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      一種水下傳輸系統(tǒng)的硬備份數(shù)據(jù)傳輸方法及節(jié)點(diǎn)裝置的制造方法

      文檔序號:9767649閱讀:353來源:國知局
      一種水下傳輸系統(tǒng)的硬備份數(shù)據(jù)傳輸方法及節(jié)點(diǎn)裝置的制造方法
      【專利說明】一種水下傳輸系統(tǒng)的硬備份數(shù)據(jù)傳輸方法及節(jié)點(diǎn)裝置
      [0001]
      技術(shù)領(lǐng)域
      [0002]本發(fā)明涉及對水下傳輸系統(tǒng)的硬備份數(shù)據(jù)傳輸方法及節(jié)點(diǎn)裝置的改進(jìn),屬于數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
      【背景技術(shù)】
      [0003]目前,水下數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)已經(jīng)獲得了非常廣泛的應(yīng)用。在能源領(lǐng)域,它被運(yùn)用到海上滲水地震采集處理一體化技術(shù)中;在軍事領(lǐng)域,它被運(yùn)用到拖曳式線陣聲納、海底光纜等系統(tǒng)中。早前的拖纜主要基于模擬信號傳輸,隨著水下基元的增加,許多缺點(diǎn)開始顯露出來,諸如直徑粗、重量大、信號衰減畸變嚴(yán)重以及信號間干擾較大等。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,近年來開始轉(zhuǎn)型于在數(shù)字化平臺上研制水下數(shù)據(jù)采集及高速傳輸系統(tǒng)。目前已經(jīng)具有大容量和多基元的水下數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng),且多為單向串聯(lián)式。但是現(xiàn)在的采集傳輸系統(tǒng)多應(yīng)用于海底光纜,放置到海底后,很難對其進(jìn)行檢測和維護(hù),一旦其中一個節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障,就會影響一條陣?yán)|,甚至整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明提供一種水下傳輸系統(tǒng)的硬備份數(shù)據(jù)傳輸方法及節(jié)點(diǎn)裝置。本發(fā)明的目的是提供一種全新的備份模式,使得數(shù)據(jù)傳輸不再是簡單的單向傳輸,而是通過每個節(jié)點(diǎn)上安置2塊傳輸板,實(shí)現(xiàn)主備切換,使因?yàn)橹靼逖b置故障而無法接收、傳送數(shù)據(jù)這一風(fēng)險降至最小。
      [0005]技術(shù)方案:一種水下傳輸系統(tǒng)的硬備份數(shù)據(jù)傳輸方法,包括以下步驟:
      1.在原有的單向水下采集傳輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,將其中傳輸板的尺寸縮減為原傳輸板尺寸的一半;
      2.將兩塊縮減后的傳輸板呈中心對稱設(shè)置在同一平面,兩塊傳輸板分別通過一組接口同時與接口板連接,其中一塊傳輸板為主傳輸板,另外一塊為備份傳輸板;
      3.系統(tǒng)啟動時,2塊傳輸板上的MCU同時上電,主傳輸板的MCU發(fā)送觸發(fā)信號給FPGA,F(xiàn)PGA上電并進(jìn)入工作模式;備份傳輸板的MCU進(jìn)入待機(jī)模式,以降低整個水下采集傳輸節(jié)點(diǎn)的功耗;
      4.主傳輸板發(fā)生異常情況(多為FPGA或網(wǎng)口芯片異常)時,將異?;仞佒捣祷亟o主機(jī),并且主傳輸板的MCU會通過接口板發(fā)送一個信號給備份傳輸板的MCU,通知備份傳輸板進(jìn)入工作模式;
      5.備份傳輸板的FPGA上電進(jìn)入工作模式,系統(tǒng)即恢復(fù)正常工作狀態(tài)。
      [0006]一種水下傳輸系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)裝置,包括兩塊尺寸縮減后的傳輸板,其中一塊傳輸板為主傳輸板,另外一塊為備份傳輸板;兩塊傳輸板呈中心對稱設(shè)置在同一平面,每個傳輸板尺寸為原來傳輸板尺寸的一半,兩塊傳輸板拼接在一起設(shè)置在接口板上,且兩塊傳輸板拼接后的尺寸和接口板的尺寸一樣;兩塊傳輸板分別通過一組接口同時與接口板連接。
      [0007]所述接口板下層設(shè)有采集板;傳輸板、接口板和采集板從上至下組成三層立體結(jié)構(gòu),每層之間通過連接器連接。
      [0008]所述傳輸板為L型,兩塊L型傳輸板拼接成一個方形,兩個傳輸板上的元器件關(guān)于拼接后的方形中心對稱。
      [0009]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案,具有以下有益效果:
      1.適用于多種水下數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng);
      2.通過硬件備份,加強(qiáng)了水下數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?br> 3.備份傳輸板閑置時為待機(jī)模式,降低了整個水下采集傳輸節(jié)點(diǎn)的功耗。
      【附圖說明】
      [0010]圖1為系統(tǒng)正常工作的網(wǎng)絡(luò)連接原理圖,其中主板為主傳輸板,備板為備份傳輸板;
      圖2為發(fā)生異常情況時的網(wǎng)絡(luò)連接原理圖;
      圖3為本發(fā)明工作原理圖;
      圖4為主傳輸板、備份傳輸板與接口板和采集板之間的關(guān)系圖;
      圖5為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流運(yùn)行原理圖;
      圖6為實(shí)例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖;
      圖7為實(shí)例中電子艙節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)圖;
      圖8為實(shí)例的傳輸板及接口板實(shí)物圖;
      圖9為實(shí)例處于工作狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)實(shí)物圖;
      圖10為實(shí)例中傳輸板平面圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡明本發(fā)明,應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍,在閱讀了本發(fā)明之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
      [0012]本發(fā)明的原理是通過2塊傳輸板實(shí)現(xiàn)硬件備份,如附圖1所示。
      [0013]系統(tǒng)采用附圖1所示連接方法,工作電路(主板)和備用電路(備板)ID采用高位數(shù)區(qū)別,初始狀態(tài)默認(rèn)工作電路(主板)工作,一旦某個工作電路(主板)有問題(電纜斷了/供電有問題/岸上主機(jī)下命令),對應(yīng)備份電路(備板)打開進(jìn)入到工作鏈中。
      [0014]當(dāng)默認(rèn)的傳輸節(jié)點(diǎn)有異常發(fā)生,則切換到備份傳輸板工作,切換后系統(tǒng)通信鏈路如附圖2所示。
      [0015]附圖2示意了工作電路上工作節(jié)點(diǎn)2的主傳輸板(主板)失效后的電路組網(wǎng)圖。對應(yīng)的時鐘也是跟蹤工作電路中的時鐘。
      [0016]附圖3為原理示意圖,當(dāng)主板M⑶檢測到主板FPGA出現(xiàn)異常時,即通知備板M⑶進(jìn)入工作狀態(tài),隨即備板MCU被叫醒,自動與備板FPGA連接并繼續(xù)工作。
      [0017]水下傳輸系統(tǒng)的硬備份數(shù)據(jù)傳輸方法,包括以下步驟:
      1.在原有的單向水下采集傳輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,將其中傳輸板的尺寸縮減為原傳輸板尺寸的一半;
      2.將兩塊縮減后的傳輸板呈中心對稱設(shè)置在同一平面,兩塊傳輸板分別通過一組接口同時與接口板連接,其中一塊傳輸板為主傳輸板,另外一塊為備份傳輸板;
      3.系統(tǒng)啟動時,2塊傳輸板上的MCU同時上電,主傳輸板的MCU發(fā)送觸發(fā)信號給FPGA,F(xiàn)PGA上電并進(jìn)入工作模式;備份傳輸板的MCU進(jìn)入待機(jī)模式,以降低整個水下采集傳輸節(jié)點(diǎn)的功耗;
      4.主傳輸板發(fā)生異常情況(多為FPGA或網(wǎng)口芯片異常)時,將異?;仞佒捣祷亟o主機(jī),并且主傳輸板的MCU會通過接口板發(fā)送一個信號給備份傳輸板的MCU,通知備份傳輸板進(jìn)入工作模式;
      5.備份傳輸板的FPGA上電進(jìn)入工作模式,系統(tǒng)即恢復(fù)正常工作狀態(tài)。
      [0018]傳輸板主要由FPGA、MCU和網(wǎng)口芯片組成,其中MCU作為檢測和控制電路完成單板供電控制和主備切換功能。當(dāng)收到GP1過來的觸發(fā)信號后,MCU自行判斷并決定開或關(guān)閉電源或是主備板切換。默認(rèn)網(wǎng)口都給主板使用,在使用狀態(tài)下FPGA將數(shù)據(jù)發(fā)
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