CN105049439B - 一种基于协议配置的机车显示设备数据通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，步骤包括：1）获取当前数据通信协议格式进行协议配置，即将当前数据通信协议格式中接收数据、发送数据所对应的协议信息作为配置信息，并分别存储至输入配置文件、输出配置文件中；2）当机车显示设备接收到数据时，根据输入配置文件将接收到的数据进行数据解析，输出解析后的数据；当机车显示设备发送数据时，根据输出配置文件进行数据发送。本发明具有实现操作简单、所需成本低、使用灵活，且能够高效的实现机车显示设备在不同协议的数据通信，同时减少协议更改时所需工作量。

Description

一种基于协议配置的机车显示设备数据通信方法

技术领域

本发明涉及机车数据显示技术领域，尤其涉及一种基于协议配置的机车显示设备数据通信方法。

背景技术

显示设备（如显示器）作为列车网络控制系统和信息化系统的重要部件，用于显示机车各种运行状态与数据信息，可以为司机驾驶、维护人员维护提供必要的指导信息。随着科技的不断提高、用户需求的不断增加，显示设备需要显示的机车数据信息越来越多。传统的机车显示器中应用程序与外部的通信通常是采用分布式的设计方法，即机车显示器中对于各界面数据的接收和发送的应用软件通常都是包含于各界面程序中。由于在开发或调试过程中，可能会改变通信协议，若通信协议发生较大变化，此时需对显示器的界面程序多处进行修改以正确显示，这显然需要较大的工作量，工作效率低，且易出现漏改的问题，而导致显示出现问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现操作简单、所需成本低、使用灵活，且能够高效的实现机车显示设备在不同协议的数据通信，同时减少协议更改时所需工作量的基于协议配置的机车显示设备数据通信方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，步骤包括：

1）获取当前数据通信协议格式进行协议配置，即将所述当前数据通信协议格式中接收数据、发送数据所对应的协议信息作为配置信息，并分别存储至输入配置文件、输出配置文件中；

2）当机车显示设备接收到数据时，根据所述输入配置文件将接收到的数据进行数据解析，输出解析后的数据；当机车显示设备发送数据时，根据所述输出配置文件进行数据发送。

作为本发明的进一步改进：所述协议信息包括端口号、数据在端口对应数据中的字偏移、以及数据在端口对应数据中的位偏移。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2）中机车显示设备接收到数据时的具体步骤为：

2.11）当机车显示设备接收到数据时，获取所述输入配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别进行存储；获取接收到的数据所对应的配置信息；

2.12）将接收到的数据进行量纲操作、移位处理的原始逻辑处理以进行数据调整，得到调整处理后数据；

2.13）根据所述步骤2.11）获取的配置信息对所述调整处理后的数据进行解析，输出解析后数据，由解析后数据中显示控制数据控制进行机车配置、以及待显示数据根据所述机车配置的结果控制进行显示。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2.11）的具体步骤为：

2.111）预先定义用于存储输入配置文件的接收配置信息结构体数组；

2.112）当机车显示设备接收到数据时，获取所述输入配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别对应存储至所述接收配置信息结构体数组的各结构体变量中；

2.113）调用接收到的数据所对应的结构体变量，获取得到对应的配置信息。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2）中机车显示设备发送数据时的具体步骤为：

2.21）当机车显示设备发送时，获取输出配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别进行存储；获取待发送数据所对应的配置信息；

2.22）根据所述步骤2.21）获取的配置信息将待发送数据进行发送。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2.21）的具体步骤为：

2.211）预先定义用于存储输出配置文件的发送配置信息结构体数组；

2.212）当机车显示设备发送数据时，获取所述输出配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别对应存储至所述发送配置信息结构体数组的各结构体变量中；

2.213）调用待发送数据所对应的结构体变量，获取得到对应的配置信息。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2.22）中还包括脉冲发送数据处理步骤，具体步骤为：判断待发送数据是否为脉冲式，如果是，则将待发送机车数据加入到发送脉冲队列中并进行定时清零处理。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）本发明通过将协议信息存储至配置文件中，以基于协议对数据通信的输入、输出进行配置，由配置文件中所对应的配置信息即可进行显示数据传输，使得通信协议与显示设备设备的接收、发送数据不相关，便于适应机车显示设备在多种不同协议的数据通信，实现操作简单且应用灵活；进而在通信协议更改时，仅需要修改对应的配置文件即可解决协议不匹配问题，不需要再对显示设备的各界面程序进行修改，大大减少所需的工作量，同时提高了开发、调试的工作效率；

2）本发明基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，只需要进行简单的配置文件设置，可兼容不同车型的差异化显示以及界面自动绘制，因而便于对于不同车型进行二次开发，同时提高开发的工作效率；

3）本发明通过定义接收、发送配置信息结构体数组来存储配置文件，由结构体数组中每个结构体变量来对应一条发送数据的配置信息，当机车显示设备需要接收、发送数据时，直接调用对应的结构体变量即可完成数据接收、发送，使用方便、灵活且效率高；

4）本发明进一步采用模块化设计实现基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，使得层次清晰，可实现良好的拓展性能。

附图说明

图1是本实施例基于协议配置的机车显示设备数据通信方法的实现流程示意图。

图2是本实施例基于协议配置的机车显示设备数据通信方法的实现原理示意图。

图3是本实施例中配置文件的格式原理示意图。

图4是采用本实施例机车显示设备数据通信方法时机车显示器的数据通信原理示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1、2所示，本实施例基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，步骤包括：

1）获取当前数据通信协议格式进行协议配置，即将当前数据通信协议格式中接收数据、发送数据所对应的协议信息作为配置信息，并分别存储至输入配置文件、输出配置文件中；

2）当机车显示设备接收到数据时，根据输入配置文件将接收到的数据进行数据解析，输出解析后的数据；当机车显示设备发送数据时，根据输出配置文件进行数据发送。

本实施例通过将协议信息存储至配置文件中，以基于协议对数据通信的输入、输出进行配置，由配置文件中所对应的配置信息即可进行显示数据传输，使得通信协议与显示设备的接收、发送数据不相关，便于适应多种不同协议的数据显示，实现操作简单且应用灵活；进而在通信协议更改时，仅需要修改对应的配置文件即可解决协议不匹配问题，不需要再对显示设备的各界面程序进行修改，大大减少所需的工作量，同时提高了开发、调试的工作效率。

本实施例基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，只需要进行简单的配置文件设置，可兼容不同车型（例如常见的各种车型）的差异化显示以及界面自动绘制，因而便于对于不同车型进行二次开发，同时提高开发的工作效率。

本实施例协议信息即为数据在协议格式中的位置信息。机车显示设备（本实施为显示器）与网络控制系统间主要使用MVB（多功能车辆总线）通信方式，本实施例以MVB通信协议为例，如图3所示，协议信息包括端口号、数据在端口对应数据中的字偏移、以及数据在端口对应数据中的位偏移等，协议信息具体根据所采用的通信协议特征进行设置。

本实施例中，步骤2）中机车显示设备接收到数据时的具体步骤为：

2.11）当机车显示设备接收到数据时，获取输入配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别进行存储；获取接收到的数据所对应的配置信息；

2.12）将接收到的数据进行量纲操作、移位处理等的原始逻辑处理以进行数据调整，得到调整处理后数据；

2.13）根据步骤2.11）获取的配置信息对所述调整处理后的数据进行解析，输出解析后数据，由解析后数据中显示控制数据控制进行机车配置、以及待显示数据根据机车配置的结果控制进行显示。

本实施例将协议信息存储在配置文件中后，当机车显示器的显示应用程序接收到数据时，首先读取输入配置文件，然后从读取的配置文件中获取接收数据所对应的配置信息，从而可基于配置信息对数据进行解析，完成数据接收。

本实施例中，步骤2.11）的具体步骤为：

2.111）预先定义用于存储输入配置文件的接收配置信息结构体数组；

2.112）当机车显示设备接收到数据时，获取所述输入配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别对应存储至接收配置信息结构体数组的各结构体变量中；

2.113）调用接收到数据所对应的结构体变量，获取得到对应的配置信息。

本实施例通过定义结构体数组来存储输入配置文件，由结构体数组中每个结构体变量来对应一条配置信息（本实施例具体对应如图3所示一行配置信息），则只需要直接调用对应的结构体变量来获取对应的协议信息，使用方便且效率高。

本实施例中，步骤2）中发送机车显示数据时的具体步骤为：

2.21）当机车显示设备发送数据时，获取输出配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别进行存储；获取待发送数据所对应的配置信息；

2.22）根据步骤2.21）获取的配置信息将待发送数据进行发送。

本实施例当机车显示设备发送数据时，首先读取输出配置文件，然后从读取出的配置信息中获取发送数据所对应的配置信息，从而可基于配置信息完成数据发送。

本实施例中，步骤2.21）的具体步骤为：

2.211）预先定义用于存储输出配置文件的发送配置信息结构体数组；

2.212）当机车显示设备发送数据时，获取输出配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别对应存储至发送配置信息结构体数组的各结构体变量中；

2.213）获取待发送数据所对应的结构体变量，得到对应的配置信息。

本实施例定义一个发送配置信息结构体数组来存储输出配置文件，由结构体数组中每个结构体变量来对应一条发送数据的配置信息（本实施例具体对应如图3所示一行配置信息），当需要发送数据时，直接调用对应的结构体变量即可完成数据发送。

如图4所示，本实施例机车显示器与TCMS（Train Control and ManagementSystem，列车控制与管理系统）进行MVB通信（或Socket/RS485/RS232等）时，数据通信模块通过配置文件把协议信息存储在结构体中，如图3所示的每一行配置信息对应一个结构体变量；进行数据接收时，数据通信模块获取MVB上的数据，经过原始数据逻辑模块进行量纲操作、移位处理等的数据处理以调整数据后，基于输入配置文件从输入配置信息结构体数组中调用对应的结构体变量，以按通信协议进行数据解析，将解析后的机车信息数据存储在结构体各成员中以供机车配置模块和各界面使用，其中机车配置模块可以灵活设置机车的几种关键属性，来控制相应界面中的多样化显示；进行数据发送时，基于输出配置文件从输出配置信息结构体数组中调用结构体变量，发送显示器数据或指令。

基于MVB通信特征，本实施例所建立的配置信息结构体PORTDATA_STRCUT为：

typedef struct _PORTDATA_STRCUT_

{

unsigned short port；

char wordOffSet；

char byteOffSet；

char bitOffSet；

}PORTDATA_STRCUT

其中port为MVB端口号，wordOffSet为数据在端口数据中的字偏移，byteOffSet为数据在端口数据中的字节偏移，bitOffSet为数据在端口数据中的位偏移。

本实施例定义输入、输出配置信息结构体数组分别为：

#define GETDATA_LINE N1

#define SENDDATA_LINE N2

PORTDATA_STRCUT send_data_buf[SENDDATA_LINE]

PORTDATA_STRCUT get_data_buf[GETDATA_LINE]

其中send_data_buf为发送配置信息结构体数组，get_data_buf 为接收配置信息结构体数组，N1、N2可根据实际需求设置，本实施例N1、N2均设置为200，由send_data_buf、get_data_buf结构体数据分别存储发送数据、接收数据在协议中的位置信息。

本实施例通过定义结构体数组存储协议信息，在其他实施例中，还可以通过定义多维数组存取通信协议信息，实现协议配置功能。

本实施例具体通过定义读取函数来读取配置文件，以所定义的输出配置文件读取函数为例，其函数格式为：

Void read_config_file(char *fileName,PORTDATA_STRCUT *send_data_buf)

其中，filename为输出配置文件名，send_data_buf为发送配置信息结构体数组。输入配置文件读取函数定义与上述原理相同。

本实施例机车中具体采用2个显示器分别读取输入、输出配置文件，分别对应为send_data_file_1.txt（1端发送数据配置文件）与get_data_file_1.txt（1端接收数据配置文件），以及send_data_file_2.txt（2端发送数据配置文件）与get_data_file_2.txt（2端接收数据配置文件）；当机车显示器的显示应用程序启动，读取解析配置文件，根据解析得到的发送、接收配置信息结构体就能完成数据收发，充分体现了应用程序和协议的不相关性，因而在协议变更的情况下，只需修改配置文件，而应用程序不需做任何改动，减少了大量的工作量，提高显示工作效率。

本实施例具体通过定义接收数据函数来进行数据接收，接收数据函数格式为：

Unsigned short get_port_data(PORTDATA_STRCUT *get_data_buf,int index,unsigned short portNum=0)

其中get_data_buf为接收配置信息结构体数组，index为接收数据在输入配置文件中的索引号，portNum 为接收数据对应的端口号。当portNum参数缺省值为0，即表示不传端口号，直接采用配置项中的端口号；若portNum参数不为0，即传送了端口号，则采用传送的该参数值。portNum参数主要为重联时预留，若某一数据为每台机车都有的信息，而只是传递的端口号不一样，则把重联端口用数组保存，在取数据时，给该参数传递不同的端口号。

本实施例中，步骤2.22）中还包括脉冲发送数据处理步骤，具体步骤为：判断待发送数据是否为脉冲式，如果是，则将待发送数据加入到发送脉冲队列中并进行定时清零处理。比如设置脉冲宽度为3秒，则在准确计时3秒后，将数据由1置为0，即清零处理，以确保发送的脉冲宽度准确可控。

本实施例具体通过定义发送数据函数进行数据发送，所定义的发送数据函数格式为：

void send_port_data(PORTDATA_STRCUT *send_data_buf,int index,unsignedshort data,unsigned char impulse=0)

其中send_data_buf 为发送配置信息结构体数组，index为发送数据在输出配置文件中的索引号，data为所需要发送的数据，impulse为发送数据脉冲宽度大小，若所需发送数据为脉冲式，则impulse参数值为非0值，否则不需传值或为0。

本实施例若所需发送数据为脉冲式，则在send_port_data发送数据函数中将该发送数据加入到发送脉冲队列中，然后void clear_impulse_arrary()函数对发送脉冲信号进行处理。其中，加入到发送脉冲队列格式函数格式为：void add_impulse_arrary(unsigned char sendIndex) ，其中sendIndex为所需发送数据在输出配置文件中的索引号。

本实施例具体采用模块化设计实现上述基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，使得层次清晰，可实现良好的拓展性能。

本实施例基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，还可以用于TCMS与机车显示器间通过Socket、RS485、RS232等其他方式通信中，其原理与上述一致。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，其特征在于，步骤包括：

1）获取当前数据通信协议格式进行协议配置，即将所述当前数据通信协议格式中接收数据、发送数据所对应的协议信息作为配置信息，并分别存储至输入配置文件、输出配置文件中；

2）当机车显示设备接收到数据时，根据所述输入配置文件将接收到的数据进行数据解析，输出解析后的数据；当机车显示设备发送数据时，根据所述输出配置文件进行数据发送；

所述步骤2）中机车显示设备发送数据时的具体步骤为：

2.21）当机车显示设备发送数据时，获取输出配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别进行存储；获取待发送数据所对应的配置信息；

2.22）根据所述步骤2.21）获取的配置信息将待发送数据进行发送。

2.根据权利要求1所述的基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，其特征在于：所述协议信息包括端口号、数据在端口对应数据中的字偏移、以及数据在端口对应数据中的位偏移。

3.根据权利要求2所述的基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，其特征在于，所述步骤2）中机车显示设备接收到数据时的具体步骤为：

2.11）当机车显示设备接收到数据时，获取所述输入配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别进行存储；获取接收到的数据所对应的配置信息；

2.12）将接收到的数据进行量纲操作、移位处理的原始逻辑处理以进行数据调整，得到调整处理后数据；

2.13）根据所述步骤2.11）获取的配置信息对所述调整处理后的数据进行解析，输出解析后数据，由解析后数据中显示控制数据控制进行机车配置、以及待显示数据根据所述机车配置的结果控制进行显示。

4.根据权利要求3所述的基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，其特征在于：所述步骤2.11）的具体步骤为：

2.111）预先定义用于存储输入配置文件的接收配置信息结构体数组；

2.112）当机车显示设备接收到数据时，获取所述输入配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别对应存储至所述接收配置信息结构体数组的各结构体变量中；

2.113）调用接收到的数据所对应的结构体变量，获取得到对应的配置信息。

5.根据权利要求1所述的基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，其特征在于：所述步骤2.21）的具体步骤为：

2.211）预先定义用于存储输出配置文件的发送配置信息结构体数组；

2.212）当机车显示设备发送数据时，获取所述输出配置文件并进行读取，将读取的每条配置信息分别对应存储至所述发送配置信息结构体数组的各结构体变量中；

2.213）调用待发送数据所对应的结构体变量，获取得到对应的配置信息。

6.根据权利要求5所述的基于协议配置的机车显示设备数据通信方法，其特征在于：所述步骤2.22）中还包括脉冲发送数据处理步骤，具体步骤为：判断待发送数据是否为脉冲式，如果是，则将待发送机车数据加入到发送脉冲队列中并进行定时清零处理。