CN106603206B - 一种无线数据处理和传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线数据处理和传输方法,包括如下步骤:一、利用终端采集器和终端读写器采集原始工作数据;二、将通过终端采集器和终端读写器所采集到的原始工作数据进行解析,并将该解析、处理后的工作数据与上次所保留的工作数据进行对比;三、仅将步骤二中对比不相同的工作数据分别加载时间、源地址、目标地址不同组合数据生成本地控制数据、异地控制数据包和新记录数据包;四、将步骤三中得到的不同类型数据包进行发送,以及对暂时停止发送的记录数据包进行存储。本发明的无线数据处理和传输方法,通过上述四个步骤的设置,就可以有效的处理工作数据,将该数据进行解析、对比、分类发送和存储。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据通讯方法,更具体的说是涉及一种无线数据处理和传输方法。
背景技术
炼钢生产集成系统实现生产信息流与物流的同步传输,并将获得的物流信息、生产信息及时与其他系统的信息实现交互上传,形成完整的生产工艺数据系统。实现自适应的生产组织和自动化的数据采集、精细的生产控制和物料跟踪,以及有序、规范的生产管理。同时满足上层管理系统(如:MES或ERP)对生产过程的监控、调度、控制和生产质量、成本的分析判断,以及历史数据的追寻。
现有的数据采集传输主要是采用无线设备(如数传电台、无线路由器、zigbee设备等)进行数据包传输。
为了保证数据包能够有效的采集和发送,一般数据是实时采集实时发送,每个数据包并且连续发送3次,3次发送完之后,因设备内存和管理资源有限就删除数据包,然而这种传输规则方式往往因为数据包数量过多导致通道拥堵而造成数据包时延、丢失和错包的问题。
数据包丢失或错包造成数据链不完整。一般数据包以上位机接收数据包时间为工作数据的实时发生时间,时延现象造成工作数据上位机记录时间与工作数据发生时间不一致。
这种传输规则不能满足自适应的生产组织和上层管理系统(如:MES或ERP)对生产过程的监控、调度、控制和生产质量、成本的分析判断,以及历史数据的追寻的要求。
如果也采用确认回应删除机制,原有采集系统设备(采集设备、储存设备PLC、无线数传设备)受数据传输速率、设备处理能力和设备间协调能力限制,反而因数据包数量更加庞大加剧出现的传输通道拥堵而导致数据包时延、丢失和错包的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种无线数据处理协作通讯过程中可以有效避免数据包时延、丢失和错误问题的无线数据处理和传输方法。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种无线数据处理和传输方法,包括如下步骤:
一、利用终端采集器和终端读写器采集原始工作数据和原始的ID号,若终端采集器未采集到原始工作数据,发送传感器异常代码,若终端读写器没有采集到原始的ID号,发送指代数据;
二、将通过终端采集器和终端读写器所采集到的原始工作数据进行解析,并将该解析、处理后的工作数据与上次所保留的工作数据进行对比;
三、仅将步骤二中对比不相同的工作数据分别加载时间、源地址、目标地址后生成不同类型数据包:若处理后的数据与上次保留的工作数据相同,则将该处理后的数据更替上次保留的工作数据,如果一段时间没有对比不相同的工作数据,定时生成设备正常代码,将上述代码发送给上位机;若处理后的数据与上次保留的工作数据不相同,则将该处理后的数据更替上次所保留的数据,仅将对比不相同的工作数据作为本地控制数据;将工作数据加上源地址和目标地址生成异地控制数据包;将工作数据加上时间数据、源地址和目标地址生成新记录数据包;
四、将步骤三中生成的不同类型数据包进行发送,以及对暂时停止发送的新记录数据包进行存储:其中将本地控制数据直接发送到PLC;将异地控制数据包发送到终端连接器,然后通过终端连接器发送到PLC;本地控制数据和异地控制数据包发送至收取目标地址设备校验确认回应停止发送或者有新的本地控制数据和异地控制数据包生产为止;将新记录数据包先发送给网间协调器,网间协调器校验并协议转换后发送到上位机,新记录数据包发送至收取上位机确认回应则停止发送并删除;新记录数据包发送过程中又有新的记录数据包生成的,将暂时停止发送的原新记录数据包存储到储存单元并定义为历史记录数据包;在新记录数据包发送完成以后,再将历史记录数据包发送到网间协调器,网间协调器校验并协议转换后发送到上位机,也直到收到上位机确认回应数据以后,将发送完成的历史记录数据包删除。
通过采用上述技术方案,通过步骤一的设置,就可以有效的利用终端采集器来采集各种传感器设备的原始工作数据,终端读写器来采集的原始工作数据,通过步骤二的设置就可以有效的将采集到的工作数据和ID号进行解析、处理和对比,对比以后就可以通过步骤三有效的仅将对比不相同的处理后的数据生成不同类型的数据包,并且将不同类型的数据包分别发送给终极目标PLC或者上位机,对实时性要求不高数据暂时存储起来空余时发送,这种“仅发送变化新数据”和“按数据同步性级别发送”的传输方法特别对于能长时间保持相对稳定工作状态和临时停止工作的设备,这样就可以很大程度的减少传输通道中的数据量,保证传输通道的畅通,再加上回应删除机制这样有效的避免数据量过于庞大导致的传输通道拥堵造成的数据包时延、丢失和错误的问题。
本发明进一步设置为:上述步骤一中所使用的终端采集器包括:
第一Zigbee单元,与外部的Zigbee单元进行无线通讯,以实现异地控制数据包、新记录数据包、历史记录数据包、设备正常“零秒”报名代码、传感器异常代码的无线传输和上位机设置指令、收取确认回应、对时指令的接收;
4-20maUART接口单元,与外部传感器进行有线通讯,通过4-20maUART通讯协议进行数据传输;
第一MCU单元,耦接于第一Zigbee单元,还耦接于4-20maUART接口单元,以利用4-20maUART接口单元采集传感器内部的工作数据包,并将该数据包进行解析和对比,对解析的工作数据进行精度处理,处理后的工作数据与原上次保留的工作数据对比,若是与原工作数据相同的,仅更替保留的对比工作数据,若是对比不相同的工作数据则也更替保留的对比工作数据,仅将对比不相同工作数据加上源地址数据和目标地址数据生成异地控制数据包,发送给终端连接器;同时也将对比不相同工作数据加上时间数据形成数据包净载数据部分,再加上源地址数据和目标地址数据生成新记录数据包,新记录数据包通过第一Zigbee单元将数据包协议进行转换,之后按设备原设置的目标地址设备向外部网间协调器发送新记录数据包,网间协调器校验并协议转换后发送到上位机,新记录数据包发送至收取上位机确认回应而删除,或如发送过程中又新记录数据包生成,则将原新记录数据包储存起来,定义为历史记录数据,待没有新记录数据包发送时,按时间数据顺序发送存储的历史记录数据包给网间协调器,网间协调器校验并协议转换后发送到上位机,历史记录数据包也发送至收取上位机确认回应而删除;并且还通过第一Zigbee单元接收上位机设置工作参数指令和对时指令,接收上位机数据包,执行上位机指令;
第一时钟单元,耦接于第一MCU单元,向第一MCU单元提供实时时间数据,并通过第一MCU单元使记录数据包净载部分加入时间数据,其中第一时钟单元执行上位机对时指令调整时间,保证无线网络系统各设备时间与上位机时间的统一。
通过采用上述技术方案,通过4-20maUART接口单元的设置就可以有效的实现采集传感器所检测到的原始工作数据,并且传感器与4-20maUART接口单元之间采用有线传输,可以有效避免传输通道堵塞的问题,在4-20maUART接口单元采集到数据包以后就会将该数据传输到第一MCU单元内,第一MCU单元将该数据包进行解析和对比,对解析的工作数据进行精度处理,处理后的工作数据与上次保留的工作数据对比,若是与上次保留工作数据相同的,仅更替保留工作数据,若是与上次工作数据不相同的工作数据,则也更替对比用的保留工作数据,仅将对比不相同工作数据加上源地址数据和目标地址数据生成异地控制数据包,发送给终端连接器;同时将不相同的工作数据加上时间数据形成数据包净载部分,再加上源地址数据生成新记录数据包,新记录数据包通过第一Zigbee单元将数据包协议转换并发送给网间协调器,网间协调器校验并协议转换后发送到上位机,新记录数据包发送至收取上位机确认回应而删除,或如发送过程中又有新记录数据包生成,则将原新记录数据包储存起来,并定义为历史记录数据。待没有新记录数据包发送完时,按时间数据顺序发送存储的历史记录数据包给网间协调器,网间协调器校验并协议转换后发送到上位机,历史记录数据包也发送至收取上位机确认回应而删除。并且还通过第一Zigbee单元接收上位机工作参数设置指令和对时指令,接收上位机数据包,执行上位机指令,并且通过第一MCU单元和第一Zigbee单元的配合作用可以有效的利用Zigbee设备传输自动“握手” 中继寻址功能,实现无线网络设备自动动态组网,实现快捷和远距离传输的目标。
本发明进一步设置为:上述步骤一中所使用的终端读写器包括:
第二Zigbee单元,与外部的Zigbee单元进行无线通讯,以实现本地控制数据、异地控制数据包、新记录数据包、历史记录数据包、设备正常“零秒”报名代码、标签异常代码的无线传输和上位机设置指令、收取确认回应、对时指令的接收;
超高频RFID读写单元,用于读取各种设备、各种工位、各个节点的1个或多个ID号,并获取读取时的工作参数;
第二MCU单元,耦接于第二Zigbee单元,还耦接于超高频RFID读写单元,以接收超高频RFID读写单元1次可能多次读取的1个或多个ID号,且将读取ID号时的工作参数进行处理,判断出某设备位置或身份工作数据, 并将该位置或身份的工作数据与上次保留的工作数据进行对比,工作数据与上次保留的工作数据相同的,仅更替对比用的保留工作数据,若是与上次保留的工作数据不相同,也更替对比用的保留工作数据,仅将对比不相同的工作数据作为本地控制数据发送给外部PLC;同时也将工作数据加上源地址数据和目标地址数据生成异地控制数据包,发送给终端连接器;同时将工作数据加上时间数据形成数据包净载数据,再加上源地址数据和目标地址数据生成新记录数据包,新记录数据通过Zigbee单元进行协议转换并发送给网间协调器,网间协调器校验并协议转换后发送到上位机,新记录数据包发送至收取上位机确认回应而删除。或如发送过程中又新记录数据包生成,则将原新记录数据包储存起来,定义为历史记录数据,待没有新记录数据包发送时,按时间数据顺序发送存储的历史记录数据包给网间协调器,网间协调器校验并协议转换后发送到上位机,历史记录数据包也发送至收取上位机确认回应而删除;并且还通过第二Zigbee单元接收上位机设置工作参数指令和对时指令,接收上位机数据包,执行上位机指令;
第二时钟单元,耦接于第二MCU单元,向第二MCU单元提供实时时间数据,并通过第二MCU单元将工作数据加上时间数据形成数据包净载部分,其中时钟单元执行上位机对时指令调整时间,保证无线网络系统各设备时间与上位机时间的统一。
通过采用上述技术方案,通过超高频RFID读写单元的设置就可以有效的将根据采集到的1个或多个ID号和读取工作参数,判断出一个位置号或设备身份号(同一位置可能读到的ID并不完全一样)的工作数据,避免了现有技术中1个ID号绑定1个位置号而无法实现精确定位的问题。超高频RFID读写单元采集到并处理的工作数据(位置或身份信息)传输到第二MCU单元,第二MCU单元并将该位置或身份工作数据与上次保留的工作数据进行对比,工作数据与上次保留的工作数据相同的,仅更替对比用的保留工作数据,若是与上次保留的工作数据不相同,也更替对比用的保留工作数据,仅将对比不相同的工作数据作为本地控制数据直接发送给外部PLC;同时将工作数据加上源地址数据和目标地址数据生成异地控制数据包,发送给终端连接器,终端连接器发送给PLC;同时在工作数据加上时间数据形成新记录数据包净载数据部分,再加上源地址数据和目标地址数据生成新记录数据包,新记录数据通过第二Zigbee单元进行协议转换并发送给网间协调器,网间协调器校验并协议转换后发送到上位机,新记录数据包发送至收取上位机确认回应而删除。或如发送过程中又新记录数据包生成,则将原新记录数据包储存起来,定义为历史记录数据包,待没有新记录数据包发送时,按时间数据顺序发送存储的历史记录数据包给网间协调器,网间协调器校验并协议转换后发送到上位机,就可以有效的减少数据包的发送量,控制数据包的发送节奏。
本发明进一步设置为:上述步骤四中所使用的终端连接器包括:
第三Zigbee单元,与外部的Zigbee单元进行无线通讯,以实现数据包的无线采集;
第三USB接口的RS232接口单元,与外部的RS232单元进行有线通讯,以实现数据包的有线采集;
PROFIBUS-DP接口单元,耦接于外部PLC,以与外部PLC之间的通讯;
第三MCU单元,耦接于第三Zigbee单元,还耦接于PROFIBUS-DP接口单元, 还耦接于第三USB接口的RS232接口单元,通过第三Zigbee单元接收外部终端采集器、终端读写器或者上位机的异地控制数据包,也可通过RS232接口有线接收数据包,并对数据包进行校验、协议转换和解析,将解析后的工作数据发送给外部PLC,实现生产设备的自适应控制和联动控制,同时发送确认回应数据给原数据源地址设备;并且还通过第三Zigbee单元接收上位机设置工作参数指令和对时指令,接收上位机数据包,执行上位机指令。
通过采用上述技术方案,通过第三Zigbee单元的和第三USB接口的RS232接口单元设置就可以有效的采集到数据包,而通过第三MCU单元和PROFIBUS-DP接口单元的设置,就可以通过第三Zigbee单元接收外部终端采集器、终端连接器或者上位机的异地控制数据包,也可通过RS232接口有线接收数据包,并对数据包进行协议校验、转换和解析,将解析后的工作数据发送给外部PLC,实现生产设备的联动控制;并且还通过第三Zigbee单元接收上位机工作参数设置指令,接收上位机数据包,执行上位机指令,同时外部终端采集器或者上位机的异地控制数据包发送至目标地址终端连接器收取确认回应或者有新异地控制数据包生成而停止发送异地控制数据包,并删除该异地控制数据包。外部终端采集器或者上位机的异地控制数据包优先于新工作记录数据包生成和发送,如此可以有效避免出现数据包时延、丢失和错误问题。
本发明进一步设置为:上述步骤四中所使用的网间协调器包括:
第四Zigbee单元,与外部的Zigbee单元进行无线通讯和协议转换,以实现数据包的接收和发送;
以太网接口单元,与外部上位机进行有线通讯,通过以太网通讯协议进行数据包的接收和发送;
第四MCU单元,耦接于第四Zigbee单元,还耦接于以太网接口单元,以接收Zigbee终端设备发送的数据包和利用以太网接口单元将工作数据包校验并发送到上位机或者通过第四Zigbee单元将指令数据包发送到紫蜂网络的各终端设备,还通过第四Zigbee单元发送指令信号,并依据数据包类型和设备优先级别进行通道资源优先配置,保证优先级别数据包优先送达;
防火墙单元,耦接于第四MCU单元,以防止外部上位机的干扰数据进入到第四MCU单元内。
通过采用上述技术方案,通过以太网接口单元的设置就可以有效的实现与上位机、终端设备(中继设备)之间的通讯,将数据包发送给上位机或接收上位机数据包,通过第四Zigbee单元和第四MCU单元的配合作用就可以有效建立一个无线网络,管理网络节点,存储网络信息,配置节点路由信息,实现数据包接收和发送。
附图说明
图1为本发明的无线数据处理和传输方法的流程图;
图2为图1中终端采集器的模块图;
图3为图1中终端读写器的模块图;
图4为图1中终端连接器的模块图;
图5为图1中网间协调器的模块图。
图中:1、终端采集器;11、第一Zigbee单元;12、4-20maUART接口单元;13、第一MCU单元;14、第一时钟单元;2、终端读写器;21、第二Zigbee单元;22、超高频RFID读写单元;23、第二MCU单元;24、第二时钟单元;3、终端连接器;31、第三Zigbee单元;32、PROFIBUS-DP接口单元;33、第三MCU单元、34、USB接口的RS232接口单元;4、网间协调器;41、第四Zigbee单元;42、以太网接口单元;43、第四MCU单元;44、防火墙单元。
具体实施方式
参照图1至5所示,本实施例的一种无线数据处理和传输方法,其特征在于:包括如下步骤:
一、利用终端采集器1和终端读写器2采集原始工作数据和原始的ID号,若终端采集器1未采集到原始工作数据,发送传感器异常代码,若终端读写器2没有采集到原始的ID号,发送指代数据;
二、将通过终端采集器1和终端读写器2所采集到的原始工作数据进行解析,并将该解析处理后的工作数据与上次所保留的工作数据进行对比;
三、仅将步骤二中对比不相同的工作数据分别加载时间、源地址、目标地址不同组合数据生成不同类型数据:若处理后的数据与上次保留的工作数据相同,则将该处理后的数据更替上次保留的工作数据,如果一段时间没有对比不相同的工作数据,定时生成设备正常代码,将上述代码发送给上位机;若处理后的数据与上次保留的工作数据不相同,则将该处理后的数据更替上次所保留的数据,仅将对比不相同的工作数据作为本地控制数据;将工作数据加上源地址和目标地址生成异地控制数据包;将工作数据加上时间数据、源地址和目标地址生成新记录数据包;
四、将步骤三中生成的不同类型数据包进行发送和存储:其中将本地控制数据直接发送到PLC;将异地控制数据包发送到终端连接器3,然后通过终端连接器3发送到PLC;本地控制数据和异地控制数据包分别发送至收取目标设备校验确认回应停止发送或者有新的本地控制数据和异地控制数据包生成为止;将新记录数据包发送给网间协调器4,网间协调器4校验并发送到上位机,新记录数据包发送至收取上位机确认回应则停止发送并删除;新记录数据包发送过程中又有新的记录数据包生成的,将停止发送的原新记录数据包存储到储存单元并定义为历史记录数据包;在新记录数据包发送完成以后,再将历史记录数据包发送到网间协调器4,并通过网间协调器4发送到上位机,也直到收到上位机确认回应数据以后,将发送完成的历史记录数据包删除。
通过采用上述技术方案,在无线数据采集的过程中,首先经过步骤一采集到相应的工作数据和ID号,其中这里若没有采集到原始工作数据,终端采集器发送传感器异常代码,终端读写器没有采集到ID号,用“ 0”表示采集到的工作数据(即指代数据),标签异常的用其他特定代码表示。然后经过步骤二将该工作数据和ID号进行解析和对比,就可以得到对比结果,假如对比之后采的处理后的数据和ID号判断的位置号或者设备号工作数据与上次保留数据相同,那么用新的工作数据更替上次保留的对比工作数据,然后储存起来,如果一段时间没有不相同的工作数据,定时生成设备正常代码,将上述代码“零秒”发送给上位机,其中这里定时即间隔一段时间(间隔时间上位机设置)以后再产生代码,以减少单位时间传输的数据量,并且采用设备定时“零秒”报名机制区分设备故障没有数据包发送和同上次保留对比工作数据都没有数据包的两种不同工作状态;“零秒”报名同时又实现对时机制,对时间有偏差的设备,上位机通过网间协调器4发送对时指令。假如对比之后处理后的数据和ID号判断的位置号或者设备号工作数据与上次保留工作数据不相同的,那么也用新的工作数据或位置号、设备号工作数据更替上次保留的工作数据,仅将对比不相同的工作数据做为本地控制数据;将工作数据加上源地址和目标地址生成异地控制数据包;将工作数据加上时间数据、源地址和目标地址生成新记录数据包;分别将本地控制数据直接发送给PLC;将异地控制数据发送给终端连接器3,然后通过终端连接器3发送到PLC;将新记录数据包发送给网间协调器4,网间协调器4将新记录数据包校验并发送到上位机,新记录数据包发送至收取上位机确认回应则停止发送并删除。新记录数据包发送过程中又有新的记录数据包生成的,将停止发送的原新记录数据包存储到储存单元并定义为历史记录数据包。在新记录数据包发送完成以后,再将历史记录数据包发送到网间协调器4,网间协调器4校验发送并发送数据包给上位机,也直到收到上位机确认回应数据以后,将发送完成的历史记录数据包删除;这样便能够使得无线网络通道中的数据量大大减少,并控制了发送节奏,避免了现有技术中出现的数据量过大导致通道拥堵的问题,同时避免了因为传输通道拥堵造成的数据包时延、丢失和错误的问题。
本实施例中的终端采集器1包括第一Zigbee单元11、4-20maUART接口单元12、第一MCU单元13以及第一时钟单元14,如图2所示,还包括其他辅助功能单元,以增强终端采集器1的功能,在终端采集器1使用之前,首先将该无线数据处理和传输方法的终端采集器1运作段的程序先烧录到第一MCU单元13内,这样终端采集器1在采集完原始工作数据以后就可以对原始工作数据进行解析、处理、对比和新数据生成,并且通过第一Zigbee单元11发送出去,暂时停止发送的记录数据可以存储到第一储存单元15,就不需要额外的设置处理单元了,使得整个紫蜂无线网络系统变得简单。
本实施例中的终端读写器2包括第二Zigbee单元21、超高频RFID读写单元22、第二MCU单元23以及第二时钟单元24,如图3所示,还包括其他辅助功能单元,以增强终端读写器2的功能,在终端读写器2使用之前,首先将该无线数据处理和传输方法的终端读写器2运作段的程序先烧录到第二MCU单元23内,这样终端读写器2在采集完原始工作数据以后就可以对数据进行解析、处理、对比和新数据生成,并且通过第二Zigbee单元21发送出去,暂时停止发送的记录数据可以存储到第一储存单元25,就不需要额外的设置处理单元了,使得整个紫蜂无线网络系统变得简单。
本实施例中的终端连接器3包括第三Zigbee单元31、PROFIBUS-DP接口单元32、第三MCU单元33,USB接口的RS232接口单元34如图4所示,还包括其他辅助功能单元,以增强终端连接器3的功能,在终端连接器3使用之前,首先将该无线数据处理和传输方法的终端连接器3运作段的程序先烧录到第三MCU单元33内,这样终端连接器3通过第三Zigbee单元31接收到控制数据的以后,就可以通过PROFIBUS-DP接口单元32发送到PLC,就不需要额外的设置处理单元了,使得整个紫蜂无线网络系统变得简单。
本实施例中的网间协调器4包括第四Zigbee单元41、以太网接口单元42、第四MCU单元43、防火墙单元44,如图5所示,还包括其他辅助功能单元,以增强网间协调器4的功能,在网间协调器4使用之前,首先将该无线数据处理和传输方法的网间协调器4运作段的程序先烧录到第四MCU单元43内,这样网间协调器4通过第四Zigbee单元41接收到记录数据的以后,通过第四MCU单元43为新记录数据、历史记录数据和异常代码等数据包进行校验,并将通道资源根据同步性要求和设备重要级别进行配置,通过以太网接口单元42实现与上位机有效通讯,如此就不需要额外的设置处理单元了,使得整个紫蜂无线网络系统变得简单。
综上所述,通过本发明步骤一、步骤二、步骤三和步骤四的设置,就可以有效的采集到原始工作数据和ID号,用工作数据和用ID号处理出新的工作数据,这样就实现了对原始工作数据和ID号工作数据解析、处理、对比和新数据生成,并将不同类型数据包分别按发送目标地址网间协调器和终端连接器,然后发送给上位机和PLC,又或者暂时停止发送的存储起来,这样就可以有效的减少通道中的数据量和控制发送节奏,避免了无线通道拥堵的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种无线数据处理和传输方法,其特征在于:包括如下步骤:
一、利用终端采集器和终端读写器采集原始工作数据和原始的ID号,若终端采集器未采集到原始工作数据,发送传感器异常代码,若终端读写器没有采集到原始的ID号,发送指代数据;
二、将通过终端采集器和终端读写器所采集到的原始工作数据进行解析,并将该解析、处理后的工作数据与上次所保留的工作数据进行对比;
三、仅将步骤二中对比不相同的工作数据分别加载时间、源地址、目标地址后生成不同类型数据包:若处理后的数据与上次保留的工作数据相同,则将该处理后的数据更替上次保留的工作数据,如果一段时间没有对比不相同工作数据,定时生成设备正常代码,将上述代码发送给上位机;若处理后的数据与上次保留的工作数据不相同,则将该处理后的数据更替上次所保留的数据,仅将对比不相同的工作数据作为本地控制数据;将工作数据加上源地址和目标地址生成异地控制数据包;将工作数据加上时间数据、源地址和目标地址生成新记录数据包;
四、将步骤三中生成的不同类型数据包进行发送,以及对暂时停止发送的新记录数据包进行存储:其中将本地控制数据直接发送到PLC;将异地控制数据包发送到终端连接器,然后通过终端连接器发送到PLC;本地控制数据和异地控制数据包发送至收取目标设备校验确认回应停止发送或者有新的本地控制数据和异地控制数据包生成为止;将新记录数据包发送给网间协调器,网间协调器将校验合格的新记录数据包发送到上位机,新记录数据包发送至收取上位机确认回应则停止发送并删除;新记录数据包发送过程中又有新的记录数据包生成的,将暂时停止发送的原新记录数据包存储到储存单元并定义为历史记录数据包;在新记录数据包发送完成以后,再将历史记录数据包发送到网间协调器,网间协调器将校验合格的新记录数据包发送到上位机,历史记录数据包也发送到收到上位机确认回应数据以后删除。
2.根据权利要求1所述的无线数据处理和传输方法,其特征在于:上述步骤一中所使用的终端采集器包括:
第一Zigbee单元,与外部的Zigbee单元进行无线通讯,以实现异地控制数据包、新记录数据包、历史记录数据表、设备正常“零秒”报名代码、传感器异常代码的无线传输和上位机设置指令、收取确认回应、对时指令的接收;
4-20maUART接口单元,与外部传感器进行有线通讯,通过4-20maUART通讯协议进行数据传输;
第一MCU单元,耦接于第一Zigbee单元,还耦接于4-20maUART接口单元,以利用4-20maUART接口单元采集传感器内部的工作数据包,并将该数据包进行解析和对比,对解析的工作数据进行精度处理,处理后的工作数据与原上次保留的工作数据对比,若是与原工作数据相同的,仅更替保留的对比工作数据,若是对比不相同的工作数据则也更替保留的对比工作数据,仅将对比不相同工作数据加上源地址数据和目标地址数据生成异地控制数据包,发送给终端连接器,本地控制数据和异地控制数据包发送至收取目标地址设备校验确认回应停止发送或者有新的本地控制数据和异地控制数据包生成为止;同时也将对比不相同工作数据加上时间数据形成数据包净载数据部分,再加上源地址数据和目标地址数据生成新记录数据包,新记录数据包通过第一Zigbee单元将数据包协议进行转换,之后按设备原设置的目标地址设备向外部网间协调器发送新记录数据包,网间协调器将校验合格的新记录数据包发送到上位机,新记录数据包发送至收取上位机确认回应而删除,或如发送过程中又新记录数据包生成,则将原新记录数据包储存起来,定义为历史记录数据,待没有新记录数据包发送时,按时间数据顺序发送存储的历史记录数据包,收取上位机确认回应而删除该记录数据包;并且还通过第一Zigbee单元接收上位机设置工作参数指令和对时指令,接收上位机数据包,执行上位机指令;
第一时钟单元,耦接于第一MCU单元,向第一MCU单元提供实时时间数据,并通过第一MCU单元使记录数据包净载部分加入时间数据,其中第一时钟单元执行上位机对时指令调整时间,保证无线网络系统各设备时间与上位机时间的统一。
3.根据权利要求1所述的无线数据处理和传输方法,其特征在于:上述步骤一中所使用的终端读写器包括:
第二Zigbee单元,与外部的Zigbee单元进行无线通讯,以实现本地控制数据、异地控制数据包、新记录数据包、历史记录数据包、设备正常“零秒”报名代码、标签异常代码的无线传输和上位机设置指令、收取确认回应、对时指令的接收;
超高频RFID读写单元,用于读取各种设备、各种工位、各个节点的1个或多个ID号,并获取读取时的工作参数;
第二MCU单元,耦接于第二Zigbee单元,还耦接于超高频RFID读写单元,以接收超高频RFID读写单元1次可能多次读取的1个或多个ID号,且将读取ID号时的工作参数进行处理,判断出某设备位置或身份工作数据, 并将该位置或身份的工作数据与上次保留的工作数据进行对比,工作数据与上次保留的工作数据相同的,仅更替对比用的保留工作数据,若是与上次保留的工作数据不相同,也更替对比用的保留工作数据,仅将对比不相同的工作数据作为本地控制数据发送给外部PLC;同时也将工作数据加上源地址数据和目标地址数据生成异地控制数据包,发送给终端连接器,本地控制数据和异地控制数据包发送至收取目标地址设备校验确认回应停止发送或者有新的本地控制数据和异地控制数据包生成为止;同时也将对比不相同工作数据加上时间数据形成数据包净载数据部分,再加上源地址数据和目标地址数据生成新记录数据包,新记录数据包通过第二Zigbee单元将数据包协议进行转换,之后按设备原设置的目标地址设备向外部网间协调器发送新记录数据包,网间协调器将校验合格的新记录数据包发送到上位机,新记录数据包发送至收取上位机确认回应而删除,或如发送过程中又新记录数据包生成,则将原新记录数据包储存起来,定义为历史记录数据,待没有新记录数据包发送时,按时间数据顺序发送存储的历史记录数据包,收取上位机校验确认回应而删除该历史记录数据包;并且还通过第二Zigbee单元接收上位机设置工作参数指令和对时指令,接收上位机数据包,执行上位机指令;
第二时钟单元,耦接于第二MCU单元,向第二MCU单元提供实时时间数据,并通过第二MCU单元将工作数据加上时间数据形成数据包净载部分,其中时钟单元执行上位机对时指令调整时间,保证无线网络系统各设备时间与上位机时间的统一。
4.根据权利要求1所述的无线数据处理和传输方法,其特征在于:上述步骤四中所使用的终端连接器包括:
第三Zigbee单元,与外部的Zigbee单元进行无线通讯,以实现数据包的无线采集;
USB接口的RS232接口单元,与外部的RS232单元进行有线通讯,以实现数据包的有线采集;
PROFIBUS-DP接口单元,耦接于外部PLC,以与外部PLC之间的通讯;
第三MCU单元,耦接于第三Zigbee单元,还耦接于PROFIBUS-DP接口单元, 还耦接于USB接口的RS232接口单元,通过第三Zigbee单元接收外部终端采集器、终端读写器或者上位机的异地控制数据包,也可通过RS232接口有线接收数据包,并对数据包进行校验、协议转换和解析,将解析后的工作数据发送给外部PLC,实现生产设备的自适应控制和联动控制,同时回应确认数据;并且还通过第三Zigbee单元接收上位机设置工作参数指令和对时指令,接收上位机数据包,执行上位机指令。
5.根据权利要求1所述的无线数据处理和传输方法,其特征在于:上述步骤四中所使用的网间协调器包括:
第四Zigbee单元,与外部的Zigbee单元进行无线通讯和协议转换,以实现数据包的接收和发送;
以太网接口单元,与外部上位机进行有线通讯,通过以太网通讯协议进行数据包的接收和发送;
第四MCU单元,耦接于第四Zigbee单元,还耦接于以太网接口单元,以接收Zigbee终端设备发送的数据包和利用以太网接口单元将工作数据包发送到上位机或者通过第四Zigbee单元将指令数据包发送到蜂窝网络的各终端设备,还通过第四Zigbee单元发送指令信号,并依据数据包类型和设备优先级别进行通道资源优先配置,保证优先级别数据包优先送达;
防火墙单元,耦接于第四MCU单元,以防止外部上位机的干扰数据进入到第四MCU单元内。
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