一种多路串行接口的合并传输方法、系统、装置及介质

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种多路串行接口的合并传输方法、系统、装置及介质。

背景技术

在无人机数据链传输中，位于天空中的飞行器与地面的控制站之间存在很多数据交互。通常是采用串行接口的方式来连接飞行器上的设备与数据链设备，地面站也同样使用串行接口来连接数据链设备。

由于现代无人机的性能越来越强，所能携带的装备种类也越来越多，挂载的这些装备的功能也越来越复杂，因此产生了较多的数据需要与地面站进行交互传输。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种多路串行接口的合并传输方法、系统、装置及介质，其解决了现有技术解决多串口传输的处理流程复杂以及数据传输延时大的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明一实施例提供一种多路串行接口的合并传输方法，其包括：

S1、飞行器中第一传输装置通过多个串行接口连接飞行器挂接的各辅助设备，并以并发的方式接收所有的串行接口传输的数据；

S2、所述第一传输装置对接收的各串行接口的数据添加数据头标识；

S3、所述第一传输装置按照串口数据的优先级顺序将添加数据头标识的各数据进行组合，形成典型状态信息；

S4、所述第一传输装置将所述典型状态信息传输至地面站，以使地面站根据数据头标识获取各串行接口对应的数据；

其中，数据头标识包括：串口标识、串口数据格式和/或串口数据速率。

可选地，在S2之后，在S3之前，所述方法还包括：

所述第一传输装置将添加数据头标识的各数据分类存放在缓冲区；

相应地，

S3包括：所述第一传输装置将缓冲区中存放的数据按照串口数据的优先级顺序进行组合，形成典型状态信息。

可选地，所述典型状态信息至少包括来自卫星定位设备的位置信息、来自陀螺仪设备的6方位飞行器姿态信息、来自机载飞行计算机的飞行参数信息、来自动力电池的电量检测信息、来自空速计的空速检测信息、来自加载摄像机云台的相机焦距与旋转俯仰角度信息以及来自机上挂载装置的工作状态信息。

第二方面，本发明另一实施例提供一种多路串行接口的合并传输方法，其包括：

P1、地面站中第二传输装置接收飞行器传输的典型状态信息；

P2、地面站根据典型状态信息中的数据头标识获取各辅助设备对应的数据；

P3、所述地面站将各辅助设备的数据发送至各分析组件，同时通过多串行接口以并发的方式接收对应各辅助设备的反馈信息；

P4、所述第二传输装置对反馈信息添加信息头标识；

P5、所述第二传输装置按照串口数据的优先级顺序将添加信息头标识的各反馈信息进行组合，形成综合控制指令；

P6、所述第二传输装置将所述综合控制指令传输至飞行器，以使飞行器解析综合控制指令并执行；

其中，信息头标识包括：反馈信息标识、反馈信息数据格式。

可选地，所述综合控制指令至少包括：发送给机载飞行计算机的航线规划指令与安全控制指令；发送给机载摄像机的镜头变焦控制指令、镜头旋转/俯仰控制指令、视频录像启动/暂停控制指令；发送给机载抛投、喷洒类装备的控制指令。

第三方面，本发明一实施例提供一种多路串行接口的合并传输系统，其包括：

第一传输装置与第二传输装置；所述第一传输装置通过多个串行接口连接飞行器挂接的各辅助设备，并以并发的方式接收所有的串行接口传输的数据；所述第二传输装置设置于地面站中；

所述第一传输装置用于对接收的各串行接口的数据添加数据头标识，并按照串口数据的优先级顺序将添加数据头标识的各数据进行组合，形成典型状态信息传输至地面站，以使地面站根据数据头标识获取各串行接口对应的数据；

所述第二传输装置用于接收飞行器传输的典型状态信息并经地面站进行分析处理，对地面站传输过来的各辅助设备的反馈信息添加信息头标识，并按照串口数据的优先级顺序将添加信息头标识的各反馈信息进行组合，形成综合控制指令传输至无人机，以使无人机解析综合控制指令并执行。

第四方面，本发明一实施例提供一种传输装置，包括：

处理器，所述处理器包括8位微控制器以及32位/64位嵌入式处理器；

存储器，存储用于所述处理器控制如上所述的多路串行接口的合并传输方法步骤或如上所述的多路串行接口的合并传输方法步骤。

第五方面，本发明一实施例提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时实现如上所述的多路串行接口的合并传输方法步骤或如上所述的多路串行接口的合并传输方法步骤。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明能实现多个串行接口同时传输，如果遇到多个串行接口同时进行收发，则数据按照用户设定的优先级来进行排序收发而无需进行复杂的连接请求、分配接口、打开接口操作流程，减少算法复杂度，对器件运行速度和要求都有所降低，甚至在较低性能的8位微控制器上都可以运行。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的添加标识符的数据示意图；

图3为本发明一实施例提供的无人机机载设备的多串口合并传输的示意图；

图4为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的缓冲区数据分类存储示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的缓冲区数据处理流程图；

图6为本发明另一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的流程示意图；

图7为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输系统的组成示意图；

图8为本发明一实施例提供的一种传输装置的计算机系统的结构示意图；

图9为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的两级流程线处理示意图。

【附图标记说明】

100：多路串行接口的合并传输系统；110：第一传输装置；120：第二传输装置；

200：计算机系统；201：CPU；202：ROM；203：RAM；202：第一总线；205：I/O接口；206：输入部分；207：输出部分；208：存储部分；209：通信部分；210：驱动器；211：可拆卸介质。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

图1为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的流程示意图，如图1所示，本发明一实施例所提供的方法包括：首先，飞行器中第一传输装置通过多个串行接口连接飞行器挂接的各辅助设备，并以并发的方式接收所有的串行接口传输的数据；接着，第一传输装置对接收的各串行接口的数据添加数据头标识，并按照串口数据的优先级顺序将添加数据头标识的各数据进行组合，形成典型状态信息；最后，第一传输装置将典型状态信息传输至地面站，以使地面站根据数据头标识获取各串行接口对应的数据。

本发明所提供的方案相比于现有方案，能够实现更多通道数的接入，并且处理效率更高。本发明能实现多个串行接口同时传输，如果遇到多个串行接口同时进行收发，则数据按照用户设定的优先级来进行排序收发而无需进行复杂的连接请求、分配接口、打开接口操作流程，减少算法复杂度，对器件运行速度和要求都有所降低，甚至在较低性能的8位微控制器上都可以运行。

为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

具体地，本发明一实施例提出的一种多路串行接口的合并传输方法，其流程为：

S1、飞行器中第一传输装置通过多个串行接口连接飞行器挂接的各辅助设备，并以并发的方式接收所有的串行接口传输的数据。

S2、第一传输装置对接收的各串行接口的数据添加数据头标识。为了处理多个串行接口同时传输的问题，本发明使用在串行传输的数据中添加极少量标识符的方式来标记来自不同串行接口的数据。

其中，数据头标识包括：串口标识、串口数据格式和/或串口数据速率。图2为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的添加标识符的数据示意图，如图2所示，图中ABC等字符所代表的就是标识符，标识符表示跟在后面的数据来自哪个串行接口的以及数据的格式和速率是多少。这样，来自多个串行接口的数据按照优先级顺序，前后相继以统一的速率和格式出现在对外接口上。

S3、第一传输装置按照串口数据的优先级顺序将添加数据头标识的各数据进行组合，形成典型状态信息。在发生两个甚至多个串行接口同时需要收发数据的时候，那么根据用户指定的优先级顺序，将不同的串行接口数据按优先级顺序组合为典型状态信息，在对外串口上统一传输。

图3为本发明一实施例提供的无人机机载设备的多串口合并传输的示意图，如图3所示，无人机上设置了包括机载飞行控制计算机、GPS/北斗/GLONASS、姿态传感器、速度传感器、相机云台以及作业挂载的各类机载设备，与各类机载设备对应的多种串行接口同时进行数据传输。因而，典型状态信息至少包括来自卫星定位设备的位置信息、来自陀螺仪设备的6方位飞行器姿态信息、来自机载飞行计算机的飞行参数信息、来自动力电池的电量检测信息、来自空速计的空速检测信息、来自加载摄像机云台的相机焦距与旋转俯仰角度信息以及来自机上挂载装置的工作状态信息。

S4、第一传输装置将典型状态信息传输至地面站，以使地面站根据数据头标识获取各串行接口对应的数据。

为了应对由于数据在重新组合时候，串行接口有新的数据不断收发的情况，本发明创造性地提出了缓冲存储的方案。

在S2之后，在S3之前，方法还包括：第一传输装置将添加数据头标识的各数据分类存放在缓冲区。图4为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的缓冲区数据分类存储示意图，如图4所示，本发明将典型状态信息分类存放在缓冲区中的不同子区(如图中的A子区、B子区、C子区、D子区)。

相应地，S3包括：第一传输装置将缓冲区中存放的数据按照串口数据的优先级顺序进行组合，形成典型状态信息。图5为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的缓冲区数据处理流程图，如图5所示，首先，判断是否有串行接口传输数据至缓冲区，若有则将数据放入缓冲区并检查缓冲区是否存储数据(即缓冲区为空)，若无则直接检查缓冲区是否存储数据；在缓冲区为空时等待串行接口的数据传输，在缓冲区有数据存储时取出缓冲区数据并组织发送队列，直至缓冲区为空。

图6为本发明另一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的流程示意图，如图6所示，本发明另一实施例所提供的方法包括：

P1、地面站中第二传输装置接收飞行器传输的典型状态信息。

P2、地面站根据典型状态信息中的数据头标识获取各辅助设备对应的数据。

P3、地面站将各辅助设备的数据发送至各分析组件，同时通过多串行接口以并发的方式接收对应各辅助设备的反馈信息。

P4、第二传输装置对反馈信息添加信息头标识。

P5、第二传输装置按照串口数据的优先级顺序将添加信息头标识的各反馈信息进行组合，形成综合控制指令。

P6、第二传输装置将综合控制指令传输至飞行器，以使飞行器解析综合控制指令并执行。

其中，信息头标识包括：反馈信息标识、反馈信息数据格式。

进一步地，综合控制指令至少包括：发送给机载飞行计算机的航线规划指令与安全控制指令；发送给机载摄像机的镜头变焦控制指令、镜头旋转/俯仰控制指令、视频录像启动/暂停控制指令；发送给机载抛投、喷洒类装备的控制指令。

图7为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输系统的组成示意图，如图7所示，本发明所提供的多路串行接口的合并传输系统100包括：

第一传输装置110与第二传输装置120；第一传输装置110通过多个串行接口连接飞行器挂接的各辅助设备，并以并发的方式接收所有的串行接口传输的数据；第二传输装置120设置于地面站中。

第一传输装置110用于对接收的各串行接口的数据添加数据头标识，并按照串口数据的优先级顺序将添加数据头标识的各数据进行组合，形成典型状态信息传输至地面站，以使地面站根据数据头标识获取各串行接口对应的数据。

第二传输装置120用于接收飞行器传输的典型状态信息并经地面站进行分析处理，对地面站传输过来的各辅助设备的反馈信息添加信息头标识，并按照串口数据的优先级顺序将添加信息头标识的各反馈信息进行组合，形成综合控制指令传输至飞行器，以使飞行器解析综合控制指令并执行。

该系统中各个模块的功能参见上述方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。

图8为本发明一实施例提供的一种传输装置的计算机系统的结构示意图，参见图8，其示出了适于用来实现本申请一实施例的传输装置的计算机系统200的结构示意图。图8示出的传输装置仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图8所示，计算机系统200包括中央处理单元(CPU)201，其可以根据存储在只读存储器(ROM)202中的程序或者从存储部分208加载到随机访问存储器(RAM)203中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 203中，还存储有计算机系统200操作所需的各种程序和数据。CPU 201、ROM 202以及RAM 203通过总线204彼此相连。输入/输出接口(I/O接口)205也连接至总线204。

以下部件连接至I/O接口205：包括键盘、鼠标等的输入部分206；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分207；包括硬盘等的存储部分208；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分209。通信部分209经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器210也根据需要连接至I/O接口205。可拆卸介质211，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器210上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分208。

特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分209从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质211被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)201执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。

另一方面，本发明一实施例还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括以下方法步骤：

S1、飞行器中第一传输装置通过多个串行接口连接飞行器挂接的各辅助设备，并以并发的方式接收所有的串行接口传输的数据。

S2、第一传输装置对接收的各串行接口的数据添加数据头标识。

S3、第一传输装置按照串口数据的优先级顺序将添加数据头标识的各数据进行组合，形成典型状态信息。

S4、第一传输装置将典型状态信息传输至地面站，以使地面站根据数据头标识获取各串行接口对应的数据。

其中，数据头标识包括：串口标识、串口数据格式和/或串口数据速率。

或，

P1、地面站中第二传输装置接收飞行器传输的典型状态信息。

P2、地面站根据典型状态信息中的数据头标识获取各辅助设备对应的数据。

P3、地面站将各辅助设备的数据发送至各分析组件，同时通过多串行接口以并发的方式接收对应各辅助设备的反馈信息。

P4、第二传输装置对反馈信息添加信息头标识。

P5、第二传输装置按照串口数据的优先级顺序将添加信息头标识的各反馈信息进行组合，形成综合控制指令。

P6、第二传输装置将综合控制指令传输至无人机，以使无人机解析综合控制指令并执行。

其中，信息头标识包括：反馈信息标识、反馈信息数据格式。

综上所述，本发明提供了一种多路串行接口的合并传输方法、系统、装置及介质，图9为本发明一实施例提供的一种多路串行接口的合并传输方法的两级流程线处理示意图，如图9所示，第一流水线接收来自多个串行接口的数据并放入缓冲区，第二流水线提取缓冲区的数据按预设的优先级顺序组织发送队列，将发送队列传输至地面站的对外接口，第一流水线与第二流水线互不影响。本发明将数据收发过程分成两个“存储”和“收发”两个前后相继的步骤，将“存储”和“收发”设计成两个并行独立开展的部件，可以形成流水线构造，提高串行接口吞吐运作效率。当A串行接口有数据过来完成了存储操作准备要进行发送时，此时负责存储处理的部件可以处理B或者C串行接口的数据，而不是要等待A串行接口完成整个存储发送后才能处理B或者C等其他接口的数据，这样大大提高了数据传输效率。

基于上述实施例，可知本发明无需像现有方案一样：一次只能打开一路，其他路的串行接口只能不断请求和不断等待，等待当前占用的串行接口使用完成并且断开之后才能使用。本方案可以实现多个串行接口的同时收发，这样大大增加了线路传输的效率。

由于本发明上述实施例所描述的系统/装置，为实施本发明上述实施例的方法所采用的系统/装置，故而基于本发明上述实施例所描述的方法，本领域所属技术人员能够了解该系统/装置的具体结构及变形，因而在此不再赘述。凡是本发明上述实施例的方法所采用的系统/装置都属于本发明所欲保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。

此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。