专利名称：：航电仿真环境udp网络数据包调试装置及其方法
技术领域：
：本发明属于航电仿真环境
技术领域：
，特别涉及一种航电仿真环境接口调试装置及其方法。
背景技术：
：航电仿真环境技术是航空电子综合化的重要支撑技术。它负责航空电子上各种实物和仿真器之间的信息交换和资源共享。由于航电仿真环境在航空电子综合化系统中的重要地位，使得航电仿真环境的可靠性、稳定性变得尤为重要。目前航电仿真环境在各类预研、型号、产品中发挥越来越重要的作用，航电仿真环境越来越复杂，遇到的问题和不便也越来越多，如何在开发联试阶段，高效、准确地对复杂的航电仿真环境接口进行调试，是航电仿真环境领域中的热点。航电仿真环境的主要作用有1)为航电系统预研提供快速原型开发支持；2)为航电系统以及各类航电产品提供测试；3)评估和验证各类航电系统算法；4)实现航电系统地面装机。—个典型的航电仿真环境的结构如图1所示，图中航电仿真环境内部是采用以太网总线进行数据通信，而在其与外部各类实物进行数据交换时，通过数据转换器将数据转换成其他的航空总线数据，例如ARINC429、1553等。仿真环境系统联试的时候，大部分数据是通过以太网进行通信的，因此，联试过程中遇到的主要是问题是发生在以太网通信部分。仿真环境调试过程中遇到的问题一般可以分成以下几类1)以太网收、发送故障现象表现两台仿真器之间不能正确的通信，接收器不能接收发送器的数据。原因分析网线没有接通，网络设置不对，发送端或者接收端程序不对。2)以太网数据不匹配现象表现接收器不能正确的接收并解析发送器的数据。原因分析接收器和发送器的数据接口定义有误，或者版本不匹配。3)实时性问题现象表现接收器这边的数据常常跳变，或者溢出，或者丢帧。原因分析发送器的数据发送周期不稳，或者与要求的不匹配。4)数据错误问题现象表现发送器的数据在接收器不能产生预期的结果。原因分析发送器程序算法有误；接收器程序算法有误。5)突发性错误现象表现发送器程序在某一种状态下后会造成接收器程序不能产生预期的结果。原因分析发送器程序算法有误，接收器程序算法有误。
发明内容本发明的目的在于，提供一种航电仿真环境UDP网络数据包调试装置及其方法，以解决现有技术存在的网络数据包错误不方便调试的问题。为实现上述目的，本发明用如下技术方案—种航电仿真环境UDP网络数据包调试装置，包括数据引擎模块，用于指定本机网卡，并获取通过该网卡的所有数据包信息，根据需要对数据包进行筛选，把有用的信息传输给主框架模块；主框架模块，与所述数据引擎模块相连接，用于提供人机接口，控制所述数据引擎模块的启动，数据包的保存、载入、清空，监控通过网卡的数据包的信息，设置监控端口的信息；数据记录模块，与所述主框架模块相连接，用于把所述主框架模块接收到的数据包记录成数据文件；数据分析模块，与所述主框架模块相连接，用于分析所述数据记录模块记录下来的数据文件或者所述主框架模块记录下来的数据；数据回放模块，与所述主框架模块相连接，用于根据数据记录模块记录下来的数据文件，回放相应端口的数据。进一步地，所述主框架模块的人机接口包括控制区，用于控制数据引擎模块的启动，数据包的保存，载入，清空的；流量监控区，用于监控通过网卡的数据包的所有信息；端口设置区，用于设置监控端口的信息。进一步地，所述数据包的内容包括源地址和端口、目的地址和端口、当前时刻和数据内容。本发明还提供一种航电仿真环境UDP网络数据包调试方法，包括1)数据筛选步骤用于指定本机网卡，并获取通过该网卡的所有数据包信息，根据需要对数据包进行筛选；2)主框架步骤，用于提供人机接口，控制所述数据筛选步骤的启动，数据包的保存、载入、清空，监控通过网卡的数据包的信息，设置监控端口的信息；3)数据记录步骤，用于把所述步骤2)接收到的数据包记录成数据文件；4)数据分析步骤，用于分析所述步骤3)记录下来的数据文件或者所述步骤2)记录下来的数据；5)数据回放步骤，用于根据所述步骤4)记录下来的数据文件，回放相应端口的数据。进一步地，所述步骤2)中的人机接口包括控制区，用于控制数据引擎模块的启动，数据包的保存，载入，清空的；流量监控区，用于监控通过网卡的数据包的所有信息；端口设置区，用于设置监控端口的信息。进一步地，所述数据包的内容包括源地址和端口、目的地址和端口、当前时刻和数据内容。5进一步地，所述步骤3)中记录的数据文件的格式为二进制文件。进一步地，所述步骤1)中采用了Wi即c即技术进行数据筛选。进一步地，所述步骤3)中采用.net序列化技术记录数据文件。本发明可以查看本机所有以太网发送接收端口的数据收发情况，发生"以太网数据接收、发送故障"时，可以迅速判断出问题出在发送端还是在接收端。同时也可以辅助判断各种本机的网络设置故障。并且可以指定一个端口，用多种方式监控该端口的数据，例如二进制方式，配置文件解析方式。通过这种方法可以辅助纠正接口定义错误，和一些数据逻辑算法上的错误。本发明可以指定一个端口，监控通过该端口收发的数据包的各种信息，例如源地址，目的地址，到达时刻等。通过这种方法可以辅助纠正程序当中的一些地址设置错误，并且可以监控数据发送周期。本发明还可以指定一个端口，记录下通过该端口的数据包，并且可以把这些数据导入到其他的数据分析软件中。本发明可以分析整个系统的运行过程，用于进一步检查程序中的错误。可以按照记录下来的数据包，把该数据包进行数据回放。用这种方式进行故障重现，或者仿真环境中某种过程的重现，可以辅助检查程序中的逻辑错误。本发明解决了航电仿真环境接口调试过程中的故障定位问题，并且为排除故障提供辅助手段，取得了节省开发时间和人力成本等有益效果。图1为现有的典型航电仿真环境结构图；图2为本发明航电仿真环境UDP网络数据包调试装置实施例结构示意图；图3为本发明实施例中的数据引擎模块工作示意图；图4为本发明实施例中的数据引擎模块工作流程图；图5为本发明实施例中的主框架模块的人机接口布局图；图6为本发明实施例中的查看数据包信息窗口示意图；图7为本发明实施例中的解析数据包窗口示意图；图8为本发明实施例中的数据回放操作界面示意图。具体实施方式实施例一如图2所示，一种航电仿真环境UDP网络数据包调试装置，图2空心箭头表示数据流向，实心箭头表示控制流向，包括主框架模块，数据引擎模块，数据分析模块，数据记录模块，数据回放模块，数据记录文件。数据引擎模块，如图3所示，用于指定本机网卡，并获取通过该网卡的所有数据包信息，根据需要对数据包进行筛选，把有用的信息传输给主框架模块；其中，筛选时，通过网卡的数据包协议一般有TCP和UDP两种，传播方式有单播、组播、广播三种，由于一般仿真环境协议只用到了UDP，而传播方式只用到了单播和组播两种，因此只需要把符合仿真环境要求的数据包筛选出即可。传输数据包定义如下表1:表l传输数据包定义<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>此外，由于主框架模块和数据引擎模块之间仅仅通过传输定义的数据包来通信，没有其他的依赖关系，因此有利于功能的扩展。例如扩展成TCP监控，或者扩展成其他航空总线板卡的调试装置。具体地，本实施例中的数据引擎模块采用了现有的Winpc即技术。Wi即c即是用于网络封包抓取的一套工具，可适用于32位的操作平台上解析网络封包，包含了核心的封包过滤，一个底层动态链接库，和一个高层系统函数库，和一个高层系统函数库，及可用来直接存取封包的API。其工作流程如图3所示，利用Winpc即提供的API函数，获取网卡ID，列举出本机上所有的以太网网卡，在用户选定网卡后，侦听该网卡的数据包，对数据包筛选后，转发给主框架模块。主框架模块，与所述数据引擎模块相连接，用于控制协调各种其他功能模块，提供主要的人机接口，设置各种参数等。其中，所述人机接口如图4所示，整个框架界面分成如下三个区域1、控制区，用于控制数据引擎模块的启动，数据包的保存，载入，清空；2、流量监控区，用于监控通过网卡的数据包的所有信息，例如源地址，目的地址，长度，时间，数据内容等。3、端口设置区，用于设置各类监控端口的信息，例如单播发送监控，单播接收监控，多播组监控。也可以直接双击流量监控去自动设置端口。数据记录模块，与所述主框架模块相连接，把主框架模块接收到的数据包记录成数据文件，记录方式为二进制文件记录。具体地，本实施例中，数据记录模块采用了.net序列化技术，直接把主程序中接收到的数据数组转化为二进制文件。序列化是指将一个对象和它的状态信息转换成为可以存储的二进制文件的过程。在序列化期间，对象将其当前状态写入到临时或持续性存储区。以后，可以通过从存储区中读取或反序列化对象的状态，重新创建该对象。采用了序列化技术使得主程序框架中的数组很容易记录成文件，并且数据记录文件也很容易被反序列化成数组，便于被其他的程序模块调用。数据分析模块，与所述主框架模块相连接，用于分析记录下来的数据文件，或者主框架模块记录下来的数据。所述数据分析模块可以实时地查看指定端口的数据包的各类信息，也可以逐帧的查看记录下来的数据包信息，还可以把数据包按照C语言结构体形式解析成各类数据类型。还可以把记录下来的数据输出到Excel表格中去便于进一步的分析。具体地，可以将数据分析模块设计成如下结构在端口设置区里面右键点击一个端口，选择"查看"。出现下面的窗口。选择"历史帧"为逐帧查看数据包，"最新帧"为实时查看数据。"数据包信息区"中包括源地址和端口、目的地址和端口、当前的时间、这一帧距上一帧的间隔。"数据区"里面为16进制显示的数据包数据。在端口设置区里面右键点击一个端口，选择"解析"出现下面的窗口。同查看窗口，最新帧是实时查看数据，历史帧为逐帧查看数据。先在配置窗口按照C语言结构体定义的语法写上解析的配置格式，单机配置生效，即可在解析结果窗口看到解析后的结果。点击输出EXCEL分析可以把数据导入到EXCEL分析。数据回放模块，与所述主框架模块相连接，用于根据记录下来的数据记录文件，回放相应端口的数据。可以实现仿真环境场景重现，故障重现等功能。具体地，通过读取记录文件，可以获得这段时间通过本机网卡指定端口的各类数据，按照通过该端口的数据包里面每帧数据的间隔，将它们发送至相应的目的地址，如图8所示。实施例二本发明还提供一种航电仿真环境UDP网络数据包调试方法，采用上述实施例一的航电仿真环境UDP网络数据包调试装置，包括1)数据筛选步骤用于指定本机网卡，并获取通过该网卡的所有数据包信息，根据需要对数据包进行筛选；2)主框架步骤，用于提供人机接口，控制所述数据筛选步骤的启动，数据包的保存、载入、清空，监控通过网卡的数据包的信息，设置监控端口的信息；3)数据记录步骤，用于把所述步骤2)接收到的数据包记录成数据文件；4)数据分析步骤，用于分析所述步骤3)记录下来的数据文件或者所述步骤2)记录下来的数据；5)数据回放步骤，用于根据所述步骤4)记录下来的数据文件，回放相应端口的数据。其中，所述步骤2)中的人机接口包括控制区，用于控制数据引擎模块的启动，数据包的保存，载入，清空的；流量监控区，用于监控通过网卡的数据包的所有信息；端口设置区，用于设置监控端口的信息。其中，所述数据包的内容包括源地址和端口、目的地址和端口、当前时刻和数据内容。其中，所述步骤3)中记录的数据文件的格式为二进制文件。其中，所述步骤l)中采用了Wi即c即技术进行数据筛选。其中，所述步骤3)中采用.net序列化技术记录数据文件。8权利要求一种航电仿真环境UDP网络数据包调试装置，其特征在于包括数据引擎模块，用于指定本机网卡，并获取通过该网卡的所有数据包信息，根据需要对数据包进行筛选；主框架模块，与所述数据引擎模块相连接，用于提供人机接口，控制所述数据引擎模块的启动，数据包的保存、载入、清空，监控通过网卡的数据包的信息，设置监控端口的信息；数据记录模块，与所述主框架模块相连接，用于把所述主框架模块接收到的数据包记录成数据文件；数据分析模块，与所述主框架模块相连接，用于分析所述数据记录模块记录下来的数据文件或者所述主框架模块记录下来的数据；数据回放模块，与所述主框架模块相连接，用于根据数据记录模块记录下来的数据文件，回放相应端口的数据。2.根据权利要求1所述的航电仿真环境UDP网络数据包调试装置，其特征在于所述主框架模块的人机接口包括控制区，用于控制数据引擎模块的启动，数据包的保存，载入，清空的；流量监控区，用于监控通过网卡的数据包的所有信息；端口设置区，用于设置监控端口的信息。3.根据权利要求1或2所述的航电仿真环境UDP网络数据包调试装置，其特征在于所述数据包的内容包括源地址和端口、目的地址和端口、当前时刻和数据内容。4.一种航电仿真环境UDP网络数据包调试方法，其特征在于包括1)数据筛选步骤用于指定本机网卡，并获取通过该网卡的所有数据包信息，根据需要对数据包进行筛选；2)主框架步骤，用于提供人机接口，控制所述数据筛选步骤的启动，数据包的保存、载入、清空，监控通过网卡的数据包的信息，设置监控端口的信息；3)数据记录步骤，用于把所述步骤2)接收到的数据包记录成数据文件；4)数据分析步骤，用于分析所述步骤3)记录下来的数据文件或者所述步骤2)记录下来的数据；5)数据回放步骤，用于根据所述步骤4)记录下来的数据文件，回放相应端口的数据。5.根据权利要求1所述的航电仿真环境UDP网络数据包调试方法，其特征在于所述步骤2)中的人机接口包括控制区，用于控制数据引擎模块的启动，数据包的保存，载入，清空的；流量监控区，用于监控通过网卡的数据包的所有信息；端口设置区，用于设置监控端口的信息。6.根据权利要求5所述的航电仿真环境UDP网络数据包调试装置，其特征在于所述数据包的内容包括源地址和端口、目的地址和端口、当前时刻和数据内容。7.根据权利要求6所述的航电仿真环境UDP网络数据包调试装置，其特征在于所述步骤3)中记录的数据文件的格式为二进制文件。8.根据权利要求7所述的航电仿真环境UDP网络数据包调试装置，其特征在于所述步骤1)中采用了Winpc即技术进行数据筛选。9.根据权利要求8所述的航电仿真环境UDP网络数据包调试装置，其特征在于所述步骤3)中采用.net序列化技术记录数据文件c全文摘要航电仿真环境UDP网络数据包调试装置及其方法，所述装置包括数据引擎模块，用于指定本机网卡，并获取通过该网卡的所有数据包信息，根据需要对数据包进行筛选，把有用的信息传输给主框架模块；主框架模块，用于提供人机接口，控制所述数据引擎模块的启动，数据包的保存、载入、清空，监控通过网卡的数据包的信息，设置监控端口的信息；数据记录模块；数据分析模块；数据回放模块。本发明解决了航电仿真环境接口调试过程中的故障定位问题，并且为排除故障提供辅助手段，取得了节省开发时间和人力成本等有益效果。文档编号H04L12/24GK101753375SQ20091020100公开日2010年6月23日申请日期2009年12月11日优先权日2009年12月11日发明者邹祎久申请人:中国航空无线电电子研究所