本發(fā)明涉及分布式光纖傳感，特別是涉及一種多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、光纖傳感技術(shù)利用光纖所傳輸?shù)墓庑盘柕恼穹⑾辔?、偏振態(tài)和波長等對外界物理量敏感的特性，通過一系列解調(diào)技術(shù)手段對光信號進行解調(diào)制，得到外界信息量；其中，外界物理量例如振動、衰耗、溫度、應變等參量。成熟的光纖傳感技術(shù)已經(jīng)在多個行業(yè)有一定的應用。

2、目前商用的光纖傳感裝置所感知的外界物理量比較單一，無法對光纖的振動、衰耗、溫度和應變進行實時監(jiān)測，不具備多參量、廣域化的實時傳感能力?，F(xiàn)有技術(shù)中的現(xiàn)場可編程門陣列(field-programmable?gate?array，簡寫為fpga)算法處理方案，同一時刻只能對單一類型的信號進行處理，無法滿足多種參量的數(shù)據(jù)一體化實時處理需求。且多采用fpga片內(nèi)的隨機存取存儲器(random?access?memory，簡寫為ram)進行存儲，然而，fpga片內(nèi)的存儲資源有限，無法滿足長距離的光纖傳感系統(tǒng)的實時監(jiān)測需求。

3、鑒于此，克服該現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷是本技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法和裝置，其目的在于，通過外掛數(shù)據(jù)緩存存儲體及其數(shù)據(jù)緩存控制模塊，完成多個算法處理模塊與數(shù)據(jù)緩存存儲體之間的實時通信，實現(xiàn)大容量分段存儲功能和多參量數(shù)據(jù)的實時處理功能，解決了現(xiàn)有技術(shù)不支持多參量傳感數(shù)據(jù)的一體化實時處理的問題。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法，包括：

4、將多個傳感信號分別轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字信號；根據(jù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號的參量類型，將所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號分別傳輸至相應的處理模塊；

5、所述處理模塊對接收到的數(shù)字信號進行處理，處理完成后向總線控制仲裁模塊發(fā)送寫請求，所述寫請求攜帶所述處理模塊的主機號；

6、所述總線控制仲裁模塊根據(jù)接收到的寫請求所攜帶的主機號，實現(xiàn)所述處理模塊與數(shù)據(jù)緩存控制模塊之間的通信；

7、所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊將接收到的寫請求轉(zhuǎn)化為處理命令，將所述處理命令發(fā)送至數(shù)據(jù)緩存存儲體；所述數(shù)據(jù)緩存存儲體執(zhí)行所述處理命令，以實現(xiàn)多個處理模塊與所述數(shù)據(jù)緩存存儲體之間的通信。

8、進一步地，所述多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法還包括：

9、根據(jù)參量類型確定相應的處理模塊所需的已存儲數(shù)據(jù)；在所述處理模塊接收到相應的數(shù)字信號之前，向所述總線控制仲裁模塊發(fā)送讀地址請求；其中，所述讀地址請求包括所述已存儲數(shù)據(jù)在所述數(shù)據(jù)緩存存儲體中的地址，所述讀地址請求攜帶所述處理模塊的主機號；

10、所述總線控制仲裁模塊根據(jù)所述主機號，將接收到的讀地址請求傳輸至所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊；所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊將所述讀地址請求轉(zhuǎn)化為第一訪問命令，將所述第一訪問命令傳輸至數(shù)據(jù)緩存存儲體；所述數(shù)據(jù)緩存存儲體根據(jù)接收到的第一訪問命令，準備所述已存儲數(shù)據(jù)，以響應所述第一訪問命令；

11、所述處理模塊確認所述數(shù)據(jù)緩存存儲體完成對所述第一訪問命令的響應后，從所述讀存儲器中獲取所述已存儲數(shù)據(jù)。

12、進一步地，所述處理模塊確認所述數(shù)據(jù)緩存存儲體完成對所述第一訪問命令的響應后，從所述讀存儲器中獲取所述已存儲數(shù)據(jù)包括：

13、所述處理模塊確認所述數(shù)據(jù)緩存存儲體完成對所述第一訪問命令的響應后，向所述總線控制仲裁模塊發(fā)送所述讀地址請求對應的讀數(shù)據(jù)請求；其中，所述讀數(shù)據(jù)請求攜帶所述主機號；

14、所述總線控制仲裁模塊根據(jù)所述主機號，將接收到的讀數(shù)據(jù)請求傳輸至所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊；所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊將所述讀數(shù)據(jù)請求轉(zhuǎn)化為第二訪問命令，將所述第二訪問命令傳輸至數(shù)據(jù)緩存存儲體；所述數(shù)據(jù)緩存存儲體響應接收到的第二訪問命令，將所述已存儲數(shù)據(jù)返回至所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊；

15、所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊根據(jù)所述讀數(shù)據(jù)請求所攜帶的主機號，將所述已存儲數(shù)據(jù)通過所述總線控制仲裁模塊返回至所述處理模塊對應的讀存儲器中，以便于所述處理模塊從所述讀存儲器中獲取所述已存儲數(shù)據(jù)。

16、進一步地，所述寫請求包括寫地址請求；

17、所述處理模塊對接收到的數(shù)字信號進行處理，處理完成后向總線控制仲裁模塊發(fā)送寫請求，所述寫請求攜帶所述處理模塊的主機號包括：

18、基于所述讀存儲器中的已存儲數(shù)據(jù)，按照自身配置的算法對接收到的數(shù)字信號進行實時處理，生成待傳輸數(shù)據(jù)；

19、將所述待傳輸數(shù)據(jù)傳輸至所述處理模塊對應的寫存儲器，以便于在未將所述待傳輸數(shù)據(jù)傳輸至所述總線控制仲裁模塊時，在所述寫存儲器中暫存所述待傳輸數(shù)據(jù)；

20、向總線控制仲裁模塊發(fā)送所述待傳輸數(shù)據(jù)對應的寫地址請求；其中，所述寫地址請求攜帶所述主機號。

21、進一步地，所述處理命令包括第一處理命令；

22、所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊將接收到的寫請求轉(zhuǎn)化為處理命令，將所述處理命令發(fā)送至數(shù)據(jù)緩存存儲體；所述數(shù)據(jù)緩存存儲體執(zhí)行所述處理命令包括：

23、所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊從所述總線控制仲裁模塊接收寫地址請求，將接收到的寫地址請求轉(zhuǎn)化為第一處理命令；

24、所述數(shù)據(jù)緩存存儲體響應接收到的第一處理命令，準備所述待傳輸數(shù)據(jù)的寫入內(nèi)存位置，以便于后續(xù)按照所述寫入內(nèi)存位置，將所述待傳輸數(shù)據(jù)寫入所述數(shù)據(jù)緩存存儲體。

25、進一步地，所述寫請求還包括寫數(shù)據(jù)請求；

26、所述總線控制仲裁模塊根據(jù)接收到的寫請求所攜帶的主機號，實現(xiàn)所述處理模塊與數(shù)據(jù)緩存控制模塊之間的通信包括：

27、所述總線控制仲裁模塊按照預設調(diào)度機制，從接收到的寫數(shù)據(jù)請求中確定出立即響應的當前寫請求；其中，所述寫數(shù)據(jù)請求為所述處理模塊確認所述數(shù)據(jù)緩存存儲體響應所述第一處理命令后，向所述總線控制仲裁模塊發(fā)送的，所述寫數(shù)據(jù)請求攜帶所述主機號和所述待傳輸數(shù)據(jù)；

28、響應所述當前寫請求，根據(jù)所述當前寫請求所攜帶的主機號，將所述當前寫請求傳輸至所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊，以便于所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊將所述當前寫請求轉(zhuǎn)化為第二處理命令，基于所述第二處理命令將所述待傳輸數(shù)據(jù)寫入所述數(shù)據(jù)緩存存儲體。

29、進一步地，所述處理模塊包括第一算法模塊、第二算法模塊和第三算法模塊；

30、所述根據(jù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號的參量類型，將所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號分別傳輸至相應的處理模塊包括：

31、當所述參量類型為衰耗傳感數(shù)據(jù)時，將所述數(shù)字信號發(fā)送至所述第一算法模塊；

32、當所述參量類型為溫度傳感數(shù)據(jù)和/或應變傳感數(shù)據(jù)時，將所述數(shù)字信號發(fā)送至所述第一算法模塊；

33、當所述參量類型為振動參量傳感數(shù)據(jù)時，將所述數(shù)字信號發(fā)送至所述第三算法模塊。

34、第二方面，本發(fā)明還提供了一種多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理裝置，用于實現(xiàn)第一方面所述的多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法，所述多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理裝置包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、處理模塊、總線控制仲裁模塊、數(shù)據(jù)緩存控制模塊和數(shù)據(jù)緩存存儲體，其中：

35、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將多個傳感信號分別轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字信號；還用于根據(jù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號的參量類型，將所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號分別傳輸至相應的處理模塊；

36、所述處理模塊，用于對接收到的數(shù)字信號進行處理，處理完成后向總線控制仲裁模塊發(fā)送寫請求；

37、所述總線控制仲裁模塊，用于根據(jù)接收到的寫請求所攜帶的主機號，實現(xiàn)所述處理模塊與數(shù)據(jù)緩存控制模塊之間的通信；

38、所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊，用于將接收到的寫請求轉(zhuǎn)化為處理命令，將所述處理命令發(fā)送至數(shù)據(jù)緩存存儲體；

39、所述數(shù)據(jù)緩存存儲體，用于執(zhí)行所述處理命令，以實現(xiàn)多個處理模塊與所述數(shù)據(jù)緩存存儲體之間的通信。

40、進一步地，所述處理模塊包括第一算法模塊、第二算法模塊和第三算法模塊；所述第一算法模塊對應的寫存儲器為第一寫存儲器，所述第二算法模塊對應的寫存儲器為第二寫存儲器，所述第三算法模塊對應的寫存儲器為第三寫存儲器；所述第一算法模塊對應的讀存儲器為第一讀存儲器，所述第二算法模塊對應的讀存儲器為第二讀存儲器，所述第三算法模塊對應的讀存儲器為第三讀存儲器，其中：

41、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述第一算法模塊連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述第二算法模塊連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述第三算法模塊連接；

42、所述第一算法模塊的寫側(cè)與所述第一寫存儲器連接，所述第一算法模塊的讀側(cè)與所述第一讀存儲器連接；所述第二算法模塊的寫側(cè)與所述第二寫存儲器連接，所述第二算法模塊的讀側(cè)與所述第二讀存儲器連接；所述第三算法模塊的寫側(cè)與所述第三寫存儲器連接，所述第三算法模塊的讀側(cè)與所述第三讀存儲器連接；

43、所述第一算法模塊連接、所述第二算法模塊和所述第三算法模塊分別通過axi總線與所述總線控制仲裁模塊連接；

44、所述總線控制仲裁模塊通過axi總線與所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊連接；

45、所述數(shù)據(jù)緩存存儲體與所述數(shù)據(jù)緩存控制模塊連接。

46、進一步地，其中：

47、所述第一寫存儲器，用于將所述第一算法模塊生成的待處理數(shù)據(jù)的位寬從第一位寬范圍轉(zhuǎn)換為第二位寬范圍；所述第一讀存儲器，用于將所述第一算法模塊所需的已存儲數(shù)據(jù)的位寬從第二位寬范圍轉(zhuǎn)換為第一位寬范圍；其中，所述第一位寬范圍小于所述第二位寬范圍；

48、所述第二寫存儲器，用于將所述第二算法模塊生成的待處理數(shù)據(jù)的位寬從第三位寬范圍轉(zhuǎn)換為第四位寬范圍；所述第二讀存儲器，用于將所述第二算法模塊所需的已存儲數(shù)據(jù)的位寬從第四位寬范圍轉(zhuǎn)換為第三位寬范圍；其中，所述第三位寬范圍小于所述第四位寬范圍；

49、所述第三寫存儲器，用于將所述第三算法模塊生成的待處理數(shù)據(jù)的位寬從第五位寬范圍轉(zhuǎn)換為第六位寬范圍；所述第三讀存儲器，用于將所述第三算法模塊所需的已存儲數(shù)據(jù)的位寬從第六位寬范圍轉(zhuǎn)換為第五位寬范圍；其中，所述第五位寬范圍小于所述第六位寬范圍。

50、所述多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理裝置還包括：

51、至少一個處理器；以及，與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述處理器執(zhí)行，用于執(zhí)行第一方面所述的多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法。

52、第三方面，本發(fā)明還提供了一種非易失性計算機存儲介質(zhì)，所述計算機存儲介質(zhì)存儲有計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被一個或多個處理器執(zhí)行，用于完成第一方面所述的多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法。

53、第四方面，提供了一種芯片，包括：處理器和接口，用于從存儲器中調(diào)用并運行存儲器中存儲的計算機程序，執(zhí)行如第一方面中的多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法。

54、第五方面，提供了一種包含指令的計算機程序產(chǎn)品，當該指令在計算機或處理器上運行時，使得計算機或處理器執(zhí)行如第一方面至第四方面及其任一項的多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法。

55、第六方面，提供了一種多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法系統(tǒng)，包括如第二方面的多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理裝置，并使用如第一方面所述的多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理方法，完成第二方面的多參量傳感數(shù)據(jù)的實時處理裝置的交互。

56、區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

57、本發(fā)明利用外掛數(shù)據(jù)緩存存儲體作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲體，同時通過總線控制仲裁模塊和數(shù)據(jù)緩存控制模塊的互聯(lián)，實現(xiàn)多個處理模塊同時訪問一個數(shù)據(jù)緩存控制模塊，完成多個處理模塊與數(shù)據(jù)緩存存儲體間的實時通信；通過實現(xiàn)了大容量分段存儲功能和多參量數(shù)據(jù)的實時處理功能，突破了現(xiàn)有技術(shù)只能感知單一外界物理量的瓶頸，滿足了多種參量的數(shù)據(jù)一體化實時處理需求。