CN106603357A - 一种传感器数据上报方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传感器数据上报方法、装置及系统，传感器上报装置通过获取N个传感器的状态信号，N大于或等于2；根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系，将所述N个传感器的状态信号更新至所述报文中的对应的数据位置；将更新后的报文传送至主控设备；本发明实施例中将多个传感器的状态信号更新至一帧报文中，使得原本需要多帧报文完成的消息上报能够在一帧报文里完成，大大减少了传感器上报装置与主控设备的通信成本，节省了信息交换的时间。

Description

一种传感器数据上报方法、装置及系统

技术领域

本发明属于CAN通信技术领域，尤其涉及一种传感器数据上报方法、装置及系统。

背景技术

现有基于CAN总线通信的“一主机多从机”的工作系统中，当从机监测到自身关联的传感器(一般为只有两种状态的传感器，如亮或灭、开或关)发生变化时，只要有一个传感器发生变化，从机就向主机发送一帧报文上报各传感器的状态，即有多少个传感器发生变化就发送多少帧报文，例如，当有9个传感器发生变化时，则瞬间需要上报9条报文给主机。

当从机关联的传感器数量越多，如果同一时刻有大量传感器发生变化，需要从机在短时间内发出很多帧数的报文时，因为CAN总线作为一种控制局域网络，其通信速率有限，单位时间内从机能发出的报文帧数有限，必然会导致如下结果：要么某些传感器的状态会因为CAN总线繁忙而发不出去，主机接收不到；要么从机实行排队重试机制，稍后再把报文发送给主机，这样就影响了传感器数据上报的时效性，如果该报文是关键性的报文，就会造成非常大的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种传感器数据上报方法、装置及系统，以解决现有传感器数据上报时效低、传输成本高的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种传感器数据上报方法，所述方法包括：

获取N个传感器的状态信号，所述N大于或等于2；

根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系，将所述N个传感器的状态信号更新至所述报文中的对应的数据位置；

将更新后的报文传送至主控设备。

第二方面，本发明实施例提供了一种传感器数据上报装置，所述装置包括：

信号获取单元，用于获取N个传感器的状态信号，所述N大于或等于2；

报文更新单元，用于根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系，将所述N个传感器的状态信号更新至所述报文中的对应的数据位置；

报文传送单元，用于将更新后的报文传送至主控设备。

在本发明实施例中，传感器上报装置通过获取N个传感器的状态信号，N大于或等于2；根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系，将所述N个传感器的状态信号更新至所述报文中的对应的数据位置；将更新后的报文传送至主控设备；本发明实施例中将多个传感器的状态信号更新至一帧报文中，使得原本需要多帧报文完成的消息上报能够在一帧报文里完成，大大减少了传感器上报装置与主控设备的通信成本，节省了信息交换的时间。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种传感器数据上报方法的实现流程图；

图2是本发明实施例一提供的预先设置的传感器的序号与报文中的数据位

置的对应关系的对应关系表；

图3是本发明实施例二提供的一种传感器数据上报装置的结构框图；

图4是本发明实施例三提供的一种传感器数据上报系统的结构框图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

实施例一

应理解，在本发明实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

图1示出了本发明实施例一提供的一种传感器数据上报方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，获取N个传感器的状态信号，N大于或等于2。

在本发明实施例中，上述传感器包括但不限于光学传感器，上述传感器的状态信号为二值化状态信号，可以用0或1来表示。

在一个应用场景中，当主控设备进行存取款交易时，由于纸币会穿过对射(光学)传感器，传感器就会发生亮、灭、亮、灭的状态变化，反应到电压信号就是高电平信号和低电平信号，这时传感器的状态信号可以用0或1来表示。

在步骤S102中，根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系，将上述N个传感器的状态信号更新至上述报文中的对应的数据位置。

在本发明实施例中，传感器的数量为N个，N大于或等于2；传感器的序号可以是从0到N-1，也可以是从1到N，又或者是不同的序号按一定的规律进行排序，此处不做具体限定。

具体地，本发明实施例中预设设置传感器的序号对应报文中的数据域的比特位的数据位置，例如，序号为5的传感器对应报文中的数据域位置为[Data0，bit5]，当数据域中的Data0中的bit5由0变为1，或者由1变为0，就可以对应的知道5号传感器的状态发生了一次变化。

具体地，上述报文包括4字节的节点ID域、8字节的数据域和1字节的数据长度；上述8字节的数据域中比特位为64位。

具体地，上述预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系具体为：上述传感器的序号与上述报文中的数据域的一个比特位相对应。

进一步地，上述报文中的数据域中比特位与小于或者等于64个传感器的序号相对应。

在一个应用场景中，图2为预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系的对应关系表，如图2所示，传感器的数量为64个，传感器的序号为第0号到第63号，数据域中一个字节Data对应的比特位为bit0、bit1、bit2、bit3、bit4、bit5、bit6和bit7。定义0表示传感器亮，1表示传感器灭，Data0对应的比特位bit0、bit1、bit2、bit3、bit4、bit5、bit6和bit7分别表示第0号至第7号传感器；Data1对应的比特位bit0、bit1、bit2、bit3、bit4、bit5、bit6和bit7分别表示第8号至第15号传感器；Data2对应的比特位bit0、bit1、bit2、bit3、bit4、bit5、bit6和bit7分别表示第16号至第23传感器……；Data7对应的比特位bit0、bit1、bit2、bit3、bit4、bit5、bit6和bit7分别表示第56号至第63号传感器，这时，一帧报文应用于上报64个传感器的状态变化。

在另一个应用场景中，传感器的数量为32个，其序号为0到31，Data0对应的比特位bit0、bit1、bit2、bit3、bit4、bit5、bit6和bit7分别表示第0号至第7号传感器……；Data3对应的比特位bit0、bit1、bit2、bit3、bit4、bit5、bit6和bit7分别表示第24号至第31号传感器，Data4至Data7中的比特位均用0或均用1表示；这时，一帧报文应用于上报32个传感器的状态变化。

在另一个应用场景中，传感器的数量为8个，其序号为1、3、5、7、9、11、13、15，这时，可以定义Data0对应的比特位bit0、bit1、bit2和bit3对应表示第1、3、5和7号传感器；Data3对应的比特位bit0、bit1、bit2和bit3分别对应表示第9、11、13和15号传感器，其余比特位均用0或均用1表示，这时，一帧报文应用于上报8个传感器的状态变化。

当传感器的数量多于64个时，所需发送的报文帧数至少为S帧，其中S为传感器的数量N除以比特位64的值向上取整。

进一步地，本发明的另一个实施例中，传感器的状态信号包括P个，且P小于或者等于2的m次方且大于2的m-1次方，上述传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系具体为：

上述传感器的序号与所述报文中的数据域中的m个比特位相对应。

具体地，上述传感器的序号与所述报文中的数据域中的m个比特位相对应，具体为用m个比特位来表示一个传感器的多个状态，例如传感器的状态信号为8个，那么可以用3个比特位来表示该传感器的状态信号。

在一个应用场景中，传感器的状态信号为电压信号，有4个不同的电压，分别为1V、2V、3V和4V，用00表示1V，01表示2V，10表示3V，11表示4V，这时，用2个比特位就可以将该传感器的状态信号对应表示出来，那么，在报文中的数据域中，可以用Data中的2个bit记录第N号传感器的状态信号，例如，用Data0中的bit0和bit1记录第1号传感器的状态信号，用Data0中bit2和bit3记录第2号传感器的状态信号，以此类推。

在步骤S103中，将更新后的报文传送至主控设备。

在本发明实施例中，上述更新后的报文中包含N个传感器是否发生变化的状态信号，即N个传感器的变化状态可以在一帧报文中体现；

其中，主控设备可以通过报文流中的顺序来索引传感器的序号，从而确定具体哪些传感器发生了变化。

进一步地，本发明实施例中根据预设的发送周期，将上述CAN报文发送至主控设备，例如，以2ms为上报周期，则2ms以内所有传感器的状态变化仅发一帧报文就可以完成，进一步减少报文的数量，。

在本发明实施例中，传感器上报装置通过获取N个传感器的状态信号，N大于或等于2；根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系，将上述N个传感器的状态信号更新至上述报文中的对应的数据位置；将更新后的报文传送至主控设备；本发明实施例中将多个传感器的状态信号更新至一帧报文中，使得原本需要多帧报文完成的消息上报能够在一帧报文里完成，大大减少了传感器上报装置与主控设备的通信成本，节省了信息交换的时间。

应理解，在本发明实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，上述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。

实施例二

图3示出了本发明实施例二提供的传感器数据上报装置100的具体结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例提供的一种传感器数据上报装置100，包括信号获取单元110、报文更新单元120和报文传送单元130；

其中，信号获取单元110，用于获取N个传感器的状态信号，上述N大于或等于2，

报文更新单元120，用于根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系，将上述N个传感器的状态信号更新至上述报文中的对应的数据位置；

报文传送单元130，用于将更新后的报文传送至主控设备。

具体地，上述传感器的状态信号为二值化状态信号，上述传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系具体为：

上述传感器的序号与上述报文中的数据域的一个比特位相对应。

具体地，报文中包括8字节的数据域，上述报文中的数据域中比特位与小于或者等于64个传感器的序号相对应。

具体地，上述传感器的状态信号包括P个，且P小于或者等于2的m次方且大于2的m-1次方，上述传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系具体为：

上述传感器的序号与上述报文中的数据域中的m个比特位相对应。

具体地，上述报文为CAN报文，上述将更新后的报文传送至主控设备具体为：

根据预设的发送周期，将上述CAN报文发送至主控设备。

在本发明实施例中，通过传感器上报装置100中的信号获取单元110获取N个传感器的状态信号，N大于或等于2；报文更新单元120根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系，将上述N个传感器的状态信号更新至上述报文中的对应的数据位置；报文发送单元130将更新后的报文传送至主控设备，将多个传感器的状态信号更新至一帧报文中，使得原本需要多帧报文完成的消息上报能够在一帧报文里完成，大大减少了传感器上报装置100与主控设备的通信成本，节省了信息交换的时间。

实施例三

图4示出了本发明实施例三提供的传感器数据上报系统1的具体结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例提供的一种传感器数据上报系统1，是基于CAN总线通信的CAN总线控制局域网络中的系统，包括主控设备200、传感器组300和传感器数据上报装置100，传感器组300由若干个同样型号的传感器组成；

传感器数据上报装置100位于主控设备200和传感器300的节点间，主控设备200与传感器数据上报装置100基于CAN总线通信。

在一个应用场景中，传感器数据上报装置100获取传感器组300中序号为SC1、SC2……SCN的传感器的状态信号，根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系的对应关系表(如图2所示)，将上述N个传感器的状态信号更新至上述报文中的对应的数据位置，将更新后的报文传送至主控设备200，主控设备200中也存储有预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系的对应关系表(如图2所示)，根据该对应关系表，主控设备200就能解析接收到的报文中的各个传感器的状态，实现时刻监控各传感器的目的，同时，因为更新后的报文中包含多个传感器的状态信号，使得原本需要多帧报文完成的消息上报能够在一帧报文里完成，大大减少了传感器上报装置100与主控设备200的通信成本，节省了信息交换的时间。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同装置来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述装置的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上上述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到状态或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应上述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种传感器数据上报方法，其特征在于，所述方法包括：

获取N个传感器的状态信号，所述N大于或等于2；

根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系，将所述N个传感器的状态信号更新至所述报文中的对应的数据位置；

将更新后的报文传送至主控设备。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器的状态信号为二值化状态信号，所述传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系具体为：

所述传感器的序号与所述报文中的数据域的一个比特位相对应。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述报文中包括8字节的数据域，所述报文中的数据域中比特位与小于或者等于64个传感器的序号相对应。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器的状态信号包括P个，且P小于或者等于2的m次方且大于2的m-1次方，所述传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系具体为：

所述传感器的序号与所述报文中的数据域中的m个比特位相对应。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述报文为CAN报文，所述将更新后的报文传送至主控设备具体为：

根据预设的发送周期，将所述CAN报文发送至主控设备。

6.一种传感器数据上报装置，其特征在于，所述装置包括：

信号获取单元，用于获取N个传感器的状态信号，所述N大于或等于2；

报文更新单元，用于根据预先设置的传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系，将所述N个传感器的状态信号更新至所述报文中的对应的数据位置；

报文传送单元，用于将更新后的报文传送至主控设备。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述传感器的状态信号为二值化状态信号，所述传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系具体为：

所述传感器的序号与所述报文中的数据域的一个比特位相对应。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述报文中包括8字节的数据域，所述报文中的数据域中比特位与小于或者等于64个传感器的序号相对应。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述N个传感器的状态信号包括P个，且P小于或者等于2的N次方且大于2的N-1次方，所述传感器的序号与报文中的数据位置的对应关系具体为：

所述传感器的序号与所述报文中的数据域中的N个比特位相对应。

10.一种传感器数据上报系统，其特征在于，所述系统是基于CAN总线通信的CAN总线控制局域网络中的系统，包括主控设备、传感器组和如权利要求6至9任一所述的传感器数据上报装置；所述传感器组为若干个同样型号的传感器；

所述传感器数据上报装置位于所述主控设备和所述传感器的节点间，所述主控设备与所述传感器数据上报装置基于CAN总线通信。