CN106599149A - 一种工程文本的编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工程文本的编码方法，设计编码的字段构成、检索算法，使得根据工业控制系统给出的一个编码能快速地访问到相应的工程文本信息，且工程文本信息显示唯一；设计一编码管理方式，包括编码的增加、删除、修改、查询不同的管理策略，从而确保在具体操作过程中该编码方法数据的一致性。本发明通过对工程文本信息进行编码，不仅解决了工程文本占用存储空间大、传输效率低等实时性问题，还进一步提高了工业控制系统的信息安全性能。

Description

一种工程文本的编码方法

技术领域

本发明涉及工业自动化软件控制技术领域，尤其涉及一种工程文本的编码方法。

背景技术

在工业控制系统中，系统需要实时采集外界设备的数据，并根据系统中的控制算法对所采集的数据进行运算、处理，最后实时地输出控制变量。这一过程不仅要求系统能够快速准确地处理数据还要求系统能够高效地对数据进行管理。而在实际应用过程中，若在工业控制软件中嵌入普通的数据库软件，系统的应用程序在读写数据时需要进入封闭的数据库管理系统进行数据库的存取操作，待存取结束退出该数据库管理系统后，返回应用程序。这样的读写速度往往难以满足实际应用对实时性的要求。因此，在工业控制系统中，数据库通常不采用第三方封闭的数据库管理系统而是根据实际工程的应用需求构建数据库。这样的工业控制系统，其数据通常包含整型、字符型等各类型数据，目前缺乏一种将工业控制系统中的数据进行统一编码的方法，以提高系统的实时性与安全性。

鉴于工业控制系统对实时性和安全性的要求，因此十分有必要为系统的工程信息提供一种快速保存、查询和数据传输的功能。

现有技术中公开了一种“文本编码方式和文本编码装置”，见公开号为：CN102799572B，公开日为：2015-09-09的中国专利，一种文本编码方法和文本编码装置，所述一种文本编码方法，包括：采用至少两种预设的文本编码方式分别对视频的文本进行预编码；选取预编码结果中成功率最高的一种文本编码方式；采用所述成功率最高的文本编码方式对所述视频的文本进行文本编码。实施该发明提供的文本编码方法和文本编码装置，首先采用至少两种文本编码方式对视频的文本进行预编码，然后选择编码结果中成功率最高的编码方式对视频的文本进行文本编码。如此，提高了对视频的文本进行文本编码的成功率。该发明仅仅是对视频的文本进行编码，并非本专利申请针对工业工业控制系统工程文本信息的编码。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种工程文本的编码方法，通过对工程文本信息进行编码，不仅解决了工程文本占用存储空间大、传输效率低等实时性问题，还进一步提高了工业控制系统的信息安全性能。

本发明是这样实现的：一种工程文本的编码方法，设计编码的字段构成、检索算法，使得根据工业控制系统给出的一个编码能快速地访问到相应的工程文本信息，且工程文本信息显示唯一；设计一编码管理方式，包括编码的增加、删除、修改、查询不同的管理策略，从而确保在具体操作过程中该编码方法数据的一致性。

进一步的，所述编码方法中通过对工程文本的信息进行统一编码，传输过程只涉及编码的传输，隐藏了工程文本信息的内容，从而提高工业控制系统的安全性能。

进一步的，所述工程文本编码的字段构成包括“编码”和“数值”两个部分；所述编码字段的数据类型采用Dword，所述数值字段的数据类型采用定长字符长度设计，所述数值字段存储用于描述设备的特征字段；

所述检索算法是使记录条目的“编码”字段所存的值与这条记录在计算机上的物理存储地址相等；这样，在查找相应记录条目时，工业控制系统能够根据物理地址采用直接寻址的方式找到对应的条目，即编码字段起到两个方面作用：指明记录条目在计算机上的存储地址、和编号作用。

进一步的，所述编码方法中设置有存储地址检测函数，该存储地址检测函数为：工业控制系统添加一条新的记录，必须由工业控制系统通过顺序扫描法在工程文本中分配一个空的存储地址；每次添加新的记录时，工业控制系统都进行从头到尾的自动检测，对所有记录的“编码”字段的内容进行依次扫描，如果为空，则将该存储地址用于存储即将添加的新记录；如果为非空，则进行下一个存储空间的判断，直到检测到工程文件的末尾，若依然为非空，则弹出提示信息“存储空间已满”。

进一步的，所述编码管理方式中增加具体为：增加新的记录时，首先调用所述存储地址检测函数为增加的记录分配可用的地址空间；其次进行重复性自检测，检测工程文本库中是否存在相同的记录；如果不存在，则添加记录到工程文本库中，如果存在，不添加该记录并提示该记录已经添加。

进一步的，所述编码管理方式中删除具体为：删除功能将工程文本库里用户不使用的记录删除，以减少系统的存储占用空间，用户选中某条记录，根据检索算法直接寻址的方式找到该条记录；然后将该条记录的编码字段清零，数值字段清空，即可完成删除记录。

进一步的，所述编码管理方式中修改具体为：修改功能用于修改工程文本中某条记录的“编码”字段和“数值”字段的内容；

修改编码，“数值”字段的内容不变，将“编码”字段的值改成用户新输入的内容，并进行重复性检测，如果新编码所在的存储地址非空，则提示“该编码已存在”字样；如果新编码所在的地址为空，则修改成功，将该条记录搬至新的编码处，并将旧编码处的记录删除；

修改数值，编码不变，即存储地址不变，不管所修改记录是否被引用，将“数值”字段的内容改为用户新输入的内容，并进行重复性检测，如果已经存在相同的内容，则提示“已存在相同的记录”；如果无相同的内容，则修改成功。

进一步的，所述编码管理方式中查询具体为：查询功能用于工程文本库中相关记录的查找，用户根据某条记录的编码字段和数值字段寻找具体的某条记录；也能根据编码范围查询某一范围的记录；在查询结果中，用户对记录进行删除和修改操作；查询数值，从查找表的一端开始，向另一端逐个按给定值kx与库中所有记录的数值字段的值进行比较，若有相匹配的记录，则查找成功并将所有相匹配内容的记录显示；若整个表检测完，仍未找到与给定值kx相同的关键字，则查找失败，并给出失败的信息；查询编码，对工程文本库进行从头到尾的扫描，依次进行“编码”字段的对比，将编码相同或者编码在用户输入的编码范围的记录显示，若扫描整个列表结束后未发现符合查询条件的记录，则提示：所查找的信息不存在。

本发明具有如下优点：本发明设计一个专门针对工业控制系统工程文本信息的编码方法，该编码方法的主要功能是能够根据工业控制系统给出的一个编码快速地访问到相应的工程文本信息，且工程文本信息显示唯一。除此之外，该编码方法还支持给操作员或用户对信息进行增加，修改和删除等操作，对工业控制系统信息进行管理和更新。该编码库的设计，一方面解决了工业控制系统的存储、传输效率问题，另一方面也进一步提高了工业控制系统的信息安全性能。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明存储地址检测函数设计流程图。

图2为本发明编码管理方式中增加记录设计流程图。

图3为本发明重复性检测算法流程图。

图4为本发明增加“传感器”记录的示意图。

图5为本发明编码管理方式中删除记录设计流程图。

图6为删除工程文本库第三条记录的示意图。

图7为本发明编码管理方式中修改编码设计流程图。

图8为第三条记录的编码改为“5”的示意图。

图9为本发明编码管理方式中修改数值设计流程图。

图10为将第三条“传感器”的记录修改为“发电机”的示意图。

图11为本发明编码管理方式中查询数值设计流程图。

图12为本发明编码管理方式中查询编码设计流程图。

具体实施方式

请参阅图1至图12所示，一种工程文本的编码方法，设计编码的字段构成、检索算法，使得根据工业控制系统给出的一个编码能快速地访问到相应的工程文本信息，且工程文本信息显示唯一；设计一编码管理方式，包括编码的增加、删除、修改、查询不同的管理策略，从而确保在具体操作过程中该编码方法数据的一致性。

其中，所述编码方法中通过对工程文本的信息进行统一编码，传输过程只涉及编码的传输，隐藏了工程文本信息的内容，从而提高工业控制系统的安全性能。

为实现上述功能，本发明是通过以下技术手段和措施来实现的：

(1)工程文本编码方法的字段构成设计：

工程文本编码的字段构成包括“编码”和“数值”两个部分。

所述数值字段存储用于描述设备的特征字段，如：“阀门”、“传感器”、“电动机”等；所述编码字段用于存储与设备的特征字段相对应的整型数据。

A编码字段

所述编码字段的数据类型采用Dword。

因单整型的的取值范围0～65535，对于一个大型的工业控制系统则不够用。因此，编码字段采用32位(4个字节)的Dword，前16位为高位，后16位为低位。这样Dword编码的取值范围达到2³²＝42949667296能够满足大型工业控制系统的需求。

B数值字段

所述数值字段的数据类型采用定长字符长度设计。

本文以采用30个字符即15个汉字的长度为例。假设工程文本编码库总的条数为100000条(已满足实际工程的需要)，每条记录所占用的长度为30Byte，那么工程编码库的内存占用总量为30*100000/1024/1024＝2.86MB。

C工程编码方法的字段构成及应用实例

工程文本编码字段由两个字段组成，具体数据结构如下表1所示：

表1

字段	类型	描述
			P1	Dword	编码
P2	String[30]	数值

工程编码库应用实例如下表2所示：

表2

物理地址	编码	数值
			1	1	阀门
2	2	传感器
			3	3	电动机

(2)工程文本库检索算法设计：

本工程文本库的索引方法是使记录条目的“编码”字段所存的值与这条记录在计算机上的物理存储地址相等。这样，在查找相应记录条目的时候，系统能够根据物理地址采用直接寻址的方式找到对应的条目，即编码字段起到两个方面作用：①指明记录条目在计算机上的存储地址；②编号作用。

例如：表3

表3

物理地址	编码	数值
			2000	2000	阀门
2001	2001	传感器
			2002	2002	发电机
…	…	…
			3000	3000	水泵

当系统需要寻找2002的“发电机”的记录条目时，只要直接根据其所在的物理存储地址2002找到该条目即可。相比采用索引方式查找，少了索引表的建立以及查询，查找速度比较快。

(3)编码管理方案：

编码管理算法设计主要包括添加、删除、修改、查找等算法的设计及在实现各个功能时可能会碰到的冲突问题，如重复性自检问题、冲突处理问题等。

A存储地址检测函数设计

添加一条新的记录，必须由系统通过顺序扫描法在工程文本库中分配一个空的存储地址。

每次添加新的记录时，系统都进行从头到尾的自动检测，对所有记录的“编码”字段的内容进行依次扫描，如果为空，则将该存储地址用于存储即将添加的新记录；如果为非空，则进行下一个存储空间的判断，直到检测到工程字典库的末尾，若依然为非空，则弹出提示信息“对不起，存储空间已满”。

存储地址检测函数设计流程图如图1所示。

B添加记录设计

添加新的记录时，首先调用地址检测函数为其分配可用的地址空间；其次进行重复性自检测，检测工程文本库中是否存在相同的记录；如果不存在，则添加记录到工程文本库中，如果存在，不添加该记录并提示该记录已经添加。参阅图2所示，

其中，是否存在相同的记录是根据重复性检测算法来判断的，重复性检测算法的设计方法如下：

将新产生的记录依次与工程文本库里已存在的所有记录进行“数值”字段内容的比较，以检测是否有重复的字段；重复性检测算法流程图如图3所示：

新添加一条新记录如：“传感器”记录的示意图：(参阅图4)

C删除记录设计

删除功能可将工程字典库里用户不使用的记录删除，以减少系统的存储占用空间，提高性能。首先，用户选中某条记录，根据检索算法直接寻址的方式找到该条记录；然后将该条记录的编码字段清零，数值字段清空，即可完成删除记录。操作流程图如图5所示：

如图6所示为删除工程文本库第三条记录的示意图：

D修改记录设计

修改功能可用于修改工程字典库中某条记录的“编码”字段和“数值”字段的内容。

修改编码，“数值”字段的内容不变，将“编码”字段的值改成用户新输入的内容，并进行重复性检测，如果新编码所在的存储地址非空，则提示“该编码已存在”等字样；如果新编码所在的地址为空，则修改成功，将该条记录搬至新的编码处，并将旧编码处的记录删除。

修改编码的流程图如图7所示：

如图8为将第三条记录的编码改为“5”的示意图：

修改数值，编码不变，即存储地址不变，不管所修改记录是否被引用，将“数值”字段的内容改为用户新输入的内容，并进行重复性检测，如果已经存在相同的内容，则提示“已存在相同的记录”等字样；如果无相同的内容，则修改成功；参见图9；

如图10为用户将第三条“传感器”的记录修改为“发电机”的示意图：

E查询设计

查询功能用于工程字典库中相关记录的查找。用户可根据某条记录的编码字段和数值字段寻找具体的某条记录；也可根据编码范围查询某一范围的记录；在查询结果中，用户可对记录进行删除和修改等操作。

查询数值,从查找表的一端开始，向另一端逐个按给定值kx与库中所有记录的数值字段的值进行比较，若有相匹配的记录，则查找成功并将所有相匹配内容的记录显示；若整个表检测完，仍未找到与kx相同的关键字，则查找失败，并给出失败的信息如“您所查找的信息不存在”等字样。参见图11所示。

查询编码,对工程字典库进行从头到尾的扫描，依次进行“编码”字段的对比，将编码相同或者编码在用户输入的编码范围的记录显示，若扫描整个列表结束后未发现符合查询条件的记录，则提示：所查找的信息不存在等字样。其算法流程图如图12所示：

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种工程文本的编码方法，其特征在于：设计编码的字段构成、检索算法，使得根据工业控制系统给出的一个编码能快速地访问到相应的工程文本信息，且工程文本信息显示唯一；设计一编码管理方式，包括编码的增加、删除、修改、查询不同的管理策略，从而确保在具体操作过程中该编码方法数据的一致性。

2.根据权利要求1所述的一种工程文本的编码方法，其特征在于：所述编码方法中通过对工程文本的信息进行统一编码，传输过程只涉及编码的传输，隐藏了工程文本信息的内容，从而提高工业控制系统的安全性能。

3.根据权利要求1所述的一种工程文本的编码方法，其特征在于：所述工程文本编码的字段构成包括“编码”和“数值”两个部分；所述编码字段的数据类型采用Dword，所述数值字段的数据类型采用定长字符长度设计，所述数值字段存储用于描述设备的特征字段；

所述检索算法是使记录条目的“编码”字段所存的值与这条记录在计算机上的物理存储地址相等；这样，在查找相应记录条目时，工业控制系统能够根据物理地址采用直接寻址的方式找到对应的条目，即编码字段起到两个方面作用：指明记录条目在计算机上的存储地址、和编号作用。

4.根据权利要求2所述的一种工程文本的编码方法，其特征在于：所述编码方法中设置有存储地址检测函数，该存储地址检测函数为：工业控制系统添加一条新的记录，必须由工业控制系统通过顺序扫描法在工程文本中分配一个空的存储地址；每次添加新的记录时，工业控制系统都进行从头到尾的自动检测，对所有记录的“编码”字段的内容进行依次扫描，如果为空，则将该存储地址用于存储即将添加的新记录；如果为非空，则进行下一个存储空间的判断，直到检测到工程文件的末尾，若依然为非空，则弹出提示信息“存储空间已满”。

5.根据权利要求4所述的一种工程文本的编码方法，其特征在于：所述编码管理方式中增加具体为：增加新的记录时，首先调用所述存储地址检测函数为增加的记录分配可用的地址空间；其次进行重复性自检测，检测工程文本库中是否存在相同的记录；如果不存在，则添加记录到工程文本库中，如果存在，不添加该记录并提示该记录已经添加。

6.根据权利要求1所述的一种工程文本的编码方法，其特征在于：所述编码管理方式中删除具体为：删除功能将工程文本库里用户不使用的记录删除，以减少系统的存储占用空间，用户选中某条记录，根据检索算法直接寻址的方式找到该条记录；然后将该条记录的编码字段清零，数值字段清空，即可完成删除记录。

7.根据权利要求1所述的一种工程文本的编码方法，其特征在于：所述编码管理方式中修改具体为：所述编码管理方式中修改具体为：修改功能用于修改工程文本中某条记录的“编码”字段和“数值”字段的内容；

修改编码，“数值”字段的内容不变，将“编码”字段的值改成用户新输入的内容，并进行重复性检测，如果新编码所在的存储地址非空，则提示“该编码已存在”字样；如果新编码所在的地址为空，则修改成功，将该条记录搬至新的编码处，并将旧编码处的记录删除；

修改数值，编码不变，即存储地址不变，不管所修改记录是否被引用，将“数值”字段的内容改为用户新输入的内容，并进行重复性检测，如果已经存在相同的内容，则提示“已存在相同的记录”；如果无相同的内容，则修改成功。

8.根据权利要求1所述的一种工程文本的编码方法，其特征在于：所述编码管理方式中查询具体为：查询功能用于工程文本库中相关记录的查找，用户根据某条记录的编码字段和数值字段寻找具体的某条记录；也能根据编码范围查询某一范围的记录；在查询结果中，用户对记录进行删除和修改操作；查询数值，从查找表的一端开始，向另一端逐个按给定值kx与库中所有记录的数值字段的值进行比较，若有相匹配的记录，则查找成功并将所有相匹配内容的记录显示；若整个表检测完，仍未找到与给定值kx相同的关键字，则查找失败，并给出失败的信息；查询编码，对工程文本库进行从头到尾的扫描，依次进行“编码”字段的对比，将编码相同或者编码在用户输入的编码范围的记录显示，若扫描整个列表结束后未发现符合查询条件的记录，则提示：所查找的信息不存在。