一种多路电报键控信号传输处理方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多路电报键控信号传输处理方法，属电报【技术领域】。该方法包括以下步骤：键控信号采集装置按照预先设定的采集频率定时采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信装置；通信装置接收、缓存和封装第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络转发给计算机；计算机接收、解析第二数据包得到第一数据包，根据第一数据包解析每一路按键状态，并根据线路编号保存或/和显示每一路按键状态。本发明还提供了一种多路电报键控信号传输处理系统。本发明采用位来存储一路信号，节省了存储空间，提高了通信装置的通信能力，通过通信装置缓存一定数量的数据包后再发送的方式，解决了与计算机的时间匹配问题。
【专利说明】一种多路电报键控信号传输处理方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多路电报键控信号传输处理方法和系统，属于电报【技术领域】。
【背景技术】
[0002]为了解决报务员大规模组网训练的问题，在实用新型专利“一种智能化报务员训练系统”(申请号201320507277.4)中提出利用现行网络通过通信转换器将每一路处理后的报文存储到计算机中，在实施例中描述了这种工作过程:“全体参考学员的键控信号由报务员手键报采集控制模块离散输入到单片机，单片机将数据整理后存储在存储芯片中，并通过通信转换器传递给报务信息处理平台，报务信息处理平台按学员号码进行信息存储”。这种方式有效解决了过去不能存录报务员训练记录的问题而实现将报务员训练仪上报务员的训练记录集中转存到计算机中，也更加方便了集中组网训练。但是这种方式就存在滞后的问题，也就是教员不能实时的在报务信息处理平台中看到每一位学员的实时的发报情况，从而导致用户体验下降。然而，面对大规模训练，往往涉及上百人的集训和考核，如果采集频率高(500 μ S)，那么将导致频繁的通信，加大通信网络的信令开销，或者说加大了网络通信的协议开销，以使得数据传输效率低，而降低了整个网络的通信效率。
[0003]同时，相关技术资料表明，目前常用的许多常规的多任务操作系统都存在实时性差的问题，如Windows系统其时间片为30ms左右，因此，在网络开销大和操作系统实时性差的综合因素的影响下，将导致计算机系统来不及处理如此频繁的信息传递，严重情况下会导致网卡或系统的缓存满而发生频繁的数据丢失。如果通过降低采集频率来满足计算机的处理，那么很可能就存在因为采集和处理频率过低(如50ms)又导致无法准确的反应学员的发报情况，通常一般学员的“点”的按键时间在60ms左右，而对于熟练的学员“点”的按键时间在40ms左右，因此，在严重的情况下，也会导致点划信息的丢失。通过大量实验表明，Ims采集频率基本能够不失真的还原出按键状态的方波信号，而对于速度比较快的学员仍然存在部分方波信号的局部丢失现象，而采用500 μ s采集频率可以达到比较好的效果。因此，针对如此高的采集频率下，需要对现有技术，尤其针对高频率采集的信号在网络中传输处理中可能带来的通信效率低和来不及处理的问题进一步改进以适应高频率大规模的信号的实时米集、传输和处理。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种多路电报键控信号传输处理方法和系统，在大规模集训和高频率采集信号的情况下，仍然能够集中的实时的采集、存储和显示多路键控设备的按键状态。
[0005]本发明的技术方案是:一种多路电报键控信号传输处理方法，首先提供通信连接的计算机、通信网络、通信装置、键控信号采集装置和电报键控设备，具体包括以下步骤:
S1、键控信号采集装置按照预先设定的采集频率定时采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信装置，其中，所述按键状态为开关量，分别用“O”表示第一状态和“I”表示第二状态；
52、通信装置接收、缓存和封装第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络转发给计算机；
53、计算机接收、解析第二数据包得到第一数据包，根据第一数据包解析每一路按键状态，并根据线路编号保存或/和显示每一路按键状态。
[0006]在步骤SI中，所述键控信号采集装置在封装第一数据包时，以I位代表I路电报键控设备的按键状态，并依据线路编号，逐位顺序组装为字节，在此基础上进一步封装成第一数据包。在步骤S2中，所述通信装置在缓存的第一数据包的数量达到根据监控信号采集装置的采集频率和计算机接收频率的比值关系预先设定的数值η后，将其封装成第二数据包转发给计算机。在键控信号采集装置中，包括一个计数器，每次向通信装置发送第一数据包后，计数器加1，当计数器的值等于设定值η，则将计数器置O ;每次结束采集时，检查计数器是否等于η，如果计数器的值小于η，则继续采集，直至计数器的值为η时，结束采集。在第二数据包中除包括η个第一数据包外，还包括包号和校验码。
[0007]—种多路电报键控信号传输处理系统，包括通信连接的计算机、通信网络、通信装置、键控信号采集装置和电报键控设备，用于实时的采集、存储和显示多路键控设备的按键状态，该系统还包括:
信号采集模块，运行于键控信号采集装置中，用于按照预先设定的采集频率定时采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信装置，其中，所述按键状态为开关量，分别用“O”表示第一状态和“I”表示第二状态；
第一通信模块，运行于通信装置中，用于接收第一数据包；
缓存模块，运行于通信装置中，用于缓存第一数据包；
第二通信模块，运行于通信装置中，用于封装第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络将第一数据包转发给计算机；
接收模块，运行于计算机中，用于接收第二数据包；
解析模块，运行于计算机中，用于解析第二数据包得到第一数据包，根据第一数据包解析每一路按键状态；
存储显示模块，运行于计算机中，用于根据线路编号保存或/和显示每一路按键状态。
[0008]在信号采集模块中，在封装第一数据包时，以I位代表I路电报键控设备的按键状态，并依据线路编号，逐位顺序组装为字节，在此基础上进一步封装成第一数据包。第二通信模块在的第一数据包的数量达到根据监控信号采集装置的采集频率和计算机接收频率的比值关系预先设定的数值η后，将其封装成第二数据包转发给计算机。在信号采集模块中，包括一个计数器，每次向通信装置发送第一数据包后，计数器加1，当计数器的值等于设定值η，则将计数器置O ;每次结束采集时，检查计数器是否等于η，如果计数器的值小于η，则继续采集，直至计数器的值为η时，结束采集。在第二通信模块打包时，第二数据包中除包括η个第一数据包外，还生成包号、第一数据包的个数和校验码。
[0009]本发明的有益效果是:采用了一种“存储转发”机制来实现两种速度的匹配，这种机制不同于常规意义上的“存储转发”机制，而是根据采集设备的采集频率和接收设备的接收频率的关系来预先设定缓存的数据包数，之后再进行转发，并进一步的采用“位”及“位”的存储顺序号来采集和存储信号及其线路编号，进而压缩数据以提高通信能力，从而适应大规模高频率信号采集。通过这种方式，本发明有效避免了基于这种通信转换机制结构下的大规模高频率的信号采集系统可能导致的频繁的网络通信，提高了整个信号采集系统的实时性，使得系统能够实时监控每一路的发报情况，进一步提升了用户体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明多路电报键控信号传输处理系统的实施例的硬件组成框图；
图2是本发明多路电报键控信号传输处理方法的实施例的流程图；
图3是本发明多路电报键控信号传输处理系统的实施例的功能模块结构框图；
图中:1_计算机、2-通信网络、3-通信装置、4-键控信号采集装置，5-电报键控设备，11-接收模块，12-解析模块，13-存储显示模块，31-第一通信模块，32-缓存模块，33-第二通信模块，41-信号采集模块。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步说明。
[0012]如图1所示，是本实施例多路电报键控信号传输处理系统的硬件组成框图。系统包括通信连接的计算机1、通信网络2、通信装置3、键控信号采集装置4和电报键控设备5。其中，计算机1、通信装置3通过以太网方式与通信网络2连接，通信装置3与键控信号采集装置4通过串口方式连接，键控信号采集装置4通过I/O接口芯片8255与电报键控设备5连接。
[0013]如图2所示，本发明多路电报键控信号传输处理方法的实施例的流程图，首先提供通信连接的计算机1、通信网络2、通信装置3、键控信号采集装置4和电报键控设备5。具体包括以下步骤:
S1、键控信号采集装置4按照预先设定的采集频率定时采集每一路电报键控设备5的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信装置3，其中，所述按键状态为开关量，分别用“O”表示第一状态和“ I”表示第二状态。
[0014]通常的电报键控设备5记录“按键”和“抬键”或者说“按下”和“松开”两种互为相反的状态，电报键控设备5输出为开关量，即高电平和低电平，高电平可以用“1”，而低电平可以用“O”表示，当然，反过来表示也行。
[0015]通常一般学员的“点”的按键时间在eomsloms之间，而对于熟练的学员“点”的按键时间在40ms左右，为了满足质量的需求，通常的采集频率为1000次/s，即每秒钟采集1000次，也就是Ims采集一次。在一些情况下，也需要采集频率为2000次/s。这样在接收端才能不失真的较好的还原出每位学员的按键状态的方波信号。为便于描述，本实施例中，设定采集频率为1000次/S，即每Ims采集一次，而接入的键控信号采集装置4的电报键控设备5总路数为72路。这样，键控信号采集装置4每Ims依据线路编号顺序采集每一路电报键控设备5的按键状态，采集完后，封包后发送给通信装置3。
[0016]优选的，所述键控信号采集装置4在封装第一数据包时，以I位代表I路电报键控设备5的按键状态，并依据线路编号，逐位顺序组装为字节，在此基础上进一步封装成第一数据包。
[0017]由于通常的电报键控设备5输出为开关量，利用这一特性，采用“位”来存储、表示一路键控信号能够在较大程度上提高存储的效率，提高系统的通信能力。在本实施例中，键控信号采集装置4与电报键控设备5之间采用UART方式通信，即串口方式。如果采用“位”来存储，即使是144路，在187000bps下，也能够在Ims内完成信号的采集和传输。如果通信装置3和键控信号采集装置4所采用的单片机处理能力较高的情况下，短距离内，还可以使用更高的波特率进行传输。
[0018]线路编号是根据与电报键控设备5连接的I/O接口芯片的引脚号而在键控信号采集装置4的单片机中建立的编号，本实施例中，I/O接口芯片采用8255芯片。对于72路，如果I位代表I路，按照线路编号逐位顺序组装为字节，则得到9字节的数据包，并加上I个字节的校验码，整个第一数据包为10字节。也就是说，本实施例中采用位及位的存储顺序号来采集和存储信号及其线路编号，进而压缩数据以提高通信能力。
[0019]S2、通信装置3接收、缓存和封装第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络2转发给计算机I。
[0020]优选的，所述通信装置3在缓存的第一数据包的数量达到根据监控信号采集装置的采集频率和计算机接收频率的比值关系预先设定的数值η后，将其封装成第二数据包转发给计算机I。
[0021]本实施例中，通信装置3通过以太网方式与通信网络2连接，通信装置3通过串口方式接收到键控信号采集装置4的第一数据包后，并不立即转发给计算机1，而需要将数据包缓存一段时间，以避免频繁的网络通信，在本实施例中Ims采集I次，那么如果缓存60个第一数据包，即缓存600个字节后再转发。这样就可以将网络转发时间延长到60ms，从而有效减少网络通信的频率，同时也能够适应大多数多任务操作系统的响应速度。
[0022]通常η的值根据网络转发周期以及信号采集频率进行预先设定，比如网络转发周期设为60ms，而信号采集频率设为1000次/s，则n=60。如果信号采集频率为500 μ S，那么在保证网络转发周期不少于60ms的情况下，则n=120，即需要缓存120个第一数据包，即1200个字节。当然，如果信号采集频率为60ms，那么，在这种情况下就可以不用缓存第一数据包。
[0023]为进一步的减少通信协议的开销，在本实施例中，通信转换器与计算机之间采用UDP/IP协议进行通信。
[0024]通信装置3需要根据网络通信协议进一步封装第一数据包后，再在网络中进行转发。在本实施例中，鉴于速度的要求，通信装置3使用嵌入式UDP/IP协议与计算机I进行通信，因此需要进一步的采用UDP/IP协议封装第一数据包后，即第二数据包，再转发给计算机I。
[0025]优选的，在第二数据包中除包括η个第一数据包外，还包括包号和校验码。
[0026]通常在网络通信中，需要建立一系列协议来确保数据传输的可靠性，尤其对应UDP/IP这样的协议，为了提高通信效率，本实施例中，采用相对简易的方式来实现验证，在第二数据包中加入2字节的包号和I字节的验证码，在计算机I接收到第二数据包后，通过包号是否连续来判断是否存在丢包的情况。
[0027]S3、计算机I接收、解析第二数据包得到第一数据包，根据第一数据包解析每一路按键状态，并根据线路编号保存或/和显示每一路按键状态。
[0028]本实施例中，计算机I通过以太网方式与通信网络2连接，在计算机I接收到采用UDP/IP协议发送的第二数据包后，根据包号和校验码验证是否有效的数据包，之后解析得到η个第一数据包，在本实施例中，η的值为60。并根据第一数据包中的60个字节的位顺序的得到每一线路编号的“O”和“1”，即线路状态，保存并显示每一路键控设备5的状态。
[0029]进一步的，在键控信号采集装置4中，包括一个计数器，每次向通信装置3发送第一数据包后，计数器加1，当计数器的值等于设定值η，则将计数器置O ;每次结束采集时，检查计数器是否等于η，如果计数器的值小于η，则继续采集，直至计数器的值为η时，结束采集。
[0030]这种缓存组包传输的机制可能就导致通信装置3中缓存的第一数据包不够组包的数量而处于等待的状态，最终将导致数据包的丢失，尤其在要结束采集的时候。因此，本实施例中，采用从源头上来解决的方法，通过计数器的机制，以保证键控信号采集装置4在结束采集时发满η个第一数据包。
[0031]如图3所示，是本实施例多路电报键控信号传输处理系统的实施例的功能模块结构框图，包括:
信号采集模块41，运行于键控信号采集装置4中，用于按照预先设定的采集频率定时采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信装置3，其中，所述按键状态为开关量，分别用“O”表示第一状态和“ I ”表示第二状态，所述第一状态与第二状态互为相反状态。在封装第一数据包时，以I位代表I路电报键控设备5的按键状态，并依据线路编号，逐位顺序组装为字节，在此基础上进一步封装成第一数据包。在信号采集模块41中，包括一个计数器，每次向通信装置3发送第一数据包后，计数器加1，当计数器的值等于设定值η，则将计数器置O ;每次结束采集时，检查计数器是否等于η，如果计数器的值小于η，则继续采集，直至计数器的值为η时，结束采集。
[0032]第一通信模块31，运行于通信装置3中，用于接收第一数据包。
[0033]缓存模块32，运行于通信装置3中，用于缓存第一数据包。在的第一数据包的数量达到根据监控信号采集装置的采集频率和计算机接收频率的比值关系预先设定的数值η后，将其封装成第二数据包转发给计算机I。通常η的值根据网络转发周期以及信号采集频率进行预先设定，比如网络转发周期设为60ms，而信号采集频率设为1000次/s，则n=60。如果信号采集频率为500 μ s，那么在保证网络转发周期不少于60ms的情况下，则n=120，即需要缓存120个第一数据包，即1200个字节。当然，如果信号采集频率为60ms，那么，在这种情况下就可以不用缓存第一数据包。
[0034]第二通信模块33，运行于通信装置3中，用于封装第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络2将第一数据包转发给计算机I。第二数据包采用嵌入式UDP/IP协议封装第一数据包。第二数据包中除包括η个第一数据包外，还生成包号和校验码。
[0035]接收模块11，运行于计算机I中，用于接收第二数据包。
[0036]解析模块12，运行于计算机I中，用于解析第二数据包得到第一数据包，根据第一数据包解析每一路按键状态。
[0037]存储显示模块13，运行于计算机I中，用于根据线路编号保存或/和显示每一路按键状态。
[0038]上面结合附图对本发明的【具体实施方式】作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种多路电报键控信号传输处理方法，提供通信连接的计算机、通信网络、通信装置、键控信号采集装置和电报键控设备，其特征在于包括以下步骤: 51、键控信号采集装置按照预先设定的采集频率定时采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信装置，其中，所述按键状态为开关量，分别用“O”表示第一状态和“ I ”表示第二状态，所述第一状态与第二状态互为相反状态； 52、通信装置接收、缓存和封装第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络转发给计算机； 53、计算机接收、解析第二数据包得到第一数据包，根据第一数据包解析每一路按键状态，并根据线路编号保存或/和显示每一路按键状态。
2.根据权利要求1所述的多路电报键控信号传输处理方法，其特征在于:在步骤SI中，所述键控信号采集装置在封装第一数据包时，以I位代表1路电报键控设备的按键状态，并依据线路编号，逐位顺序组装为字节，在此基础上进一步封装成第一数据包。
3.根据权利要求1所述的多路电报键控信号传输处理方法，其特征在于:在步骤S2中，所述通信装置在缓存的第一数据包的数量达到根据监控信号采集装置的采集频率和计算机接收频率的比值关系预先设定的数值η后，将其封装成第二数据包转发给计算机。
4.根据权利要求1所述的多路电报键控信号传输处理方法，其特征在于:在键控信号采集装置中，包括一个计数器，每次向通信装置发送第一数据包后，计数器加1，当计数器的值等于设定值η，则将计数器置O ;每次结束采集时，检查计数器是否等于η，如果计数器的值小于η，则继续采集，直至计数器的值为η时，结束采集。
5.根据权利要求1或3所述的多路电报键控信号传输处理方法,其特征在于:在第二数据包中除包括η个第一数据包外，还包括包号和校验码。
6.一种多路电报键控信号传输处理系统，包括通信连接的计算机、通信网络、通信装置、键控信号采集装置和电报键控设备，用于实时的采集、存储和显示多路键控设备的按键状态，其特征在于还包括: 信号采集模块，运行于键控信号采集装置中，用于按照预先设定的采集频率定时采集每一路电报键控设备的按键状态并打包，以第一数据包的形式发送给通信装置，其中，所述按键状态为开关量，分别用“O”表示第一状态和“ I ”表示第二状态，所述第一状态与第二状态互为相反状态； 第一通信模块，运行于通信装置中，用于接收第一数据包； 缓存模块，运行于通信装置中，用于缓存第一数据包； 第二通信模块，运行于通信装置中，用于封装第一数据包，并以第二数据包的形式通过通信网络将第一数据包转发给计算机； 接收模块，运行于计算机中，用于接收第二数据包； 解析模块，运行于计算机中，用于解析第二数据包得到第一数据包，根据第一数据包解析每一路按键状态； 存储显示模块，运行于计算机中，用于根据线路编号保存或/和显示每一路按键状态。
7.根据权利要求6所述的多路电报键控信号传输处理系统，其特征在于:在信号采集模块中，在封装第一数据包时，以I位代表1路电报键控设备的按键状态，并依据线路编号，逐位顺序组装为字节，在此基础上进一步封装成第一数据包。
8.根据权利要求6所述的多路电报键控信号传输处理系统，其特征在于:第二通信模块在的第一数据包的数量达到根据监控信号采集装置的采集频率和计算机接收频率的比值关系预先设定的数值η后，将其封装成第二数据包转发给计算机。
9.根据权利要求6所述的多路电报键控信号传输处理系统，其特征在于:在信号采集模块中，包括一个计数器，每次向通信装置发送第一数据包后，计数器加1，当计数器的值等于设定值η，则将计数器置O ;每次结束采集时，检查计数器是否等于η，如果计数器的值小于η，则继续采集，直至计数器的值为η时，结束采集。
10.根据权利要求6或8所述的多路电报键控信号传输处理系统,其特征在于:在第二通信模块打包时， 第二数据包中除包括η个第一数据包外，还生成包号和校验码。
【文档编号】H04L1/00GK104038451SQ201410203460
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】刘明, 蔡廷友, 尹业华, 刘敏, 赖永文, 方娇莉, 张琼 申请人:昆明理工大学