[發明專利]一種用于數控總線的安全可控通信方法

有效

• 申請號: 201010582141.0
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102571259A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 于東;郭翀;岳東峰;高甜容;陳龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽計算技術研究所有限公司;沈陽高精數控技術有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李曉光

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體的說是一種用于數控系統現場總線的安全可控通信方法。

背景技術

在工業控制領域中，總線作為承載數據的媒介、傳輸命令的通道和連接各接口的紐帶，對整個控制系統高效、精確、安全運行起著至關重要的作用。但總線應用環境復雜，使數據在傳輸過程中會由于系統故障、電磁干擾等問題出現一定的損壞現象，從而出現消息重復、刪除、插入、不正確序列、破壞、延時及偽裝等錯誤。數據損壞如果不能及時被發現，將會給控制系統帶來設備損失和人身傷害。因此，總線數據的傳輸安全已經成為總線通信安全性研究的重點。

在已有總線安全通信機制中，數據鏈路層循環冗余校驗CRC已經作為一種規范，成為各種總線必不可少的安全功能。數控總線作為總線在數控系統中的應用，同樣采用了這種安全校驗功能。目前，數控系統正在向開放式、網絡化方向發展，同時數控系統自身正在經歷高速、高精的發展過程，而傳統循環冗余校驗方法采用單包校驗，靜態校驗的形式，造成剩余錯誤率較高、安全強度不可變等缺陷。傳統循環冗余校驗方法已經不能滿足數控系統高速和高精度的要求。

發明內容

針對上述傳統循環冗余校驗方法存在的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供一種能夠增強數控總線通信安全強度可控性高和降低剩余錯誤率的用于數控總線的安全可控通信方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種用于數控總線的安全可控通信方法包括以下步驟：

將安全數據報文發送方作為主站，將安全數據報文接收方作為從站；

將主站中的安全數據報文通過偏移功能模塊生成CRC校驗值，并將CRC校驗值封裝入安全數據報文中，并發送至從站；

從站通過使用偏移功能模塊對接收到的安全數據報文進行CRC校驗；如果校驗正確，從站通偏移功能模塊生成新的CRC校驗值，并將CRC校驗值封裝入應答數據報文中，然后發送至主站；

主站通過使用偏移模塊對接收到的應答數據報文進行CRC校驗；如果校驗正確，則判斷通信是否結束，若主站需要結束，則停止此次通信。

如果從站對接收到的安全數據報文進行CRC校驗的結果不正確，則請求主站重新發送該安全數據報文，返回到主站中重新生成CRC校驗值步驟。

如果主站對接收到的應答數據報文進行CRC校驗的結果不正確，則請求從站重新發送該應答數據報文，返回到從站中重新生成CRC校驗值步驟。

如果通信不結束，則返回到主站中重新生成CRC校驗值步驟。

所述安全數據報文包括有效數據位、狀態位、序列號、偏移數、安全比特數和CRC校驗值；其中有效數據位用來存放從站執行操作的命令；狀態位用于識別通信狀態；序列號用于識別安全數據報文順序；偏移數用于生成選取關聯數據的起始位；安全比特數用于標識關聯數據選取的位數；CRC校驗值用于進行CRC校驗。

所述在主站中使用偏移模塊生成CRC校驗值的處理步驟如下：

在初始化過程中，主站和從站使用數值0作為偏移數和安全比特數；

在數據傳輸過程中，主站在偏移數表中按順序選擇數據，與上次接收到的偏移數進行求和模包長計算，生成本次數據傳輸所使用的偏移數，并根據用戶/控制系統需求選擇安全比特數。

主站根據生成的偏移數和安全比特數分別在上一次接收到的應答數據報文和本次待發送的安全數據報文中提取出關聯數據，并由兩個關聯數據共同計算生成冗余數據。

主站由本次待發送的安全數據報文和冗余數據共同進行CRC計算，生成CRC校驗值。

所述從站對接收到的安全數據報文進行CRC校驗處理步驟如下：

從站在偏移數表中按順序選擇數據，計算生成偏移數，并讀取所接收到的安全數據報文中的安全比特數。

從站根據偏移數和安全比特數分別在上一次已發送的應答數據報文和本次接收到的安全數據報文中提取關聯數據，并由兩個關聯數據共同計算生成冗余數據。

從站由本次接收到的安全數據報文和冗余數據共同進行CRC計算，生成CRC校驗值，并與本次接收到的安全數據報文中的CRC校驗值進行比較。若結果一致，則校驗正確；否則校驗不正確。

所述從站重新生成CRC校驗值處理步驟如下：從站在偏移數表中按順序選擇下一個數據，進行計算生成偏移數，并根據用戶/控制系統需求重新選擇安全比特數，將上一次接收到的安全數據報文和本次待發送的應答數據報文作為關聯數據的來源，計算生成CRC校驗值。