[發明專利]一種基于數據鏈路層的通訊方法

有效

• 申請號: 201711326024.6
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108055323B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 王召;郭歐杰;許元元;馮勛亮;王冬
• 申請（專利權）人: 中核控制系統工程有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L1/18
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 張雅丁

本發明屬于控制系統技術領域，具體涉及一種基于數據鏈路層的通訊協議。通過本通訊協議實現安全功能的網絡訪問，調用硬件的收、發驅動，為上層提供應用級的收發接口、完整的發送和接收服務、有效的接收信息，從而使得通訊簡單、可靠、安全以及使協議更好適用于控制領域通信。

技術領域

本發明屬于控制系統技術領域，具體涉及一種基于數據鏈路層的通訊協議。

背景技術

在工業控制系統中(例如DCS)，尤其在以安全為主導的控制系統中，底層設備的通訊協議安全顯得極為重要。傳統的網絡通訊協議是以TCP/IP為核心的通信協議，在應用層可以使用相關協議及加密算法保證數據通信的安全。在以 FPGA為基礎的控制系統中，通用網絡通訊協議已不再適用。由于FPGA并不像CPU那樣，基于操作系統的編程降低了設計與編寫代碼的難度。在某些特定的情形下，還要完成某些特定功能，標準網絡通信協議不容易實現其實修改和定制。因此亟需在FPGA編程的基礎下，設計一種基于數據鏈路層的通訊協議。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于數據鏈路層的通訊協議，從而重新定義以數據鏈路層為基礎的通訊協議，便于優化，改進通訊效率。

為了實現這一目的，本發明采取的技術方案是：

一種基于數據鏈路層的通訊協議，通過本軟件設計方法實現安全功能的網絡訪問，調用硬件的收、發驅動，為上層提供應用級的收發接口、完整的發送和接收服務、有效的接收信息；具體包括以下兩方面的設計：

①確定發送函數流程

發送函數不僅發送數據，內部還接收數據，由參數recvpkt返回接收到的數據包；連續發送同一數據包15次，并啟動計時器，超過一定時間未收到數據，就重新發送該數據包15次，重復該發送步驟，1秒內仍未收到數據，則返回接收數據超時錯誤；

如果收到數據，則將收到的數據包的幀序號與剛發送的數據包的幀序號進行比較，若相等，則將數據經recvpkt參數傳遞給上層函數，若不相等則重復發送步驟，1秒內仍未接收到正確數據，則返回未收到正確數據的錯誤；發送成功一個數據包就將幀序號加1，其步驟如下：

第1.1步，上層程序調用通訊接口開始；

第1.2步，為傳來的數據包頭部添加mac地址，并進入下一步；

第1.3步，判斷發送次數是否超限，如果沒有超過發送次數，則進入第1.4 步，否則，返回錯誤信息，發送結束；

第1.4步，連續發送數據并等待接收，并進入下一步；

第1.5步，如果接收數據超時，則進入第1.6步，否則進行第1.7步；

第1.6步，等待設定的時間，并將發送次數加1，進入第1.3步；

第1.7步，比較發送和接收的幀序號，并進入下一步；

第1.8步，判斷幀序號是否相等，如果幀序號相等，進入第1.9步，否則進入第1.6步；

第1.9步，返回接收到的數據，發送數據成功，發送結束；

(2)確定接收函數流程

當上層應用程序被動接收數據時調用該函數，在此之前首先調用查詢函數查詢控制器工作模式，確定是運行模式時，調用接收函數；

接收函數創建一個接收線程，等待接收控制器發來的數據；該線程一直掃描網卡上的緩沖區，如果是控制器發來的數據就取出該部分數據放入到一塊共享數據區；

上層函數每間隔設定時間讀一次該共享數據區，接收線程每間隔設定時間寫一次該共享數據區；

接收數據線程的步驟如下：