CN106411655A - 基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法 - Google Patents

基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法，该方法涉及的串行通讯设备包括一个主设备和N个从设备，主设备对N个从设备采用定时间隔轮询操作，并通过从设备是否能够在设定时间内回复有效信号对从设备的状态进行诊断。该方法具有以下特点：(1)每次轮询中，主设备只与通讯正常或通讯出错的从设备进行通讯，即对通讯故障的从设备设置了轮空处理；(2)每次轮询中，主设备通过串行通讯总线与各从设备只通讯一次；(3)设定了最大连续出错次数和最大连续轮空次数，有效的提高了通讯的实时性、快速性和可靠性。

Description

基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法
技术领域
本发明涉及一种串行通讯总线下主设备与从设备在通讯过程中基于状态诊断的通讯处理方法。
背景技术
目前，使用通讯总线作为通讯介质进行设备通讯，一般只允许存在一个主设备，其他全部都是从设备。
在主设备与从设备串行通讯过程中，一个主设备和多个从设备连接到同一串行通讯总线上，如图1所示，各从设备与主设备通讯时，需按照主设备的分时机制分成时间片，排队依次与主设备通讯，从设备越多，等待响应的时间也越长。
在与主设备进行通讯时，若从设备1-N中有从设备出现通讯故障，该通讯故障的从设备在规定时间内无法回复一个正确的应答S，因此对通讯过程中出现通讯故障从设备的有效诊断非常关键。
中国发明专利申请公开说明书(CN 100471128 C)于2009年3月18日公开的《一种实现设备状态轮询的方法及装置》中，轮询控制单元对当前设备组内的设备发起轮询请求，在超时时间内等待接收当前设备组内的设备的应答，当超时时间到时对下一个设备组内的设备发起轮询请求，直至所述待轮询设备全部轮询结束；将在超时时间内未能接收到应答的从设备存放在设备中断列表中，用于存储当次轮询过程中在超时时间内没有返回应答的设备的信息；本轮询设备全部轮询完毕后，对中断列表中的设备进行重复轮询多次，若在重复轮询次数不为0的情况下，收到设备的应答信息，则修改设备状态为连通，在重试次数为0的情况下，轮询结束。并以此对各设备进行下一轮轮询。该方法存在以下不足：
(1)轮询控制单元对当前设备组内的每个设备发起轮询请求后，都要在超时时间到才对下个设备发起轮询请求，造成了不必要的通讯延时；
(2)将通讯一次未在超时时间内收到应答的设备直接添加到中断列表中，在本次轮询结束后，连续对中断列表中的设备通讯多次来确定其通讯状态，一方面降低了通讯的可靠性，另一方面增加了对通讯故障设备的无效通讯，降低了通讯效率；
中国发明专利申请公开说明书(CN 102207917 A)于2011年10月05日公开的《一种多节点串行通讯扫描方法》中，利用正常通讯超时判断智能设备的停机或故障状态，对发生停机或故障状态的智能设备进行计数标记，在下次周期只对没有计数标记的智能设备进行召唤，对有标记的智能设备要相隔若干周期才进行召唤。该方法存在以下不足：该方法只通过一次正常通讯超时判断智能设备的停机或故障状态，没有考虑到智能设备因瞬时干扰造成一次无法正常通讯，而非设备停机或故障的情况，从而降低了通讯的实时性和可靠性。
因此，一种新的基于串行通讯总线确定串行通讯从设备通讯故障诊断的方法具有重要的研究意义和应用价值。
发明内容
本发明的目的是要克服现有技术中存在的问题，提供一种在串行通讯方式下满足数据传输所特别要求的有效性和可靠性的技术方案，特别的，由于有效的控制了查询过程中的延时，在快速性和实时性方面有了长足的进步。
本发明的目的是这样实现的。本发明提供了一种基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法。本通讯处理方法涉及的串行通讯设备包括一个主设备和N个通过串行通讯总线与主设备连接的从设备；主设备对N个从设备采用定时间隔轮询操作，具体的，预先设定一个间隔轮询时间T1，间隔轮询时间T1时间到，启动一次轮询操作，即主设备依次对1-N个从设备进行基于状态诊断的串行通讯，其中，一次轮询操作的步骤如下：
步骤1，间隔轮询时间T1到，主设备启动一次轮询操作，即主设备将依次对N个从设备进行轮询操作；
步骤2，判断该从设备i(i＝1,2,3…,N)所属列表；
若该从设备i(i＝1,2,3…,N)在通迅正常设备列表A中，则执行步骤3；若该从设备i(i＝1,2,3…,N)在通讯出错设备列表B中，则执行步骤4；若该从设备i(i＝1,2,3…,N)在通讯故障设备列表C中，则执行步骤5；
步骤3，该从设备i(i＝1,2,3…,N)在通迅正常设备列表A中，按照以下步骤执行：
步骤3.1，主设备向该从设备i(i＝1,2,3…,N)发送查询命令；
步骤3.2，判断该从设备i(i＝1,2,3…,N)在最大等待回复时间T2内是否回复正确应答S，并进行相应操作；
1)若在最大等待回复时间T2内该从设备i(i＝1,2,3…,N)回复正确应答S，则该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯状态为通讯正常，即通讯状态未发生改变，设备列表保持不变：该从设备i(i＝1,2,3…,N)保留在通讯正常设备列表A中；
2)若在最大等待回复时间T2内该从设备i(i＝1,2,3…,N)未能回复正确应答S，则该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯状态为通讯出错，连续出错次数L1的数值记为1，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,N)从通讯正常设备列表A中剔除，添加到通讯出错设备列表B中并对其通讯状态进行标记存储；所述连续出错次数L1＝1,2,3…n，其中n为最大连续出错次数；
步骤3.3，该从设备i(i＝1,2,3…,N)完成本次轮询操作，执行步骤6；
步骤4，若从设备i(i＝1,2,3…,N)在通迅出错设备列表B中，按照以下步骤执行：
步骤4.1，主设备向该从设备i(i＝1,2,3…,N)发送查询命令；
步骤4.2，判断该从设备i(i＝1,2,3…,N)在最大等待回复时间T2内是否回复正确应答S，并进行相应操作；
1)若在最大等待回复时间T2内该从设备i(i＝1,2,3…,N)回复正确应答S，则该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯状态为通讯正常，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,N)从通讯出错设备列表B中剔除，添加到通讯正常设备列表A中，并对其通讯状态进行标记存储；
2)若在最大等待回复时间T2内该从设备i(i＝1,2,3…,N)未能回复正确应答S，则根据该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续出错次数L1是否小于或者等于最大连续出错次数n，进行以下相应操作：
若该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续出错次数L1小于最大连续出错次数n，则该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯状态为通讯出错，即通讯状态未发生改变，设备列表保持不变：该从设备i(i＝1,2,3…,N)保留在通讯出错设备列表B中；
若该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续出错次数L1等于最大连续出错次数n，则该从设备(i＝1,2,3…,N)的通讯状态为通讯故障，连续轮空次数L2的数值记为0，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,N)从通迅出错设备列表B中剔除，添加到通讯故障设备列表C中，并对其通讯状态进行标记存储；所述连续轮空次数L2＝0,1,2,3…m，其中m为最大连续轮空次数；
步骤4.3，该从设备i(i＝1,2,3…,N)完成本次轮询操作，执行步骤6；
步骤5，该从设备i(i＝1,2,3…,N)在通讯故障设备列表C中，主设备与该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯轮空，即在本次轮询操作中，主设备不向从设备i(i＝1,2,3…,N)发送查询命令，按照以下步骤执行：
步骤5.1，根据该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续轮空次数L2是否达到最大连续轮空次数m，进行以下相应操作：
若该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续轮空次数L2等于最大连续轮空次数m，则设定该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯状态转换为通讯出错，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,N)从通讯故障设备列表C中剔除，添加至通讯出错设备列表B中，并将其连续出错次数L1的数值记为1；
若该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续轮空次数L2小于最大连续轮空次数m，则通讯状态仍为通讯故障，即通讯状态未发生改变，设备列表保持不变：从设备i(i＝1,2,3…,N)保留在通讯故障设备列表C中；
步骤5.2，该从设备i(i＝1,2,3…,N)在本次轮询操作的操作结束，执行步骤6；
步骤6，检测在本次轮询操作中是否还有下一个从设备未轮询，若有，返回步骤2；否则，轮询结束。
优选地，所述从设备的个数N为8。
优选地，步骤3所述最大等待回复时间T2的取值范围为0.08-0.15秒。
优选地，间隔轮询时间T1的取值范围为不小于N×T2秒。
优选地，步骤3所述最大连续出错次数n为3。
优选地，步骤4所述最大连续轮空次数m为5。
与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：
1，本发明中主设备只与通讯正常或通讯出错的从设备进行通讯，缩短了轮询时间；同时，由于未与通讯故障的从设备进行通讯，提高了通讯的有效性。
2、本发明中主设备通过对同一从设备连续出错次数是否达到设定值来确定从设备是否出现通讯故障，避免了由于通讯干扰导致的错误诊断，提高了通讯的可靠性；
3、本发明在每次轮询过程中，整个轮询周期最大延时仅有N×T2，大大减少了轮询时间，提高了通讯的实时性和快速性。
附图说明
图1是串行通讯中主设备与各从设备连线图。
图2是本发明实施例中一次轮询操作的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1是串行通讯中主设备与各从设备连线图，由图1可见，本通讯处理方法涉及的串行通讯设备包括一个主设备和N个通过串行通讯总线与主设备连接的从设备，在本实施例中，N＝8。
主设备对8个从设备采用定时间隔轮询操作。具体的，预先设定一个间隔轮询时间T1，间隔轮询时间T1一到，启动一次轮询操作，即主设备依次对1-N个从设备进行基于状态诊断的串行通讯，在本实施例中，间隔轮询时间T1为1.0秒。
图2是本发明实施例中一次轮询操作的示意图，由该图可见，本实施例中，一次轮询操作中的步骤如下：
步骤1，每间隔1秒时间，主设备自动启动一次轮询操作，即主设备将依次对8个从设备进行轮询操作；
步骤2，判断该从设备i(i＝1,2,3…,8)所属列表；
若该从设备i(i＝1,2,3…,8)在通迅正常设备列表A中，则执行步骤3；若该从设备i(i＝1,2,3…,8)在通讯出错设备列表B中，则执行步骤4；若该从设备i(i＝1,2,3…,8)在通讯故障设备列表C中，则执行步骤5；
所述的通讯正常设备列表A、通讯出错设备列表B和通讯故障设备列表C根据各个从设备在上一次的状态制作。
步骤3，该从设备i(i＝1,2,3…,8)在通迅正常设备列表A中，按照以下步骤执行：
步骤3.1，主设备向该从设备i(i＝1,2,3…,8)发送查询命令；
步骤3.2，判断该从设备i(i＝1,2,3…,8)在最大等待回复时间T2内是否回复正确应答S，并进行相应操作。在本实施例子，T2为0.10秒；
1)若在0.10秒内该从设备i(i＝1,2,3…,8)回复正确应答S，则该从设备i(i＝1,2,3…,8)的通讯状态为通讯正常，即通讯状态未发生改变，设备列表保持不变：从设备i(i＝1,2,3…,8)保留在通讯正常设备列表A中；
2)若在0.10秒内该从设备i(i＝1,2,3…,8)未能回复正确应答S，则该从设备i(i＝1,2,3…,8)的通讯状态为通讯出错，连续出错次数L1的数值记为1，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,8)从通讯正常设备列表A中剔除，添加到通讯出错设备列表B中并对其通讯状态进行标记存储；所述连续出错次数L1＝1,2,3…n，其中n为最大连续出错次数。在本实施例中，n为3，即只允许出现2次通讯出错状态，如果出现第3次，即将被定义为通讯故障。
步骤3.3，该从设备i(i＝1,2,3…,8)完成本次轮询操作，执行步骤6。
步骤4，从设备i(i＝1,2,3…,8)在通迅出错设备列表B中，按照以下步骤执行：
步骤4.1，主设备向该从设备i(i＝1,2,3…,8)发送查询命令；
步骤4.2，判断该从设备i(i＝1,2,3…,8)在0.10秒内是否回复正确应答S，并进行相应操作；
1)若在0.10秒内该从设备i(i＝1,2,3…,8)回复正确应答S，则该从设备i(i＝1,2,3…,8)的通讯状态为通讯正常，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,8)从通讯出错设备列表B中剔除，添加到通讯正常设备列表A中，并对其通讯状态进行标记存储；
2)若在0.10秒内该从设备i(i＝1,2,3…,8)未能回复正确应答S，则根据该从设备i(i＝1,2,3…,8)的连续出错次数L1是否小于或者等于3，进行以下相应操作：
若该从设备i(i＝1,2,3…,8)的连续出错次数L1小于3，则定义该从设备i(i＝1,2,3…,8)的通讯状态为通讯出错，即通讯状态未发生改变，设备列表保持不变：该从设备i(i＝1,2,3…,N)保留在通讯出错设备列表B中；
若该从设备i(i＝1,2,3…,8)的连续出错次数L1等于3，则该从设备(i＝1,2,3…,8)的通讯状态为通讯故障，连续轮空次数L2的数值记为0，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将其从通迅出错设备列表B中剔除，添加到通讯故障设备列表C中，并对其通讯状态进行标记存储；所述连续轮空次数L2＝0,1,2,3…m，其中m为最大连续轮空次数；在本实施例中，m为5。
步骤4.3，该从设备i(i＝1,2,3…,8)完成本次轮询操作，执行步骤6。
步骤5，该从设备i(i＝1,2,3…,8)在通讯故障设备列表C中，主设备与该从设备i(i＝1,2,3…,8)的通讯轮空，即在本次轮询操作中，主设备不向从设备i(i＝1,2,3…,8)发送查询命令，按照以下步骤执行：
步骤5.1，根据该从设备i(i＝1,2,3…,8)的连续轮空次数L2是否达到5次，进行以下相应操作：
若该从设备i(i＝1,2,3…,8)的连续轮空次数L2等于5，则设定该从设备i(i＝1,2,3…,8)的通讯状态转换为通讯出错，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,8)从通讯故障设备列表C中剔除，添加至通讯出错设备列表B中，并将其连续出错次数L1的数值记为1；
若该从设备i(i＝1,2,3…,8)的连续轮空次数L2小于5，则通讯状态仍为通讯故障，即通讯状态未发生改变，设备列表保持不变：该从设备i(i＝1,2,3…,8)保留在通讯故障设备列表C中；
步骤5.3，该从设备i(i＝1,2,3…,8)在本次轮询操作的操作结束，执行步骤6。
步骤6，检测在本次轮询操作中是否还有下一个从设备未进行操作，若有，返回步骤2；否则，轮询结束。

Claims (6)

1.一种基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法，其特征在于，本通讯处理方法涉及的串行通讯设备包括一个主设备和N个通过串行通讯总线与主设备连接的从设备；主设备对N个从设备采用定时间隔轮询操作，具体的，预先设定一个间隔轮询时间T1，间隔轮询时间T1时间到，启动一次轮询操作，即主设备依次对1-N个从设备进行基于状态诊断的串行通讯，其中，一次轮询操作的步骤如下：
步骤1，间隔轮询时间T1到，主设备启动一次轮询操作，即主设备将依次对N个从设备进行轮询操作；
步骤2，判断该从设备i(i＝1,2,3…,N)所属列表；
若该从设备i(i＝1,2,3…,N)在通迅正常设备列表A中，则执行步骤3；若该从设备i(i＝1,2,3…,N)在通讯出错设备列表B中，则执行步骤4；若该从设备i(i＝1,2,3…,N)在通讯故障设备列表C中，则执行步骤5；
步骤3，该从设备i(i＝1,2,3…,N)在通迅正常设备列表A中，按照以下步骤执行：
步骤3.1，主设备向该从设备i(i＝1,2,3…,N)发送查询命令；
步骤3.2，判断该从设备i(i＝1,2,3…,N)在最大等待回复时间T2内是否回复正确应答S，并进行相应操作；
1)若在最大等待回复时间T2内该从设备i(i＝1,2,3…,N)回复正确应答S，则该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯状态为通讯正常，即通讯状态未发生改变，设备列表保持不变：该从设备i(i＝1,2,3…,N)保留在通讯正常设备列表A中；
2)若在最大等待回复时间T2内该从设备i(i＝1,2,3…,N)未能回复正确应答S，则该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯状态为通讯出错，连续出错次数L1的数值记为1，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,N)从通讯正常设备列表A中剔除，添加到通讯出错设备列表B中并对其通讯状态进行标记存储；所述连续出错次数L1＝1,2,3…n，其中n为最大连续出错次数；
步骤3.3，该从设备i(i＝1,2,3…,N)完成本次轮询操作，执行步骤6；
步骤4，若从设备i(i＝1,2,3…,N)在通迅出错设备列表B中，按照以下步骤执行：
步骤4.1，主设备向该从设备i(i＝1,2,3…,N)发送查询命令；
步骤4.2，判断该从设备i(i＝1,2,3…,N)在最大等待回复时间T2内是否回复正确应答S，并进行相应操作；
1)若在最大等待回复时间T2内该从设备i(i＝1,2,3…,N)回复正确应答S，则该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯状态为通讯正常，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,N)从通讯出错设备列表B中剔除，添加到通讯正常设备列表A中，并对其通讯状态进行标记存储；
2)若在最大等待回复时间T2内该从设备i(i＝1,2,3…,N)未能回复正确应答S，则根据该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续出错次数L1是否小于或者等于最大连续出错次数n，进行以下相应操作：
若该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续出错次数L1小于最大连续出错次数n，则该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯状态为通讯出错，即通讯状态未发生改变，设备列表保持不变：该从设备i(i＝1,2,3…,N)保留在通讯出错设备列表B中；
若该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续出错次数L1等于最大连续出错次数n，则该从设备(i＝1,2,3…,N)的通讯状态为通讯故障，连续轮空次数L2的数值记为0，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,N)从通迅出错设备列表B中剔除，添加到通讯故障设备列表C中，并对其通讯状态进行标记存储；所述连续轮空次数L2＝0,1,2,3…m，其中m为最大连续轮空次数；
步骤4.3，该从设备i(i＝1,2,3…,N)完成本次轮询操作，执行步骤6；
步骤5，该从设备i(i＝1,2,3…,N)在通讯故障设备列表C中，主设备与该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯轮空，即在本次轮询操作中，主设备不向从设备i(i＝1,2,3…,N)发送查询命令，按照以下步骤执行：
步骤5.1，根据该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续轮空次数L2是否达到最大连续轮空次数m，进行以下相应操作：
若该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续轮空次数L2等于最大连续轮空次数m，则设定该从设备i(i＝1,2,3…,N)的通讯状态转换为通讯出错，即通讯状态发生改变，修改设备列表：将该从设备i(i＝1,2,3…,N)从通讯故障设备列表C中剔除，添加至通讯出错设备列表B中，并将其连续出错次数L1的数值记为1；
若该从设备i(i＝1,2,3…,N)的连续轮空次数L2小于最大连续轮空次数m，则通讯状态仍为通讯故障，即通讯状态未发生改变，设备列表保持不变：从设备i(i＝1,2,3…,N)保留在通讯故障设备列表C中；
步骤5.2，该从设备i(i＝1,2,3…,N)在本次轮询操作的操作结束，执行步骤6；
步骤6，检测在本次轮询操作中是否还有下一个从设备未轮询，若有，返回步骤2；否则，轮询结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法，其特征在于，所述从设备的个数N为8。
3.根据权利要求1所述的一种基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法，其特征在于，步骤4所述最大等待回复时间T2的取值范围为0.06-0.20秒。
4.根据权利要求1所述的一种基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法，其特征在于，间隔轮询时间T1的取值范围为不小于N×T2秒。
5.根据权利要求1所述的一种基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法，其特征在于，步骤4所述最大连续出错次数n为3。
6.根据权利要求1所述的一种基于串行通讯设备状态诊断的通讯处理方法，其特征在于，步骤4所述最大连续轮空次数m为5。
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