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yangqing8230/SensorServerAPI

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网格化监测系统API说明 v1.0

概述

该文档介绍系统的编程接口,指导开发者进行二次开发,构建自己的无线电监测应用程序。系统的接口基于protobufgRPC技术,采用语言中立的proto文件描述接口及消息。开发者可以根据个人喜好选择开发语言和开发环境。

典型C++/Qt环境搭建

依赖项

  • Win7、Win10操作系统
  • VS2015 update3
  • Qt5.7或以上
  • vcpkg(需添加了gRPC)

C++ API生成

  • 修改compile.bat中的前两行,将PROTO_INCLUDE_DIRGPRC_CPP_PLUGIN与本机vcpkg的相关目录一致,例如,假设vcpkg安装于C盘根目录,则调整PROTO_INCLUDE_DIRGPRC_CPP_PLUGIN路径如下:
set PROTO_INCLUDE_DIR=C:\vcpkg\installed\x64-windows\include\
set GPRC_CPP_PLUGIN="C:\vcpkg\installed\x64-windows\tools\grpc\grpc_cpp_plugin.exe"
  • 双击运行compile.batgenerated_cpp文件夹下将会产生若干.h和.cc文件,把这些文件拷贝到自己的工程目录下

  • 在自己的工程中添加宏定义_WIN32_WINNT=0x0600,如果开发环境为vs2019还需要在链接依赖项中添加Ws2_32.lib;Crypt32.lib

    其他方面请参考https://grpc.io/docs/tutorials/basic/cpp

建议开发者先了解熟悉protobufgRPC的相关技术,再进行二次开发。

接口说明

系统提供的接口,分布于sensor.proto、scan.proto、pscan.proto、IF_scan.proto、discrete_scan.proto、analog_demod.proto、tdoa.proto、iq_accquire、drone_detect这几个文件中。其中sensor.proto文件描述了通用的消息类型和传感网络管理接口,scan.proto pscan.proto IF_scan.proto discrete_scan.proto分别描述了全景扫描,中频扫描,离散扫描的消息类型和接口,analog_demod.proto描述了模拟解调的消息类型和接口,tdoa.proto描述了TDOA定位的消息类型和接口,iq_accuqire描述了IQ采集的消息和接口,drone_detect描述了无人机探测的消息类型和接口。

sensor.proto

该文件对应射频传感器网络的管理功能,用于传感器节点发现、节点信息获取、节点控制等。 该文件包含三个接口:

service RFNodeService {
  rpc ListAllNodes(google.protobuf.Empty) returns (NodesInfo) {}
  rpc GetNodeInfo(NodeId) returns (NodeInfo) {}
  rpc NodeControl(NodeControlRequest) returns (NodeReply) {}
}
  1. rpc ListAllNodes(google.protobuf.Empty) returns (NodesInfo) {}

    ListAllNodes()接口用于获取目前所有在线的传感器节点信息,GetNodeInfo()接口获得指定传感器的节点信息,NodeControl接口用于节点控制,比如操纵节点重启,停止所有运行中的任务等。接口返回一个NodesInfo消息,该消息包含了所有在线节点的信息,每一个节点的信息用一个NodeInfo表示。(注意NodesInfoNodeInfo是两个不同的消息)。客户端可以采用轮询的方式,周期性调用该API,获取系统当前的节点信息,如果有节点新增或者掉线,应及时更新客户端的节点信息数据。NodeInfo是一个protobuf消息,定义如下:

//感知节点信息
message NodeInfo {
  NodeId id = 1;          //节点id
  string name = 2;        //节点名字
  Timestamp last_heard_time = 3;  //最近一次通信的时刻
  Position position = 4;          //节点位置
  repeated DeviceId devices = 5;  //隶属于节点的设备列表
  repeated NodeTaskSummary tasks = 6; //节点正在运行的任务列表
  repeated DeviceInfo device_info_list= 7;   //隶属于节点设备信息列表
  PipelineStatus pipeline_status = 8;     //任务数据管线的状态
}
  1. rpc GetNodeInfo(NodeId) returns (NodeInfo) {}

    GetNodeInfo()接口用于获取指定节点的信息,由NodeId指明。

  2. rpc NodeControl(NodeControlRequest) returns (NodeReply) {}

    NodeControl()接口用于节点控制,包括停止节点所有任务、节点重启、节点自检等,控制请求NodeControlRequest消息定义为:

//节点控制请求
message NodeControlRequest{
  repeated NodeId node_id = 1;  //节点id
  NodeControlType type = 2;     //控制类型
}

scan.proto

该文件定义了系统频谱扫描类型功能的通用消息,全景扫描、离散扫描、中频扫描都会用到这些消息。

  1. FrequencySpan消息定义了一个频率范围,该范围包含了起始频率和终止频率,单位均为Hz
//频率范围
message FrequencySpan {
  double start_freq = 1;    //起始频率
  double stop_freq  = 2;    //终止频率
}
  1. SignalDescriptor消息定义了一个频域上的信号,可用来表示信号检测和门限判决的结果。
//信号描述符
message SignalDescriptor {
  double center_freq = 1;   //中心频率
  double bandwidth = 2;     //带宽 
  float peak = 3;           //峰值
  float channel_power = 4;  //信号功率
  int32 emerge_count = 5;   //出现次数
}
  1. ResultOption消息定义了系统在频谱扫描任务中的数据处理选项,这些选项包括数据保持、信号检测、门限判决。用户可以根据需要设置这些选项,如果选项被设置为true,则功能选项被激活,回送给客户端的结果中也随之会带有相应的处理数据,反之则不进行处理,结果中该部分也为空。
//结果选项
message ResultOption{
  bool enable_data_hold = 1;  //使能数据保持
  bool enable_auto_detect = 2;  //使能信号检测
  bool enable_threshold = 3;    //使能门限判别
}
  1. DetectResult消息定义了信号检测的结果,结果中包含两项,一为系统自动生成的检测线,二为检出的信号列表。
//信号检测结果
message DetectResult{
  repeated float ref_trace = 1; //检测线
  repeated SignalDescriptor detect_signals = 2; //检出的信号列表
}
  1. ThresholdSector消息定义了门限判别的结果,结果中为通过门限比对产生的超过门限的频段列表及峰值电平。
//门限设置/门限判别结果
message ThresholdSector{      
  FrequencySpan freq_span = 1;  //门限判别的起始终止频率
  float level = 2;              //门限电平
}
  1. DataHoldResult消息定义了数据保持的结果,结果中包含两项,一为最大保持曲线,二为最小保持曲线。
//数据保持结果
message DataHoldResult{
  repeated float minhold_trace = 1; //最大保持线
  repeated float maxhold_trace = 2; //最小保持线
}
  1. ResultBody消息定义了频谱的总结果,包含当前频率范围、频谱曲线,另外根据用户设定的选项,可能包含上面[4, 6]的子消息。

    注意:Resultbody中的freq_spanrealtime_trace是每次结果肯定会有的,而data_hold_resultdetect_resultthreshold_result则可能为空,取决于用户在启动任务时的ResultOption选项。用户可以利用protobuf提供的消息接口has_xxx来判断子消息的有无,例如使用resultBody.has_data_hold_result()来判断是否存在数据保持的结果。

message ResultBody {
  FrequencySpan freq_span = 1;        //频率范围
  repeated float realtime_trace = 2;  //实时频谱线
  DataHoldResult data_hold_result = 3;  //数据保持结果
  DetectResult detect_result = 4;       //信号检测结果
  repeated ThresholdSector over_threshold_sectors = 5; //门限判别结果
}

pscan.proto

pscan.proto定义了系统全景扫描功能的消息和接口,全景扫描在一个频率范围内快速连续扫描,通常用于在一个较宽的频率范围内进行全范围监测,检测所关注频率范围内存在信号和异常干扰。

包含6个服务接口:

service PScanService {
  rpc Start(StartPScanRequest) returns (TaskAccount) {} //启动任务
  rpc GetResult(TaskId) returns (stream PScanResult) {} //获取任务结果
  rpc ChangeRange(ChangeRangeRequest) returns (NodeReply) {}  //改变监测范围,注意:只改变回传的数据范围,不改变实际的扫描范围
  rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}   //停止任务
  rpc RecordOn(TaskAccount) returns (NodeReply) {}  //启动记录,启动后节点会将任务数据保存
  rpc RecordOff(TaskAccount) returns (NodeReply) {}   //停止记录
}
  1. rpc Start(StartPScanRequest) returns (TaskAccount) {}

    Start()用于发起一个全景扫描任务,接口需要一个StartPScanRequest类型的消息作为请求,服务端会返回一个TaskAccount的消息作为响应。全景扫描任务发起的流程大致为:当客户端选择好参与全景扫描的节点和设备以及任务参数后,调用Start(),向服务端发起任务请求,服务端会解析StartPScanRequest消息,从中得到参与到该任务的传感器节点,就向所有这些节点发送任务参数,得到节点的正常响应后,服务端会将该节点id加到正常响应的节点列表中,并创建一个代表该任务的TaskAccount任务账号返回给客户端。

    StartPScanRequest消息定义:

//启动全景扫描请求
message StartPScanRequest {
  repeated NodeDevice task_runner = 1;  //参与任务的节点设备
  PScanParams pscan_params = 2;         //任务参数
}

请求消息的1号字段task_runner对应用户选择的节点设备列表,2号字段pscan_params是一个PScanParams消息,其定义为:

//全景扫描任务参数
message PScanParams {
  FrequencySpan freq_span = 1;          //频率范围,单位Hz
  double        rbw = 2;                //分辨率,单位Hz
  int32         monitor_interval = 3;   //数据回传间隔,单位ms
  int32         expected_points = 4;    //希望显示的点数[101,16001]
  int32         average_count = 5;      //平均次数[0,128]
  int32         attenuation_gain = 6;   //衰减增益[-30, 20]
  int32         antenna = 7;            //天线选择[0,1]
  repeated ThresholdSector threshold_sectors = 8;//门限设置
  ResultOption  result_option = 9;      //结果选项,启用的功能可选
}

共包含9个分项

  • freq_scan是用户设置的全景扫描频率范围,起始频率需小于终止频率,最大可设范围为[20MHz,6GHz],实际的扫描范围可能存在微调,会在结果中给出实际的扫描范围。
  • rbw分辨率带宽,最小可设为1Hz,一般应根据扫描范围设置合适的分辨率,分辨率过小会影响扫描速度,而过高会降低对信号的分辨能力。
  • monitor_interval回传间隔时间,参与任务的每个节点设备将以monitor_interval间隔回传结果,单位毫秒,比较合适的值可选0,100,500,1000。在无线传输时,应适当增加回传间隔。
  • expected_points用户希望的显示点数,可以任意设置,最佳设置范围为[101, 16001],且数量为奇数,如果设置为零,则系统会传输所有的原始点,不做检波处理。同样,因为检波处理的缘故,实际结果中的显示点数可能并不与expected_points一致,应以实际返回的点数为准。
  • average_count平均次数,当平均次数不为零时,节点接收机会对多帧频谱做叠加统计,形成一帧频谱,默认统计方式是RMS平均。
  • attenuation_gain为射频通道的衰减增益控制,当处理小信号时,应为正值,以增加系统灵敏度,反之,应为负值,以免信号过载。
  • antenna为天线选择控制,当为0时接收机会选择天线1端口,当为1时选择天线2端口。
  • threshold_sectors可以设置若干个需要进行门限判别的子频段。对一些需要搜索干扰信号的频段,可以通过该分项设置,并在result_option中使能门限判别,结果中将会带有门限判别的结果。
  • result_option扫描选项,见scan.proto中的说明。

返回值 TaskAccount消息定义于sensor.proto,每种类型的任务在创建时,系统都会给客户端返回一个TaskAccount,该消息包含任务ID号和真正执行该任务的节点设备列表。任务ID是任务的唯一标识,在任务启动后续的API调用时,都要带有任务ID。注意:由于网络超时或节点被占用等各种原因,在任务参数下发时,并非所有节点都会正常响应,客户端程序需要查看TaskAccount中的node_devices是否与下发任务时选中的节点设备数量一致,如果不一致,意味着有节点没有正常响应,此刻需要写入日志或向用户及时反馈,后续所有其他任务的创建与之类似,都需要对响应结果进行确认,后面不再赘述。

//任务账号
message TaskAccount{
  TaskId task_id = 1;   //任务id
  repeated NodeDevice node_devices = 2; //有效执行该任务的节点
}
  1. rpc GetResult(TaskId) returns (stream PScanResult) {}

    GetResult()用于获取该任务的数据。该接口的返回值是一个PScanResult消息流,接口会持续的推送PScanResult消息到客户端。客户端不应在主线程调用该接口,因为在任务结束之前,该接口的调用不会返回,主线程将得不到控制权。所有流式接口都应有独立的工作线程来进行结果的接收。

    PScanResult定义如下:

//全景扫描结果
message PScanResult {
  NodeDevice result_from = 1;     //结果来自哪个节点设备
  uint32 sequence_number = 2; //结果顺序号
  Timestamp timestamp = 3;    //时间戳
  ResultBody result_body = 4;     //结果体
}

序号1的字段result_from表明该消息来自哪个节点设备,序号2和3的字段为时间戳,顺序号,序号4的消息是在scan.proto中定义的ResultBody,包括频率范围、频谱迹线、信号列表、门限等数据细目。

  1. rpc ChangeRange(ChangeRangeRequest) returns (NodeReply) {}

    ChangeRange()用于更改任务的频率范围。ChangeRangeRequest消息定义如下:

//监测范围改变的请求
message ChangeRangeRequest {
  TaskAccount task_account = 1;     //任务账号
  FrequencySpan span = 2;           //要监测的范围
}

从中可以看出,该请求向服务端发送了TaskAccount和一个待变更的频率范围,服务端在收到该消息后,将会根据TaskAccount所列的设备id,向相关的设备节点发送该频率变更指令,待所有节点响应后,会生成一个NodeReply消息,返回给客户端。NodeReply是一个CmdHeader消息的集合,反映了所有执行该请求的设备节点的响应结果,与启动任务时类似,因为无法保证所有响应结果均为正常,所以客户端需要对这个响应结果进行解析,根据错误码来确定后续行为。可能遇到的响应错误情况包括taskId非法、频率范围参数非法、节点响应超时等。

NodeReply消息定义为

//节点响应
message NodeReply{
  repeated CmdHeader cmd_header = 1;  //命令响应集合
}

可以看到,响应结果是一组CmdHeader消息,CmdHeader消息定义为

message CmdHeader{
  uint32 sequence_number = 1;	//指令顺序号
  ErrorType error_code = 2;		//错误码
  TaskId task_id = 3;			//任务id
  NodeDevice task_runner = 4;	//设备节点id
};

值得进一步说明的是ChangeRange接口的惯常调用方式。ChangeRange是一种对任务过程进行干预的API。后面的RecordOnRecordOff接口也属于此类API,这类API在其他任务类型中也或多或少存在,这类API通常在任务的执行过程中被用户调用,用来改变任务的行为,用户可以任意设定所有参与任务的节点集合的一个子集去处理该请求。

设置的关键在于请求消息中的taskAccount,用户可以根据需要,选取节点设备来填充taskAccountnode_devices子消息,下发给系统,从而让这个子集去执行该请求。例如,客户端如果想让所有任务节点都响应ChangeRange,就可以传入任务创建时的taskAccount,这种情况下所有参与任务的节点都会执行该请求;如果只想让某个节点设备执行该请求,就只把该设备节点填入node_devices中。这样,任务就会变得很灵活,即可以观察同一个频率范围,也可以观察若干不同的频率范围,以适应不同的应用场景。

  1. rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}

    Stop()用于停止某个全景扫描任务。接口以TaskId作为请求,服务端在收到请求后,会向参与该任务的所有节点发送停止命令,待节点响应后,向客户端返回NodeReply响应结果。可能遇到的响应错误情况包括taskId非法,节点响应超时等。

  2. rpc RecordOn(TaskAccount) returns (NodeReply) {}

    RecordOn()启动节点端的数据记录功能。该接口向服务端发送了TaskAccount,来说明需要开启记录的节点,服务端在收到消息后,会向相关节点发送指令,由节点端执行实际的数据记录(数据将记录在节点本地),待节点响应后,向客户端返回NodeReply响应结果。如果有节点已经开始记录或出现其他无法启动记录的情况,将体现在NodeReply的错误码中。

  3. rpc RecordOff(TaskAccount) returns (NodeReply) {}

    RecordOff()停止记录功能。该接口向服务端发送了TaskAccount,来说明需要停止记录的节点,服务端在收到消息后,会向相关节点发送指令,待节点响应后,向客户端返回NodeReply响应结果。如果有的节点之前并没有开启记录,节点则会忽略此操作,并回送错误码。

全景扫描任务参数范围说明

全景扫描任务参数PScanParams消息中各字段范围如下表:

消息 字段 范围
PScanParams.FrequencySpan start_freq [20MHz,6GHz]
PScanParams.FrequencySpan stop_freq [20MHz,6GHz]
PScanParams.ThresholdSector.FrequencySpan start_freq [20MHz,6GHz]
PScanParams.ThresholdSector.FrequencySpan stop_freq [20MHz,6GHz]
PScanParams rbw [1Hz,1MHz]
PScanParams monitor_interval 比较合适的值可选0ms,100ms,500ms,1000ms
PScanParams expected_points [101,16001]
PScanParams average_count [0,128]
PScanParams attenuation_gain [-30,20]
PScanParams antenna 可选0或1

IF_scan.proto

IF_scan.proto定义了系统中频扫描功能的消息和接口,中频扫描是一种在接收机分析带宽范围内(例如40MHz)对某个频点或频段进行深入分析的扫描任务类型,以得到信号的特征参数,调制类型,ITU参数等。

包含3个服务接口

//中频扫描API
service IFScanService {
    rpc Start(StartIFScanRequest) returns (TaskAccount) {}  //启动任务
    rpc GetResult(TaskId) returns (stream IFScanResult) {}  //获取任务结果
    rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}                 //停止任务
}
  1. rpc Start(StartIFScanRequest) returns (TaskAccount) {}

    Start()启动一个中频分析任务,以StartIFScanRequest类型的消息作为请求,系统返回TaskAccount消息作为本任务账号。StartIFScanRequest的第一个消息为执行任务的节点设备,第二个消息为IFScanParams类型的任务参数。

//启动中频扫描请求
message StartIFScanRequest{
    repeated NodeDevice task_runner = 1;    //执行任务的单元
    IFScanParams ifscan_params = 2;         //中频扫描参数
}
//中频扫描参数
message IFScanParams {
    double center_freq = 1;         //中心频率 单位 Hz
    double band_width = 2;          //带宽 单位 Hz
    double rbw = 3;                 //分辨率带宽 单位 Hz
    int32 interval = 4;             //回传间隔 单位ms
    int32 spectrum_points = 5;      //频谱显示点数
    bool  iq_output = 6;            //是否回传IQ
    int32 attenuation_gain = 7;     //衰减增益
    int32 antenna = 8;              //天线选择
}

IFScanParams消息描述的中频扫描的任务参数。

  • center_freq 待分析的频段中心频率
  • band_width待分析的频段带宽,最大可设为40e6,即40MHz
  • rbw频谱的分辨率,同全景扫描
  • interval回传间隔,典型可设置为1000,即1秒回传一次结果
  • spectrum_points希望的频谱显示点数,同全景扫描
  • iq_output是否传送IQ原始数据
  • attenuation_gain衰减增益设置,同全景扫描
  • antenna 天线选择,同全景扫描
  1. rpc GetResult(TaskId) returns (stream IFScanResult) {}

    GetResult()用于获取中频扫描结果。该接口的返回值是一个IFScanResult消息流,注意应有独立的工作线程来进行结果的接收。

//中频扫描结果
message IFScanResult {
	NodeDevice result_from = 1;              //结果来源
    uint32 sequence_number = 2;              //顺序号
    Timestamp timestamp = 3;                 //时间戳
    SpectrumResult spectrum_result = 4;      //频谱曲线
    repeated float IQ_trace = 5;             //IQ曲线
    DetectType detect_type =6;		         //信号类型
	ITUParams ituParams = 7;                 //ITU参数
}

结果中,result_fromsequence_numbertimestamp与全景扫描类似,不再赘述。第四项spectrum_trace给出中频分析的频谱曲线;第五项IQ_trace在中频分析选项中使能true时,将给出原始IQ曲线,不使能情况下数组长度为0;第六项detect_type定义如下,该子消息给出检测出的信号类型。

enum DetectType 
{
	UNDETECT = 0;		//未知
	NARROW_BAND = 1;	//窄带信号
	WIDE_BAND = 2;		//宽带信号
	PULSE = 3;			//脉冲
	DETECTING = 4;		//正在检测
}

第七项ituParams定义如下,该子消息给出信号的ITU参数。

//ITU参数
message ITUParams{
    ModulateType modulate_type = 1; //调制类型
    double center_freq = 2;         //中心频率
    double band_width = 3;          //带宽
    double power = 4;               //功率
	double time_occupancy = 5;		//时间占用度
}

其中modulate_type定义了信号调制类型,如下:

//信号调制类型(调制识别功能支持的类型)
enum ModulateType{
		UNKNOWM = 0;
		AM = 1;
		AMSC = 10;
		AMTC = 11;
		SSB = 12;
		DSB = 13;
		VSB = 14;
		LSB = 15;
		USB = 16;
		ASK = 2;
		ASK2 = 20;
		ASK4 = 21;
		ASK8 = 22;
		ASK16 = 23;
		FM = 3;
		FSK = 4;
		FSK2 = 40;
		FSK4 = 41;
		FSK8 = 42;
		FSK16 = 43;
		MSK = 44;
		PSK = 5;
		BPSK = 50;
		OQPSK = 51;
		QPSK = 52;
		Pi4QPSK = 53;
		PSK8 = 54;
		PSK16 = 55;
		D8PSK = 56;
		QAM = 6;
		QAM16 = 60;
		QAM32 = 61;
		QAM64 = 62;
		QAM128 = 63;
		QAM256 = 64;
		CW = 7;
		Noise = 8;
		RECOGNIZING = 9;
}
  1. rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}

    以任务id为请求,结束中频扫描任务。

中频扫描任务参数范围说明

中频扫描任务参数IFScanParams消息中各字段范围如下表:

消息 字段 范围
IFScanParams center_freq [20MHz,6GHz]
IFScanParams band_width [0Hz,40MHz]
IFScanParams rbw [1Hz,1MHz]
IFScanParams interval 典型值可设置为1000ms
IFScanParams spectrum_points [101,16001]
IFScanParams attenuation_gain [-30,20]
IFScanParams antenna 可选0或1

discrete_scan.proto

discrete_scan.proto定义了系统扫描功能的消息和接口,离散扫描是一种可以同时扫描多个离散频段的任务类型,可满足若干业务频段同时监测的需求。

包含3个服务接口

//离散扫描API
service DScanService {
    rpc Start(StartDScanRequest) returns (TaskAccount) {}   //启动离散扫描
    rpc GetResult(TaskId) returns (stream DScanResult) {}   //获取离散扫描结果
    rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}                 //停止离散扫描
}
  1. rpc Start(StartDScanRequest) returns (TaskAccount) {}

    Start()接口用于启动一个离散扫描任务,以StartDScanRequest类型的消息作为请求,系统返回TaskAccount消息作为本任务账号。StartDScanRequest的第一个消息为执行任务的节点设备,第二个消息为DScanParams类型的任务参数。

//启动离散扫描请求
message StartDScanRequest{
    repeated NodeDevice task_runner = 1;    //执行任务的节点设备
    DScanParams dscan_params = 2;           //任务参数
}
//离散扫描任务参数
message DScanParams{
    repeated DScanSegment segments = 1; //要扫描的频段列表
    int32         monitor_interval = 2; //回传间隔,单位ms
    ResultOption  result_option = 3;    //结果选项
}

DScanParams中的第一项为频段列表,其中每个元素为DScanSegment类型的消息;第二项为回传间隔,第三项为结果选项,可参见scan.proto中的定义。

//离散扫描的单段参数
message DScanSegment{
    FrequencySpan freq_span = 1;        //频率范围
    double        rbw = 2;              //分辨率带宽 单位 Hz
    int32         expected_points = 3;  //希望显示的点数
    float         threshold = 4;        //门限电平,在使能门限判别时有效
    int32         average_count = 5;    //平均次数
    int32         attenuation_gain = 6; //增益衰减
    int32         antenna = 7;          //天线选择
}

DScanSegment消息描述了离散扫描其中单个频段参数。

  • freq_span频率范围,在离散扫描中,频率范围完全独立,可以和其他频段的频率范围区间相互重叠,也可乱序。
  • rbw分辨率带宽,同全景扫描。
  • expected_points显示点数,同全景扫描。
  • threshold本频段的门限电平,当使能了门限判别功能时有效。
  • average_count平均次数,同全景扫描。
  • attenuation_gain增益衰减,同全景扫描。
  • antenna天线选择,同全景扫描。

应注意DScanSegment的所有参数只作用于一个频段,离散扫描的段与段之间是高度独立的,对于系统硬件而言,扫描每个频段都会根据DScanSegment的参数进行重置再启动扫描。客户端在显示时,建议采用多窗口,以对应多频段。

  1. rpc GetResult(TaskId) returns (stream DScanResult) {}

    GetResult()接口用于获取离散扫描结果。该接口的返回值是一个DScanResult消息流,注意应有独立的工作线程来进行结果的接收。

//离散扫描任务结果
message DScanResult {
    NodeDevice result_from = 1;             //结果来源
    uint32 sequence_number = 2;             //顺序号
    Timestamp timestamp = 3;                //时间戳
    repeated ResultBody segment_result = 4; //所有频段的扫描结果
}

其结果定义与全景扫描很类似,区别在于序号为4的字段,在这里是一个repeated的消息。这与离散扫描的特点是一致的,因为离散扫描任务会对分布于多个离散区间的频段进行扫描,自然就会产生多个扫描结果。

  1. rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}

    以任务id为请求,结束离散扫描任务。

离散扫描任务参数范围说明

离散扫描任务参数DScanParams消息中各字段范围如下表:

消息 字段 范围
DScanParams.DScanSegment.FrequencySpan start_freq [20MHz,6GHz]
DScanParams.DScanSegment.FrequencySpan stop_freq [20MHz,6GHz]
DScanParams.DScanSegment rbw [1Hz,1MHz]
DScanParams.DScanSegment expected_points [101, 16001]
DScanParams.DScanSegment average_count [0, 128]
DScanParams.DScanSegment attenuation_gain [-30,20]
DScanParams.DScanSegment antenna 可选0或1
DScanParams monitor_interval 比较合适的值可选0ms,100ms,500ms,1000ms

analog_demod.proto

analog_demod.proto定义了模拟解调任务的消息和接口。模拟解调是一种解调AM、FM等模拟调制信号,实时输出该信号频谱和音频PCM码流的任务类型,系统支持分析带宽内的任意频点解调,可以通过在任务执行过程中随时切换频点,来监听不同频点的声音。

包含四个接口

//模拟解调API
service AnalogDemodService {
  rpc Start(StartAnalogDemodRequest) returns (TaskAccount) {} //启动任务
  rpc GetResult(TaskId) returns (stream DemodResult) {}       //获取任务结果
  rpc ChangeChannel(ChangeChannelRequest) returns (NodeReply) {}  //改变解调信道
  rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}   //停止任务
}
  1. rpc Start(StartAnalogDemodRequest) returns (TaskAccount) {}

    Start()接口用于启动一个模拟解调任务,以StartAnalogDemodRequest类型的消息作为请求,系统返回TaskAccount消息作为本任务账号。StartAnalogDemodRequest的第一个消息为执行任务的节点设备,第二个消息为AnalogDemodParms类型的任务参数。

//启动模拟解调请求
message StartAnalogDemodRequest {
  repeated NodeDevice task_runner = 1;  //参与任务的设备节点
  AnalogDemodParms params = 2;          //任务参数
}
//模拟解调参数
message AnalogDemodParms{
  AnalogDemodChannel demod_channel = 1; //解调信道
  Demodulation  demod_type = 2;         //解调类型
  int32         attenuation_gain = 3;   //增益衰减[-30,20]
  int32         antenna = 4;            //天线选择[0,1]
  AnalogSpectrumParms spectrum_param = 5;//频谱参数,可选,如果不设置则不回传频谱结果
}

AnalogDemodParms消息定义了模拟解调任务参数。

  • demod_channel为一个AnalogDemodChannel的消息,用于设置解调频率和解调带宽
  • demod_type为要解调的调制类型
  • attenuation_gain为增益衰减设置,同全景扫描
  • antenna为天线选择,同全景扫描
  • AnalogSpectrumParms为频谱参数,可选,如果该子消息为空,则结果中只包含音频,没有频谱曲线
//解调信道
message AnalogDemodChannel {
  double        demod_frequency = 1;       //解调频率 单位Hz
  double        demod_bandwidth = 2;       //解调带宽 单位Hz[1kHz-1MHz]
  double        demod_beat_frequency = 3;  //拍频频率 单位Hz[100MHz-1kHz]
}

当解调类型选择连续波时,demod_beat_frequency用于设置拍频频率 ;当解调类型选择其他类型时,demod_beat_frequency设置为零即可。

解调类型消息定义如下:

//解调类型
enum Demodulation {
  NONE = 0;     	
  AM   = 1;	 
  FM   = 2; 
  CW   = 3; //连续波
  ISB  = 4; //独立边带
  USB = 5;  //上边带
}
//解调的频谱参数
message AnalogSpectrumParms{
  double        center_frequency = 1; //频谱的中心频率 单位 Hz
  double        bandwidth = 2;        //频谱的带宽, 单位 Hz ≤40MHz
  int32         expected_points = 3;  //希望显示的点数
  int32         average_count = 4;    //平均次数[0,128]
  int32         monitor_interval = 5; //回传间隔 单位ms
}
  • center_frequency用于设置频谱的中心频率

  • bandwidth用于设置频谱的带宽

    频谱的中心频率与带宽确定了一个范围,而demod_channel包括解调频率和解调带宽,也是一个范围。两者之间的关系如下图所示,解调范围一定要落在频谱范围之内,解调范围像一个滑动窗口,可以在频谱范围内任意滑动,解调范围超出频谱范围的话为无效的参数。客户端启动任务时,若没有设置AnalogSpectrumParms,系统会自动配置一个频谱范围,这个范围以解调频率为中心,以40MHz为带宽。

解调范围说明

  • expected_points希望显示的频谱点数,同全景扫描
  • average_count平均次数,同全景扫描
  • monitor_interval回传间隔,同全景扫描
  1. rpc GetResult(TaskId) returns (stream DemodResult) {}

    GetResult()用于获取解调的结果,该接口的返回值是一个DemodResult消息流,注意应有独立的工作线程来进行结果的接收。

//解调结果
message DemodResult {
  NodeDevice result_from = 1;     //来自哪个节点设备
  AudioResult audio_result = 2;   //音频结果,可能为空
  scan.ResultBody spectrum_result = 3;//频谱结果,可能为空
}

结果中标号为1的字段说明数据来源;2号字段包含解调音频数据;3号字段包含频谱数据,可能为空,只有当任务参数中带有AnalogSpectrumParms消息时,结果中才会带有3号字段。

标号2的字段是一个AudioResult类型的消息,其中的current_channel表明目前解调的信道参数,audio_sampleRate表明音频采样速率,pcm_block为音频的pcm码流。解调音频固定采用单声道16位的格式。

//音频结果
message AudioResult{
  AnalogDemodChannel current_channel = 1; //当前解调的信道
  int32 audio_sampleRate = 2;         //音频流速率
  repeated int32 pcm_block = 3;      //音频PCM码流
}

标号3的字段是一个在scan.proto中定义的频谱结果类型,默认不启用数据保持和门限判别功能, 仅输出实时频谱曲线和信号列表。

  1. rpc ChangeChannel(ChangeChannelRequest) returns (NodeReply) {}

    ChangeChannel()用于改变解调信道,可以在任务执行过程中调用,来改变要监听的信道。注意信道的范围不能超过频谱范围,否则设置无效。

//改变解调信道的请求
message ChangeChannelRequest {
  TaskAccount task_account = 1;     //任务账号
  AnalogDemodChannel channel = 2;   //要解调的信道
}
  1. rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}

    以任务id为请求,结束解调任务。

模拟解调参数范围说明

模拟解调任务参数AnalogDemodParms消息中各字段范围如下表:

消息 字段 范围
AnalogDemodParms.AnalogDemodChannel demod_frequency [20MHz,6GHz]
AnalogDemodParms.AnalogDemodChannel demod_bandwidth [1kHz,1MHz]
AnalogDemodParms.AnalogDemodChannel demod_beat_frequency [100Hz,1kHz]
AnalogDemodParms attenuation_gain [-30,20]
AnalogDemodParms antenna 可选0或1
AnalogDemodParms.AnalogSpectrumParms center_frequency [20MHz,6GHz]
AnalogDemodParms.AnalogSpectrumParms bandwidth [0,40MHz]
AnalogDemodParms.AnalogSpectrumParms expected_points [101,16001]
AnalogDemodParms.AnalogSpectrumParms average_count [0,128]
AnalogDemodParms.AnalogSpectrumParms monitor_interval 比较合适的值可选0ms,100ms,500ms,1000ms

TDOA.proto

该文件定义了系统TDOA定位功能的消息和接口,包含八个接口

//tdoa API
service TDOAService {
  rpc Start(StartTDOARequest) returns (TaskAccount) {}  //启动任务
  rpc SetStatistic(StatisticRequest) returns(google.protobuf.Empty){} //设置统计参数
  rpc GetProduction(TaskId) returns (stream TDOAProduction) {}  //获取任务数据
  rpc GetTaskProgress(TaskId) returns (TDOAProgress) {}         //获取任务各节点的数据传输进度
  rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}               //停止任务

  rpc ListAllRecord(google.protobuf.Empty) returns(TDOARecordList){}  //获取TDOA的任务记录
  rpc StartReplay(TaskId) returns(TaskAccount){}      //启动回放
  rpc StopReplay(TaskId) returns (google.protobuf.Empty) {}    //停止回放
}
  1. Start()用于发起一个TDOA任务,客户端通过该接口向服务端发送StartTDOARequest消息,服务端回送TaskAccount消息作为响应。StartTDOARequest消息定义为
message StartTDOARequest{
  repeated NodeDevice task_runner = 1;	//参与TDOA定位任务的节点集合
  TDOAParams task_parms = 2;	//任务参数
}

其中的第一项为参与本次TDOA任务的设备节点,TDOA任务至少需要两个节点,当为2个节点时为测向,当≥3个节点时,执行多站定位。第二项TDOAParams消息为TDOA任务参数,定义为:

//tdoa任务参数
message TDOAParams {
  repeated TargetSignal target_signals  = 1;  //要定位的目标
  Timestamp sync_acquire_time = 2;          //同步采集起始时刻
  uint32 interval_msec = 3;                 //采集的时间间隔,单位 ms
  TDOAOption option = 4;
}
  • target_signals为待定位目标信号的列表,其中的每一项为描述一个信号的消息TargetSignal,定位任务中应至少包含1个TargetSignalTargetSignal中各项参数比较明确,需要进一步说明的是第三项power,该值用来告诉节点设备端,只有采集的信号电平值大于power设定的值,才允许上传数据,否则无需上传。这样可以在大量分布于各处的设备节点共同参与执行TDOA任务时,减少数据的传输量和处理量。
//目标的信号特征(待定位的目标)
message TargetSignal {
  double center_freq = 1; //中心频率,单位 Hz
  double bandwidth = 2;   //信号带宽,单位 Hz
  double power = 3;       //允许节点上传数据的最低电平要求,参与任务的节点设备在采集时,只有高于该值才会将采集的数据上传到中心
  int32 attenuation_gain = 4; //采集该信号时的增益衰减,[-30, 20],对于小信号应是开启增益
  int32 antenna = 5;      //天线选择[0,1]
}
  • sync_acquire_time用于告诉节点设备端同步采集信号数据的起始时刻,采用UTC的时间标准。
  • interval_msec采集间隔,最短为100ms,在无线传输下,该值以[500,2000]为宜,不宜过短,以免阻塞传输。
  • optionTDOA任务选项,可用于使能一些过程数据输出或双站测向等特殊定位方式。
message TDOAOption{
  bool enable_spectrum = 1;
  bool enable_iq = 2;
  bool enable_coorelation = 3;
}
  1. rpc SetStatistic(StatisticRequest) returns(google.protobuf.Empty){}

    SetStatistic()用于对定位结果的统计,可在实时任务或回放任务启动后,调用该接口激活统计功能。StatisticRequest消息定义为

    //定位结果统计
    message StatisticRequest{
      TaskId task_id = 1;
      TDOAStatistic statistic_parms = 2;
    }

    其中的statistic_parms是一个TDOAStatistic消息,定义为

    message TDOAStatistic
    {
      int32 confidence = 1;   //置信度[1-99],设为0将不使能统计
      int32 sample_space_size = 2; //样本空间大小[10-1000]
      int32 zone_outline_points = 3;  //轮廓线的点数
    }

    用户可以通过confidence设置置信度,置信度的大小影响到置信椭圆的区域范围,置信度越大则椭圆包裹的样本点越多,椭圆的覆盖区域通常也越大;反之,置信椭圆包含的样本点少,椭圆变小。sample_space_size是统计的样本空间大小,即使用多少个历史位置点来做统计;zone_outline_points用来设定结果中椭圆轮廓线的点数。

  2. rpc GetProduction(TaskId) returns (stream TDOAProduction) {}

    GetProduction()用于获取TDOA定位的结果,该接口的返回值是一个TDOAProduction消息流,注意应有独立的工作线程来进行结果的接收。结果中包含一次定位的过程数据和结果数据。

//TDOA任务产生的数据
message TDOAProduction{
  TDOAIndex index = 1;                      //索引
  TDOAError error_code = 2;                 //错误码
  repeated BlockBrief block_brief = 3;      //数据块摘要
  repeated TDOATrace details = 4;           //过程迹线(频谱、IQ、互相关)
  BatchCorrelation correlation_info = 5;    //互相关结果
  RawTargetPosition raw_position = 6;       //本次定位结果(原始数据)
  ConfidenceZone  located_zone = 7;         //统计得到的坐落区域
}

其中

  • index中包含本次结果属于第几次定位和第几个目标。
  • error_code指明错误码信息,只有是TDOA_ERR_NONE的情况下,定位结果是有效的。
  • block_brief包含本次定位的所有数据块摘要,主要包括采集设备id、采集位置、采集时刻、是否包含数据等信息。
  • details是一组定位过程中产生的曲线数据,其中的每一个数据项是一个TDOATrace消息,根据任务选项的设定,可能是频谱曲线、IQ曲线、互相关曲线。
  • correlation_info是定位过程中产生的互相关数据。
  • raw_position包含本次定位的结果,其中的target_position给出目标的方位信息。系统会根据实际的互相关计算结果,自行确定定位方法,根据定位方法的不同,该子消息中的target_position中解的个数和含义也不同,具体使用请参照示例程序。
  • located_zone给出的是统计若干历史位置点后的置信区域信息,调用SetStatistic()接口将激活统计功能。
//tdoa过程数据(各种迹线)
message TDOATrace {
  enum TraceType {
    TDOA_SPECTRUM = 0;  //频谱
    TDOA_IQ = 1;	      //iq
    TDOA_CORRELATE = 2;	//相关线
  }
  TraceType type = 1;   //迹线类型
  repeated NodeDevice result_from = 2; //数据来源
  repeated float trace_data = 3;     //迹线数据
}
  1. rpc GetTaskProgress(TaskId) returns (TDOAProgress) {}

    GetTaskProgress()用来获取当前TDOA任务的状态,可以通过这个接口查看所有任务节点上报数据的进度。

//tdoa 数据传输状态
message SensorAcquireProgress{
  NodeDevice sensor = 1;    //节点设备id
  TDOAIndex last_received = 2;  //收到的最新索引
}

//tdoa任务的进展情况
message TDOAProgress{
  repeated SensorAcquireProgress progress = 1;
}
  1. rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}

    以任务id为请求,结束TDOA任务。

  2. rpc ListAllRecord(google.protobuf.Empty) returns(TDOARecordList){}

    获取数据库中的所有TDOA任务记录。

  3. rpc StartReplay(TaskId) returns(TaskAccount){}

    启动一个回放任务,之后的操作与启动实时TDOA任务类似。

  4. rpc StopReplay(TaskId) returns (google.protobuf.Empty) {}

    停止一个回放任务

TDOA定位任务参数范围说明

TDOA定位任务参数TDOAParams消息中各字段范围如下表:

消息 字段 范围
TDOAParams.TargetSignal center_frequency [20MHz,6GHz]
TDOAParams.TargetSignal bandwidth [0,40MHz]
TDOAParams.TargetSignal attenuation_gain [-30,20]
TDOAParams.TargetSignal antenna 可选0或1
TDOAParams interval_msec 最小为100ms,无线传输下该值以[500,2000]为宜

iq_acquire.proto

该文件定义了系统IQ数据采集任务的消息和接口。

共包含5个接口

//IQ扫描API
service IQService
{
    rpc Start(StartIQRequest) returns (TaskAccount) {}  //启动任务
    rpc GetResult(TaskId) returns (stream IQResult) {}  //获取任务结果
    rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}             //停止任务
    rpc RecordOn(TaskAccount) returns (NodeReply) {}    //开启节点端的记录
    rpc RecordOff(TaskAccount) returns (NodeReply) {}   //关闭节点端的记录
}
  1. rpc Start(StartIQRequest) returns (TaskAccount) {}

    Start()用于启动一个IQ采集任务,请求消息类型为StartIQRequest,服务端回送的响应类型为任务账号。和其他任务类似,请求中包含了要执行任务的若干节点设备,以及任务参数。

//启动IQ扫描的请求
message StartIQRequest{
    repeated NodeDevice task_runner = 1;    //任务执行单元
    IQSweepParams sweep_params = 2;         //扫描参数
}
//IQ扫描参数
message IQSweepParams{
	uint32       num_sweeps = 1;                    //扫描次数[0,max_uint32]
	uint32		 num_blocks = 2;	                 //每个频点的扫描块个数[0,max_uint32]	
	uint32		 num_transfer_samples = 3;          //每个扫描块的采集点数[512,1024,2048]
    TimeTriggerParams time_trigger_params = 4;      //时间触发参数,可选项
    repeated IQSegmentParams segment_params = 5;    //要采集的频点
}

任务参数IQSweepParams由5部分组成。之所以称之为IQ Sweep,是因为IQ采集也可以像频谱扫描那样,自动采集多个频点。

  • num_sweeps总的IQ扫描次数,应为非负数,0代表无限次扫描
  • num_blocks每个频点采集的IQ数据块数目,应为非负数,0代表在该频点无限次采集,注意在多个频点采集时,num_blocks不应设为0,因为一旦为零,任务执行单元会停留在该频点无限期的采集下去。
  • num_transfer_samples为每个IQ数据块的采样点个数,可设为2的幂次方个,最大可设为2048。此参数只是约定了数据在网络上传输的长度,与IQ的无缝采集特性并不相关,IQ数据块与块之间尽管会打包成两个网络报文传输,但不会影响其时域上的连续性,无缝采集特性是靠设备内的大容量高速RAM缓冲区来保证的。
  • time_trigger_params是一个TimeTriggerParams类型的消息,包含时间触发的参数,是可选项。在TimeTriggerParams中:
    1. trigger_type表示触发类型,可选相对时间和绝对时间
    2. trigger_time表示触发时间,在使用相对时间触发时,trigger_time表达的是延迟量的概念,执行单元会以启动任务的时刻为基准,向后延迟这段时间,再开始采集。在使用绝对时间触发时,trigger_time表达的是绝对时刻的概念,执行单元会以trigger_time所设定的时刻开始采集。在实际使用中,绝对时间触发要更常用一些,因为这种方式可以让多个节点进行非常精准的时间同步采集。绝对时间触发时,trigger_time的秒值是一个UTC的时刻,c++可以通过调用time(nullptr)来获得当前系统时间对应的UTC秒值,此时就需要注意宿主计算机的系统时间要与实际时间相符,不然下发到节点设备的触发时刻会与GNSS系统的时间相差太大,导致无触发或早触发。
    3. sweep_interval表示两次扫描之间的间隔时间。
    4. segment_interval表示一次扫描过程中,相邻两个频点之间的间隔时间。该值有100ms的下限,应满足sweep_interval> (N * segment_interval + 200)N为要扫描的频点数。
//时间触发参数
message TimeTriggerParams{
    //触发类型
    enum TimeTriggerType{
        NONE = 0;
        ABS_TIME = 0x2; //绝对时间
        REL_TIME = 0x4; //相对时间
    }
    TimeTriggerType trigger_type = 1;   //触发类型
    Timestamp       trigger_time = 2;   //触发时刻
    uint32		    sweep_interval = 3;     //扫描间隔,单位ms
	uint32		    segment_interval = 4;   //频点间隔,单位ms
}
  • segment_params表示要采集的频点集合。集合中的每个项为一个IQSegmentParams类型的消息。其中标号为1、3、4的字段很好理解,和其他任务类似。
    1. sample_rate表示采集该信号所使用的采样率,采样率多档可选,可设置为56e6、28e6、14e6...,应根据信号的带宽合理选择采样率。
    2. level_trigger_params表示在该频点的幅度触发参数,可选项。当为空时,表示不在该频点使用幅度触发。注意幅度触发与时间触发互斥,当使能时间触发时,IQSegmentParams不应再带有幅度触发参数。
//IQ扫描的单频点参数
message IQSegmentParams{
    double center_freq = 1;             //中心频率,单位Hz[20MHz,6GHz]
    double sample_rate = 2;             //采样率,单位Hz[56M, 28M, 14M, 7M, 3.5M, 1.75M, 0.875M...]
    int32  attenuation_gain = 3;        //增益衰减[-30,20]
    int32  antenna = 4;                 //天线选择[0,1]
    LevelTriggerParams level_trigger_params = 5;//幅度触发参数,可选项
}
//幅度触发参数
message LevelTriggerParams{
    //触发类型
    enum LevelTriggerType{
        NONE = 0;
        LEVEL = 0x8;    //幅度触发
        RISING = 0x10;  //上升沿触发
        FALLING = 0x18; //下降沿触发
    }
    LevelTriggerType    trigger_type = 1;   //触发类型
    float               trigger_value = 2;  //触发电平dBm(或升降幅度dB)
}
  1. rpc GetResult(TaskId) returns (stream IQResult) {}

    GetResult()用于获取IQ采集的结果,该接口的返回值是一个IQResult消息流,注意应有独立的工作线程来进行结果的接收。

//IQ结果
message IQResult{
    NodeDevice result_from = 1;     //结果来源
    IQResultHeader header = 2;      //结果头
    repeated float data = 3;        //IQ数据,I和Q值交叉排列,数组大小为 num_transfer_samples * 2
}
  • result_from结果来自哪个节点设备
  • header结果头,包含采集的IQ数据对应的中心频率、采样率等信息。其中标号为7的scale_to_volts用于把无量纲的IQ数据转化为以v为单位的电压值。用每个I和Q值都除以Ratio值,其中Ratio = sqrt(200) * scale_to_volts,转换后取I/Q复数对的模即为以v为单位电压值。
//IQ扫描结果头
message IQResultHeader{
    uint64		sequence_number = 1;    //顺序号
	uint64		segment_index = 2;      //频点索引
    uint64		sweep_index = 3;        //扫描次数索引
    double		center_frequency = 4;   //中心频率,单位Hz
    double		sample_rate = 5;        //采样率,单位Hz
    double      scale_to_volts = 6;     //电压比例尺,具体请参照文档换算
    Timestamp   time_stamp = 7;         //时间戳
    Position    position = 8;           //采集时所处的位置
}
  • data IQ原始数据,float类型,I和Q交叉排列。
  1. rpc Stop(TaskId) returns (NodeReply) {}

    Stop()以任务id为请求,结束IQ采集任务。

  2. rpc RecordOn(TaskAccount) returns (NodeReply) {}

    RecordOn()启动节点端的IQ数据记录功能。该接口向服务端发送了TaskAccount,来说明需要开启记录的节点,服务端在收到消息后,会向相关节点发送指令,由节点端执行实际的数据记录(数据将记录在节点本地),待节点响应后,向客户端返回NodeReply响应结果。如果有节点已经开始记录或出现其他无法启动记录的情况,将体现在NodeReply的错误码中。

  3. rpc RecordOff(TaskAccount) returns (NodeReply) {}

    RecordOff()停止节点端的IQ记录功能。该接口向服务端发送了TaskAccount,来说明需要停止记录的节点,服务端在收到消息后,会向相关节点发送指令,待节点响应后,向客户端返回NodeReply响应结果。如果有的节点之前并没有开启记录,节点则会忽略此操作,并回送错误码。

IQ数据采集任务参数范围说明

IQ数据采集任务参数IQSweepParams消息中各字段范围如下表:

消息 字段 范围
IQSweepParams num_sweeps [0,max_uint32]
IQSweepParams num_blocks [0,max_uint32]
IQSweepParams num_transfer_samples [512,1024,2048]
IQSweepParams.IQSegmentParams center_freq [20MHz,6GHz]
IQSweepParams.IQSegmentParams sample_rate [56MHz,28MHz,14MHz,7MHz,3.5MHz, 1.75MHz, 0.875MHz...]
IQSweepParams.IQSegmentParams attenuation_gain [-30,20]
IQSweepParams.IQSegmentParams antenna 可选0或1
IQSweepParams.TimeTriggerParams sweep_interval 大于500ms
IQSweepParams.TimeTriggerParams segment_interval 大于100ms

pulseAnalysis.proto

pulseAnalysis.proto定义了系统脉冲分析功能的消息和接口。

包含4个服务接口

//脉冲分析API
service PulseAnaService {
  rpc StartPulseAna(PulseAnaRequest) returns (TaskAccount) {}        //开始脉冲分析任务
  rpc GetResult(TaskId) returns (stream PulseAnaResult) {}           //获取脉冲分析结果
  rpc ChangeThreshold(ChangeThresholdRequest) returns (NodeReply) {} //改变脉冲分析门限
  rpc StopPulseAna(TaskId) returns (NodeReply) {}                    //停止脉冲分析任务
}
  1. StartPulseAna(PulseAnaRequest) returns (TaskAccount) {}

    Start()启动一个脉冲分析任务,以PulseAnaRequest类型的消息作为请求,系统返回TaskAccount消息作为本任务账号。PulseAnaRequest的第一个消息为执行任务的节点设备,第二个消息为PulseAnaParams类型的任务参数。

//脉冲分析请求
message PulseAnaRequest {
  repeated NodeDevice task_runner = 1;//任务执行单元
  PulseAnaParams pulseAnaParams = 2;  //分析参数
}
//脉冲分析参数
message PulseAnaParams {			
	double		center_freq=1;   //中心频率,单位Hz[20MHz,6GHz]
	double		sample_rate=2;   //采样率,单位Hz[56M, 28M, 14M, 7M, 3.5M, 1.75M, 0.875M...]
	double		attenuation_gain=3; //衰减增益[-30,20]
	int32	    antenna=4;          //天线选择[0,1] 
    double    threshold_level=5;    //门限电平dBm 
    int32     point_judge=6;        //判断点数,无需设置
}

PulseAnaParams消息描述的脉冲分析的任务参数。

  • center_freq 待分析的频段中心频率
  • sample_rate采样率
  • attenuation_gain衰减增益设置,同全景扫描
  • antenna天线选择,同全景扫描
  • threshold_level脉冲分析门限
  • point_judge判断点数
  1. rpc GetResult(TaskId) returns (stream PulseAnaResult) {}

    GetResult()用于获取脉冲分析结果。该接口的返回值是一个PulseAnaResult消息流,注意应有独立的工作线程来进行结果的接收。

//脉冲分析结果
message PulseAnaResult {
  NodeDevice result_from = 1;
  repeated PulseResult pulse_list = 2;
}

结果中,resultFrom与全景扫描类似,不再赘述。第二项PulseResult定义如下,该子消息给出脉冲参数。

//脉冲参数
message PulseResult
{
  uint32   pulse_index=1;    //脉冲标号[0,255]         
  double   pulse_width=2;    //脉冲宽度,单位ns 
  double   pulse_amp=3;      //脉冲幅度,单位dBm  
  double   pulse_period=4;   //脉冲周期,单位ns      
  double   duty_ratio=5;     //占空比 
  Timestamp timestamp=6;     //脉冲到达时间
}
  1. rpc ChangeThreshold(ChangeThresholdRequest) returns (NodeReply) {}

    ChangeThreshold()用于改变脉冲分析门限,ChangeThresholdRequest消息定义如下:

    //脉冲分析门限改变的请求
    message ChangeThresholdRequest {
      TaskAccount task_account = 1;   //任务账号
      double  threshold_Level=2;      //门限
    }
  2. rpc StopPulseAna(TaskId) returns (NodeReply) {}

    以任务id为请求,结束脉冲分析任务。

脉冲分析任务参数范围说明

脉冲分析任务参数PulseAnaParams消息中各字段范围如下表:

消息 字段 范围
PulseAnaParams center_freq [20MHz,6GHz]
PulseAnaParams sample_rate [0Hz,40MHz]
PulseAnaParams attenuation_gain [-30,20]
PulseAnaParams antenna 可选0或1
PulseAnaParams threshold_level
PulseAnaParams point_judge

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