一种基于航天器无线网络的多线程控制方法

摘要

本发明提供一种基于航天器无线网络的多线程控制方法，应用于航天器无线网络控制系统，包括星载计算机和多个单元部件，星载计算机和每个单元部件均为具有无线通信能力的设备；星载计算机启动响应部件入网请求线程、主动断开部件连接线程、部件故障检测线程、星载计算机自诊断线程和与部件传输有效数据线程。优点为：(1)每个成员航天器内部的各单元部件与星载计算机之间采用无线通信方式，不需要在成员航天器上进行复杂的布线设计，减少了成员航天器的尺寸和重量，降低了结构设计的复杂性；(2)通过对每个成员航天器的无线通信机制的设计，可以有效提高航天器控制系统的柔性和可重构性，有利于航天器部件的升级或替换，增强集群航天器功能。

主权项

一种基于航天器无线网络的多线程控制方法，其特征在于，应用于航天器无线网络控制系统，所述航天器无线网络控制系统包括：星载计算机和多个单元部件；其中，所述星载计算机和每个所述单元部件均为具有无线通信能力的设备；所述星载计算机通过无线网络与各个所述单元部件进行通信；其中，所述星载计算机包括星载计算机本体以及与所述星载计算机本体连接的第一无线网络节点机；通过所述第一无线网络节点机，使所述星载计算机本体具有无线通信能力；每个所述单元部件包括单元部件本体以及与所述单元部件本体连接的第二无线网络节点机；通过所述第二无线网络节点机，使所述单元部件具有无线通信能力；其中，所述单元部件包括敏感器部件和执行器部件；所述基于航天器无线网络的多线程控制方法，包括以下步骤：所述星载计算机启动响应部件入网请求线程、主动断开部件连接线程、部件故障检测线程、星载计算机自诊断线程和与部件传输有效数据线程；(一)所述星载计算机通过所述响应部件入网请求线程，实现将单元部件加入自身所在的无线网络的功能，具体实现方式为：S1，集群航天器由多个成员航天器组成；其中，每个所述成员航天器均设置一个无线控制网络，初始时，为每个所述成员航天器的所述无线控制网络分配全局唯一的网络ID号，每个所述网络ID号对应唯一的网络工作频道；还分配公共网络ID号，所述公共网络ID号对应唯一的网络公共申请频道；S2，所述集群航天器包括多个星载计算机和多个单元部件；初始时，为每个所述星载计算机设置全局唯一的星载计算机ID，为每个所述单元部件设置全局唯一的单元部件ID；其中，每个所述成员航天器搭载唯一一台星载计算机，搭载多台所述单元部件；每个所述星载计算机和每个所述单元部件均为具有无线通信能力的设备；S3，根据任务需求，向每个所述成员航天器下发可信部件列表，所述可信部件列表由所述成员航天器的星载计算机需要进行无线通信的多个单元部件ID组成；S4，每个所述成员航天器接收到专属于自身的所述可信部件列表后，通过自身的星载计算机存储所述可信部件列表；S5，各个所述单元部件通过以下步骤加入认为其可信的星载计算机所在的无线控制网络：S5.1，各台所述星载计算机启动所述响应部件入网请求线程，监听所述网络公共申请频道，判断是否存在单元部件在所述公共网络以广播的形式发送入网请求指令，其中，所述入网请求指令携带有单元部件ID；如果有，则执行S5.2；S5.2，所述星载计算机对所述入网请求指令进行解析，获得所述单元部件ID，然后，判断所述单元部件ID是否位于自身存储的所述可信部件列表，如果不位于，则屏蔽所述入网请求指令；如果位于，则执行S5.3；S5.3，所述星载计算机向所述单元部件发送接受入网的通知消息，其中，所述通知消息携带有所述星载计算机当前所处的网络ID号以及目的节点；所述目的节点为单元部件ID；所述单元部件在广播所述入网请求指令后，即进入监听状态，当所述单元部件在接收到某条所述接受入网的通知消息时，对所述通知消息进行解析，获得网络ID号以及目的节点，并判断所述目的节点是否为自身ID，如果是，则将自身工作频道调整到与所述网络ID号相匹配的网络工作频道，至此，所述单元部件成功加入认为其可信的所述星载计算机所处的无线控制网络，所述星载计算机可与所述单元部件进行正常无线通信；(二)当所述星载计算机接收到对其存储的所述可信部件列表中的某一个单元部件ID进行删除的通知消息时，所述星载计算机运行所述主动断开部件连接线程，主动断开与该单元部件的无线通信链路，将单元部件从自身所在的无线网络断开，具体实现方式为：S6.1，所述星载计算机向所述单元部件发送中断连接指令，其中，所述中断连接指令携带有需要中断连接的单元部件ID；S6.2，所述单元部件接收到所述中断连接指令后，对所述中断连接指令进行解析，判断是否为对自身发出的中断连接指令，如果是，则执行S6.3；S6.3，所述单元部件将自身工作频道调整到网络公共申请频道，并在所述公共网络以广播的形式发送入网请求指令，等待认为其可信的星载计算机将其加入到对应的无线控制网络；(三)在所述星载计算机与其存储的可信部件列表中各单元部件均加入无线控制网络之后，所述星载计算机运行部件故障检测线程，对与其连接的各单元部件是否发生故障进行检测，具体为：S7.1，各单元部件每隔第1设定时间间隔，即向所述星载计算机发送自身状态正常的通知消息；S7.2，所述星载计算机每隔第2设定时间间隔，判断是否接收到所述单元部件发送的自身状态正常的通知消息，如果接收到，则所述星载计算机得出所述单元部件为正常状态的结论，继续与所述单元部件进行无线通信；如果未接收到，则所述星载计算机得出所述单元部件为故障状态的结论；(四)在所述星载计算机与其存储的可信部件列表中各单元部件均加入无线控制网络之后，所述星载计算机运行星载计算机自诊断线程，检测自身是否发生故障，具体为：S8.1，所述星载计算机每隔第3设定时间间隔，向各个所述单元部件广播自身状态正常的通知消息；S8.2，所述单元部件每隔第4设定时间间隔，判断是否接收到所述星载计算机广播的状态正常的通知消息，如果接收到，则所述单元部件得出所述星载计算机为正常状态的结论，继续与所述星载计算机进行无线通信；如果未接收到，则所述单元部件得出所述星载计算机为故障状态的结论；(五)当单元部件成功加入到星载计算机所属的无线控制网络后，所述星载计算机运行所述部件传输有效数据线程，通过所述部件传输有效数据线程，与所述单元部件进行有效数据传输。