[發(fā)明專利]一種緊湊型網(wǎng)絡(luò)通訊方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010556064.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN111884998B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李俊;項(xiàng)思源;王治國(guó);尹章俊;王厚磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢長(zhǎng)海高新技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04L69/04
• 分類號(hào): H04L69/04;H04L67/01
• 代理公司: 武漢凌達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國(guó)榮

本發(fā)明公開了一種緊湊型網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，包含硬件操作微碼化并以開關(guān)量形式實(shí)現(xiàn)的指令系統(tǒng)和與已有的大部分通訊協(xié)議保持兼容，并根據(jù)實(shí)際情況在單幀傳輸格式、多幀傳輸格式和數(shù)據(jù)壓縮進(jìn)行規(guī)范和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，封裝了指令系統(tǒng)和通訊協(xié)議的核心功能，將系統(tǒng)層級(jí)控制與硬件層級(jí)控制相結(jié)合，通過(guò)大幅提高操作效率和增加多種擴(kuò)展方式，克服了系統(tǒng)資源有限的困難，擴(kuò)展了應(yīng)用領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔合理，應(yīng)用范圍廣，可廣泛應(yīng)用于由PLC、單片機(jī)和CPLD等各種缺乏系統(tǒng)資源的底層硬件所組成的系統(tǒng)（如檢測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)），提高了系統(tǒng)的安全性、實(shí)時(shí)性、緊湊性和可擴(kuò)展性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種緊湊型網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。

背景技術(shù)

由PLC、單片機(jī)和CPLD等各種缺乏系統(tǒng)資源的底層硬件所組成的系統(tǒng)（如檢測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)），難以用有限的系統(tǒng)資源來(lái)實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的功能，并同時(shí)滿足安全性、實(shí)時(shí)性和可擴(kuò)展性等方面的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本專利的目的在于，克服系統(tǒng)資源缺乏的困難，提出了一種緊湊型指令系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方案。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種緊湊型網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，用于底層硬件系統(tǒng)之間進(jìn)行通訊，單幀傳輸時(shí)由一個(gè)作為控制幀的系統(tǒng)幀完成一個(gè)完整的操作，一個(gè)幀固定8個(gè)字節(jié)來(lái)對(duì)應(yīng)操作所需的信息，傳輸內(nèi)容根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)定制，以單幀傳輸格式中的開關(guān)量信號(hào)代表實(shí)際電路中的高低電平信號(hào)；多幀傳輸時(shí)通過(guò)一個(gè)作為應(yīng)答幀的系統(tǒng)幀應(yīng)答系統(tǒng)命令，然后通過(guò)數(shù)據(jù)幀包傳輸數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)壓縮時(shí)采用直接截取32位數(shù)據(jù)中高16位的方式并定義專用壓縮數(shù)據(jù)幀格式，實(shí)現(xiàn)對(duì)于精度要求不高但是數(shù)據(jù)量要求較高的系統(tǒng)進(jìn)行多幀傳輸。

進(jìn)一步，所述的底層硬件系統(tǒng)為基于PLC、CPLD或單片機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)或監(jiān)控系統(tǒng)。

更進(jìn)一步，運(yùn)行在潛在電路分析系統(tǒng)的CAN網(wǎng)絡(luò)和RS485網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，硬件操作微碼化并以開關(guān)量形式實(shí)現(xiàn)的指令系統(tǒng)、單幀傳輸格式、多幀傳輸格式和數(shù)據(jù)壓縮。

所述的一種緊湊型網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，在傳輸單幀數(shù)據(jù)時(shí)，將首字節(jié)作為幀模式，隨后兩個(gè)字節(jié)依次為指令字節(jié)和通道字節(jié)，隨后四個(gè)字節(jié)作為操作數(shù)據(jù)。

所述的一種緊湊型網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，在傳輸多幀數(shù)據(jù)時(shí)，若幀數(shù)N≤253，則發(fā)送N+1幀數(shù)據(jù)，將首字節(jié)作為幀模式，隨后兩個(gè)字節(jié)依次為指令字節(jié)和通道字節(jié)，隨后四個(gè)字節(jié)為數(shù)據(jù)的傳輸量，若幀數(shù)N＞253，則增加中繼幀格式，將中繼幀首字節(jié)作為幀模式，隨后兩個(gè)字節(jié)依次為指令字節(jié)和通道字節(jié)，隨后四個(gè)字節(jié)為已完成傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

所述的一種緊湊型網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，所述的數(shù)據(jù)壓縮步驟為：截取24位小數(shù)部分中位于Byte0的8位，保留8位整數(shù)部分，將Byte0、Byte1、Byte2的24位小數(shù)部分和Byte3的8位整數(shù)部分組成的32位數(shù)據(jù)壓縮成16位數(shù)據(jù)。

所述的一種緊湊型網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，發(fā)送端對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅立葉變換，然后將保留主要分量、舍棄次要分量的壓縮數(shù)據(jù)通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮斩耍邮斩嗽偻ㄟ^(guò)快速傅立葉逆變換得到復(fù)原數(shù)據(jù)。

所述的一種緊湊型網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，發(fā)送端對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行小波變換，然后將保留主要分量、舍棄次要分量的壓縮數(shù)據(jù)通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮斩耍邮斩嗽偻ㄟ^(guò)小波逆變換得到復(fù)原數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：

1，由于將硬件操作微碼化，以開關(guān)量形式實(shí)現(xiàn)，消耗系統(tǒng)資源少，故可用于由PLC、單片機(jī)和CPLD等各種缺乏系統(tǒng)資源的底層硬件所組成的系統(tǒng)，并有效地提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性；

2，由于每個(gè)單幀數(shù)據(jù)與每個(gè)系統(tǒng)操作一一對(duì)應(yīng)，每一個(gè)單幀數(shù)據(jù)都是一次完整的系統(tǒng)操作，同時(shí)增加校驗(yàn)，確保系統(tǒng)操作安全可靠。同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸格式與現(xiàn)有的大部分通訊協(xié)議保持兼容，故可以使用在CAN、RS485、RS232等多種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)；