[发明专利]一种基于全光交换网络的分布式处理系统

权利要求书

1.一种基于全光交换网络的分布式处理系统，其特征在于，包括：多个通用处理单元、多个传感器嵌入式处理卡、多个远程数据采集器、多个远程数据控制器、多个全光网络交换机，其中，通用处理单元、传感器嵌入式处理卡、远程数据采集器、远程数据控制器通过全光交换机构成全光交换网络，并通过分布式中间件进行相互访问；

传感器嵌入式处理卡具有通用信号处理功能，用于接收远程数据采集器送来的信号数据进行信号处理，处理后发给通用处理单元；

通用处理单元具有高性能数据处理功能，用于接收传感器嵌入式处理卡处理后的信号数据，并分配给任务处理软件进行对应处理，处理后的控制信号发给远程数据控制器；

远程数据采集器靠近传感器安装，具有数据信号采集功能，用于采集外部交联系统传感器信号，进行数据转换后送给传感器嵌入式处理卡；

远程数据控制器靠近作动器放置，输出信号给作动器，具有数据信号输出控制功能，用于部件接收通用处理单元送来的数据，进行数据转换后，送给外部作动器；

全光网络交换机内部为光光交换，全光交换机用于实现各个接入节点的波长路由、转发，在每个接入点上，输入端口通过波分解复用器，将光信号分离到不同的波长平面，在各波长平面分别采用光开关，实现输入端口和输出端口之间的交换和连接，光开关的输出在经过波分复用器汇合后输出；

所述分布式中间件用于给每个将远程数据采集器、远程数据控制器、通用处理单元、传感器嵌入式处理卡分配一个通信标识号，将远程数据采集器、远程数据控制器、通用处理单元、传感器嵌入式处理卡通过全光交换机发送的应用的数据转换为物理层数据通道，通过通信标识号实现点对点通信功能。

2.根据权利要求1所述的基于全光交换网络的分布式处理系统，其特征在于，所述传感器嵌入式处理卡的硬件包括信号处理器、存储器和光网络接口，软件包括驱动程序、自测试程序、操作系统、分布式中间件、信号处理软件；其中信号处理器用于对信号数据进行分解、滤波、转换、提取操作；存储器用于缓存数据；光网络接口用于发送处理后的数据；自测程序用于检测传感器嵌入式处理卡中硬件是否正常工作；驱动程序用于对硬件进行配置、初始化；操作系统用于进行传感器嵌入式处理卡内部处理资源的调度；信号处理软件用于对信号进行处理，包括信号滤波、信号变换、信号转换。

3.根据权利要求1所述的基于全光交换网络的分布式处理系统，其特征在于，通用处理单元的软件包括驱动程序、自测试程序、操作系统、分布式中间件、任务处理软件；其中，任务处理软件用于利用信号数据实现对应的系统功能，包括数据融合、信号提取。

4.根据权利要求1所述的基于全光交换网络的分布式处理系统，其特征在于，所述远程数据采集器的硬件包括输入离散量接口、输入模拟量接口、低速总线接口、低功耗处理器、存储器和光网络接口，软件包括驱动程序、自测试程序、操作系统、分布式中间件、数据采集软件、数据转换软件；其中，输入离散量接口用于接收传感器的离散量信号，输入模拟量接口用于接收传感器的模拟量信号；低速总线接口用于实现传感器到远程数据采集器的发送；低功耗处理器用于对传感器采集的数据进行分类管理、数据转换以及控制收发；存储器用于缓存传感器采集的数据；光网络接口用于发送转换后的数据；数据采集软件用于控制从传感器采集数据的过程，数据转换软件用于将传感器采集的数据转换为网络数据包。

5.根据权利要求1所述的基于全光交换网络的分布式处理系统，其特征在于，所述远程数据控制器的硬件包括输出离散量接口、输出模拟量接口、低速总线接口、低功耗处理器、存储器和光网络接口，软件包括驱动程序、自测试程序、操作系统、分布式中间件、数据采集软件、数据转换软件，其中，所述输出离散量接口、输出模拟量接口分别用于接收通用处理单元发送来的控制信号中的离散量、模拟量；数据采集软件、数据转换软件用于将通用处理单元送来的数据进行采集、转换为外部作动器可识别的信号。

6.根据权利要求1所述的基于全光交换网络的分布式处理系统，其特征在于，系统加电之后，通用处理单元、传感器嵌入式处理卡、远程数据采集器、远程数据控制器、全光网络交换机进行自检测，检测结果集中存放在通用处理单元中，并通过全光网络交换机发给远程数据控制器再给外部人机接口系统。

7.根据权利要求1所述的基于全光交换网络的分布式处理系统，其特征在于，系统检查正常后，远程数据采集器采集外部系统各种传感器信息，将采集的信号进行分类形成网络数据包，通过全光网络交换机发给传感器嵌入式处理卡进行处理；

传感器嵌入式处理卡对收到的网络数据包进行分解，然后进行滤波、转换、提取操作，形成数据包，通过全光交换网络发给通用处理单元进行处理；

通用处理单元对收到的数据包进行分解，然后分配给各功能任务软件进行相应功能处理，处理结果形成控制数据包，通过全光交换网络发给远程数据控制器进行处理；

远程数据控制器接收通用处理单元送来的数据，进行数据分解、转换，形成控制信号，送给外部作动器进行响应。