基于OPS标准的显控分离显示器的透传通信系统及方法与流程

本发明涉及车载及工业显示通信，具体是基于ops标准的显控分离显示器的透传通信系统及方法。

背景技术：

1、当前，车载及工业用显示通信系统普遍采用ad板集成主控功能，或采用ad板与主控模块的分离架构。在分离架构中，主控模块负责处理报站画面、动态线路图、外部环境数据采集等核心业务，并通过hdmi、dp、vga等接口将显示信号发送给ad板进行显示，同时通过rs422、can等总线链路实现数据和控制指令的上传与下载。近年来，基于ops（开放式可插拔规范）标准的可插拔主控模块因其维护便捷性，在该领域应用日益广泛，ops模块与ad采集板之间通常采用usb或串口总线进行通信，ad采集板通过iic、spi或串口对接陀螺仪、oc采集单元、温湿度模块、光感器、网络分配器及多路设备检测端口，完成全品类设备数据采集。

2、然而，现有ops主控模块与ad板之间的通信方案存在显著缺陷。当ops模块因检修、升级或故障而处于拔离或断连状态时，ad板前端采集的各类传感器数据将无法上传，通常直接丢弃，导致设备运行数据不完整，为事后故障溯源和数据分析带来极大困难。同时，在ops模块重新插入后，传统方案为恢复数据完整性，通常需要将ad板在断连期间可能缓存的历史日志全量上传，这种方式传输数据量大、耗时长，严重占用总线带宽。此外，现有方案中所有采集数据共享同一传输通道，缺乏有效的优先级区分，在通信繁忙时可能导致关键故障告警数据无法及时上报，造成预警延迟，存在安全隐患。另外，对于陀螺仪等高频变化的传感器数据，传统方案将所有采样点数据全部存入日志，其中大部分为重复或无效数据，浪费了存储资源并缩短了存储介质的使用寿命。

3、因此，针对以上现状，迫切需要提供基于ops标准的显控分离显示器的透传通信系统及方法，以克服当前实际应用中的不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于ops标准的显控分离显示器的透传通信系统及方法，有效解决上述背景技术中的问题。

2、本发明是这样实现的，基于ops标准的显控分离显示器的透传通信系统，包括：

3、ops模块，与外部服务器双向通信连接；

4、ad采集板，通过通信总线与所述ops模块可插拔地通信连接；

5、外设单元，与所述ad采集板通信连接；

6、所述ad采集板包括本地存储与缓存单元，所述本地存储与缓存单元用于存储从所述外设单元采集的数据；

7、所述ad采集板被配置为：

8、在所述ops模块断连时，持续采集并存储外设单元的数据至本地存储与缓存单元；

9、在所述ops模块由断连切换为连接时，根据所述切换发生的时机，将所述本地存储与缓存单元中存储的部分或全部数据透传至所述ops模块。

10、作为本发明进一步的方案：所述通信总线为usb串口双冗余总线；

11、所述ops模块通过m12工业总线与所述外部服务器双向通信连接。

12、作为本发明进一步的方案：所述切换发生的时机包括ops模块上电后的首次连接，以及ops模块在正常工作状态下断连后的再次连接；

13、在所述首次连接时，所述ad采集板将本地存储与缓存单元中的全量历史日志数据透传至ops模块；

14、在所述再次连接时，所述ad采集板仅将ops模块断连期间新存储的增量数据透传至ops模块。

15、作为本发明进一步的方案：所述外设单元的数据至少包括低优先级数据流、中优先级数据流和高优先级数据流；

16、所述ad采集板还用于按照预设周期采集并透传低优先级数据流，实时采集并透传中优先级数据流，以及在检测到异常事件时即时抢占总线资源透传高优先级数据流。

17、作为本发明进一步的方案：所述ad采集板还用于在存储中优先级数据流之前，对中优先级数据流进行去重处理；

18、所述去重处理包括：

19、将当前采集的数据帧与上一次采集的数据帧进行比对，若数据相同则丢弃当前数据帧，若数据不同则将当前数据帧存入本地存储与缓存单元。

20、作为本发明进一步的方案：所述ad采集板还用于响应于ops模块或外部服务器下发的日志查询指令，从所述本地存储与缓存单元中调取对应的历史日志数据，并通过所述ops模块上传。

21、作为本发明进一步的方案：所述外设单元包括陀螺仪、oc采集单元、温湿度模块、光感器和网络分配器，并通过iic、spi或串口与ad采集板通信连接。

22、本发明还提供基于ops标准的显控分离显示器的透传通信方法，应用于上述的系统，包括以下步骤：

23、ad采集板完成硬件初始化，并配置数据采集任务；

24、ad采集板采集外设单元的数据，并存储于本地存储与缓存单元；在检测到ops模块处于连接状态时，将数据透传至ops模块；

25、当所述ops模块断连时，所述ad采集板独立完成所有外设单元的数据采集与本地存储；当所述ops模块重新连接时，通信链路自动重建，所述ad采集板识别当前连接状态并执行相应的数据同步策略。

26、作为本发明进一步的方案：根据数据优先级分别处理不同类型外设单元的数据流，包括：

27、按预设周期采集低优先级数据流；

28、实时采集中优先级数据流，并在透传前进行去重处理；

29、对高优先级异常事件数据进行即时采集、存储并抢占总线资源进行透传。

30、作为本发明进一步的方案：所述数据同步策略具体包括：

31、若识别为所述ops模块上电后的首次连接，则ad采集板将本地存储与缓存单元中的全量历史日志数据透传至所述ops模块；

32、若识别为所述ops模块在正常工作状态下断连后的再次连接，则ad采集板仅将断连期间新增存储的增量数据透传至ops模块。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果：

34、本发明通过内置独立缓存与存储架构的ad采集板，确保在ops模块拔离期间，所有前端采集数据均能本地留存，彻底解决了传统方案中数据丢失的问题，保障了数据的完整性和可追溯性。

35、本发明通过智能识别ops模块的插入场景，采用首次插入全量同步与热插拔复插增量同步相结合的差异化策略，避免了历史日志的重复传输，大幅减少了总线传输数据量，链路恢复效率显著提升，节省了总线带宽资源。

36、本发明构建了三级优先级的数据流传输机制，使故障告警、实时姿态数据、周期检测数据分别获得差异化的传输优先级，高优先级故障数据和实时数据可抢占总线资源，避免了数据阻塞，实现了故障即时预警和姿态数据实时上传。

37、本发明针对陀螺仪等高频实时数据引入去重过滤逻辑，自动剔除重复无效数据，减少了本地存储资源占用，延长了存储介质使用寿命，降低了设备运维与硬件成本。

38、本发明支持ad采集板主动定时推送数据与服务器主动调取全量日志两种交互模式，可满足设备常态化监测、故障溯源、离线运维等多种工况需求。

39、本发明基于m12、usb、串口、iic等标准工业接口实现，无需改造原有硬件架构，可广泛适配各类带ops插拔架构的车载及工业显示检测设备，具有良好的通用性和兼容性。