無人水面艇簡稱無人艇,是一個集成多種復(fù)雜任務(wù)的水上開放式平臺,其發(fā)展趨向于模塊化、集成化和智能化。無人水面艇集成多個任務(wù)子系統(tǒng),每個子系統(tǒng)間,硬件設(shè)備和軟件應(yīng)用存在差異,數(shù)據(jù)的格式和攜帶的任務(wù)級別各不相同,無人水面艇內(nèi)異構(gòu)數(shù)據(jù)信息在交互過程中的服務(wù)質(zhì)量需求不容忽視�？紤]無人水面艇的分布式體系結(jié)構(gòu),本研究將數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)用于集成無人艇分布式系統(tǒng),提出發(fā)布/訂閱模型作為無人水面艇的數(shù)據(jù)分發(fā)模型,著重研究控制系統(tǒng)和其它功能子系統(tǒng)在數(shù)據(jù)信息交互過程中的服務(wù)質(zhì)量需求,為具體需求提供了相應(yīng)的解決方案,提升艇內(nèi)數(shù)據(jù)信息按需交互的能力,構(gòu)建無人水面艇的“總線型”數(shù)據(jù)分發(fā)模型。本文的主要工作如下:基于無人水面艇分布式體系結(jié)構(gòu),闡述了為控制無人水面艇的行為,其控制系統(tǒng)和受控子系統(tǒng)間需實時進行數(shù)據(jù)信息交互。明確參與控制流程的數(shù)據(jù)信息在交互過程中的服務(wù)質(zhì)量需求,分為主要需求和其他需求。主要需求有實時性需求和可靠性需求,其他需求有雙機熱備無縫切換需求、歷史數(shù)據(jù)存儲管理需求、自主排障需求、數(shù)據(jù)生命期限管理需求和系統(tǒng)資源動態(tài)管理需求。順應(yīng)無人水面艇“模塊化”和“集成化”的發(fā)展現(xiàn)狀,子系統(tǒng)間應(yīng)保持松散耦合的關(guān)系。研究分... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．２?ＤＤＳ基礎(chǔ)功能組成??Ｆｉｇ．?３．２?ＤＤＳ?Ｂａｓｉｃ?ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ??－１６－??

明發(fā)布／訂閱模型的優(yōu)勢，并基于發(fā)布／訂閱模型提出無人艇“總線型”??數(shù)據(jù)分發(fā)模型。??３．?２．１數(shù)據(jù)分發(fā)模型概述??隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)分發(fā)模型歷經(jīng)了點對點模型、客戶端／服務(wù)器模型、??分布式對象模型和發(fā)布訂閱模型［４２］。??（１）?點對點模型??最早出現(xiàn)的點對點模型其一對一的通信模式使其應(yīng)用范圍有很大的局限性。??（２）?客戶端／服務(wù)器模型??客戶端／服務(wù)器采用一對多的通信模式，包括一個服務(wù)器和兩個以上個數(shù)的客戶端，??是早期大多數(shù)分布式系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)分發(fā)模型，如圖３．３所示。與傳統(tǒng)的分時共享模式??和資源共享模式相比，該模型優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)利用率，降低了網(wǎng)絡(luò)流量，通過隔離應(yīng)用程序??和其處理的數(shù)據(jù)信息，使數(shù)據(jù)具有更強的獨立性［４３１。盡管解決了一對一的擴展要求，但??隨著客戶端數(shù)量的增加，服務(wù)器的工作負荷也隨之增加，丐多個客戶端向服務(wù)器發(fā)送請??求時，服務(wù)器平均響應(yīng)時間延長，此時出現(xiàn)性能瓶頸，甚至單點失效的情況。????［客戶端??客戶端１???／??請??服務(wù)器??客戶端???????客戶端??＞－?－ｉ??圖３．３客戶端／服務(wù)器模型??Ｆｉｇ．?３．３?Ｃｌｉｅｎｔ?／?ｓｅｒｖｅｒ?ｍｏｄｅｌ??－１７－??

型在性能優(yōu)缺點??保持統(tǒng)一，請求－應(yīng)答的模式不能滿足實時性需求，也不能根據(jù)不同數(shù)據(jù)流類型進行按??需數(shù)據(jù)分發(fā)。??（４）?發(fā)布／訂閱模型??歷經(jīng)消息傳遞、遠程調(diào)用、通知模型、元組空間和消息隊列，最終由ＨＬＡ提出發(fā)??布／訂閱模型。發(fā)布／訂閱模型中的角色分為發(fā)布者和訂閱者，雙方交互數(shù)據(jù)信息叫做事??件。參與者在發(fā)布／訂閱模型中擔任的角色有三種情況，分別是發(fā)布者、訂閱者和兼任二??者身份。該數(shù)據(jù)分發(fā)模型中的參與者只發(fā)布數(shù)據(jù)或訂閱數(shù)據(jù)，并且采用匿名通信方式［４５］。??發(fā)布／訂閱模型如圖３．４所示。匿名通信是指，無論發(fā)布者還是訂閱者，都無需了解整個??網(wǎng)絡(luò)中其他參與者的個數(shù)和地址等具體信息。基于該模型的數(shù)據(jù)信息交互提倡以數(shù)據(jù)為??中心的思想，即只關(guān)心正確的數(shù)據(jù)在正確的時間交付給正確的接收者，簡稱“３Ｒ”原則。??相比于其他數(shù)據(jù)分發(fā)模型，發(fā)布／訂閱模型在時間、空間和數(shù)據(jù)流三個方面實現(xiàn)完全解耦??合。完全解耦合是數(shù)據(jù)分發(fā)模型衍化的最終目標。??ｆ?＼????訂閱者??訂閱者＼??＼?、發(fā)布者Ｙ??Ａｎ????￣—■？訂閱者??Ｖ?－Ａ??圖３．４發(fā)布／訂閱模型??Ｆｉｇ．?３．４?Ｐｕｂｌｉｓｈ／ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ?ｍｏｄｅｌ??３．?２．?２發(fā)布／訂閱模型的解耦特性??發(fā)布／訂閱模式是人們追求分布式系統(tǒng)完全解耦的產(chǎn)物，通信模型從緊密耦合到單方??面解耦合，再到完全解耦合［４６］。具體的解耦合特性體現(xiàn)在三個方面，時間解耦合、空間??解耦合和數(shù)據(jù)流解耦合。??－１８－??


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