飛行試驗(yàn)顫振數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與客戶端的信息通信及數(shù)據(jù)傳輸是基于TCP(傳輸控制協(xié)議)和UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)，并采用WinSock的網(wǎng)絡(luò)編程接口實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)通信。TCP為兩臺主機(jī)提供高可靠性的數(shù)據(jù)通信，為了提供可靠的服務(wù)，TCP采用了超時重傳、發(fā)送和接收端到端的確認(rèn)分組等機(jī)制；UDP協(xié)議只是把稱作數(shù)據(jù)報(bào)的分組從一臺主機(jī)發(fā)送到另一臺主機(jī)，但并不保證該數(shù)據(jù)報(bào)能達(dá)到另一端。
因此總參數(shù)名文件按TCP協(xié)議通信，前端服務(wù)器程序?qū)⒘魇教捉幼种萌氡O(jiān)聽模式，當(dāng)有客戶端程序的連接請求時，接受請求并向請求方發(fā)送監(jiān)控參數(shù)表，最后斷開與客戶端程序的TCP連接。為了避免因服務(wù)器程序晚于客戶端監(jiān)控程序啟動造成無法與服務(wù)器連接的情況，監(jiān)控程序采用定時器定時向服務(wù)器發(fā)送連接請求，當(dāng)連接成功后關(guān)閉定時器。
然后將完成取位、高低字合并、物理量轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，根據(jù)以UDP形式向客戶端程序廣播發(fā)送。TCP是一個面向連接的協(xié)議，它意味著分別運(yùn)行于兩主機(jī)(由IP地址確定)內(nèi)的兩進(jìn)程(由端口號確定)間存在一條連接。建立一個連接需要3次握手，而終止一個連接要經(jīng)過4次握手。而一端使用UDP向另一端發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時，無需任何預(yù)先的握手。UDP是不可靠無連接的，它不能保證數(shù)據(jù)報(bào)能安全無誤地到達(dá)最終目的。雖然
UDP協(xié)議不提供反饋信息來控制機(jī)器之間傳輸?shù)男畔⒘髁浚赡艹霈F(xiàn)丟包、重復(fù)。但在數(shù)據(jù)傳輸時間很短，以至于此前的連接過程成為整個流量主體的情況下，UDP也是一個好的選擇。本監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器與客戶端在同一個監(jiān)控大廳內(nèi)，傳輸距離很短。因此向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)采用UDP協(xié)議而不是TCP協(xié)議，以保證高效率發(fā)送數(shù)據(jù)。飛行實(shí)踐證明在1．0 Gb／s網(wǎng)速的由25臺PC機(jī)組成的局域網(wǎng)內(nèi)，顫振數(shù)據(jù)按采樣率512點(diǎn)／s，傳輸200個參數(shù)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(shù)據(jù)傳輸，控制算法簡單。而且采用UDP協(xié)議有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展，可以根據(jù)需要在不影響系統(tǒng)性能的前提下減少或增加客戶端微機(jī)的數(shù)量。
UDP協(xié)議不使用確認(rèn)信息對報(bào)文的到達(dá)進(jìn)行確認(rèn)，也不對收到的報(bào)文進(jìn)行排序。導(dǎo)致報(bào)文可能出現(xiàn)延遲以及亂序的現(xiàn)象。但是顫振數(shù)據(jù)要求嚴(yán)格按時間均勻輸出，否則條圖儀繪出的圖形產(chǎn)生變形，有臺階出現(xiàn)，不易辯識試驗(yàn)動作段。假設(shè)顫振數(shù)據(jù)的采樣率為512點(diǎn)／s，要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)每隔不到2 ms就要響應(yīng)1次。因此在現(xiàn)有的操作系統(tǒng)中開發(fā)軟件，不能保證服務(wù)器均勻地向條圖儀發(fā)送數(shù)據(jù)。為保證顫振數(shù)據(jù)時間上的均勻性，在用作服務(wù)器的PC機(jī)上除PCM反變換板外加裝D／A變換板。利用D／A板的緩沖、定時功能，每次向條圖儀發(fā)送多個點(diǎn)的數(shù)據(jù)，設(shè)置條圖儀繪圖的時間間隔，實(shí)現(xiàn)均勻輸出。
同時由于該系統(tǒng)具有實(shí)時、磁帶回放、磁盤文件數(shù)據(jù)回放多種工作模式，前端服務(wù)器程序也可對機(jī)載磁帶數(shù)據(jù)、本系統(tǒng)存貯數(shù)據(jù)等不同格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行回放。幫助工程師在試飛的不同階段利用現(xiàn)有格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控畫面的調(diào)試，或?qū)崿F(xiàn)飛行后對感興趣的數(shù)據(jù)重現(xiàn)。