具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机载异构网络数据记录方法，所述方法基于机载异构网络数据记录系统来实施，所述机载异构网络数据记录系统所运行的机载异构网络拓扑中，包括若干机载设备、记录设备；机载设备1到机载设备N以及记录设备之间有三种通信网络，分别是FC总线网络、485总线网络和以太网网络；

所述机载异构网络数据记录系统运行于记录设备中，其包括如下模块：数据采集模块、数据传输模块、数据记录模块；

所述数据采集模块包括：FC总线预处理模块、485总线预处理模块和以太网预处理模块；所述数据采集模块通过读写访问完成对机载设备、记录设备的CPU、内存和存储卡的自检；数据采集模块再进行异构网络数据的采集、量化，对于加密传输的数据，还对数据进行解密，然后按照固定的帧格式对异构网络数据进行编码，完成预处理，并将预处理后的异构网络数据通过数据传输模块发送给数据记录模块；其中，所述异构网络数据包括三种网络类型的网络数据；

所述数据传输模块包括：FC总线传输模块、485总线传输模块和以太网传输模块；所述数据传输模块用于完成网络初始化操作，并为数据采集模块和数据记录模块提供异构网络数据传输的通道和数据校验接口；

所述数据记录模块包括：数据接收模块、格式转换模块和存储模块；所述数据记录模块用于完成异构网络数据的接收、数据格式转换以及数据存储功能；其中，数据接收模块通过实时接收数据传输模块传输的异构网络数据，将异构网络数据的数据流写入数据循环缓冲区；通过获取数据采集模块发送的实时时间，创建存储目录和存储文件，并由格式转换模块将数据循环缓冲区中数据流的数据进行格式转换，然后由存储模块按照FC总线网络数据、485总线网络数据、以太网网络数据和日志数据的分类写入到存储文件；

基于上述机载异构网络数据记录系统，所述机载异构网络数据记录方法包括如下步骤：

步骤1：对机载设备和记录设备进行加电，启动机载异构网络数据记录系统，然后进行机载异构网络配置与连接，包括FC网络、485总线网络和以太网网络；

步骤2：数据传输模块完成网络初始化操作，创建数据传输、校验接口；

步骤3：数据采集模块完成设备自检，并通过数据传输模块向数据记录模块发送实时时间；

步骤4：数据记录模块完成硬盘初始化，并根据实时时间创建存储目录；

步骤5：数据采集模块进行异构网络数据的采集和校验，完成异构网络数据的预处理；

步骤6：数据传输模块将预处理后的异构网络数据实时发送至数据记录模块；

步骤7：数据记录模块实时地将收到的异构网络数据中的网络数据和日志数据写入到存储目录的存储文件中；

步骤8：飞行结束后，地面人员经过卸载器读取，通过数据回放显示，将存储的机载数据解码输出，供飞行相关人员使用分析。

其中，所述网络初始化操作包括：三种网络类型的网络参数加载、角色和通道设置、地址设定和环形缓冲器创建。

其中，所述步骤8中，解码后输出的方式包括：转换成表格、曲线和三维仿真形式进行显示或者打印。

其中，所述步骤2中，所述数据传输模块的FC总线传输模块、485总线传输模块和以太网传输模块，根据机载异构网络类型，对应执行如下子步骤：

步骤21：加载网络参数；

步骤22：进行以太网、FC总线和485总线初始化配置；

步骤23：创建数据传输、校验接口。

其中，所述步骤3中包括如下子步骤：

步骤31：机载设备、记录设备进行自检；通过读写访问完成异构网络上机载设备、记录设备的CPU、内存和存储卡的自检，完成硬盘的打开操作，创建索引文件，并对硬盘空余容量进行检测，发现空间小于设定的比例时，删除一个最早的文件记录；

步骤32：判断设备自检是否正常完成，如果完成转入步骤33，如果未完成则重新转入步骤31进行重新自检；

步骤33：通过数据传输模块向数据记录模块发送实时时间。

其中，所述步骤4中包括如下子步骤：

步骤41：硬盘初始化；硬盘上电复位后，会延迟固定时钟周期，输出写保护信号，然后产生初始化有效信号，进行硬盘坏块表查找，查找结束后进行页查找，获取可以对硬盘进行写操作的基地址，查找结束即完成硬盘初始化；

步骤42：数据接收模块获取数据采集模块获取的实时时间；

步骤43：如果数据接收模块成功获取实时时间，转入步骤44，如果未获取到，则重新转入步骤42进行重新获取；如果固定时间间隔内实时时间获取不成功，则使用本地时间；

步骤44：如果数据接收模块成功获取实时时间，则使用实时时间作为文件夹名，创建存储目录，否则使用本地时间作为存储目录，然后创建存储文件和日志文件。

其中，所述步骤5中包括如下子步骤：

步骤51：FC总线预处理模块、485总线预处理模块和以太网预处理模块之一、之二或全部，对应采集FC总线、485总线和以太网数据；通过中断接收总线和网络数据，根据不同的网络数据类型将数据放入到不同的临时缓冲区，形成异构网络数据，并等待异构网络数据的预处理；

步骤52：完成异构网络数据的预处理；首先根据已知的秘钥对采集的异构网络数据进行解密，然后将解密后的异构网络数据进行校验计算，与解密后异构网络数据的校验位进行比较，判断异构网络数据是否正确传输，如果不正确则丢弃该包数据，最后按照固定的帧格式对正确的异构网络数据进行编码；

步骤52：将预处理后的异构网络数据发送出去。

其中，所述步骤6中，所述数据传输模块的FC总线传输模块、485总线传输模块和以太网传输模块，根据机载异构网络类型，分别通过对应的网络将异构网络数据发送至数据记录模块。

其中，所述步骤7中包括如下子步骤：

步骤71：数据接收模块实时接收异构网络数据；

步骤72：如果判断为新的异构网络数据到来，数据接收模块则将新的异构网络数据写入数据循环缓冲区，更新数据缓冲区指针；

步骤73：格式转换模块解析数据循环缓冲区的异构网络数据，查找数据包头标志，获取数据包的长度；根据数据包的长度读取数据内容，转换数据格式；

步骤74：存储模块将异构网络数据分类写入到对应的存储文件。

其中，所述步骤74中，为确保可靠的存储数据，采用冗余写入机制，将记录的异构网络数据分别写到两块本地硬盘中，每块硬盘根据不同的数据类型将异构网络数据写入扇区1到扇区N；即使一块硬盘发生故障，也可以通过第二块硬盘读取数据。

此外，本发明还提供一种机载异构网络数据记录系统，如附图1所示，所述机载异构网络数据记录系统所运行的机载异构网络拓扑中，包括若干机载设备、记录设备；机载设备1到机载设备N以及记录设备之间有三种通信网络，分别是FC总线网络、485总线网络和以太网网络；

所述机载异构网络数据记录系统如附图2所示，运行于记录设备中，其包括如下模块：数据采集模块、数据传输模块、数据记录模块；

所述数据采集模块包括：FC总线预处理模块、485总线预处理模块和以太网预处理模块；所述数据采集模块通过读写访问完成对机载设备、记录设备的CPU、内存和存储卡的自检；数据采集模块再进行异构网络数据的采集、量化，对于加密传输的数据，还对数据进行解密，然后按照固定的帧格式对异构网络数据进行编码，完成预处理，并将预处理后的异构网络数据通过数据传输模块发送给数据记录模块；其中，所述异构网络数据包括三种网络类型的网络数据；

所述数据传输模块包括：FC总线传输模块、485总线传输模块和以太网传输模块；所述数据传输模块用于完成网络初始化操作，并为数据采集模块和数据记录模块提供异构网络数据传输的通道和数据校验接口；

所述数据记录模块包括：数据接收模块、格式转换模块和存储模块；所述数据记录模块用于完成异构网络数据的接收、数据格式转换以及数据存储功能；其中，数据接收模块通过实时接收数据传输模块传输的异构网络数据，将异构网络数据的数据流写入数据循环缓冲区；通过获取数据采集模块发送的实时时间，创建存储目录和存储文件，并由格式转换模块将数据循环缓冲区中数据流的数据进行格式转换，然后由存储模块按照FC总线网络数据、485总线网络数据、以太网网络数据和日志数据的分类写入到存储文件。

其中，所述网络初始化操作包括：三种网络类型的网络参数加载、角色和通道设置、地址设定和环形缓冲器创建。

其中，所述机载异构网络数据记录系统的工作流程见附图3所示，具体过程如下：

步骤1：对机载设备和记录设备进行加电，启动机载异构网络数据记录系统，然后进行机载异构网络配置与连接，包括FC网络、485总线网络和以太网网络；

步骤2：数据传输模块完成网络初始化操作，创建数据传输、校验接口；

步骤3：数据采集模块完成设备自检，并通过数据传输模块向数据记录模块发送实时时间；

步骤4：数据记录模块完成硬盘初始化，并根据实时时间创建存储目录；

步骤5：数据采集模块进行异构网络数据的采集和校验，完成异构网络数据的预处理；

步骤6：数据传输模块将预处理后的异构网络数据实时发送至数据记录模块；

步骤7：数据记录模块实时地将收到的异构网络数据中的网络数据和日志数据写入到存储目录的存储文件中；

步骤8：飞行结束后，地面人员经过卸载器读取，通过数据回放显示，将存储的机载数据解码输出，供飞行相关人员使用分析。

其中，所述步骤8中，解码后输出的方式包括：转换成表格、曲线和三维仿真形式进行显示或者打印。

其中，所述数据传输模块的工作流程如附图5所示，所述步骤2中，所述数据传输模块的FC总线传输模块、485总线传输模块和以太网传输模块，根据机载异构网络类型，对应执行如下子步骤：

步骤21：加载网络参数；

步骤22：进行以太网、FC总线和485总线初始化配置；

步骤23：创建数据传输、校验接口。

其中，所述数据采集模块的工作流程如附图4所示，所述步骤3中包括如下子步骤：

步骤31：机载设备、记录设备进行自检；通过读写访问完成异构网络上机载设备、记录设备的CPU、内存和存储卡的自检，完成硬盘的打开操作，创建索引文件，并对硬盘空余容量进行检测，发现空间小于设定的比例时，删除一个最早的文件记录；

步骤32：判断设备自检是否正常完成，如果完成转入步骤33，如果未完成则重新转入步骤31进行重新自检；

步骤33：通过数据传输模块向数据记录模块发送实时时间。

其中，所述数据记录模块的工作流程如附图6所示，所述步骤4中包括如下子步骤：

步骤41：硬盘初始化；硬盘上电复位后，会延迟固定时钟周期，输出写保护信号，然后产生初始化有效信号，进行硬盘坏块表查找，查找结束后进行页查找，获取可以对硬盘进行写操作的基地址，查找结束即完成硬盘初始化；

步骤42：数据接收模块获取数据采集模块获取的实时时间；

步骤43：如果数据接收模块成功获取实时时间，转入步骤44，如果未获取到，则重新转入步骤42进行重新获取；如果固定时间间隔内实时时间获取不成功，则使用本地时间；

步骤44：如果数据接收模块成功获取实时时间，则使用实时时间作为文件夹名，创建存储目录，否则使用本地时间作为存储目录，然后创建存储文件和日志文件。

其中，所述步骤5中包括如下子步骤：

步骤51：FC总线预处理模块、485总线预处理模块和以太网预处理模块之一、之二或全部，对应采集FC总线、485总线和以太网数据；通过中断接收总线和网络数据，根据不同的网络数据类型将数据放入到不同的临时缓冲区，形成异构网络数据，并等待异构网络数据的预处理；

步骤52：完成异构网络数据的预处理；首先根据已知的秘钥对采集的异构网络数据进行解密，然后将解密后的异构网络数据进行校验计算，与解密后异构网络数据的校验位进行比较，判断异构网络数据是否正确传输，如果不正确则丢弃该包数据，最后按照固定的帧格式对正确的异构网络数据进行编码；

步骤52：将预处理后的异构网络数据发送出去。

其中，所述步骤6中，所述数据传输模块的FC总线传输模块、485总线传输模块和以太网传输模块，根据机载异构网络类型，分别通过对应的网络将异构网络数据发送至数据记录模块。

其中，所述步骤7中包括如下子步骤：

步骤71：数据接收模块实时接收异构网络数据；

步骤72：如果判断为新的异构网络数据到来，数据接收模块则将新的异构网络数据写入数据循环缓冲区，更新数据缓冲区指针；

步骤73：格式转换模块解析数据循环缓冲区的异构网络数据，查找数据包头标志，获取数据包的长度；根据数据包的长度读取数据内容，转换数据格式；

步骤74：存储模块将异构网络数据分类写入到对应的存储文件；为确保可靠的存储数据，采用冗余写入机制，将记录的异构网络数据分别写到两块本地硬盘中，每块硬盘根据不同的数据类型将异构网络数据写入扇区1到扇区N；即使一块硬盘发生故障，也可以通过第二块硬盘读取数据，具体流程如附图7所示。

实施例1

本实施例所涉及的机载异构网络拓扑如附图1所示，机载设备1到机载设备N以及记录设备之间有三种通信网络，分别是FC总线网络、485总线网络和以太网网络，本发明所提出的机载异构网络数据记录系统运行在机载记录设备上。

机载异构网络数据记录系统软件架构如附图2所示，包括如下模块：数据采集模块、数据传输模块、数据记录模块。

数据采集模块包括FC总线预处理模块、485总线预处理模块和以太网预处理模块，数据采集模块通过读写访问完成对设备CPU、内存和存储卡的自检；通过数据传输模块采集、量化异构网络中的总线数据，由于数据是加密传输，还需要对数据进行解密，然后按照固定的帧格式对数据进行编码，并将预处理后的数据通过数据传输模块发送给数据记录模块。

数据传输模块包括FC总线传输模块、485总线传输模块和以太网传输模块，数据传输模块主要完成三种类型网络参数加载、角色和通道设置、地址设定和环形缓冲器创建等网络初始化操作。数据传输模块为数据采集模块和数据记录模块提供了数据传输的通道和数据校验接口。

数据记录模块包括数据接收模块、格式转换模块和存储模块，数据记录模块主要完成异构网络数据的接收、数据格式转换以及数据存储功能。数据记录模块通过实时接收数据传输模块传输的网络数据，将网络数据写入数据循环缓冲区；通过获取数据采集模块发送的实时时间，创建存储目录和存储文件，并将数据循环缓冲区中的数据流的数据进行格式转换，按照FC网络数据、485网络数据、以太网网络数据和日志数据的分类写入到存储文件。

机载异构网络数据记录系统工作流程见附图3所示，具体流程如下：首先对设备进行加电，启动系统，然后进行网络配置与连接，包括FC网络、以太网和485总线网络，然后数据采集模块进行总线数据的采集和校验，数据记录模块实时地将收到的网络数据和日志数据写入到存储文件，待飞行结束后，地面人员经过卸载器读取，通过数据回放显示，将存储的机载数据解码、转换成表格、曲线和三维仿真等形式显示或者打印输出，供飞行相关人员使用分析。

数据采集模块的工作流程如附图4所示，具体流程如下：

1)设备进行自检。设备自检通过读写访问完成对设备CPU、内存和存储卡的自检，完成硬盘的打开操作，创建索引文件，并对硬盘空余容量进行检测，发现空间小于设定的比例时，会删除一个最早的文件记录。

2)判断设备自检是否正常完成，如果完成转入步骤3)，如果未完成则重新转入步骤1)进行重新自检。

3)向数据记录模块发送实时时间。

4)采集FC总线、485总线和以太网数据。通过中断接收总线和网络数据，根据不同的数据类型将数据放入到不同的临时缓冲区，等待数据预处理。

5)完成采集数据的预处理。首先根据已知的秘钥对采集的数据进行解密，然后将解密后的数据进行校验计算，与解密后数据的校验位进行比较，判断数据是否正确传输，如果不正确则丢弃该包数据，最后按照固定的帧格式对正确的数据进行编码。

6)将预处理后的数据发送到数据记录模块。

数据传输模块的工作流程如附图5所示，具体流程如下：

1)加载网络参数

2)以太网、FC总线和485总线初始化配置。

3)创建数据传输、校验接口。

数据记录模块的工作流程如附图6所示，具体流程如下：

1)硬盘初始化。硬盘上电复位后，会延迟固定时钟周期，输出写保护信号，然后产生初始化有效信号，进行硬盘坏块表查找，查找结束后进行页查找，获取可以对硬盘进行写操作的基地址，查找结束即完成硬盘初始化。

2)获取数据采集模块获取的实时时间。

3)如果成功获取实时时间，转入步骤4)，如果未获取到，则重新转入步骤2)进行重新获取。如果固定时间间隔获取不成功，则使用本地时间。

4)如果成功获取实时时间，则使用实时时间作为文件夹名，创建存储目录，否则使用本地时间作为存储目录，然后创建存储文件和日志文件。

5)实时接收数据。

6)如果有新的数据到来，则转入步骤5)，否则转入步骤4)。

7)将新数据写入数据循环缓冲区，更新数据缓冲区指针。

8)解析数据循环缓冲区的数据，查找数据包头标志，获取数据包的长度。根据数据包的长度读取数据内容，转换数据格式。

9)将数据分类写入到对应的存储文件。为确保可靠的存储数据，采用冗余写入机制，将记录的数据分别写到两块本地硬盘中，每块硬盘根据不同的数据类型将数据写入扇区1到扇区N。即使一块硬盘发生故障，也可以通过第二块硬盘读取数据，具体流程如附图7所示。

实施例2

本实施例提供一种机载异构网络记录系统，其适用的网络包括三种网络数据通道，分别是FC网络、485总线网络和以太网。

所述系统包括数据采集模块、数据传输模块、数据记录模块。

所述数据采集模块通过读写访问完成对设备CPU、内存和存储卡的自检，通过上电自检机制，完成对设备内部硬件的检查，利用上电时的空间管理，确保每次上电设备都有足够的存储空间存放数据，通过数据传输模块采集、量化异构网络中的总线数据，将预处理后的数据通过数据传输模块发送给数据记录模块。

所述数据传输模块主要完成三种类型网络参数加载、角色和通道设置、地址设定和环形缓冲器创建等网络初始化操作。数据传输模块为数据采集模块和数据记录模块提供了数据传输的通道和数据校验接口。

所述数据记录模块主要完成异构网络数据的接收、数据格式转换以及数据存储功能，为确保可靠的存储数据，采用冗余写入机制，将记录的数据分别写到两块本地硬盘中，每块硬盘根据不同的数据类型将数据写入不同的扇区。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。