飛行試驗顫振數據實(shí)時(shí)監控系統

實(shí)現服務(wù)器與客戶(hù)端的信息通信及數據傳輸是基于TCP(傳輸控制協(xié)議)和UDP(用戶(hù)數據報協(xié)議)，并采用WinSock的網(wǎng)絡(luò )編程接口實(shí)現其網(wǎng)絡(luò )通信。TCP為兩臺主機提供高可靠性的數據通信，為了提供可靠的服務(wù)，TCP采用了超時(shí)重傳、發(fā)送和接收端到端的確認分組等機制；UDP協(xié)議只是把稱(chēng)作數據報的分組從一臺主機發(fā)送到另一臺主機，但并不保證該數據報能達到另一端。
因此總參數名文件按TCP協(xié)議通信，前端服務(wù)器程序將流式套接字置入監聽(tīng)模式，當有客戶(hù)端程序的連接請求時(shí)，接受請求并向請求方發(fā)送監控參數表，最后斷開(kāi)與客戶(hù)端程序的TCP連接。為了避免因服務(wù)器程序晚于客戶(hù)端監控程序啟動(dòng)造成無(wú)法與服務(wù)器連接的情況，監控程序采用定時(shí)器定時(shí)向服務(wù)器發(fā)送連接請求，當連接成功后關(guān)閉定時(shí)器。
然后將完成取位、高低字合并、物理量轉換后的數據，根據以UDP形式向客戶(hù)端程序廣播發(fā)送。TCP是一個(gè)面向連接的協(xié)議，它意味著(zhù)分別運行于兩主機(由IP地址確定)內的兩進(jìn)程(由端口號確定)間存在一條連接。建立一個(gè)連接需要3次握手，而終止一個(gè)連接要經(jīng)過(guò)4次握手。而一端使用UDP向另一端發(fā)送數據報時(shí)，無(wú)需任何預先的握手。UDP是不可靠無(wú)連接的，它不能保證數據報能安全無(wú)誤地到達最終目的。雖然
UDP協(xié)議不提供反饋信息來(lái)控制機器之間傳輸的信息流量，可能出現丟包、重復。但在數據傳輸時(shí)間很短，以至于此前的連接過(guò)程成為整個(gè)流量主體的情況下，UDP也是一個(gè)好的選擇。本監控系統服務(wù)器與客戶(hù)端在同一個(gè)監控大廳內，傳輸距離很短。因此向客戶(hù)端發(fā)送數據采用UDP協(xié)議而不是TCP協(xié)議，以保證高效率發(fā)送數據。飛行實(shí)踐證明在1．0 Gb／s網(wǎng)速的由25臺PC機組成的局域網(wǎng)內，顫振數據按采樣率512點(diǎn)／s，傳輸200個(gè)參數是完全可靠的。
另外，基于UDP協(xié)議的通信模式只需將Socket與指定的端口號和本地的IP地址綁定就可進(jìn)行數據傳輸，控制算法簡(jiǎn)單。而且采用UDP協(xié)議有利于系統的擴展，可以根據需要在不影響系統性能的前提下減少或增加客戶(hù)端微機的數量。
UDP協(xié)議不使用確認信息對報文的到達進(jìn)行確認，也不對收到的報文進(jìn)行排序。導致報文可能出現延遲以及亂序的現象。但是顫振數據要求嚴格按時(shí)間均勻輸出，否則條圖儀繪出的圖形產(chǎn)生變形，有臺階出現，不易辯識試驗動(dòng)作段。假設顫振數據的采樣率為512點(diǎn)／s，要求計算機系統每隔不到2 ms就要響應1次。因此在現有的操作系統中開(kāi)發(fā)軟件，不能保證服務(wù)器均勻地向條圖儀發(fā)送數據。為保證顫振數據時(shí)間上的均勻性，在用作服務(wù)器的PC機上除PCM反變換板外加裝D／A變換板。利用D／A板的緩沖、定時(shí)功能，每次向條圖儀發(fā)送多個(gè)點(diǎn)的數據，設置條圖儀繪圖的時(shí)間間隔，實(shí)現均勻輸出。
同時(shí)由于該系統具有實(shí)時(shí)、磁帶回放、磁盤(pán)文件數據回放多種工作模式，前端服務(wù)器程序也可對機載磁帶數據、本系統存貯數據等不同格式的數據進(jìn)行回放。幫助工程師在試飛的不同階段利用現有格式的數據進(jìn)行監控畫(huà)面的調試，或實(shí)現飛行后對感興趣的數據重現。