專利名稱：一種單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種單串口多組數(shù)據(jù)處理技術(shù)，具體的說是一種單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理方法及裝置。
背景技術(shù)：
串行通訊因其硬件設備價格低廉、系統(tǒng)搭建簡易、可控性好等優(yōu)點，被廣泛的應用于各種工業(yè)控制場合。串口通訊需要串口設備支持，在串口設備數(shù)量受限的情況下，如何更大的發(fā)揮單個串口設備的有限的通訊能力，是目前自動控制領域常常需要面對的一個問題。windows操作系統(tǒng)具有豐富的函數(shù)庫和友好的操作界面，在對實時性沒有苛刻要求的控制領域windows系統(tǒng)是理想的選擇，但window畢竟不是為工業(yè)控制領域開發(fā)的操作系統(tǒng)，在處理工業(yè)控制場合的某些復雜問題時，需要研究新的方法處理實際問題。比如，當多路或多組來自不同設備的串口數(shù)據(jù)同時涌入同一個串口，如何在windows系統(tǒng)中以滿足一定的實時性和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性為前提，處理好大量數(shù)據(jù)的接收，特別是保障重要數(shù)據(jù)的優(yōu)先讀取問題，是本法發(fā)明要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的單串口連接多個通訊設備時處理方法和手段的不足之處， 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠處理好大量數(shù)據(jù)的接收，特別是保障重要數(shù)據(jù)的優(yōu)先讀取的單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理方法及裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理方法包括以下步驟按照不同串口設備的數(shù)據(jù)重要性將數(shù)據(jù)劃分為不同的優(yōu)先級；采用windows定時器周期性觸發(fā)數(shù)據(jù)讀取，周期長短可隨具體應用場合對實時性的要求而變化；按照優(yōu)先級分配算法協(xié)調(diào)各路數(shù)據(jù)的接收；采用與優(yōu)先級相匹配的數(shù)據(jù)校驗算法校驗數(shù)據(jù)的正確性，保障接收數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。 所述優(yōu)先級分配算法過程如下提取數(shù)據(jù)幀中的地址信息。根據(jù)上述地址信息確定優(yōu)先級，將優(yōu)先級分為高、中、低、差四個等級，并分配不同的權(quán)值；數(shù)據(jù)進入待接收區(qū)；根據(jù)當前權(quán)值確定是否接收數(shù)據(jù)；若該組數(shù)據(jù)已經(jīng)接收，則將其權(quán)值清零。若沒有接收，則加大該組數(shù)據(jù)的權(quán)值，增加下一循環(huán)被接收的幾率。
所述數(shù)據(jù)校驗算法為獲得優(yōu)先級信息；高優(yōu)先級采取逐位異或校驗；中優(yōu)先級采取逐位奇偶校驗；低優(yōu)先級采取數(shù)據(jù)部分奇偶校驗；差優(yōu)先級檢驗起始位、結(jié)束位；數(shù)據(jù)通過了校驗則保存改組數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)沒有通過校驗則放棄數(shù)據(jù)。本發(fā)明單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理裝置包括η個通訊設備、RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊及工控機，其中η個通訊設備分別通過 RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊與工控機進行通訊連接。所述RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊具有地址分配功能。第一個和最后一個通訊設備連接120歐姆終端電阻。本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點1.本發(fā)明由于分配了優(yōu)先級，保證了不丟失任何一個串行設備的數(shù)據(jù)。2.由于發(fā)明根據(jù)優(yōu)先級不同采用不同校驗算法，保證了最重要數(shù)據(jù)的最完整校驗和非重要數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)部分校驗，同時兼顧了處理速度和數(shù)據(jù)準確性的雙重要求。


圖1為本發(fā)明方法采用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)幀格式；圖2為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明方法流程圖；圖4為本發(fā)明方法中優(yōu)先級分配算法流程圖；圖5為本發(fā)明方法中優(yōu)先級校驗算法流程圖；圖6為本發(fā)明裝置實施例硬件配置；圖7為本發(fā)明裝置實施例系統(tǒng)連接圖。
具體實施例方式本發(fā)明單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理方法包括以下步驟按照不同串口設備的數(shù)據(jù)重要性將數(shù)據(jù)劃分為不同的優(yōu)先級；采用windows定時器周期性觸發(fā)數(shù)據(jù)讀取，周期長短可隨具體應用場合對實時性的要求而變化；按照優(yōu)先級分配算法協(xié)調(diào)各路數(shù)據(jù)的接收；即保障了重要數(shù)據(jù)的優(yōu)先讀取，又不影響一般數(shù)據(jù)的接收；采用與優(yōu)先級相匹配的數(shù)據(jù)校驗算法校驗數(shù)據(jù)的正確性，保障接收數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。如圖3所示，本實施例采用以下步驟實現(xiàn)本發(fā)明方法開始；設定定時器定時周期；
每次執(zhí)行前判斷周期是否已經(jīng)修改，若修改了，則按照新的周期執(zhí)行；由定時器觸完成周期性發(fā)送、接收數(shù)據(jù)；通過優(yōu)先級分配算法決定哪組數(shù)據(jù)被接收；
根據(jù)優(yōu)先級校驗算法校驗數(shù)據(jù)；若校驗通過，則接收并存儲數(shù)據(jù)；若校驗沒有通過，則放棄數(shù)據(jù)；如執(zhí)行前判斷周期沒有修改，則按照以前的周期執(zhí)行。如圖4所示，優(yōu)先級分配算法過程如下提取數(shù)據(jù)幀中的地址信息。根據(jù)地址信息確定優(yōu)先級。將優(yōu)先級分為高、中、低、差四個等級。四個等級分別分配權(quán)值4、3、2、1。數(shù)據(jù)進入待接收區(qū)。 根據(jù)當前權(quán)值確定是否接收數(shù)據(jù)。若該組數(shù)據(jù)已經(jīng)接收，則將其權(quán)值清零，若沒有接收，則該組數(shù)據(jù)的權(quán)值加1，增加下一循環(huán)被接收的幾率。如圖5所示，優(yōu)先級校驗算法過程如下獲得優(yōu)先級信息；高優(yōu)先級采取逐位異或校驗；中優(yōu)先級采取逐位奇偶校驗；低優(yōu)先級采取數(shù)據(jù)部分奇偶校驗；差優(yōu)先級檢驗起始位、結(jié)束位；數(shù)據(jù)通過了校驗則保存改組數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)沒有通過校驗則放棄數(shù)據(jù)。本發(fā)明裝置如圖2和圖7所示，包括η個通訊設備、RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊及工控機，其中η個通訊設備分別通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊與工控機進行通訊連接；所述 RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊具有地址分配功能，所述η個通訊設備中的第一個和最后一個連接由終端電阻，阻值為120歐姆。通訊設備包括了通訊設備1到通訊設備η，為不同的串口通訊設備，根據(jù)RS485的通訊能力，最多可接32個通訊設備，足以滿足常見的工況要求。2為帶有地址分配功能的 RS232/RS485通訊轉(zhuǎn)換模塊，該模塊的功能為實現(xiàn)RS232/RS485轉(zhuǎn)換的同時，為不同的通訊設備分配了地址，該地址在本發(fā)明中被用于表示優(yōu)先級。3為RS232功能的DB9接頭，該接頭為工控機自帶，4為工控機，本發(fā)明的方法的執(zhí)行依賴于工控機。如圖6、7所示，本實施例中，串行通訊設備包括姿態(tài)傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器。具有地址分配功能的RS232/RS485轉(zhuǎn)換?？鞛镸0XATCC-801，該模塊具有地址分配功能，可以將RS232信號轉(zhuǎn)換為RS485信號。工控機為研華科技的610L，該工控機可滿足大多數(shù)工況的需求，其上配有2個RS232接口，通過DB9接頭連接入工控機主板。根據(jù)具體優(yōu)先級，將姿態(tài)觸感其的優(yōu)先級設置為高，分配地址16#01，將壓力傳感器的優(yōu)先級設置為中，分配地址16#02，將溫度傳感器的優(yōu)先級設置為低，分派地址16#03。
分配地址后，三個串口設備的優(yōu)先級即以確定。在工控機中，安裝windows XP操作系統(tǒng)，采用Caiarp作為程序設計語言。定時器的觸發(fā)周期設定為20毫秒，定時的觸發(fā)接收數(shù)據(jù)。三個串口設備通電后，不停的向工控機發(fā)送串口數(shù)據(jù)，程序?qū)⒏鶕?jù)優(yōu)先級算法分配優(yōu)先級，根據(jù)優(yōu)先級校驗算法校驗數(shù)據(jù)。校驗通過的數(shù)據(jù)將存儲在內(nèi)存區(qū)域等待進一步處理。由于分配了優(yōu)先級，所以當數(shù)據(jù)同時到達串口時沒有發(fā)生數(shù)據(jù)擁堵的狀況，優(yōu)先級最高的姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù)得到了最先的相應，優(yōu)先級最低的溫度傳感器數(shù)據(jù)雖然沒有每次被讀取，但由于優(yōu)先級算法中的規(guī)定，當一次沒有被讀時優(yōu)先級自動加1，所以便獲得了更高的優(yōu)先級，下次讀取事件中被讀取，保證了不丟失任何一個串行設備的數(shù)據(jù)。由于根據(jù)優(yōu)先級不同采用不同校驗算法，保證了最重要數(shù)據(jù)的最完整校驗和非重要數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)部分校驗，同時兼顧了處理速度和數(shù)據(jù)準確性的雙重要求。
權(quán)利要求
1.一種單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理方法，其特征在于包括以下步驟 按照不同串口設備的數(shù)據(jù)重要性將數(shù)據(jù)劃分為不同的優(yōu)先級；采用windows定時器周期性觸發(fā)數(shù)據(jù)讀取，周期長短可隨具體應用場合對實時性的要求而變化；按照優(yōu)先級分配算法協(xié)調(diào)各路數(shù)據(jù)的接收；采用與優(yōu)先級相匹配的數(shù)據(jù)校驗算法校驗數(shù)據(jù)的正確性，保障接收數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。
2.按權(quán)利要求1所述的單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理方法，其特征在于所述優(yōu)先級分配算法過程如下提取數(shù)據(jù)幀中的地址信息。根據(jù)上述地址信息確定優(yōu)先級，將優(yōu)先級分為高、中、低、差四個等級，并分配不同的權(quán)值；數(shù)據(jù)進入待接收區(qū)； 根據(jù)當前權(quán)值確定是否接收數(shù)據(jù)； 若該組數(shù)據(jù)已經(jīng)接收，則將其權(quán)值清零。
3.按權(quán)利要求2所述的單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理方法，其特征在于若沒有接收，則加大該組數(shù)據(jù)的權(quán)值，增加下一循環(huán)被接收的幾率。
4.按權(quán)利要求1所述的單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)校驗算法為獲得優(yōu)先級信息； 高優(yōu)先級采取逐位異或校驗； 中優(yōu)先級采取逐位奇偶校驗； 低優(yōu)先級采取數(shù)據(jù)部分奇偶校驗； 差優(yōu)先級檢驗起始位、結(jié)束位； 數(shù)據(jù)通過了校驗則保存改組數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)沒有通過校驗則放棄數(shù)據(jù)。
5.一種單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理裝置，其特征在于包括η個通訊設備、RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊及工控機，其中η個通訊設備分別通過RS232/ RS485轉(zhuǎn)換模塊與工控機進行通訊連接。
6.按權(quán)利要求5所述的單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理裝置，其特征在于所述 RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊具有地址分配功能。
7.按權(quán)利要求5所述的單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理裝置，其特征在于第一個和最后一個通訊設備連接120歐姆終端電阻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單串口多組數(shù)據(jù)涌入的同步協(xié)調(diào)處理方法及裝置，方法為按照不同串口設備的數(shù)據(jù)重要性將數(shù)據(jù)劃分為不同的優(yōu)先級；采用windows定時器周期性觸發(fā)數(shù)據(jù)讀取，周期長短可隨具體應用場合對實時性的要求而變化；按照優(yōu)先級分配算法協(xié)調(diào)各路數(shù)據(jù)的接收；采用與優(yōu)先級相匹配的數(shù)據(jù)校驗算法校驗數(shù)據(jù)的正確性，保障接收數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。裝置包括n個通訊設備、RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊及工控機，其中n個通訊設備分別通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊與工控機進行通訊連接。本發(fā)明保證不丟失任何一個串行設備的數(shù)據(jù)，保證最重要數(shù)據(jù)的最完整校驗和非重要數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)部分校驗，同時兼顧了處理速度和數(shù)據(jù)準確性的雙重要求。
文檔編號G06F13/42GK102486764SQ20101057398
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月4日
發(fā)明者孫凱, 李智剛, 秦寶成 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所