飛行試驗顫振數(shù)據(jù)實時監(jiān)控系統(tǒng)

實現(xiàn)服務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)報協(xié)議)，并采用WinSock的網(wǎng)絡編程接口實現(xiàn)其網(wǎng)絡通信。TCP為兩臺主機提供高可靠性的數(shù)據(jù)通信，為了提供可靠的服務，TCP采用了超時重傳、發(fā)送和接收端到端的確認分組等機制；UDP協(xié)議只是把稱作數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)報能達到另一端。
因此總參數(shù)名文件按TCP協(xié)議通信，前端服務器程序?qū)⒘魇教捉幼种萌氡O(jiān)聽模式，當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。為了避免因服務器程序晚于客戶端監(jiān)控程序啟動造成無法與服務器連接的情況，監(jiān)控程序采用定時器定時向服務器發(fā)送連接請求，當連接成功后關(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，它意味著分別運行于兩主機(由IP地址確定)內(nèi)的兩進程(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)報時，無需任何預先的握手。UDP是不可靠無連接的，它不能保證數(shù)據(jù)報能安全無誤地到達最終目的。雖然
UDP協(xié)議不提供反饋信息來控制機器之間傳輸?shù)男畔⒘髁?，可能出現(xiàn)丟包、重復。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(nèi)，顫振數(shù)據(jù)按采樣率512點／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的數(shù)量。
UDP協(xié)議不使用確認信息對報文的到達進行確認，也不對收到的報文進行排序。導致報文可能出現(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)，不易辯識試驗動作段。假設顫振數(shù)據(jù)的采樣率為512點／s，要求計算機系統(tǒng)每隔不到2 ms就要響應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、定時功能，每次向條圖儀發(fā)送多個點的數(shù)據(jù)，設置條圖儀繪圖的時間間隔，實現(xiàn)均勻輸出。
同時由于該系統(tǒng)具有實時、磁帶回放、磁盤文件數(shù)據(jù)回放多種工作模式，前端服務器程序也可對機載磁帶數(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)。