【摘 要】
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通信中间件对上层应用软件提供了标准的接口服务,具有屏蔽底层复杂的多链路信息的功能,能够有效提高程序开发效率,解决软件之间、软件与底层操作系统之间的耦合性问题,在分布式雷达通信领域具有重要的研究价值。传统的通信中间件架构大多以客户端服务器模型为基础,采用远程过程调用（Remote Procedure Call,RPC）机制实现节点之间的数据交换。基于这种架构实现的通信系统,存在数据交换的效率低、耦合
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通信中间件对上层应用软件提供了标准的接口服务,具有屏蔽底层复杂的多链路信息的功能,能够有效提高程序开发效率,解决软件之间、软件与底层操作系统之间的耦合性问题,在分布式雷达通信领域具有重要的研究价值。传统的通信中间件架构大多以客户端服务器模型为基础,采用远程过程调用（Remote Procedure Call,RPC）机制实现节点之间的数据交换。基于这种架构实现的通信系统,存在数据交换的效率低、耦合性强、传输方式单一等问题,不能满足未来雷达通信发展的需求。因此,本文针对传统通信中间件存在的以上问题,开展了一种低时延、松耦合的通信中间件的研究。重点研究了实时通信中间件的软件架构、关键模块的设计方案、实时数据传输的优化方法以及在多个平台上搭建测试环境对其性能进行验证,主要研究内容如下:1.针对传统通信中间件各通信节点动态加入、动态退出的功能难以实现,数据传输的实时性差等问题,基于数据分发服务（Data Distribution Service,DDS）的技术规范,设计了以主题为索引的实时通信中间件软件架构,为分布式实时数据传输提供了良好的运行环境。2.针对传统通信技术中各通信节点的耦合性强,实时数据传输的灵活性差等问题,基于以数据为中心的发布订阅（Data-Centric Publish-Subscribe,DCPS）机制,设计了兼容发布/订阅机制的信息库模块,解决了数据的异步传输及通信节点的强耦合问题。3.针对多样化的数据传输模式在传统通信中间件上难以实现的问题,研究了数据缓存模型以及多线程并发技术,设计了相互独立的数据缓存模块、多路数据收发模块,实现了多样化的数据传输模式。最后,本文在通用计算机平台、嵌入式TL5728平台及嵌入式Jetson TX2平台,搭建了测试环境,从实时性、耦合性及平台无关性方面对实时通信中间件进行验证。结果表明,本文设计的通信中间件能够发挥松耦合特性,在实时性方面,相比于Open DDS,获得了7.80%的提升。搭建混合测试平台,并基于行人目标检测算法的实测数据,验证了实时通信中间件在混合平台间的数据交互。
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