一种基于DDS的航电多协议转换方法、设备及可读存储介质

本发明属于机载通讯，涉及一种基于dds的航电多协议转换方法、设备及可读存储介质。是一种基于数据分发服务dds和xml中间语言的航电多协议转换方法，主要完成采集机载总线中arinc429、1553b、afdx、rs422、光纤总线的数据，实现上述五种协议数据向dds协议标准数据的自动转换，可用于lvc背景下军事作战训练。

背景技术：

1、近年来，随着世界军事变革和作战理念的更新，各国越来越重视将作战实验作为检验武器平台和作战概念的手段。通过联合异构领域系统、展开训练实验和系统模拟仿真训练，从而为军事人员提供一个时空统一和相对逼真的仿真环境。真实-虚拟-构造lvc就是将不同地域的实兵系统和模拟系统联合起来进行训练。但是异构领域、异构系统联合又不能直接进行交互，故需要解决几个问题，第一异构系统的数据相互识别；第二，系统交互的实时性；第三，系统具有良好的可扩展性和灵活性。因而航电多协议转换方法研究具有重要的意义。

2、现有的不同系统之间互连的方式主要有网关技术、中间件技术以及web技术。网关技术基本思路为：网关内不同的代理加入不同的系统中，代理作为加入系统的一个成员可以与系统内的其它应用可进行信息交互，并且代理之间可以通过转换器进行信息的交互。

3、中间件技术基本思路为：中间件位于应用程序和操作系统之间的一个软件层，其将应用程序从基础计算机架构、操作系统等细节中隔离开，应用程序直接在中间件的基础上进行开发而无需使用底层编程结构，从而简化了应用程序的开发。

4、web技术基本思路为：将服务与实现进行了分离，把实现服务的细节进行了隐藏，这样使得将服务的使用与服务的实现进行分离成为了可能，使用服务的过程是独立的，不依赖于实现服务时所基于的软硬件平台以及所使用的编程语言。kumari n等人在文献“expermetal validation of can to bluetooth gateway for invehicle wirelessnetworks[c].proc of 2013internation conference on emerging trends incommunication；control；signal processing computing applications；2013:1-5.”中提出多协议转换硬件设备的设计以及网络设备的驱动程序的设计。

5、以上方法在实现不同系统互连的过程中，有的侧重于硬件设计，但是硬件设计又有特有的缺点即成本高，复用性低，有的仅考虑到两种协议之间的转换并不能做到通用性高。

技术实现思路

1、要解决的技术问题

2、为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于dds的航电多协议转换方法、设备及可读存储介质，由于采用xml模式的元数据映射方法以及数据分发服务dds实现不同总线设备间相互通信，比现有方法所表现的通用性、复用性更高并且还具有优良的交互性，同时在进行数据分发时，为了提高仿真成员的数据交互高效性，结合订阅用户的内容逻辑覆盖，引入模糊理论并采用了分段完全覆盖的高效订阅组织模式。

3、技术方案

4、一种基于dds的航电多协议转换方法，其特征在于步骤如下：

5、步骤1、进行多协议异构数据采集：采用线程池方式采集机载总线中arinc429、1553b、afdx、rs422、光纤总线的协议数据，以主题订阅和发布方式，在异构系统之间有效传递和交互数据；

6、步骤2、通用系统中异构实装数据抽取：

7、在进行数据的抽取之前首先需要建立触发器模板：首先建立数据库中间表，用于存放经过转换和处理后，最终需要输出的目标数据。为中间表设计主键，用于唯一标识每条数据。其次再建立用于临时存放从原始数据表中抽取出需要转换的数据的数据库交换表，在交换表中定义指向中间表的外键，当交换表数据变化时，引起触发，然后将自身表内的数据插入中间表。最终根据xml schema结构文件，将中间表数据转换并存入xml文档中。而上述数据的处理流程主要是完成步骤一中存放原始数据的数据库文件与xml文档的转换；

8、步骤3、通用协议与dds的映射处理：利用dom技术，对发送端schema文件、接收端schema文件和映射规则文档进行解析，最终输出包含发送端与接送端之间映射关系的文件；

9、步骤4、生成基于dds的目标数值文件：根据步骤3生成的映射文件，解析发送端数据文件使用sax技术，使用dom解析映射文件，将发送端的数据文件转换为接收端需要的目标数据文件；

10、步骤5、基于映射文件，利用模糊匹配分发信息：在步骤4生成接收端需要的目标数据文件上，使用模糊匹配算法对数据文件进行近似的匹配；根据模糊匹配后得到匹配的数据分发发送到相应的接收方；

11、当有系统中有数据传输时重复步骤5，对其进行分发，完成异构实兵装备数据到仿真系统的转换。

12、所述线程池方式是：根据加入设备系统的通信协议开启一个对应的线程；通过调用threadpool的接口方法，并在线程内部实现特定协议的数据接收和发送，并将采集到数据暂时存放数据表中；当系统启动时，对各连接设备系统启动响应的线程，完成初始化和数据收发功能；对于每个航空电子系统，启动时开启对应的线程,并实现该系统对自己需要的数据的主题订阅；当有新数据发布到某主题时，该主题的订阅者会收到这些订阅的数据，不同系统只接收需要的信息。

13、所述通用系统指的是连接各个异构设备系统和后续仿真训练系统的一个中间层系统。它起到接入和转换数据格式的作用。

14、所述步骤2具体为：

15、设计用于定义数据的格式的xml的schema结构文件，其次通过解析schema文件，将数据库中原始数据表中的数据提取并以结构文件中规定的数据格式保存到xml文档中；最后接收端需要相同的schema结构文件，以从xml文档中提取相同格式的数据并保存到本地数据库；

16、设计一个parsexsd类完成结构间的转换，设计xsdnode类用于存储每个节点的名称、路径和属性；多个xsdnode通过list列表进行存储；使用sax解析schema结构文件，生成xsdnode对象列表，最终parsexsd类利用该对象列表进行双向转换；

17、读取发送端的xsd节点信息，然后利用xml语言中的fileinputstream接口函数读取发送端准备发送的实际数据文件进行验证正确后，再利用dataloader读取转换后的数据，确保接收端的结构文件和发送端的结构文件相匹配；接收完成之后就将转换后的数据存入本地数据库数据表，完成了xml文件和数据库中原始数据表内容的转换。

18、所述步骤3具体为：遍历解析接收端schema文件中的每个元素；当发现未标记的元素时，记录其字段和属性；查询映射规则文件内的映射规则，判断为发送端元素，根据映射规则进行处理转换；依次处理接收端schema文件中的所有元素，最终输出包含发送端与接送端之间映射关系的文件。

19、所述步骤4：首先根据映射文件建立输出流。之后解析发送端数据文件，读取元素名和元素值。再根据映射关系，将元素和值写入输出流生成接收端数据文件即目标数值文件，完成根据映射规则转换数据格式的工作。

20、一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

21、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

22、有益效果

23、本发明提出的一种基于dds的航电多协议转换方法、设备及可读存储介质，采用映射处理规则的引入并与数据分发服务dds相结合，通过模糊匹配实现信息的高效订阅，基于多线程的多协议实装数据采集中闲置线程管理的改进。由于本发明中采用xml模式的元数据映射方法以及数据分发服务dds实现不同总线设备间相互通信，比现有方法所表现的通用性、复用性更高并且还具有优良的交互性，同时在进行数据分发时，为了提高仿真成员的数据交互高效性，结合订阅用户的内容逻辑覆盖，引入模糊理论并采用了分段完全覆盖的高效订阅组织模式。