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(zhuān)利說(shuō)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(duì)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(hào)傳輸，隨著水下基元的增加，許多缺點(diǎn)開(kāi)始顯露出來(lái)，諸如直徑粗、重量大、信號(hào)衰減畸變嚴(yán)重以及信號(hào)間干擾較大等。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來(lái)開(kāi)始轉(zhuǎn)型于在數(shù)字化平臺(tái)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(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，一旦其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，就會(huì)影響一條陣?yán)|，甚至整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)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(jiǎn)單的單向傳輸，而是通過(guò)每個(gè)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(wú)法接收、傳送數(shù)據(jù)這一風(fēng)險(xiǎn)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(duì)稱(chēng)設(shè)置在同一平面，兩塊傳輸板分別通過(guò)一組接口同時(shí)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(dòng)時(shí)，2塊傳輸板上的MCU同時(shí)上電，主傳輸板的MCU發(fā)送觸發(fā)信號(hào)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(gè)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(shí)，將異?；仞佒捣祷亟o主機(jī)，并且主傳輸板的MCU會(huì)通過(guò)接口板發(fā)送一個(gè)信號(hào)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(duì)稱(chēng)設(shè)置在同一平面，每個(gè)傳輸板尺寸為原來(lái)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(guò)一組接口同時(shí)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(guò)連接器連接。
[0008]所述傳輸板為L(zhǎng)型，兩塊L型傳輸板拼接成一個(gè)方形，兩個(gè)傳輸板上的元器件關(guān)于拼接后的方形中心對(duì)稱(chēng)。
[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(guò)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(shí)為待機(jī)模式，降低了整個(gè)水下采集傳輸節(jié)點(diǎn)的功耗。
【附圖說(shuō)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(shí)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(shuō)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(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0012]本發(fā)明的原理是通過(guò)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(gè)工作電路(主板)有問(wèn)題(電纜斷了/供電有問(wèn)題/岸上主機(jī)下命令)，對(duì)應(yīng)備份電路(備板)打開(kāi)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(duì)應(yīng)的時(shí)鐘也是跟蹤工作電路中的時(shí)鐘。
[0016]附圖3為原理示意圖，當(dāng)主板M⑶檢測(cè)到主板FPGA出現(xiàn)異常時(shí)，即通知備板M⑶進(jìn)入工作狀態(tài)，隨即備板MCU被叫醒，自動(dòng)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(duì)稱(chēng)設(shè)置在同一平面，兩塊傳輸板分別通過(guò)一組接口同時(shí)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(dòng)時(shí)，2塊傳輸板上的MCU同時(shí)上電，主傳輸板的MCU發(fā)送觸發(fā)信號(hào)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(gè)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(shí)，將異常回饋值返回給主機(jī)，并且主傳輸板的MCU會(huì)通過(guò)接口板發(fā)送一個(gè)信號(hào)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(cè)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(guò)來(lái)的觸發(fā)信號(hào)后，MCU自行判斷并決定開(kāi)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)