[發明專利]一種多主總線網絡通訊實時交易數據交換實現方法

有效

• 申請號: 201210315912.9
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102811152A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 王向前;王向東
• 申請（專利權）人: 南京鑫三強科技實業有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明涉及智慧校園、數字校園的一卡通領域的物聯網終端為多主方式的實時交易數據交換處理的應用。

背景技術

近年來，隨著物聯網終端與一卡通信息化建設的進一步加快，智慧城市、智慧校園和數字化校園一卡通得到了廣泛的應用。但是在物聯網終端遍及的當今，各廠商對于物聯網終端總線方式通訊類的設備，均采用RS485或RS422，但是由于RS485或RS422總線自身控制的限制，其通信方式只能以主站輪詢的方式進行，數據傳輸只能采用異步上傳，使得此類的物聯網終端在交易或身份認證時不能實時到數據中心認證，導致系統的實時性、可靠性較差。因此各廠商只能通過增加中間網絡控制前置的方式。但是即使增加了網絡控制前置，只是增加了總線方式下可連接的網聯終端的數量，但是數據傳輸要通過網絡控制前置機中轉，還是異步方式，不能實時到數據中心認證。另外，RS485或RS422總線同絡，還會因個別節點出現問題，使得總線處于“死鎖”狀態。其主要技術瓶頸如下：

1、?數據交換采用異步交換，導致系統實時性、可靠性差。

2、?網絡中個別節點出現問題，容易使得總線處于“死鎖”狀態，導致系統可靠性差。

發明內容

為了概括本發明的目的，在這里描述了本發明的某些方面、優點和新穎特征。應了解，無需所有這些方面、優點和特征包含在任一特殊的實施例中。

為了彌補現有技術的不足，本發明提出了一種多主總線網絡通訊實時交易數據交換實現方法。從根本上改變傳統RS485或RS422總線以主站輪詢的方式。改由終端設備多主方式上送服務請求，提高網絡數據交互的速度，使交易或身份認證直接到數據中心認證。達到數據實時處理、白名單實時自動更新的目的。

為了達到上述目的，本發明提出了一種多主總線網絡通訊實時交易數據交換實現方法：?

1、在硬件設計上，選用CAN總線技術替換原RS485或RS422總線網傳輸數據，CAN(Controller?Area?Network)屬于現場總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。CAN控制器工作于多主方式，網絡中的各節點都可根據總線訪問優先權(取決于報文標識符)采用無損結構的逐位仲裁方式競爭向總線發送數據，且CAN協議廢除了站地址編碼，而代之以對通信數據進行編碼，這可使不同的節點同時接收到相同的數據，這些特點使得CAN總線構成的網絡各節點之間的數據通信實時性強，并且容易構成冗余結構，提高系統的可靠性和系統的靈活性。CAN總線通過CAN控制器接口芯片82C250的兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連，而CANH端的狀態只能是高電平或懸浮狀態，CANL端只能是低電平或懸浮狀態。這就保證不會出現象RS-485網絡中，當系統有錯誤，出現多節點同時向總線發送數據時，導致總線呈現短路，從而損壞某些節點的現象。而且CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節點的操作不受影響，從而保證不會出現象在網絡中，因個別節點出現問題，使得總線處于“死鎖”狀態。

2、數據采集服務采用高效率的網絡I/O模型-IOCP，這是處理大量客戶端并發訪問服務器常用的一種windows平臺下的架構。IOCP是應用程序使用線程池處理異步I/O請求的一種機制，事先開好N個線程（N=CPU個數*2+2），存儲在線程池中。然后將所有的用戶請求都投遞到I/O端口上，然后N個工作線程逐一地從端口中取得用戶消息并加以處理。這樣既減少了線程的資源，又提高了線程的利用率。加速了上位機數據處理能力。保證數據實時交換處理。

3、將數據采集服務架構分成兩部分處理，分別為控制流和數據流，增加數據采集與交換的速度。

所述控制流是負責網絡IO部分,也就是從網絡讀取和發送數據。所述數據流是處理業務邏輯。通常情況下他們是分離的,網絡IO部分不需要管理業務邏輯具體做什么工作，而后者也不關心數據怎么得來，怎么送到網絡上。兩者就是一個生產者消費者關系。本著一個原則，讓生產者盡量的生產數據（即快速的收發數據），減少消費者的消費時間（業務處理時間縮短），即通信和業務的分離機制。

通過將網絡IO收發數據用到的線程池和業務邏輯中用到的線程池分離，就是上面所說的通信和業務的分離。通信建立特定線程用來收發數據，業務邏輯線程將收到的數據進行業務層面的分析處理，各自處理各自的業務，就像工廠流水線上的工人，以使系統的產能最大化。增加數據采集與交換的速度。

4、數據動態訪問采用連接池技術。