基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，基于該方法可以實現(xiàn)一個指揮機和多個終端間的可靠數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸過程中，各終端機對數(shù)據(jù)包進行編號發(fā)送，指揮機收到數(shù)據(jù)包后，解析出終端號和數(shù)據(jù)包號，并通過廣播的方式將收到的最新數(shù)據(jù)包的包號告知所有終端機，終端機依此可確認(rèn)指揮機是否已收到自己上報的數(shù)據(jù)，進而確定是發(fā)新的數(shù)據(jù)包，還是重發(fā)原有數(shù)據(jù)包。所述指揮機廣播收到數(shù)據(jù)包的編號，是對所接入的所有終端機上報最新數(shù)據(jù)的包號集中編碼、一次發(fā)送的過程，避開了輪詢通知過程中的等待時間過長的問題，使得可靠傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)。基于北斗衛(wèi)星的通訊傳輸頻次低、數(shù)據(jù)量少，多次握手來實現(xiàn)可靠傳輸異常困難，本方法解決了在這種惡劣通訊條件下的可靠數(shù)據(jù)傳輸。
【專利說明】基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，尤指通過民用北斗衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)姆椒ā?br>
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前北斗衛(wèi)星可實現(xiàn)終端對終端的數(shù)據(jù)傳輸，同時衛(wèi)星指揮機可以向多個終端進行數(shù)據(jù)廣播。但是在數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議中，北斗衛(wèi)星不會反饋信息的接收情況，所以發(fā)送方無法獲知數(shù)據(jù)是否已經(jīng)正確送達?，F(xiàn)有的解決方案是，接收方收到信息后，給發(fā)送方一個反饋信息，從而達到通知的效果，這種方案，可以解決點對點的通訊，但是，當(dāng)前更多的系統(tǒng)是需要從多個終端，向一個中心指揮機發(fā)送信息，無論北斗終端還是指揮機，由于北斗衛(wèi)星的通訊頻度限制，一般每分鐘只能發(fā)送I到2次數(shù)據(jù)包，所以中心指揮機無法及時向多個終端的反饋送達信息。
[0003]由此可見，設(shè)計出一種基于北斗衛(wèi)星可靠的數(shù)據(jù)傳輸方法是目前急需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，該方法可以實現(xiàn)一個指揮機和多個終端基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸過程中，各終端機對數(shù)據(jù)包進行編號發(fā)送，指揮機收到數(shù)據(jù)包后，解析出終端號和數(shù)據(jù)包號，并通過廣播的方式將收到的最新數(shù)據(jù)包的包號集中告知各終端機，終端機依此可確認(rèn)指揮機是否已收到自己上報的數(shù)據(jù)，進而可以確定是繼續(xù)后面的工作，發(fā)送新的數(shù)據(jù)包，還是重發(fā)原有數(shù)據(jù)包。
[0005]所述數(shù)據(jù)包編號在0-255之間，并順序遞增，編號達到255后，重置為0，編號存儲在各終端機中，終端機每發(fā)送成功一個數(shù)據(jù)包后，數(shù)據(jù)包編號就加1，沒有收到指揮機的確認(rèn)廣播，不進行下一條數(shù)據(jù)的上報，超長時間沒有收到數(shù)據(jù)廣播，就重復(fù)發(fā)送上一條數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包號不變。
[0006]所述指揮機廣播收到數(shù)據(jù)包的編號，是對所接入的所有終端機傳輸最新數(shù)據(jù)的包號集中編碼、一次發(fā)送的過程，避開了輪詢通知過程中的等待時間過長的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
1.本發(fā)明主要是利用中心指揮機的廣播功，解決當(dāng)多個終端向一個中心指揮機發(fā)送時，消息送達狀態(tài)的及時反饋問題。
[0008]所述指揮機廣播功能是指，指揮機想管轄的終端進行的數(shù)據(jù)廣播，一次發(fā)送，所有設(shè)備都會接收到相同的內(nèi)容。
[0009]2.本發(fā)明對所有上行、下行數(shù)據(jù)包的格式作出統(tǒng)一約定，即基礎(chǔ)通訊協(xié)議，如圖2所示，數(shù)據(jù)包分三個部分，其中前2位是包頭，中間是數(shù)據(jù)域，最后I位是CRC校驗，上述包頭占2個字節(jié)，數(shù)據(jù)類型一個字節(jié)，數(shù)據(jù)域的數(shù)據(jù)長占一個字節(jié)，CRC校驗占一個字節(jié)，數(shù)據(jù)域占多個字節(jié)，其字節(jié)數(shù)存放在包頭數(shù)據(jù)長度中。
[0010]3.本發(fā)明中約定數(shù)據(jù)類型分3種，分別是:終端機上報的數(shù)據(jù)，用O表示；指揮機廣播數(shù)據(jù)包號，用I表示；指揮機對終端進行終端號的修改，用2表示。
[0011]4.本發(fā)明對終端上報數(shù)據(jù)的格式作了約定，即數(shù)據(jù)上報協(xié)議，終端上報數(shù)據(jù)的格式遵循基礎(chǔ)通訊協(xié)議。如圖3所示，數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)類型固定為0，對數(shù)據(jù)域的規(guī)定如下:數(shù)據(jù)域第一個字節(jié)存放終端編號，第二個字節(jié)存放數(shù)據(jù)包編號，后面的字節(jié)存放要上報的數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)包編號在0-255之間，并順序遞增，后面發(fā)送的數(shù)據(jù)包編號是在前面數(shù)據(jù)包編號的基礎(chǔ)上加一而得。沒有收到指揮機的確認(rèn)廣播，不得進行下一條數(shù)據(jù)的上報，超長時間沒有收到數(shù)據(jù)廣播，就重復(fù)發(fā)送上一條數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包號不變。
[0012]5.本發(fā)明對指揮機廣播數(shù)據(jù)包號的數(shù)據(jù)格式作了約定，即包號廣播協(xié)議，指揮機廣播數(shù)據(jù)包的格式遵循基礎(chǔ)通訊協(xié)議。如圖4所示，數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)類型固定為1，對數(shù)據(jù)域的規(guī)定如下:數(shù)據(jù)域第I個字節(jié)存放收到I號終端最后數(shù)據(jù)的包編號，數(shù)據(jù)域第2個字節(jié)存放收到2號終端最后數(shù)據(jù)的包編號，依次類推，數(shù)據(jù)域第η個字節(jié)存放收到η號終端最后數(shù)據(jù)的包編號。
[0013]6.本發(fā)明對終端設(shè)備的編號設(shè)置作了約定，即終端設(shè)備編號設(shè)置協(xié)議，對終端設(shè)備的編號設(shè)置，其數(shù)據(jù)包遵循基礎(chǔ)通訊協(xié)議。如圖5所示，數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)類型固定為2，對數(shù)據(jù)域的規(guī)定如下:數(shù)據(jù)域第I個字節(jié)存放終端密碼的高字節(jié)，數(shù)據(jù)域第2個字節(jié)存放終端密碼的低字節(jié)，數(shù)據(jù)域第3個字節(jié)存放新的設(shè)備編號，所述終端密碼是存放在終端設(shè)備上的，且密碼為int型數(shù)字。
[0014]7.如圖6所示，終端發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，首先是對數(shù)據(jù)進行編碼，將包號編入數(shù)據(jù)包中，數(shù)據(jù)發(fā)送后，進入等待循環(huán)，如果收到指揮機的廣播數(shù)據(jù)，就比較指揮機反饋的包號和剛剛發(fā)送數(shù)據(jù)包的包號是否相等，如果相等則當(dāng)前包號加I后結(jié)束本次數(shù)據(jù)包的發(fā)送，如果不等則繼續(xù)等待指揮機新的包號廣播。
[0015]8.如圖7所示，指揮機中存在二個工作線程，一個線程監(jiān)聽并接收數(shù)據(jù)，另一個線程是一個定時器，負(fù)責(zé)廣播數(shù)據(jù)包號。監(jiān)聽并接收數(shù)據(jù)的線程在收到數(shù)據(jù)后，從數(shù)據(jù)中提取終端號和數(shù)據(jù)包號存入變量存儲區(qū)，再處理收到的數(shù)據(jù)。定時廣播線程會定時從變量存儲區(qū)中讀取各個終端的最新數(shù)據(jù)包號，進而編碼廣播。監(jiān)聽和接收線程收到數(shù)據(jù)后，會維護一個包號變更變量，廣播數(shù)據(jù)包號的線程只有在包號變更后，才會工作，如果指揮機沒有收到任何終端發(fā)來的數(shù)據(jù)，則不廣播數(shù)據(jù)包號。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明是基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，充分利用了北斗衛(wèi)星通訊的廣播機制，一次性將所有終端最新數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包號廣播出去，避免對終端上報數(shù)據(jù)作逐一回復(fù)，有效地降低了通訊次數(shù)，每個終端機又不失回饋機制，從而，可靠傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明可實現(xiàn)基于北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)的可靠傳輸，且不會降低通訊效率。
[0017]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1指揮機、終端協(xié)作流程圖。
[0019]圖2基礎(chǔ)通訊協(xié)議。
[0020]圖3數(shù)據(jù)上報協(xié)議。
[0021]圖4廣播數(shù)據(jù)包編號協(xié)議。
[0022]圖5終端設(shè)備編號設(shè)置協(xié)議。
[0023]圖6終端發(fā)送數(shù)據(jù)包流程。
[0024]圖7指揮機接收數(shù)據(jù)、廣播包號流程。
[0025]

【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明的目的在于提供一種基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，在該方法中，終端機對數(shù)據(jù)包進行編號發(fā)送，指揮機收到數(shù)據(jù)包后，通過廣播的方式將收到的最新數(shù)據(jù)包的包號告知所有終端機，終端機依此可確認(rèn)指揮機是否已收到自己上報的數(shù)據(jù)，進而確定是發(fā)新的數(shù)據(jù)包，還是重發(fā)原有數(shù)據(jù)包。
[0027]所述指揮機廣播收到數(shù)據(jù)包的編號，是對所接入的所有終端機傳輸數(shù)據(jù)的包號集中編碼、集中發(fā)送的過程。避開了輪詢通知過程中的等待時間過長的問題，使得可靠傳輸成為可能。
[0028]本發(fā)明基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，其可靠傳輸是由如下執(zhí)行過程來保障的:
步驟1:如圖6所示，終端對數(shù)據(jù)進行編碼上報，終端機始終維護一個包號，每成功發(fā)送一次、并成功收到回饋信息，包號就加I。終端在數(shù)據(jù)編碼上報的過程中會將包號也編入數(shù)據(jù)包，具體編碼規(guī)則參見圖3，本步驟包括一個編碼過程和一個發(fā)送過程；
步驟2:終端進入等待指揮機回饋狀態(tài)，終端每發(fā)送完一個數(shù)據(jù)包后，就會進入本過程，等待指揮機的回饋廣播，從而確定本次發(fā)送是否成功了 ；
步驟3:如圖7所示，指揮機監(jiān)聽到數(shù)據(jù)后，進入數(shù)據(jù)接收流程，指揮機會有一個專門的線程監(jiān)聽所有的終端設(shè)備，只要發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)上報，就會新起一個線程來接收本次數(shù)據(jù)，監(jiān)聽線程繼續(xù)監(jiān)聽所有的終端設(shè)備，監(jiān)聽線程不負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收；
步驟4:指揮機從數(shù)據(jù)中分析出終端編號、終端發(fā)送數(shù)據(jù)包的包號，將包號保存到變量區(qū)，并設(shè)置收到數(shù)據(jù)標(biāo)記，數(shù)據(jù)接收標(biāo)記是一個全局的變量，只存數(shù)是否有新的數(shù)據(jù)上來，收到新的數(shù)據(jù)后，該變量置為true，該標(biāo)記由包號廣播線程來重置，包號廣播后，將該變量置為false ;所述變量區(qū)是存儲每個終端最新包號的；
步驟5:指揮機的定時器查詢到已收到數(shù)據(jù)后，在變量存儲區(qū)中讀取各個終端發(fā)送最新數(shù)據(jù)包的包號，將這些包號組織起來進行廣播，指揮機上有一個定時器，該定時器一般每30秒查詢一次新數(shù)據(jù)到達標(biāo)記，有新的數(shù)據(jù)就會依據(jù)圖4所述的格式組織一個數(shù)據(jù)包，將各個終端機的最新包號廣播出去；
步驟6:終端收到指揮機的廣播后，依據(jù)自身的終端號碼，從廣播的信息中分析出與自己相關(guān)的最新的數(shù)據(jù)包號，如果指揮機反饋的最新包號，就是本終端剛剛發(fā)送的，就說明剛剛發(fā)送的數(shù)據(jù)包指揮機已經(jīng)準(zhǔn)確收到。
[0029]步驟7:終端機確認(rèn)指揮機準(zhǔn)確收到數(shù)據(jù)后，則將本地發(fā)送數(shù)據(jù)包的包號加1，等待下一次發(fā)送。
[0030]步驟8:終端機在接收指揮機廣播的過程中，如果超時，則再次發(fā)送上次的數(shù)據(jù)，重復(fù)步驟1、2、6、7、8過程。
[0031]步驟9:終端機在收到指揮機廣播的最新數(shù)據(jù)包號不是本機最新發(fā)送的，則需要再次發(fā)送剛剛組織的數(shù)據(jù)包，重復(fù)步驟2、6、7、8過程。
[0032]以上是基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸過程，基于本發(fā)明的終端設(shè)備編號設(shè)置過程，步驟如下:
步驟1:指揮機按照如圖5所示的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，將終端的密碼和新的設(shè)備好組織成一個數(shù)據(jù)包。
[0033]步驟2:指揮機將數(shù)據(jù)包發(fā)送給指定的終端。
[0034]步驟3:終端收到數(shù)據(jù)包后，更改本機的終端編號。
[0035]需要提及的是，本發(fā)明還可以用于一對多的UDP數(shù)據(jù)采集過程，實現(xiàn)UDP數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
[0036]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明是基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，充分利用了北斗衛(wèi)星通訊的廣播機制，一次性將所有終端最新數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包號廣播出去，避免對終端上報數(shù)據(jù)作逐一回復(fù)，有效地降低了通訊次數(shù)，每個終端機又不失回饋機制，從而，可靠傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明可實現(xiàn)基于北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)的可靠傳輸，且不會降低通訊效率。
[0037]以上所述是本發(fā)明的較佳實施例及其所運用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，該方法可以實現(xiàn)北斗衛(wèi)星指揮機和多個終端之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸過程中，各終端機對數(shù)據(jù)包進行編號發(fā)送，指揮機收到數(shù)據(jù)包后，解析出終端號和數(shù)據(jù)包號，并通過廣播的方式將收到的最新數(shù)據(jù)包的包號集中告知各終端機，終端機依此可確認(rèn)指揮機是否已收到自己上報的數(shù)據(jù)，進而可以確定是繼續(xù)后面的工作，發(fā)送新的數(shù)據(jù)包，還是重發(fā)原有數(shù)據(jù)包。
2.如權(quán)利要求1所述，北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于: 所述指揮機廣播收到數(shù)據(jù)包的編號，是對所接入的所有終端機傳輸最新數(shù)據(jù)的包號集中編碼、一次發(fā)送的過程，避開了輪詢通知過程中的等待時間過長的問題。
3.如權(quán)利要求1所述，北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于: 本發(fā)明對所有上行、下行數(shù)據(jù)包的格式作出統(tǒng)一約定，數(shù)據(jù)包分三個部分，其中前2位是包頭，中間是數(shù)據(jù)域，最后I位是CRC校驗，包頭第一個字節(jié)是數(shù)據(jù)類型，包頭第二個字節(jié)是數(shù)據(jù)域的數(shù)據(jù)長度； 本發(fā)明對終端上報數(shù)據(jù)的格式作了約定，數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)類型固定為O，數(shù)據(jù)域第一個字節(jié)存放本終端的終端編號，第二個字節(jié)存放數(shù)據(jù)包編號，后面的字節(jié)存放要上報的數(shù)據(jù)； 本發(fā)明對指揮機廣播數(shù)據(jù)包號的數(shù)據(jù)格式作了約定，數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)類型固定為1，數(shù)據(jù)域第I個字節(jié)存放收到I號終端最后數(shù)據(jù)的包編號，數(shù)據(jù)域第2個字節(jié)存放收到2號終端最后數(shù)據(jù)的包編號，依次類推，數(shù)據(jù)域第η個字節(jié)存放收到η號終端最后數(shù)據(jù)的包編號。
4.如權(quán)利要求3所述，北斗衛(wèi)星的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于: 所述數(shù)據(jù)包編號在0-255之間，并順序遞增，編號達到255后，重置為0，編號存儲在各終端機中，終端機每發(fā)送成功一個數(shù)據(jù)包后，數(shù)據(jù)包編號就加1，沒有收到指揮機的確認(rèn)廣播，不進行下一條數(shù)據(jù)的上報，超長時間沒有收到數(shù)據(jù)廣播，就重復(fù)發(fā)送上一條數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包號不變。
【文檔編號】H04L1/16GK104468059SQ201410728607
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】楊廣云, 陰法章, 劉文斌, 王春雷, 王占興, 劉漢臣, 尹憲文, 李玉奎, 杜春輝 申請人:北京艾力泰爾信息技術(shù)有限公司