基于DDS的数据分发中间件的设计与实现

摘要

下一代航空电子系统必将是模块化和可配置的，而中间件技术是实现此目标的重要途径和技术。然而，随着航空电子的综合化，传统的中间件技术面临着新的挑战，那就是中间件在运行过程中，不仅有功能上的要求，而且还有实时性、可靠性等方面的约束。在航电系统中，信息的实时交换最为重要，系统中的实时和关键性应用要求能做到“在正确的时间、正确的地点获取正确的数据(3R)”，这对系统的要求非常高。为满足此类实时应用，OMG提出了以数据为中心的发布/订阅(DCPS)通信模型来提供数据分发服务，并发布了DDS规范。为顺应航空电子综合化的发展趋势，对DDS展开深入的研究势在必行。
　　本文首先总结了航空电子综合化所面临的问题和挑战，研究了DDS和中间件技术，然后提出了基于DDS的发布/订阅概念模型，同时以形式化方法对其加以描述和验证，进而实现了一个可靠、灵活的实时中间件(RTDDS)，并详细描述了RTDDS的设计思想、体系结构以及关键模块的设计方案。最后，论文从实时性、可靠性、动态可扩展性三方面入手，分别设计了相应的测试实例对RTDDS加以验证。验证结果表明：RTDDS具有良好的实时性、可靠性和动态可扩展性，能够在时间、空间及数据流上实现解耦，为综合化航电系统提供高性能的应用平台。

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缩略词

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外现状

1.3 研究的目的和意义

1.4 存在的问题

1.5 作者的主要研究工作

1.6 论文的主要内容及组织结构

第二章 中间件技术和数据分发服务

2.1 中间件技术概述

2.2 数据分发服务

2.3 本章小结

第三章 数据分发中间件的关键实现技术

3.1 强实时中间件的定义

3.2 DDS的形式化描述

3.3 拟解决的关键技术

3.4 简单可靠的用户数据报协议SRUDP

3.5 心跳检测机制

3.6 本章小结

第四章 数据分发中间件的设计与实现

4.1 体系结构

4.2 DCPS信息库的设计与实现

4.3 发布/订阅过程

4.4 DCPS各模块的设计与实现

4.5 通信模块的设计与实现

4.6 心跳模块的设计与实现

4.7 本章小结

第五章 系统验证

5.1 实时性

5.2 可靠性

5.3 动态可扩展性

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 进一步研究工作

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文