据采集点较多例如，包括128个通道的启动压力数据、2个温度信号、背压信号、驻点压力信号等，导致气动数据装置的上报数据的等待时间过长，影响数据上报的效率。发明内容为了克服至少现有技术中的上述不足，本申请的目的之一在于提供一种气动数据采集方法，应用于与传感器阵列连接的气动数据采集设备，所述方法包括：周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据；根据最新获取到的所述气动数据生成待发送数据包；在接收数据上报命令时将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器以发送至上位终端。可选地，在上述方法中，在接收数据上报命令时将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器以发送至上位终端的步骤，包括：在检测到数据接收缓冲器非空时触发程序中断；读取并检测所述数据接收缓冲器中的数据是否为数据上报命令；若检测到所述数据接收缓冲器中的数据为数据上报命令，则将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器。可选地，在上述方法中，周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据的步骤，包括：按照目标扫描切换时间，周期性地通过地址扫描的方式依次获取所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据。可选地，在上述方法中，所述方法还包括：预先通过地址扫描的方式获取预设测试状态下的所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据，其中，在所述预设测试状态下的所述传感器阵列中，预设的目标传感器采集到的所述气动数据具有预设的目标信号变化趋势；减少地址扫描的扫描信号切换时间，并检测除所述目标传感器外的其他传感器对应的气动数据的是否具有所述目标信号变化趋势；将所述其他传感器对应的气动数据不具有所述目标信号变化趋势的状态下，最短的扫描信号切换时间确定为所述目标扫描切换时间。可选地，在上述方法中，所述气动数据采集设备包括看门狗电路及扫描电路；周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据的步骤，包括：通过所述看门狗电路周期性地触发所述扫描电路获取所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据。本申请的另一目的在于提供一种气动数据采集装置，应用于与传感器阵列连接的气动数据采集设备，所述装置包括：数据获取模块，用于周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据；数据处理模块，用于根据最新获取到的所述气动数据生成待发送数据包；数据发送模块，用于在接收数据上报命令时将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器以发送至上位终端。可选地，在上述装置中，所述数据发送模块具体用于在检测到数据接收缓冲器非空时触发程序中断；读取并检测所述数据接收缓冲器中的数据是否为数据上报命令；若检测到所述数据接收缓冲器中的数据为数据上报命令，则将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器。可选地，在上述装置中，所述数据获取模块具体用于按照目标扫描切换时间，周期性地通过地址扫描的方式依次获取所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据。可选地，在上述装置中，所述装置还包括：扫描切换时间调整模块，用于预先通过地址扫描的方式获取预设测试状态下的所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据，其中，在所述预设测试状态下的所述传感器阵列中，预设的目标传感器采集到的所述气动数据具有预设的目标信号变化趋势；减少地址扫描的扫描信号切换时间，并检测除所述目标传感器外的其他传感器对应的气动数据的是否具有所述目标信号变化趋势；将所述其他传感器对应的气动数据不具有所述目标信号变化趋势的状态下，最短的扫描信号切换时间确定为所述目标扫描切换时间。可选地，在上述装置中，所述气动数据采集设备包括看门狗电路及扫描电路；所述数据获取模块具体用于控制通过所述看门狗电路周期性地触发所述扫描电路获取所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据。相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：本申请提供的气动数据采集方法及装置，通过周期性地从传感器阵列获取数据并生成待发送数据，并在接收到数据上送命令时直接发送生成好的待发送数据包，从而减少了气动数据采集装置上报数据的等待时间，提高了数据上报的效率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为现有技术气动数据采集设备工作流程示意图；图2为本申请实施例提供的气动数据系统的示意图；图3为本申请实施例提供的气动数据采集设备的硬件结构示意图；图4为本申请实施例提供的气动数据采集方法的流程示意图之一；图5为本申请实施例提供的气动数据采集方法的流程示意图之二；图6为本申请实施例提供的气动数据采集装置的功能模块示意图之一；图7为本申请实施例提供的气动数据采集装置的功能模块示意图之二。图标：10-气动数据系统；100-气动数据采集设备；110-气动数据采集装置；111-数据获取模块；112-数据处理模块；113-数据发送模块；114-扫描切换时间调整模块；120-机器可读存储介质；130-处理器；200-传感器阵列；20-上位终端。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。请参照图2，图2为本实施例提供的飞行气动数据系统10的示意图，飞行气动数据系统10包括传感器阵列200及气动数据采集设备100。传感器阵列200包括多个传感器，例如，压力传感器、背压补偿传感器等。本实施例提供的气动数据采集设备100与传感器阵列200连接，可以通过行列扫描信号选通获取传感器阵列200中某个传感器的采集的气动数据。气动数据采集设备100还与上位终端20连接，将采集到的气动数据发送给上位终端20。请参照图3，图3是图2所示的气动数据采集设备100的方框示意图。所述气动数据采集设备100包括气动数据采集装置110、机器可读存储介质120及处理器130。所述机器可读存储介质120、处理器130相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述气动数据采集装置110包括至少一个可以软件或固件firmware的形式存储于所述机器可读存储介质120中或固化在所述气动数据采集设备100的操作系统operatingsystem，OS中的软件功能模块。所述处理器130用于执行所述机器可读存储介质120中存储的可执行模块，例如所述气动数据采集装置110所包括的软件功能模块及计算机程序等。其中，所述机器可读存储介质120可以是，但不限于，随机存取存储器RandomAccessMemory，RAM，只读存储器ReadOnlyMemory，ROM，可编程只读存储器ProgrammableRead-OnlyMemory，PROM，可擦除只读存储器ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EPROM，电可擦除只读存储器ElectricErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EEPROM等。其中，机器可读存储介质120用于存储程序，所述处理器130在接收到执行指令后，执行所述程序。所述处理器130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器CentralProcessingUnit，简称CPU、网络处理器NetworkProcessor，简称NP等；还可以是数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。请参照图4，图4为应用于图2所示的气动数据采集设备100的一种气动数据采集方法的流程图，以下将对所述方法包括各个步骤进行详细阐述。步骤S110，周期性地获取传感器阵列200中各传感器采集的气动数据。可选地，在本实施例中，气动数据采集设备100包括看门狗电路及扫描电路，在步骤S110中，气动数据采集设备100可以通过看门狗电路周期性地触发扫描电路获取传感器阵列200中各传感器采集的气动数据。可选地，在本实施例中，在获取传感器阵列200中各传感器采集的气动数据时，气动数据采集设备100可以按照目标扫描切换时间，切换行扫描信号或列扫描信号以依次选通获取传感器阵列200中各传感器采集，从而依次获取各传感器采集的电压信号并进行模数转换得到相应的气动数据。步骤S120，根据最新获取到的气动数据生成待发送数据包。在本实施例中，在获取到各传感器采集的气动数据后，气动数据采集设备100可以将各传感器采集的气动数据打包生成待发送数据包。值得说明的是，在本实施例中，步骤S110及步骤S120为在气动数据采集设备100启动初始化完成后周期性地循环执行的，步骤S110步骤S120的执行不依赖于上位终端20的数据上送命令。步骤S130，在接收数据上报命令时将最新生成的待发送数据包添加至数据发送缓冲器以发送至上位终端20。可选地，在本实施例中，气动数据采集设备100可以在检测到数据接收缓冲器非空时触发程序中断，然后读取并检测数据接收缓冲器中的数据是否为数据上报命令。若检测到数据接收缓冲器中的数据为数据上报命令，则将最新生成的待发送数据包添加至数据发送缓冲器。基于上述设计，在本实施例中，通过独立循环执行步骤S110及步骤S120预先生成了最新的待发送数据包，从而在步骤S130中，一旦接收到数据上报命令可以直接发送最新的待发送数据包。如此，相较于现有技术中在接收到数据上报命令后在开始数据采集的方式，本实施例提供的方案可以减少气动数据采集设备100装置上报数据的等待时间，提高数据上报的效率。可选地，在本实施例中，气动数据采集设备100通过地址扫描的方式获取传感器阵列200的各传感器采集的气动数据，若地址扫描的扫描信号切换时间过长，会导致信号获取的周期太长，影响数据采集的效率；若地址扫描的扫描信号切换时间过短，会导致不同传感器之间相互干扰，读取到的气动数据不准确。因此，为了确定合适的目标扫描切换时间，请参照图5，在本实施例中，在步骤S110之前还可以包括步骤S210到步骤S230。步骤S210，预先通过地址扫描的方式获取预设测试状态下的传感器阵列200中各传感器采集的气动数据，其中，在预设测试状态下的传感器阵列200中，预设的目标传感器采集到的气动数据具有预设的目标信号变化趋势。步骤S220，减少地址扫描的扫描信号切换时间，并检测除目标传感器外的其他传感器对应的气动数据的是否具有目标信号变化趋势。步骤S230，将其他传感器对应的气动数据不具有目标信号变化趋势的状态下，最短的扫描信号切换时间确定为目标扫描切换时间。通过上述方式，可以确定出不影响数据采集准确性的最小的扫描信号切换时间，从而减少从传感器阵列200读取信号的时长。相应地，请参照图6，本实施例还提供一种气动数据采集装置，气动数据采集装置包括至少一个可以软件形式存储于机器可读存储介质120中的功能模块。从功能上划分，气动数据采集装置110可以包括数据获取模块111、数据处理模块112及数据发送模块113。数据获取模块111用于周期性地获取传感器阵列200中各传感器采集的气动数据。本实施例中，数据获取模块111可用于执行图3所示的步骤S110，关于数据获取模块111的具体描述可参对步骤S110的描述。数据处理模块112用于根据最新获取到的气动数据生成待发送数据包。本实施例中，数据处理模块112可用于执行图3所示的步骤S120，关于数据处理模块112的具体描述可参对步骤S120的描述。数据发送模块113用于在接收数据上报命令时将最新生成的待发送数据包添加至数据发送缓冲器以发送至上位终端20。本实施例中，数据发送模块113可用于执行图3所示的步骤S130，关于数据发送模块113的具体描述可参对步骤S130的描述。可选地，在本实施例中，数据发送模块113具体用于在检测到数据接收缓冲器非空时触发程序中断；读取并检测数据接收缓冲器中的数据是否为数据上报命令；若检测到数据接收缓冲器中的数据为数据上报命令，则将最新生成的待发送数据包添加至数据发送缓冲器。可选地，在本实施例中，数据获取模块111具体用于按照目标扫描切换时间，周期性地通过地址扫描的方式依次获取传感器阵列200中各传感器采集的气动数据。可选地，请参照图7，在本实施例中，气动数据采集装置110还包括扫描切换时间调整模块114。扫描切换时间调整模块114，用于预先通过地址扫描的方式获取预设测试状态下的传感器阵列200中各传感器采集的气动数据，其中，在预设测试状态下的传感器阵列200中，预设的目标传感器采集到的气动数据具有预设的目标信号变化趋势；减少地址扫描的扫描信号切换时间，并检测除目标传感器外的其他传感器对应的气动数据的是否具有目标信号变化趋势；将其他传感器对应的气动数据不具有目标信号变化趋势的状态下，最短的扫描信号切换时间确定为目标扫描切换时间。可选地，在本实施例中，采集模块包括看门狗电路及扫描电路；数据获取模块111具体用于控制通过看门狗电路周期性地触发扫描电路获取传感器阵列200中各传感器采集的气动数据。综上所述，本申请提供的气动数据采集方法及装置，通过周期性地从传感器阵列获取数据并生成待发送数据，并在接收到数据上送命令时直接发送生成好的待发送数据包，从而减少了气动数据采集装置上报数据的等待时间，提高了数据上报的效率。在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和或流程图中的每个方框、以及框图和或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器ROM，Read-OnlyMemory、随机存取存储器RAM，RandomAccessMemory、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

权利要求：1.一种气动数据采集方法，其特征在于，应用于与传感器阵列连接的气动数据采集设备，所述方法包括：周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据；根据最新获取到的所述气动数据生成待发送数据包；在接收数据上报命令时将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器以发送至上位终端。2.根据权利要求1所述的气动数据采集方法，其特征在于，在接收数据上报命令时将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器以发送至上位终端的步骤，包括：在检测到数据接收缓冲器非空时触发程序中断；读取并检测所述数据接收缓冲器中的数据是否为数据上报命令；若检测到所述数据接收缓冲器中的数据为数据上报命令，则将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器。3.根据权利要求1所述的气动数据采集方法，其特征在于，周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据的步骤，包括：按照目标扫描切换时间，周期性地通过地址扫描的方式依次获取所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据。4.根据权利要求3所述的气动数据采集方法，其特征在于，所述方法还包括：预先通过地址扫描的方式获取预设测试状态下的所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据，其中，在所述预设测试状态下的所述传感器阵列中，预设的目标传感器采集到的所述气动数据具有预设的目标信号变化趋势；减少地址扫描的扫描信号切换时间，并检测除所述目标传感器外的其他传感器对应的气动数据的是否具有所述目标信号变化趋势；将所述其他传感器对应的气动数据不具有所述目标信号变化趋势的状态下，最短的扫描信号切换时间确定为所述目标扫描切换时间。5.根据权利要求1所述的气动数据采集方法，其特征在于，所述气动数据采集设备包括看门狗电路及扫描电路；周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据的步骤，包括：通过所述看门狗电路周期性地触发所述扫描电路获取所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据。6.一种气动数据采集装置，其特征在于，应用于与传感器阵列连接的气动数据采集设备，所述装置包括：数据获取模块，用于周期性地获取传感器阵列中各传感器采集的气动数据；数据处理模块，用于根据最新获取到的所述气动数据生成待发送数据包；数据发送模块，用于在接收数据上报命令时将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器以发送至上位终端。7.根据权利要求6所述的气动数据采集装置，其特征在于，所述数据发送模块具体用于在检测到数据接收缓冲器非空时触发程序中断；读取并检测所述数据接收缓冲器中的数据是否为数据上报命令；若检测到所述数据接收缓冲器中的数据为数据上报命令，则将最新生成的所述待发送数据包添加至数据发送缓冲器。8.根据权利要求6所述的气动数据采集装置，其特征在于，所述数据获取模块具体用于按照目标扫描切换时间，周期性地通过地址扫描的方式依次获取所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据。9.根据权利要求8所述的气动数据采集装置，其特征在于，所述装置还包括：扫描切换时间调整模块，用于预先通过地址扫描的方式获取预设测试状态下的所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据，其中，在所述预设测试状态下的所述传感器阵列中，预设的目标传感器采集到的所述气动数据具有预设的目标信号变化趋势；减少地址扫描的扫描信号切换时间，并检测除所述目标传感器外的其他传感器对应的气动数据的是否具有所述目标信号变化趋势；将所述其他传感器对应的气动数据不具有所述目标信号变化趋势的状态下，最短的扫描信号切换时间确定为所述目标扫描切换时间。10.根据权利要求6所述的气动数据采集装置，其特征在于，所述气动数据采集设备包括看门狗电路及扫描电路；所述数据获取模块具体用于控制通过所述看门狗电路周期性地触发所述扫描电路获取所述传感器阵列中各传感器采集的气动数据。

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