航天以太网总线通信演示、控制方法与流程

本发明涉及属于航天通信领域，航天以太网领域。具体讲,涉及航天以太网总线通信演示、控制方法。

背景技术：

随着航天科技的不断发展进步，航天技术已在民用领域广泛造福于全人类，尤其在空间探测、卫星导航、气象观测以及地外生命探索等领域达到了前所未有的高度。但同时也造成了航天器整体系统的日益复杂，虽经历了电子技术的多次更新换代，每一个单机设备的处理能力得到了巨大提升，但设备间的互联传输系统略显落后。

时间触发以太网的优势在于时间确定性、容错故障机制、高实时性和传统尽力而为业务相结合。具备对标准以太网的完全兼容性、访问控制的有效管理、有效的资源利用率、可扩展的容错机制及精确的系统诊断和良好的综合性等。

ethernet技术发展30多年来，其带宽大、成本低、结构简单成为大家的共识，应用范围已渗透到了社会的各行各业：生产控制、船舶、机载、车载、办公场所、安全关键系统等，应用前景不可估量。但ethernet应用于高实时性、安全关键系统无法解决实时性和确定性问题，对此ethernet应用于这些场合必须解决这一关键问题。tte技术的提出解决了ethernet的实时性和确定性问题，同时支持多种(单或多通道)通信方案供用户选择，能够满足高实时要求、安全关键系统的需求，是极具发展前景的实时网络技术。

以太网具有传输速度高、低功耗、易于安装和兼容性好等方面的优势，并支持几乎所有流行的网络协议，所以多年来被广泛采用。现有的总线系统标准不统一、兼容性差。传统的航天以太网系统缺少一个合理、完整的演示界面。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出航天以太网总线通信演示、控制方法，实现同一网络总线中既可以实时、可靠地完成控制信息传输，又可以高速的完成大数据量信息的传输。为此，本发明采用的技术方案是，航天以太网总线通信演示、控制方法，步骤如下：

tt流传输用来传送命令指令，发送端和接收端能够同时发送和接受指令，具体地，tt业务利用socket网络通信来传送命令指令，具有最高优先级，即保证当数据流拥挤时，视频流传输进入中断状态，优先发送命令指令，当命令指令发送完毕，继续传输视频流；

et流用来传送视频数据，发送端将需要发送的视频发送给接收端，接收端的视频显示界面能够实时播放视频。

还采用winpcap来捕获网络上的数据包，实现接收端接收并回放视频流数据。

本发明的特点及有益效果是：

本发明提供了一个航天以太网总线演示系统软件界面，在同一网络总线中既可以实时、可靠地完成控制信息传输，又可以高速的完成大数据量信息的传输，同时具有安全可信措施，保证关键信息传输的安全性和可靠性。

附图说明：

图1演示界面整体设计。

图2登录界面设计。

图3tt流传输界面设计。

图4tt业务建立连接过程流程图。

图5主程序流程图。

具体实施方式

本发明提供一个航天以太网总线演示系统软件，发送端和接收端能同时传送tt流(命令指令)和et流(视频数据)，并能对et流、tt流带宽和延时进行实时监控。这样在同一网络总线中既可以实时、可靠地完成控制信息传输，又可以高速的完成大数据量信息的传输。

航天以太网总线演示系统软件界面如图1所示，主程序流程图如图5所示。

(1)登录界面

登录界面设计如图2所示，输入正确的用户名、密码，能登录到发送端、接收端界面。

(2)tt流传输

tt流传输用来传送命令指令，发送端和接收端能够同时发送和接受指令。登录后，用户在线列表会显示局域网内所有主机名称和ip地址，双击想要发送数据的pc名称，会弹出消息发送界面。如图3所示。

tt业务利用socket网络通信来传送命令指令，具有最高优先级，即保证当数据流拥挤时，视频流传输进入中断状态，优先发送命令指令，当命令指令发送完毕，继续传输视频流。建立连接过程流程图如图4所示。

(3)et流传输

et流用来传送视频数据，发送端将需要发送的视频发送给接收端，接收端的视频显示界面能够实时播放视频。如图1所示。

为了实现接收端接收并回放视频流数据，采用winpcap来捕获网络上的数据包，可有效减少丢包率。winpcap是windows平台下优秀的抓包开发工具，一般抓包步骤：a获取网卡设备，将其设置为混杂模式，同时设置好过滤器等其它参数；b把网卡上的数据包复制到内核缓冲区中；c通过上层的调用，把内核缓冲区中的数据包拷贝到用户缓冲区中。

(4)et流、tt流带宽和延时实时监控

能够实时对tt流和et流的带宽和延时实时监控，以及显示当前数据接收端的ip地址。如图1所示。

tt流带宽的计算即为命令指令传输单位时间传输的比特数。视频是由一组连续的静态图像组成，以每秒超过24帧的变化在人眼上产生视觉效果。彩色图像中，每个像素由r、g、b三个分量组成，每个分量由一个8比特的数表示，那么一个像素用24比特的数来表示。视频传输带宽的计算公式为：视频传输带宽＝每路视频的码流×摄像机路数。数据传输总延时＝传输延时+发送延时+排队延时。

本发明的一个实例如下：

(1)输入账号、密码后，登录到演示界面。

(2)在线列表栏会显示局域网内所有主机的主机名、用户名、ip地址，双击主机名，会弹出与此主机进行命令指令传输的消息传输界面。在编辑框内输入文字，点击发送，消息会传送到接收端，并在消息记录内会显示历史消息。

(3)发送端选择需要发送的视频，点击发送后，接收端能够接收视频并能实时显示。

(4)tt流和et流的带宽和延时，以及当前对方ip地址能够实时显示。

技术特征：

技术总结
本发明涉及属于航天通信领域，航天以太网领域，为实现同一网络总线中既可以实时、可靠地完成控制信息传输，又可以高速的完成大数据量信息的传输。为此，本发明，航天以太网总线通信演示、控制方法，步骤如下：TT流传输用来传送命令指令，发送端和接收端能够同时发送和接受指令，具体地，TT业务利用Socket网络通信来传送命令指令，具有最高优先级，即保证当数据流拥挤时，视频流传输进入中断状态，优先发送命令指令，当命令指令发送完毕，继续传输视频流；ET流用来传送视频数据，发送端将需要发送的视频发送给接收端，接收端的视频显示界面能够实时播放视频。本发明主要应用于航天以太网测控场合。

技术研发人员：汪清;王阔;滕立平
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2018.10.15
技术公布日：2019.02.19