用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法及系统与流程

1.本发明涉及毁伤效能评估领域，特别涉及一种用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法及系统。


背景技术：

2.毁伤效能评估是综合考虑战斗部类型、战场环境、火力力量、目标性质等因素，对毁伤能力与毁伤效果进行综合分析和评定的过程。毁伤效能评估系统通常由弹药/战斗部威力分析软件、目标易损性分析软件、毁伤效能分析软件、毁伤评估基础数据库构成。其中，在弹药/战斗部威力分析中，需要对大区域的爆炸毁伤效能进行测试，在测试中，分布式数据采集系统是获取测试参数的重要手段。
3.分布式数据采集系统包括布置于现场的传感器节点、信号传输设备以及总控系统。在分布式数据采集系统获取测试参数的过程中，总控系统需要和全部现场传感器节点进行数据交换，现场传感器节点需要记录大量的实时数据，然后现场传感器节点将记录的实时数据通过信号传输设备全部传输给总控系统。
4.传统的分布式传感器系统通常是将大量实时数据全部传输给总控系统的存储单元，由存储单元存储全部数据后然后降噪，这样的处理过程，由于存储单元需存储全部数据后再进行降噪，大大影响了分布式传感器系统对现场数据的采集速度。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法及系统，能够实现对爆炸毁伤效能测试数据进行高速采集。
6.本发明的用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法，包括如下步骤：
7.数据采集步骤，采集光纤传感器的检测数据从而得到采集信号，把采集信号以数据方式输入fpga模块；
8.数据分隔步骤，在fpga模块内划分出多个存储空间，对进入fpga模块的采集信号进行分隔处理，使得这些采集信号分段依次进入不同的存储空间；
9.存储记录步骤，记录各存储空间的存储状态；
10.流程跳转步骤，若某存储空间记录的存储状态达到预设程度，则通过预存的降噪算法对该存储空间的数据进行处理。
11.可选的，所述数据分隔步骤中，对采集信号进行分隔处理具体是以帧为单位进行的。
12.可选的，所述数据分隔步骤中，划分的存储空间的大小与一帧采集信号所占据的空间大小一致。
13.可选的，所述存储记录步骤中，采集信号按照先进先出队列的格式存储到fpga的存储空间，每采集一个新数据，队列指针向后移一位，将当前指针指向的数据取出并与采集的数据相加，累加值将指针位置的数据替换并压入队列。
14.可选的，各个存储空间的队列都设有计数指针，所述存储记录步骤中，计数指针累计记录当前存储空间的数据存入情况。
15.可选的，在流程跳转步骤中，所述预设程度是指该存储空间存储满一帧数据。
16.可选的，各个存储空间的队列都设有跳转指针，所述流程跳转步骤中，若某存储空间记录的存储状态达到预设程度，触发跳转指针，执行存储转换步骤，使得数据进入下一个存储空间继续进行存储。可选的，所述存储转换步骤包括：将采集的数据输入下一个存储空间继续进行存储，并将跳转指针被触发的存储空间的工作状态由累计处理状态转为降噪处理状态。
17.本发明的计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现所述的用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法。
18.本发明的用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集系统，包括布置在毁伤效能评估现场的多个分布式光纤传感器、用于对各个分布式光纤传感器信号进行处理的fpga模块，以及控制单元，控制单元还连接有用于与毁伤效能评估系统交互的通信单元，所述分布式光纤传感器通过所述通信单元与所述fpga模块连接，所述fpga模块与所述控制单元连接，所述控制单元能够控制所述分布式高速数据采集系统实现所述的用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法。
19.有益效果：本发明通过数据分隔步骤将采集信号由不同的存储空间进行处理，各个存储空间工作在不同阶段，其中一块存储空间接收数据，进行累计处理时，另一块存储空间能够进行采集信号的降噪处理，不同存储空间的数据采集、存储记录和降噪处理的过程可以同时执行，无需等待全部数据采集、累计完成后再降噪，可加快分布式数据采集系统对数据的处理速度，从而加快对现场传感器节点记录的大量的实时数据的采集，使得本发明的分布式传感器系统能实现高速的采集数据；
20.而且，整个采集过程受到网络波动影响小，当出现网络不稳定，已经存储或已经降噪处理的数据不会因为网络中断而需要重新传输，进一步使得本发明的分布式传感器系统能实现高速的采集数据。
附图说明
21.图1是本发明一种实施例提供的一种用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法的流程示意图；
22.图2是本发明一种实施例提供的一种用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集系统的示意图；
23.图3是本发明一种实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
24.以下结合具体实施方式对本发明创造作进一步详细说明。
25.实施例一：
26.请参照图1-3所示，本发明一种用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法采用的系统包括布置在毁伤效能评估现场的多个分布式光纤传感器1、用于对各个分布式光纤传感器1信号进行处理的fpga模块3，以及控制单元4，控制单元4还连接有用于与毁伤效
能评估系统交互的通信单元2。
27.需要说明的是，光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器，具有安全性好、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀等优点，能够适应毁伤效能评估现场的复杂环境，在毁伤效能评估系统中具有重要作用。
28.请参照图1所示，图1示出了本发明的一种用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法的流程示意图，具体包括以下步骤：
29.步骤s1:数据采集步骤，采集光纤传感器的检测数据从而得到采集信号，把采集信号以数据方式输入fpga模块3；
30.在本实施例中，fpga模块3可由逻辑单元、ram单元(随机存取存储器)、乘法器等硬件资源组成，fpga模块3通过ram单元，实现数据存储，而且fpga模块3为可编程模块，数据处理速度上可以和专用芯片相比。
31.在本实施例中，光纤传感器的检测数据包括爆炸毁伤效能测试数据，具体可包括待检测物体的温度或应力的波动状态数据。
32.在具体实施时，采集光纤传感器的数据可以多通道同时进行，待测光纤传感器发生激布里渊散射和瑞利散射，布里渊散射信号和瑞利散射信号同向传输后分开，然后由2个探测器分别来探测布里渊散射信号和瑞利散射信号，通过fpga模块3通过两通道采集2个探测器的输出信号，从而得到远距离条件下，待检测物体的温度或应力的波动状态，即爆炸毁伤效能测试数据。
33.步骤s2:数据分隔步骤，在fpga模块3内划分出多个存储空间，对进入fpga模块3的采集信号进行分隔处理，使得这些采集信号分段依次进入不同的存储空间；
34.可选的，在步骤s2中，对采集信号进行分隔处理具体是以帧为单位进行的。
35.需要说明的是，帧，是指影像动画中最小单位的单幅影像画面，相当于电影胶片上的每一格镜头，一帧就是一幅静止的画面，每一帧都是静止的图像。
36.在本实施例中，对采集信号进行分隔处理，将每一帧图像分别依次存入不同的存储空间。
37.具体的，划分的存储空间的大小与一帧采集信号所占据的空间大小一致。
38.在本实施例中，当采集到某一帧采集信号时，计算该帧采集信号需要占据的空间大小，例如，该帧采集信号的大小为5m，则划分具有5m的存储空间用于存储该帧采集信号。
39.步骤s3:存储记录步骤，记录当前存储空间的存储状态；
40.在本实施例中，当在某存储空间存储了某一帧采集信号后，记录该存储空间的存储状态。
41.具体的，该存储空间的存储状态可包括累计处理状态和降噪处理状态。
42.当对某一帧采集信号进行存储时，该存储空间记录为累计处理状态。当存储空间存储满一帧数据时，并触发跳转指针后，该存储空间记录为降噪处理状态。
43.可选的，在所述步骤s3中，采集信号按照先进先出队列的格式存储到fpga的存储空间，每采集一个新数据，队列指针向后移一位，将当前指针指向的数据取出并与采集的数据相加，累加值将指针位置的数据替换并压入队列。
44.其中，各个存储空间的队列都设有计数指针，在所述步骤s3中，计数指针累计记录当前存储空间的数据存入情况。
45.步骤s4:流程跳转步骤，若某存储空间记录的存储状态达到预设程度，则通过预存的降噪算法对该存储空间的数据进行处理。
46.可选的，在步骤s4中，所述预设程度是指当前存储空间存储满一帧数据。
47.在本实施例中，当某一存储空间存储满一帧数据后，则通过降噪算法对该存储空间的数据进行处理。
48.可选的，各个存储空间的队列都设有跳转指针，在所述步骤s4中，若记录的存储状态达到预设程度，触发跳转指针，执行存储转换步骤：
49.所述存储转换步骤包括：
50.使数据进入下一个存储空间继续进行存储，并将跳转指针被触发的存储空间的工作状态由累计处理状态转为降噪处理状态。
51.在本实施例中，当某一存储空间存储满一帧数据后，通过触发跳转指针，使数据进入下一个存储空间继续进行存储，即将数据分割步骤中的采集信号输入下一个存储空间，继续进行存储。
52.在上述实现过程中，通过数据分隔步骤将采集信号由不同的存储空间进行处理，各个存储空间工作在不同阶段，其中一块存储空间接收数据，进行累计处理时，另一块存储空间能够进行采集信号的降噪处理，不同存储空间的数据采集、存储记录和降噪处理的过程可以同时执行，无需等待全部数据采集、累计完成后再降噪，可加快分布式数据采集系统对数据的处理速度，从而加快对现场传感器节点记录的大量的实时数据的采集，使得本发明的分布式传感器系统能实现高速的采集数据。
53.而且，整个采集过程受到网络波动影响小，当出现网络不稳定，已经存储或已经降噪处理的数据不会因为网络中断而需要重新传输，可避免全部数据在传输时若出现网络中断，可能需要全部重新传输的问题，进一步使得本发明的分布式传感器系统能实现高速的采集数据。
54.实施例二:
55.请参照图2所示，图2示出了本发明的一种用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集系统的示意图，所述用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集系统包括布置在毁伤效能评估现场的多个分布式光纤传感器1、用于对各个分布式光纤传感器1信号进行处理的fpga模块3，以及控制单元4，控制单元4还连接有用于与毁伤效能评估系统交互的通信单元2。
56.其中，所述分布式光纤传感器1通过所述通信单元2与所述fpga模块3连接，以实现所述fpga模块3采集所述分布式光纤传感器1采集的现场数据；
57.所述fpga模块3与所述控制单元4连接，以实现控制单元4读取fpga模块3的数据，并控制fpga模块3的存储，从而实现通过所述控制单元4能够控制所述分布式高速数据采集系统实现如下的用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法。
58.所述用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法具体包括：
59.数据采集步骤，采集光纤传感器的检测数据从而得到采集信号，把采集信号以数据方式输入fpga模块3；
60.数据分隔步骤，在fpga模块3内划分出多个存储空间，对进入fpga模块3的采集信号进行分隔处理，使得这些采集信号分段依次进入不同的存储空间；
61.存储记录步骤，记录各存储空间的存储状态；
62.流程跳转步骤，若某存储空间记录的存储状态达到预设程度，则通过预存的降噪算法对该存储空间的数据进行处理；并触发跳转指针，执行存储转换步骤，使得数据进入下一个存储空间继续进行存储；所述存储转换步骤包括：将采集的数据输入下一个存储空间继续进行存储，并将跳转指针被触发的存储空间的工作状态由累计处理状态转为降噪处理状态。
63.在上述实现过程中，本发明通过光纤传感器的检测数据采集数据，并通过数据分隔步骤将采集信号由不同的存储空间进行处理，各个存储空间工作在不同阶段，其中一块存储空间接收数据，进行累计处理时，另一块存储空间能够进行采集信号的降噪处理，不同存储空间的数据采集、存储记录和降噪处理的过程可以同时执行，无需等待全部数据采集、累计完成后再降噪，可加快分布式数据采集系统对数据的处理速度，从而加快对现场传感器节点记录的大量的实时数据的采集，使得本发明的分布式传感器系统能实现高速的采集数据；
64.实施例三：
65.图3为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图，在本技术中可以通过图3所示的示意图来描述用于实现本技术实施例的本发明一种用于毁伤效能评估的分布式高速数据采集方法的电子设备100。
66.如图3所示的一种电子设备的结构示意图，电子设备100包括一个或多个处理器102、一个或多个存储装置104，这些组件通过总线系统和/或其它形式的连接机构(未示出)互连。应当注意，图3所示的电子设备100的组件和结构只是示例性的，而非限制性的，根据需要，所述电子设备可以具有图3示出的部分组件，也可以具有图3未示出的其他组件和结构。
67.所述处理器102可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制所述电子设备100中的其它组件以执行期望的功能。
68.所述存储装置104可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器102可以运行所述程序指令，以实现下文所述的本技术实施例中(由处理器实现)的功能以及/或者其它期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如所述应用程序使用和/或产生的各种数据等。
69.本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，本发明的方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在该计算机存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实
体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机存储介质不包括电载波信号和电信信号。
70.如上仅为本发明创造的实施方式，不以此限定专利保护范围。本领域技术人员在本发明创造的基础上作出非实质性的变化或替换，仍落入专利保护范围。