专利名称：不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法
技术领域：
本发明涉及空中交通管制领域，具体是不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法。
背景技术：
多雷达融合技术在空管领域应用越来越多，大量的雷达数据需要传送给空中交通管制系统，即ATC系统进行多雷达数据融合。目前我国空管领域雷达数据基本上都采用同步串行通信方式传输，雷达数据经同步串行通用接口进入ATC系统。由于同步串行通用接口只能接收、处理HDIC、IBM双同步这两种通信规程数据，而我国空管领域目前使用的雷达品种多，其数据通信规程不完全遵从这两种规程，因此，无法用同步串行通用接口接收、处理所有空管雷达数据。从我国的现有国情出发，需要有一种适应不同通信规程的雷达数据自适应的适配方法来接收、处理不同的通信规程的空管雷达数据实现多雷达融合。而现有技术的现状是，国外没有解决方法，国内至今也没有这样的方法问世。
发明内容
本发明的目的是针对国内空管领域目前使用的各种雷达的现状，提供一种不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法。能够自动接收、处理各种同步通信规程的空管雷达数据，并统一采用RS-232C异步通信标准数据通信方式传送给ATC系统。从而保证ATC系统能够接收、处理各种通信规程的空管雷达数据。
不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法采取的设计思想是目前国内使用的空管雷达不管采用何种通信规程，均采用同步通信方式，可以认为空管雷达数据就是按同步时钟节拍传送的位流数据，并且报文都由报头、正文、报尾组成，无报文发送时，就发送相应通信规程的、特殊的空闲字。因此，可以通过用通用微处理器将位流数据逐位读入，用软件程序根据各自通信规程的特殊空闲字自动识别其通信规程，然后按相应通信规程的报头、正文、报尾进行报文有效数据的组合，再用统一的RS-232C异步通信标准数据通信方式输出。
根据设计思想，不同通信规程空管雷达数据自适应适方法的总体技术方案可简要概括为首先利用空管雷达数据的同步时钟，采取外部中断方式，将空管雷达数据作为数据位流，逐位读入；然后根据国内目前空管领域使用雷达的各自特点，通过软件方法自动识别各种类型雷达数据的特征字节，确定相应的雷达数据报文结构，并据此进行雷达数据报文组合；最后将组合好的雷达数据，采用统一的RS-232C异步通信标准数据通信方式传送给ATC系统。
本发明的目的是这样达到的设置空管雷达数据的同步时钟输入中断服务程序，将空管雷达数据作为数据位流，逐位读入微处理器并进入主程序，主程序根据各种类型雷达数据的特征字节，确定相应的雷达数据报文结构，进行雷达数据报文组合，最后将组合好的雷达数据，采用统一的RS-232C异步通信标准数据通信方式传送给ATC系统；所述中断服务程序为中断服务程序响应空管雷达数据的同步时钟输入RxC引起的外部中断请求，完成同步数据输入RxD的逐位读入、计数，并依次存入位流数据缓冲区，具体过程是首先保护现场，读入1位数据3次，通过投票表决后将数据存入位流数据缓冲区，位计数器加1，然后恢复现场，退出中断服务；所述主程序是首先初始化，然后对位流数据根据目前国内使用的空管雷达数据的同步通信空闲字进行自动搜索、识别；一旦识别到有效的空闲字，就进入相应的模块程序，按照各自类型寻找同步通信报头；找到同步通信报头后，就开始组合空管雷达报文的有效数据，并通过异步数据输出TxD送出，直到同步通信报尾，在通过异步数据输出TxD送出空管雷达报文的有效数据时，根据同步通信输入数据的类型，增加几个字节的特殊报头标志。
所述微处理器是微型计算机，所述中断服务程序中读入同一位数据3次后，按少数服从多数的投票表决数字滤波算法确定结果；在主程序中，搜索有效的空闲字需连续正确识别3次或多次。
所述在主程序中搜索、识别有效的空闲字是指搜索、识别HDLC规程的空闲字7EH并进入HDLC模块程序。
所述在主程序中搜索、识别有效的空闲字是指搜索、识别IBM2或老Thompson规程的空闲字OFFH加32H并进入IBM2或老Thompson模块程序所述在主程序中搜索、识别有效的空闲字是指搜索、识别WestHouse规程的空闲字0111111111110B并进入WestHouse模块程序。
所述在主程序中搜索、识别有效的空闲字是指搜索、识别NEC规程的空闲字16H并进入NEC模块程序。
在通过异步数据输出TxD送出空管雷达报文的有效数据时，根据同步通信输入数据的类型，增加几个字节的特殊报头标志是指在HDLC规程中增加OAAH、OBBH、OCAH、在老Thompson规程中增加OAAH、OBBH、OCCH，在IBM规程中增加OAAH、OBBH、OCBH，在WestHouse规程中增加OAAH、OBBH、OCDH，在NEC规程中增加OAAH、OBBH、OCEH特殊报头标志。
本发明具有以下积极效果1、可自动识别、接收、处理国内各种同步通信规程的空管雷达数据目前国内空管领域使用的HDLC、IBM双同步、WestHouse、NEC、老Thompson等雷达数据均能自动识别、接收、处理，而同步串行通用接口只能接收、处理HDLC和IBM双同步两种通信规程数据。
2、特率自适用由于采取外部中断方式逐位读取数据位流进行处理，因此不用事先确定波特率；而同步串行通用接口必须事先确定波特率。
3、大大增加单台PC机接收空管雷达数据路数1台PC机可插的同步串行通用接口卡数量有限，以台湾MOSA公司的C204卡为例，1台PC机最多可插4块16路，即可接收16路同步串行通信数据。而对于异步串行通信接口卡，以台湾MOSA公司的C320卡为例，1台PC机可插4块128路，由于经本方法接收、处理后统一按异步通信格式输出所有数据，因此1台PC机可实现接收128路同步串行通信数据。
四
图1是本不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法的总体流程示意图。
图2是中断服务程序流程图。
图3是主程序流程图。
图4是HDLC规程的模块程序流程图。
图5是老Thompson和IBM双同步规程的模块程序流程图，A表示ATC系统，I表示IBM通信规程，T表示Thompson通信规程。
图6是老Thompson规程的异步发送程序流程图。
图7是IBM双同步规程的异步发送程序流程图。
图8是WestHouse规程的模块程序流程图。
图9是NEC规程的模块程序流程图。
五具体实施例方式
参见图1、2、3。所有实施例的应用软件均由中断服务程序和主程序两部分组成，并在微处理器中完成。
中断服务程序响应空管雷达数据的同步时钟输入RxC引起的外部中断请求，主要完成同步数据输入RxD的逐位读入、计数，并依次存入位流数据缓冲区。其中，在中断服务程序中读入同一位数据3次，按少数服从多数的投票表决数字滤波算法确定结果。
主程序首先初始化，然后对位流数据根据目前国内使用的空管雷达数据的同步通信空闲字进行自动搜索、识别；一旦识别到有效的空闲字，即连续正确识别3次或多次，就进入相应的模块程序，按照各自类型寻找同步通信报头；找到同步通信报头后，就开始组合空管雷达报文的有效数据，并通过异步数据输出TxD送出，直到同步通信报尾。
另外，在通过异步数据输出TxD送出空管雷达报文的有效数据时，也可根据同步通信输入数据的类型，增加几个字节的特殊报头标志，以便ATC系统的识别、处理。
实施例1。HDLC规程的雷达数据自适应，参见图4。
主程序搜索、识别HDLC规程和HDLC模块完成异步发送的过程是HDLC的空闲字为1个字节(8位二进制)的01111110B，即十六进制7EH，也即2个报文之间至少有1个空闲字7EH。因此，一个报文的报头和报尾也就是空闲字7EH，报文的有效内容为两组(至少1个)空闲字之间的非7EH数据。
在主程序中按7EH搜索、识别HDLC类型，一旦连续3次或多次识别正确，就进入HDLC模块程序，搜索HDLC同步通信报头7EH、报文的有效数据和报尾7EH，并将组合好的空管雷达报文有效数据按字节通过异步数据输出TxD送出。
另外，在异步输出空管雷达报文有效数据第一个字节前，输出3个字节或更多的固定特殊报头标志，例如0AAH、0BBH、0CAH，告诉接收系统，如ATC系统，本空管雷达的类型、一个报文有效内容的起始，以便识别、处理。
实施例2。IBM双同步和老Thompson规程的雷达数据自适应，参见图5、6、7。
主程序搜索、识别IBM双同步和老Thompson规程，IBM双同步和老Thompson模块完成异步发送的过程是IBM双同步和老Thompson的空闲字为3个以上字节(8位二进制)的11111111B，即十六进制0FFH，但IBM双同步在正式报文数据前有2个字节的同步字32H，而老Thompson在正式报文数据前只有1个字节的同步字32H。因此，一个报文的报头就是空闲字0FFH+同步字32H，报尾是空闲字3个以上的0FFH，报头、报尾之间的数据即是报文的有效内容。
在主程序中就按空闲字0FFH和同步字32H两个条件搜索、识别IBM双同步和老Thompson类型，一旦连续3次或多次识别正确，就进入IBM双同步和老Thompson模块程序，搜索IBM双同步和老Thompson同步通信报头0FFH和同步字32H、报文的有效数据和报尾3个以上字节的0FFH，并将组合好的空管雷达报文有效数据按字节通过异步数据输出TxD送出。
同样，在异步输出空管雷达报文有效数据第一个字节前，也可输出3个字节或更多的固定特殊报头标志，例如IBM双同步输出0AAH、0BBH、0CBH，老Thompson输出0AAH、0BBH、0CCH，告诉ATC系统本空管雷达的类型、一个报文有效内容的起始，以便识别、处理。
实施例3。WestHouse规程的雷达数据自适应，参见图8。
主程序搜索、识别WestHouse规程和WestHouse模块完成异步发送的过程是WestHouse的空闲字较为特殊，为13位二进制数的0111111111110B，而且报文内容也是13位二进制数为1个标准字长。同时，2个报文之间至少有1个空闲字0111111111110B，因此，一个报文的报头和报尾也就是空闲字0111111111110B，报文的有效内容为两组(至少1个)空闲字之间的非0111111111110B数据。
在主程序中就按0111111111110B搜索、识别WestHouse类型，一旦连续3次(或多次)识别正确，就进入WestHouse模块程序，搜索WestHouse同步通信报头空闲字0111111111110B、报文的有效数据和报尾空闲字0111111111110B，并将组合好的空管雷达报文有效数据按字节通过异步数据输出TxD送出。由于报文数据标准字长是13位二进制数，本方法将1个标准字长用2个字节(每个字节8位二进制数)来表示。
同样，在异步输出空管雷达报文有效数据第一个字节前，输出3个字节或更多的固定特殊报头标志，例如0AAH、0BBH、0CDH，告诉ATC系统本空管雷达的类型、一个报文有效内容的起始。
实施例4。NEC规程的雷达数据自适应，参见图9。
NEC的空闲字为2个字节(8位二进制)以上的00010110B，即十六进制16H，也即2个报文之间至少有即2个字节以上的16H空闲字。因此，一个报文的报头和报尾也就是空闲字2个字节以上的16H，报文的有效内容为两组(至少2个16H)空闲字之间的数据。
在主程序中按16H搜索、识别NEC类型，一旦连续3次或多次识别正确，就进入NEC模块程序，搜索NEC同步通信报头、报文的有效数据和报尾，并将组合好的空管雷达报文有效数据按字节通过异步数据输出TxD送出。
在异步输出空管雷达报文有效数据第一个字节前，输出固定特殊报头标志，如0AAH、0BBH、0CEH，告诉ATC系统本空管雷达的类型、一个报文有效内容的起始。
权利要求
1.一种不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法，其特征在于设置空管雷达数据的同步时钟输入中断服务程序，将空管雷达数据作为数据位流，逐位读入微处理器并进入主程序，主程序根据各种类型雷达数据的特征字节，确定相应的雷达数据报文结构，进行雷达数据报文组合，最后将组合好的雷达数据，采用统一的RS-232C异步通信标准数据通信方式传送给ATC系统；所述中断服务程序为中断服务程序响应空管雷达数据的同步时钟输入RxC引起的外部中断请求，完成同步数据输入RxD的逐位读入、计数，并依次存入位流数据缓冲区，具体过程是首先保护现场，读入1位数据3次，通过投票表决后将数据存入位流数据缓冲区，位计数器加1，然后恢复现场，退出中断服务；所述主程序是首先初始化，然后对位流数据根据目前国内使用的空管雷达数据的同步通信空闲字进行自动搜索、识别；一旦识别到有效的空闲字，就进入相应的模块程序，按照各自类型寻找同步通信报头；找到同步通信报头后，就开始组合空管雷达报文的有效数据，并通过异步数据输出TxD送出，直到同步通信报尾，在通过异步数据输出TxD送出空管雷达报文的有效数据时，根据同步通信输入数据的类型，增加几个字节的特殊报头标志。
2.如权利要求1所述的不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法，其特征在于所述微处理器是微型计算机，所述中断服务程序中读入同一位数据3次后，按少数服从多数的投票表决数字滤波算法确定结果；在主程序中，搜索有效的空闲字需连续正确识别3次或多次。
3.如权利要求1或2所述的不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法，其特征在于所述在主程序中搜索、识别有效的空闲字是指搜索、识别HDLC规程的空闲字7EH并进入HDLC模块程序，增加几个字节的特殊报头标志是指在HDLC规程中增加OAAH、OBBH、OCAH字节。
4.如权利要求1或2所述的不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法，其特征在于所述在主程序中搜索、识别有效的空闲字是指搜索、识别IBM双同步或老Thompson规程的空闲字OFFH加32H并进入IBM2或老Thompson模块程序，增加几个字节的特殊报头标志是指在Thompson规程中增加OAAH、OBBH、OCCH，在IBM规程中增加OAAH、OBBH、OCBH字节
5.如权利要求1或2所述的不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法，其特征在于所述在主程序中搜索、识别有效的空闲字是指搜索、识别WestHouse规程的空闲字0111111111110B并进入WestHouse模块程序，增加几个字节的特殊报头标志是指在WestHouse规程中增加OAAH、OBBH、OCDH字节。
6.如权利要求1或2所述的不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法，其特征在于所述在主程序中搜索、识别有效的空闲字是指搜索、识别NEC规程的空闲字16H，并进入NEC模块程序，增加几个字节的特殊报头标志是指在NEC规程中增加OAAH、OBBH、OCEH字节。
全文摘要
不同通信规程空管雷达数据自适应适配方法。设置空管雷达数据的同步时钟输入中断服务程序，将空管雷达数据作为数据位流，逐位读入微处理器并进入主程序，主程序根据各类型雷达数据的特征字节，确定相应的雷达数据报文结构进行报文组合，采用统一的RS－232C异步通信标准数据通信方式传送给ATC系统。主程序是对雷达数据的同步通信空闲字进行自动搜索、识别并进入相应的模块程序，组合报文的有效数据，通过异步数据输出TxD送出，同时根据同步通信输入数据的类型，增加特殊报头标志。本方法的优点可自动识别、接收、处理国内各种同步通信规程的空管雷达数据；波特率自适用，不用事先设定波特率大大增加单台PC机接收空管雷达数据路数，单台可接收128路。
文档编号G08G5/00GK1982915SQ20051002230
公开日2007年6月20日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者刘正熙, 李新胜, 黄戈 申请人:四川川大智胜软件股份有限公司, 四川大学