一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统和存储方法与流程

1.本发明属于雷达高速回波数据采集存储技术领域，特别涉及一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统和存储方法。


背景技术：

2.现有雷达测试通常采用有线连接，线缆排布繁杂且不方便携带。雷达高速回波数据的采集存储的可靠性对线缆要求严苛，无特殊保护的线缆受到踩踏、弯折都会导致采集存储的雷达高速回波数据出现无法采集或数据出错的问题。
3.雷达无线测试是雷达测试在信息化新时代的重要发展方向，雷达无线测试系统是雷达测试无电缆化、简洁化、易用化的基础与核心，而雷达高速回波数据采集存储系统是雷达无线测试系统中对数据无线传输的速度和准确性要求最高的部分。对于无线传输，雷达系统的工作波段和数据安全需求是雷达高速回波数据采集存储系统设计和使用的重心。雷达高速回波数据无电缆化在确保上述两点的关键同时确保数据传输的安全性和可靠性，避免雷达高速回波数据的采集存储因线缆影响而出现问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统和存储方法，实现了雷达高速回波数据无线传输和可靠存储，实现无电缆化、简洁化和易用化，确保数据传输的安全性和可靠性，避免雷达高速回波数据的采集存储因线缆影响而出现问题。
5.本发明的技术方案是，一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统包括无线收发单元、接口控制单元、阵列存储单元和显控单元；
6.无线收发单元与接口控制单元无线连接，无线收发单元的发送端接口与雷达有线连接；无线收发单元接收雷达的身份识别数据、无线连接建立控制数据和雷达高速回波数据，无线收发单元将接收的数据进行防泄密编码后再传输；
7.接口控制单元与无线收发单元无线连接，接口控制单元接收无线收发单元的接收端口接收到的雷达高速回波数据，并雷达高速回波数据发送到阵列存储单元，接口控制单元根据显控单元的指令进行启动连接、开始采集、停止采集、显示文件列表、导出文件和删除文件操作；
8.阵列存储单元采用卡板结构，阵列存储单元接收到接口控制单元输出数据后，使用标准的exfat文件系统将数据进行文件名与存储路径唯一对应的数据文件化存储；
9.显控单元采用刀片式单板计算机，显控单元对接口控制单元进行控制，接口控制单元接收显控单元下发的启动连接、开始采集、停止采集、显示文件列表、导出文件和删除文件指令，然后通过接口控制单元控制阵列存储单元进行对应的操作。
10.所述无线收发单元包括nfc近场通信芯片、ble蓝牙低功耗数据传输芯片和60ghz毫米波无线直连的无线高速数据传输芯片；根据波长和频率，无线收发单元接收的数据分别由nfc近场通信芯片、ble蓝牙低功耗数据传输芯片和 60ghz毫米波无线直连的无线高速
数据传输芯片处理。
11.所述接口控制单元包括fpga芯片、pcb电路板和背板高速连接器。fpga芯片通过pcb电路板上的高速数据传输电路和pcie协议接收无线收发单元输出数据，fpga芯片通过背板高速连接器和aurora 8b/10b协议将雷达高速回波数据发送到阵列存储单元。
12.所述阵列存储单元包括电路板、控制器和8块m.2接口nvme协议的高速固态硬盘；阵列存储单元对8块m.2接口nvme协议的高速固态硬盘进行控制，实现数据并行写入；8块m.2接口nvme协议的高速固态硬盘组成raid阵列。
13.一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储方法的具体步骤是，
14.步骤1、无线收发单元连接雷达；
15.首先无线收发单元的发送端接口与雷达的高速回波数据发送端口进行物理连接，然后无线收发单元与接口控制单元的高速数据接收端口进行无线连接；
16.步骤2、上电初始化；
17.开机上电后，启动上电复位，在接口时序满足后，完成复位操作，继而完成无线收发单元的初始化操作，初始化完成后，进入待机状态，等待操作人员在显控单元下发启动连接指令，然后与雷达建立无线直连的连接链路；
18.步骤3、无线收发单元与雷达建立无线连接链路
19.无线收发单元中nfc近场通信芯片对雷达的nfc身份信息存储芯片进行扫描和读取信息，根据nfc身份识别协议判断该雷达支持无线传输，且雷达能够连接后，无线收发单元根据nfc读取信息中的使能，启动无线收发单元中ble 无线连接识别单元，在无线收发单元的发送端与接收端之间建立无线连接链路，无线连接链路建立后，ble无线连识别单元进入待机状态，无线收发单元进入工作状态，等待雷达发送高速回波数据；
20.步骤4、高速回波数据无线传输和存储；
21.雷达高速回波数据通过无线收发单元无线传输到接口控制单元，接口控制单元将高速回波数据存储到阵列存储单元；
22.步骤5、对已存储数据的控制和操作；
23.阵列存储单元实现了标准的exfat文件系统，操作人员直接在显控单元的计算机硬盘分区中看到已存储数据所在的盘符，点击盘符进入该文件系统后，操作人员可以直接对已存储数据进行复制和删除操作。
24.本发明的有益效果是，本发明通过毫米波无线直连进行安全可靠的高速数据无线传输，通过双核处理器与大规模可编程逻辑阵列结合的芯片控制多块高速固态硬盘进行可靠存储，实现雷达无线测试中对雷达高速回波数据的采集、无线传输和可靠存储；满足雷达无线测试系统对无线缆化、简洁化、易用化的要求；满足雷达对高速数据传输的要求，数据无线传输速率可达到100gb/s；满足雷达对高速数据可靠存储的要求，数据存储速率可达到75gb/s；满足雷达测试系统对不同雷达广泛适用的需求；满足雷达测试对已存储数据便捷控制和操作的需求；满足雷达系统和雷达测试系统对数据安全的需求；本发明无线直连协议的基础上增加了身份识别和无线连接识别的流程，进一步增加了数据传输的安全性。
附图说明
25.图1为本发明一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统的构成示意图。
具体实施例
26.下面结合说明书附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。
27.本发明在雷达开始发送高速回波数据时，启动无线收发单元、接口控制单元和阵列存储单元的全性能工作，将雷达高速回波数据通过毫米波无线直连无线传输到所述系统信号接收单元，信号接收单元通过接口控制单元将高速回波数据存储到阵列存储单元。
28.如图1所示，本发明一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统包括无线收发单元、接口控制单元、阵列存储单元和显控单元。
29.无线收发单元与接口控制单元无线连接。无线收发单元的发送端接口与雷达的连接采用usb3.1(向下兼容usb3.0、usb2.0)协议或基于pcie协议的高速连接线。
30.无线收发单元包括nfc近场通信芯片、ble蓝牙低功耗数据传输芯片和 60ghz毫米波无线直连的无线高速数据传输芯片。无线收发单元接收雷达的身份识别数据、无线连接建立控制数据和雷达高速回波数据，接收的数据根据波长和频率分别由nfc近场通信芯片、ble蓝牙低功耗数据传输芯片和60ghz毫米波无线直连的无线高速数据传输芯片处理。无线收发单元与接口控制单元进行的 nfc通信、ble数据传输、毫米波无线直连高速数据传输都是无线传输。无线收发单元将雷达的身份识别数据、无线连接建立控制数据和雷达高速回波数据经过该雷达项目专业的安全保密协议进行防泄密编码后再通过nfc、ble、60ghz 毫米波无线直连进行传输。
31.接口控制单元包括fpga芯片、pcb电路板和背板高速连接器。接口控制单元与无线收发单元无线连接。fpga芯片通过pcb电路板上的高速数据传输电路和pcie协议接收无线收发单元的接收端口接收到的雷达高速回波数据，fpga芯片通过背板高速连接器和aurora 8b/10b协议将雷达高速回波数据发送到阵列存储单元。接口控制单元根据显控单元的上位机软件的指令进行启动连接、开始采集、停止采集、显示文件列表、导出文件、删除文件等操作。
32.阵列存储单元采用卡板结构，阵列存储单元包括电路板、控制器和8块m.2 接口nvme协议的高速固态硬盘。m.2接口nvme协议的高速固态硬盘为外购件，阵列存储单元对8块m.2接口nvme协议的高速固态硬盘进行控制以实现数据并行写入从而达到75gb/s的数据存储速率。
33.阵列存储单元使用xilinx公司的zynq芯片运行linux系统，对8块m.2 接口nvme协议的高速固态硬盘进行控制，8块m.2接口nvme协议的高速固态硬盘组成raid阵列。阵列存储单元由zynq芯片linux系统控制8块m.2接口nvme 协议的高速固态硬盘实现标准的exfat文件系统，阵列存储单元接收到接口控制单元将雷达高速回波数据后，使用标准的exfat文件系统将数据进行文件名与存储路径唯一对应的数据文件化存储。
34.显控单元采用刀片式单板计算机和上位机软件对接口控制单元进行控制，接口控制单元接收显控单元下发的启动连接、开始采集、停止采集、显示文件列表、导出文件、删除文件等指令然后控制雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统进行对应的操作。显控单元的计算机cpu通过万兆网线与阵列存储单元的zynq芯片相连，显控单元的计算机对阵列存储单元的标准exfat文件系统的访问，实际上是显控单元的计算机cpu通过万兆网线与阵列存储单元的zynq芯片控制的8块m.2接口nvme协议的高速固态硬盘组成的阵列的访问。
35.本发明一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储方法具体步骤如下：
36.步骤1、无线收发单元连接雷达。
37.首先无线收发单元的发送端接口与雷达的高速回波数据发送端口进行物理连接，然后无线收发单元与接口控制单元的高速数据接收端口进行无线连接；
38.步骤2、上电初始化。
39.雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统开机上电后，启动上电复位，在接口时序满足后，完成复位操作，继而完成无线收发单元的初始化操作，初始化完成后，进入待机状态，等待操作人员在显控单元下发启动连接指令，然后与雷达建立无线直连的连接链路。
40.步骤3、无线收发单元与雷达建立无线连接链路
41.nfc近场通信芯片使用近场通信技术对雷达的nfc身份信息存储芯片进行扫描和读取信息，根据nfc身份识别协议判断该雷达支持无线传输且能够与所述系统进行连接后，无线收发单元根据nfc读取信息中的使能，启动ble无线连接识别单元，ble蓝牙低功耗数据传输芯片使用蓝牙低功耗数据传输技术在无线收发单元的发送端与接收端之间建立无线连接链路，无线连接链路建立后ble 无线连识别单元进入待机状态，无线收发单元进入工作状态，等待雷达发送高速回波数据。
42.步骤4、高速回波数据无线传输和可靠存储。
43.根据在雷达开始发送高速回波数据时，启动无线收发单元、接口控制单元和阵列存储单元的全性能工作，将雷达高速回波数据通过无线收发单元无线传输到接口控制单元，接口控制单元将高速回波数据存储到阵列存储单元。
44.在与不同雷达对接时，根据雷达高速回波数据的数据形式和数据速率的不同以及雷达高速回波数据发送端口的不同，对无线收发单元的发送端接口形式进行更换，但不需要更换其他单元或整个系统。
45.步骤5、对已存储数据的控制和操作.
46.阵列存储单元实现了标准的exfat文件系统，操作人员可以直接在显控单元的计算机硬盘分区中看到已存储数据所在的盘符，点击盘符进入该文件系统后，操作人员可以直接对已存储数据进行复制、删除等操作。
47.上述具体实施方式仅用于解释和说明本发明的技术，但并不能构成对权利要求的保护范围的限定。本领域技术人员应当清楚，在本发明的技术方案的基础上，进行任何简单的变形或者替换而得到的新的技术方案，均将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统，其特征是：该存储系统包括无线收发单元、接口控制单元、阵列存储单元和显控单元；无线收发单元与接口控制单元无线连接，无线收发单元的发送端接口与雷达有线连接；无线收发单元接收雷达的身份识别数据、无线连接建立控制数据和雷达高速回波数据，无线收发单元将接收的数据进行防泄密编码后再传输；接口控制单元与无线收发单元无线连接，接口控制单元接收无线收发单元的接收端口接收到的雷达高速回波数据，并雷达高速回波数据发送到阵列存储单元，接口控制单元根据显控单元的指令进行启动连接、开始采集、停止采集、显示文件列表、导出文件和删除文件操作；阵列存储单元采用卡板结构，阵列存储单元接收到接口控制单元输出数据后，使用标准的exfat文件系统将数据进行文件名与存储路径唯一对应的数据文件化存储；显控单元采用刀片式单板计算机，显控单元对接口控制单元进行控制，接口控制单元接收显控单元下发的启动连接、开始采集、停止采集、显示文件列表、导出文件和删除文件指令，然后通过接口控制单元控制阵列存储单元进行对应的操作。2.按照权利要求1所述一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统，其特征在于：无线收发单元包括nfc近场通信芯片、ble蓝牙低功耗数据传输芯片和60ghz毫米波无线直连的无线高速数据传输芯片；根据波长和频率，无线收发单元接收的数据分别由nfc近场通信芯片、ble蓝牙低功耗数据传输芯片和60ghz毫米波无线直连的无线高速数据传输芯片处理。3.按照权利要求1所述一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统，其特征在于：接口控制单元包括fpga芯片、pcb电路板和背板高速连接器。fpga芯片通过pcb电路板上的高速数据传输电路和pcie协议接收无线收发单元输出数据，fpga芯片通过背板高速连接器和aurora 8b/10b协议将雷达高速回波数据发送到阵列存储单元。4.按照权利要求1所述一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统，其特征在于：阵列存储单元包括电路板、控制器和8块m.2接口nvme协议的高速固态硬盘；阵列存储单元对8块m.2接口nvme协议的高速固态硬盘进行控制，实现数据并行写入；8块m.2接口nvme协议的高速固态硬盘组成raid阵列。5.按照权利要求1所述一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统，其特征在于：该存储方法的具体步骤是，步骤1、无线收发单元连接雷达；首先无线收发单元的发送端接口与雷达的高速回波数据发送端口进行物理连接，然后无线收发单元与接口控制单元的高速数据接收端口进行无线连接；步骤2、上电初始化；开机上电后，启动上电复位，在接口时序满足后，完成复位操作，继而完成无线收发单元的初始化操作，初始化完成后，进入待机状态，等待操作人员在显控单元下发启动连接指令，然后与雷达建立无线直连的连接链路；步骤3、无线收发单元与雷达建立无线连接链路无线收发单元中nfc近场通信芯片对雷达的nfc身份信息存储芯片进行扫描和读取信息，根据nfc身份识别协议判断该雷达支持无线传输，且雷达能够连接后，无线收发单元根
据nfc读取信息中的使能，启动无线收发单元中ble无线连接识别单元，在无线收发单元的发送端与接收端之间建立无线连接链路，无线连接链路建立后，ble无线连识别单元进入待机状态，无线收发单元进入工作状态，等待雷达发送高速回波数据；步骤4、高速回波数据无线传输和存储；雷达高速回波数据通过无线收发单元无线传输到接口控制单元，接口控制单元将高速回波数据存储到阵列存储单元；步骤5、对已存储数据的控制和操作；阵列存储单元实现了标准的exfat文件系统，操作人员直接在显控单元的计算机硬盘分区中看到已存储数据所在的盘符，点击盘符进入该文件系统后，操作人员可以直接对已存储数据进行复制和删除操作。

技术总结
本发明涉及一种雷达高速回波数据无电缆化采集存储系统，该存储系统包括无线收发单元、接口控制单元、阵列存储单元和显控单元；无线收发单元与接口控制单元无线连接，无线收发单元接收雷达的输出数据，并进行防泄密编码后再传输；接口控制单元与无线收发单元无线连接，接口控制单元将接收数据发送到阵列存储单元，接口控制单元进行采集、停止采集、显示文件列表、导出文件和删除文件操作；阵列存储单元使用标准的EXFAT文件系统将数据进行文件名与存储路径唯一对应的数据文件化存储；显控单元对接口控制单元进行控制，接口控制单元接收显控单元下发的操作指令。本发明实现雷达高速回波数据无线传输和可靠存储，实现无电缆化、简洁化和易用化。洁化和易用化。洁化和易用化。


技术研发人员：王泰林 薛红霞 毕锐锐
受保护的技术使用者：北京华航无线电测量研究所
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2023/7/11