一种全电子板卡配置数据授权的管理方法、设备及介质与流程

1.本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种全电子板卡配置数据授权的管理方法、设备及介质。


背景技术：

2.在轨道交通信号系统中，计算机联锁系统用于实现对车站信号设备的控制，经过二十多年的发展，目前的联锁系统除了传统的继电联锁外，全电子联锁也在逐渐推广应用。
3.其中，全电子板卡负责完成对信号机、道岔、轨道电路、移频电码化、零散设备及继电器等信号设备的驱动和采集功能，板卡类型众多，应用的场景复杂多变。从系统可移植性出发，要求全电子板卡在软硬件设计上尽可能是通用的，在现场工程实施时，只需要修改配置数据就可以满足不同的站场配置需求。
4.关于配置数据授权管理，一种有效的设计方案是配置数据被主设备集中管理，众多从设备上电后向主设备请求数据授权和获取配置数据，获取到正确的配置数据后才进入正常工作模式。
5.随着站场规模增大，从设备数量也随之增加，既有的配置数据授权管理方法会存在如下问题：
6.1)大量从设备同时向主设备发起数据请求，会触发数据传输总线带宽上限；
7.2)主设备需承受大量的数据访问请求，当主设备的处理能力有限时，会出现请求超时或请求丢失的情况；
8.3)在系统正常运行中，每个从设备需保持与主设备之间的周期性配置数据授权交互，交互机制设计过于复杂。


技术实现要素：

9.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种全电子板卡配置数据授权的管理方法、设备及介质。
10.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
11.根据本发明第一方面，提供了一种全电子板卡配置数据授权的管理方法，该方法包括以下步骤：
12.步骤s1、主设备初始化配置数据，主设备校验所有配置数据的完整性，每个从设备的配置数据和数据授权码为一一对应且互不相同；
13.步骤s2、主设备周期性向总线上从设备广播同步帧；
14.步骤s3、从设备向主设备请求配置数据授权，并将获取到的远端授权码存储在本地内存刷新区；
15.步骤s4、从设备向主设备请求到配置数据，并存储在本地；
16.步骤s5、从设备周期性根据配置数据计算本地授权码，并与远端授权码进行校验，若校验通过设备正常运行，否则设备将降级运行；
17.步骤s6、从设备周期性检查同步帧是否丢失，如果在设定时间内收不到同步帧，将向主设备重新请求数据授权，当计算的本地授权码和重新获取的远端授权码校验通过时，设备正常运行，否则设备将降级运行。
18.作为优选的技术方案，所述的步骤s1中主设备管理所有从设备的配置数据，并在主设备运行后保持配置数据不变。
19.作为优选的技术方案，若改动所述配置数据，所述的主设备进行重启并重新初始化配置数据。
20.作为优选的技术方案，所述的步骤s2中从设备实时地侦测同步帧，并判断主设备是否运行正常，若正常，执行步骤s3，否则执行步骤s6。
21.作为优选的技术方案，所述的判断主设备是否运行正常具体为：若从设备在设定的时间内收不到同步帧，则判定主设备不正常，其中不正常包括主设备重启导致配置数据被更换。
22.作为优选的技术方案，所述的步骤s3中从设备周期性对存放在本地的远端授权码进行内存刷新操作，用于识别内存畸变的发生。
23.作为优选的技术方案，所述的总线上每个从设备拥有唯一的身份id，并根据身份id将从设备分成若干组，所有的从设备将分组分时向主设备请求配置数据授权和配置数据。
24.作为优选的技术方案，所述的从设备正常运行状态下仅当侦测到同步帧丢失时才会向主设备重新发起授权码请求。
25.根据本发明第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
26.根据本发明第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。
27.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
28.1、本发明设计了从设备分组分时发送数据请求的机制，有效降低了现有技术方案对数据传输带宽上限的设计要求；
29.2、本发明仅在侦听到同步帧丢失超过一定时间的情况才会重新发起配置数据授权请求，相比于现有技术方案的周期性请求，在不降低系统安全性的同时，简化了设计复杂度；
30.3、本发明基于上述两点，可以降低对主设备短时处理峰值数据能力的要求；
31.4、本发明只需修改从设备的请求机制，无需改动主设备，简单易实施，可以推广到各种总线设备应用场景中；
32.5、本发明从设备周期性对存放在本地的远端授权码进行内存刷新操作，用于识别内存畸变的发生，大大保证了数据的安全性。
附图说明
33.图1为主从设备系统结构示意图；
34.图2为系统配置数据管理流程图；
35.图3为从设备初始化阶段的数据流程图；
36.图4为从设备运行阶段的数据流程图。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
38.参考图1-4，说明本发明的技术方案，首先，参考图1，本领域技术人员很容易理解主从设备系统的结构，即该方案应用的场景。
39.在此基础上，参考图2-4，介绍本发明的配置数据授权管理方法。
40.首先参考图2，介绍本发明的配置数据管理流程，在从设备不同工作阶段下，主从设备之间的数据交互过程，包括以下步骤：
41.步骤100，主设备完成配置数据的初始化；
42.步骤101，主设备开始向总线广播周期性的同步帧，从设备侦听同步帧；
43.步骤102，从设备发送配置数据授权请求；
44.步骤103，主设备向发起请求的从设备发送对应的，唯一的配置数据远端授权码；
45.步骤104，从设备接收到配置数据授权码，并存放在本地；
46.步骤105，从设备发送配置数据请求，并存放在本地；
47.步骤106，从设备根据配置数据计算本地授权码，并与远端授权码进行校验；
48.步骤107，从设备进入正常工作模式；
49.步骤108，从设备侦听到同步帧丢失超过一定时间，向主设备重新发起授权码请求；
50.步骤109，从设备校验本地授权码和新收到的远端授权码，校验通过设备正常工作，否则，设备降级运行；
51.然后参考图3，介绍本发明中从设备在初始化阶段，分组分时向主设备发送数据请求的过程。根据每个设备唯一的身份id进行分组，以主设备周期性广播的同步帧进行时间分隔，每个组在特定的收到对应的同步帧号时才会发送请求，包括以下步骤：
52.步骤110，从设备软硬件初始化；
53.步骤111，获取总线上唯一的设备身份id；
54.步骤112，根据算法确定所属分组发送请求时对应的同步帧号；
55.步骤113，周期性侦听总线上的同步帧，在本地记录收到的同步帧号；
56.步骤114，判断当前周期是否可以发送配置数据授权请求；
57.步骤115，发起配置数据授权请求，获取远端授权码存在本地；
58.步骤116，周期性侦听总线上的同步帧，在本地记录收到的同步帧号；
59.步骤117，发起配置数据请求，并将配置数据存在本地；
60.步骤118，根据配置数据计算本地授权码，与远端授权码进行校验；
61.步骤119，校验通过，从设备正常运行，否则重新进行步骤117；
62.步骤120，一定时间内获取不到正确的配置数据，从设备进入初始化失败状态。
63.最后参考图4，介绍本发明中从设备在正常运行阶段通过侦听同步帧丢失情况判
断是否向主设备重新请求授权码，包括以下步骤：
64.步骤121，周期性侦听总线上的同步帧，在本地记录收到的同步帧号；
65.步骤122，每收到一个同步帧就重启2个计时器，一个同步帧丢失超时计时器t1，一个同步帧丢失维护计时器t2；
66.步骤123，若t2超时，本地自行维护同步帧号；若t1超时，则进入步骤113-115；
67.步骤124，根据本地配置数据计算本地授权码，与重新请求到的远端授权码进行校验；
68.步骤125，校验通过，设备继续正常运行，否则，设备降级运行。
69.本发明的电子设备包括中央处理单元(cpu)，其可以根据存储在只读存储器(rom)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(ram)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在ram中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。cpu、rom以及ram通过总线彼此相连。输入/输出(i/o)接口也连接至总线。
70.设备中的多个部件连接至i/o接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
71.处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法s1～s6。例如，在一些实施例中，方法s1～s6可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到ram并由cpu执行时，可以执行上文描述的方法s1～s6的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，cpu可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法s1～s6。
72.本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)等等。
73.用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
74.在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
75.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。