一种航电数据分发模型及方法与流程

该专利属于计算机软件-系统应用软件领域。

背景技术：

随着信息技术在民用航空电子系统中的大量应用，为了向飞机使用者(如飞机运营商、飞行员、维护人员等)提供更多、更便利，更智能的服务，引入了由不同平台组成的、由以太网网络构建的机载网络服务系统，形成一个空地一体的开放的环境。

信息管理系统为系统与航电系统间提供网络连接和管理，也为信息管理系统内部设备提供网络连接和管理。信息管理系统能支持飞机运营和维护；能通过电子传输功能实现飞机系统快速更新；能无线传输各利益相关方的信息，实现空地信息的一体化。

技术实现要素：

本发明的目的：

本发明提供一种航电数据分发模型及方法，解决机载信息管理系统的航电接口模块与各类航电总线间的数据接收，以及向系统内应用软件的数据分发问题。

本发明的技术方案：

一种航电数据分发模型，包括：

初始化功能模块(101)、通信功能模块(102)、协议解析功能模块(103)、协议组装功能模块(104)、访问控制功能模块(105)、总线处理功能模块(106)、健康监控功能模块(107)；

初始化功能模块(101)：完成对所有缓冲区的初始化；完成配置文件的加载和访问控制表的初始化；对通信功能模块(102),访问控制功能模块(105),总线处理功能模块(106),健康监控功能模块(107)进行资源分配及启动；

通信功能模块(102)：作为服务器端接收应用软件的请求报文，并将所述请求报文写入请求数据缓冲区中；将协议组装功能模块(104)生成的响应报文发送给应用软件；被访问控制功能模块(105)调用，生成请求报文的响应报文以及转发发布的数据报文；

协议解析功能模块(103)：从请求数据缓冲区读取所述请求报文，对所述请求报文解析，并将所解析的信息输入到访问控制功能模块(105)；

协议组装功能模块(104)：被通信功能模块(102)调用，用于生成所述请求报文的响应报文；

访问控制功能模块(105)：接收协议解析功能模块(103)解析的信息，所述信息包括请求报文的请求类型和身份认证信息；访问控制功能模块(105)依据访问控制表和所述身份认证信息对所述请求报文进行身份认证；若身份认证失败，则调用通信功能模块(102)生成请求报文的响应报文发送给应用软件；在身份认证通过的情况下，若所述请求报文的请求类型为注册，则访问控制功能模块(105)将注册信息写入IP-Bus映射表；若所述请求报文的请求类型为写入，则访问控制功能模块(105)将所述请求报文中的数据写入总线写入数据缓冲区；若所述请求报文的请求类型为发布，则访问控制功能模块(105)将从相应总线数据缓冲区读取数据，并依据IP-Bus映射表，调用通信功能模块(102)向应用软件转发发布的数据报文；访问控制功能模块(105)周期性地读取总线数据缓冲区中的数据，并依据IP-Bus映射表向应用软件发布数据；

总线处理功能模块(106)：完成ARINC717数据、A429数据、RS422数据和离散量数据的采集和分发；总线处理功能模块(106)读取各类总线数据，并将读到的数据放入总线数据缓冲区中；总线处理功能模块(106)读取总线写入数据缓冲区中的数据，并将数据写入到相应总线中；

健康监控功能模块(107)：用于完成对所有在运行模块的监控，对程序中出现的异常情况进行处理，并形成系统的运行日志。

访问控制表中的信息由初始化功能模块(101)加载配置文件时得到。

一种航电数据分发方法，包括：

步骤1、完成对所有缓冲区的初始化；完成配置文件的加载和访问控制表的初始化；初始化功能模块(101)完成对通信功能模块(102),访问控制功能模块(105),总线处理功能模块(106),健康监控功能模块(107)的资源分配及启动工作；

步骤2、通信功能模块(102)接收来自应用软件的请求报文，并将所述请求报文放入请求数据缓冲区；

步骤3、协议解析功能模块(103)从请求数据缓冲区读取所述请求报文，对所述请求报文解析，并将所解析的信息输入到访问控制功能模块(105)；访问控制功能模块(105)通过访问控制表和所述身份认证信息对所述请求报文进行身份认证；若身份认证失败，则调用通信功能模块(102)生成请求报文的响应报文发送给应用软件；在所述身份认证通过的情况下，若所述请求报文的请求类型为注册，则访问控制功能模块(105)将注册信息写入IP-Bus映射表；若所述请求报文的请求类型为写入，则访问控制功能模块(105)将所述请求报文中的数据写入总线写入数据缓冲区；若所述请求报文的请求类型为发布，则访问控制功能模块(105)将从相应总线数据缓冲区读取数据，并依据IP-Bus映射表，调用通信功能模块(102)向应用软件转发发布的数据报文；访问控制功能模块(105)周期性地读取总线数据缓冲区中的数据，并依据IP-Bus映射表向应用软件发布数据。

步骤4、总线处理功能模块(106)完成ARINC717数据、A429数据、RS422数据和离散量数据的采集和分发；总线处理功能模块(106)读取各类总线数据，并将读到的数据放入总线数据缓冲区中；总线处理功能模块(106)读取总线写入数据缓冲区中的数据，并将数据写入到相应总线中；

步骤5、健康监控功能模块(107)持续监听所有正在运行的模块状态，对异常的状态进行处理，并形成系统的运行日志。

本发明具有的优点效果：

本设计在使用过程中可以获取以下有益效果：

1)高可靠性：通过对缓冲区的设计，以及健康监控功能模块保证了系统的高可靠性。缓冲区的设计很好的平衡了生产者和消费者速率不均等的问题。健康监控功能能够处理系统的异常，并为系统生成日志信息。

2)安全高效：访问控制机对注册请求报文和写入报文进行身份认证，不处理无效的请求。系统采用高并发模型，更好地提高了CPU的利用率，从而提高了航电接口服务软件的高效性。。

3)易于扩展：由于本设计方法主要从体系架构入手设计，与特定的软硬件运行平台无关，易于扩展至其它机载系统或设备。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的缓冲区模型示意图。

图3为本发明的访问控制模型示意图。

图4为本发明的IP-Bus映射表示意图。

具体实施方式

一种航电数据分发模型，如图1所示，包括：

初始化功能模块(101)、通信功能模块(102)、协议解析功能模块(103)、协议组装功能模块(104)、访问控制功能模块(105)、总线处理功能模块(106)、健康监控功能模块(107)；

初始化功能模块(101)：完成对所有缓冲区(缓冲区的设计如图2所示，该设计使得缓冲区有很好的兼容性以及较高的存取效率)的初始化；完成配置文件的加载和访问控制表的初始化；对通信功能模块(102),访问控制功能模块(105),总线处理功能模块(106),健康监控功能模块(107)进行资源分配及启动；

通信功能模块(102)：作为服务器端接收应用软件的请求报文，并将所述请求报文写入请求数据缓冲区中；将协议组装功能模块(104)生成的响应报文发送给应用软件；被访问控制功能模块(105)调用，生成请求报文的响应报文以及转发发布的数据报文；

协议解析功能模块(103)：从请求数据缓冲区读取所述请求报文，对所述请求报文解析，并将所解析的信息输入到访问控制功能模块(105)；

协议组装功能模块(104)：被通信功能模块(102)调用，用于生成所述请求报文的响应报文；

访问控制功能模块(105)：接收协议解析功能模块(103)解析的信息，所述信息包括请求报文的请求类型和身份认证信息；访问控制功能模块(105)依据访问控制表(访问控制表中的信息由初始化功能模块(101)加载配置文件时得到，其结构设计如图3所示)和所述身份认证信息对所述请求报文进行身份认证；若身份认证失败，则调用通信功能模块(102)生成请求报文的响应报文发送给应用软件；在身份认证通过的情况下，若所述请求报文的请求类型为注册，则访问控制功能模块(105)将注册信息写入IP-Bus映射表(IP-Bus映射表主要用于存储应用软件的注册信息，IP-Bus映射表的设计如图4所示)；若所述请求报文的请求类型为写入，则访问控制功能模块(105)将所述请求报文中的数据写入总线写入数据缓冲区；若所述请求报文的请求类型为发布，则访问控制功能模块(105)将从相应总线数据缓冲区读取数据，并依据IP-Bus映射表，调用通信功能模块(102)向应用软件转发发布的数据报文；访问控制功能模块(105)周期性地读取总线数据缓冲区中的数据，并依据IP-Bus映射表向应用软件发布数据；

总线处理功能模块(106)：完成ARINC717数据、A429数据、RS422数据和离散量数据的采集和分发；总线处理功能模块(106)读取各类总线数据，并将读到的数据放入总线数据缓冲区中(每条总线都有独立的总线数据缓冲区)；总线处理功能模块(106)读取总线写入数据缓冲区中的数据，并将数据写入到相应总线中；

健康监控功能模块(107)：用于完成对所有在运行模块的监控，对程序中出现的异常情况进行处理，并形成系统的运行日志。健康监控模块增加了系统的健壮性，可调试性和可维护性。

访问控制表中的信息由初始化功能模块(101)加载配置文件时得到。

一种航电数据分发方法，如图1所示，包括：

步骤1、完成对所有缓冲区的初始化；完成配置文件的加载和访问控制表的初始化；初始化功能模块(101)完成对通信功能模块(102),访问控制功能模块(105),总线处理功能模块(106),健康监控功能模块(107)的资源分配及启动工作；

步骤2、通信功能模块(102)接收来自应用软件的请求报文，并将所述请求报文放入请求数据缓冲区；

步骤3、协议解析功能模块(103)从请求数据缓冲区读取所述请求报文，对所述请求报文解析，并将所解析的信息输入到访问控制功能模块(105)；访问控制功能模块(105)通过访问控制表和所述身份认证信息对所述请求报文进行身份认证；若身份认证失败，则调用通信功能模块(102)生成请求报文的响应报文发送给应用软件；在所述身份认证通过的情况下，若所述请求报文的请求类型为注册，则访问控制功能模块(105)将注册信息写入IP-Bus映射表；若所述请求报文的请求类型为写入，则访问控制功能模块(105)将所述请求报文中的数据写入总线写入数据缓冲区；若所述请求报文的请求类型为发布，则访问控制功能模块(105)将从相应总线数据缓冲区读取数据，并依据IP-Bus映射表，调用通信功能模块(102)向应用软件转发发布的数据报文；访问控制功能模块(105)周期性地读取总线数据缓冲区中的数据，并依据IP-Bus映射表向应用软件发布数据。

步骤4、总线处理功能模块(106)完成ARINC717数据、A429数据、RS422数据和离散量数据的采集和分发；总线处理功能模块(106)读取各类总线数据，并将读到的数据放入总线数据缓冲区中；总线处理功能模块(106)读取总线写入数据缓冲区中的数据，并将数据写入到相应总线中；

步骤5、健康监控功能模块(107)持续监听所有正在运行的模块状态，对异常的状态进行处理，并形成系统的运行日志。

在MA700信息管理系统航电接口服务软件中，采用本方法保护安全策略检查规则数据。