CN106603685A - 基于大数据高并发通信的agv通信方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于大数据高并发通信的AGV通信方法及其系统，该方法包括构建完成端口；设置完成端口的主循环，构建监听线程；判断完成端口是否有消息触发；若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据；发送所述需要发送的数据；更新服务端的帧。本发明通过设置完成端口、监听线程、完成端口的主循环，通过完成端口主循环抛出的初始消息有没有AGV给予反应，从而判断完成端口是否有消息触发，若有则进行消息处理并更新服务端，对AGV给予完成端口的反应进行对应处理，实现数以万计AGV的并发处理，传输效率高，并且保持了速度和并发量的协调。

Description

基于大数据高并发通信的AGV通信方法及其系统

技术领域

本发明涉及AGV通信的技术领域，更具体地说是指基于大数据高并发通信的AGV通信方法及其系统。

背景技术

随着现代信息化的进步，在物联网快速发展，工业4.0的技术背景下，对工业设备之间、设备与互联网之间的通信要求更高了。AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)作为整个工业4.0布局的一部分，AGV小车之间及AGV小车与其它各部分的工业设备之间稳定通信变得越来越重要。

目前传统的AGV通信系统控制在100台AGV的级别上，而且通信速度要求不高，需要1秒钟甚至更长的通信时间，这样在数量级在千和万AGV的通信控制中，速度和并发量将成为严重的瓶颈，传统的通信方式无法实现数以万计AGV的并发处理。

中国专利201610422888.7公开了一种基于UDP的AGV小车通信方法，属于AGV小车通讯技术领域。目的是提供一种实现多机通信，数据传输可靠，易于扩展和维护的基于UDP的AGV小车通信方法，所述方法为AGV小车与AGV小车之间、AGV小车与系统其它设备之间均采用基于UDP的协议通信，所述基于UDP的协议包括协议层及通信层，所述协议层中包括发送序号和接收序号，所述通信层所收发的数据是协议层的通讯范围。该方法的通信协议面向非连接，实现多机通信、数据防丢包，数据可靠传输、传输效率高、通信节点的扩展添加简单灵活，易于维护，通过通信方法的改进，提高了AGV小车系统的调度控制能力。

上述专利中,并没有具体指明UDP协议在端口与服务端之间配合关系的体现。

因此，有必要设计一种基于大数据高并发通信的AGV通信方法，实现数以万计AGV的并发处理，传输效率高，并且保持了速度和并发量的协调。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供基于大数据高并发通信的AGV通信方法及其系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：基于大数据高并发通信的AGV通信方法，所述方法包括：

构建完成端口；

设置完成端口的主循环，构建监听线程；

判断完成端口是否有消息触发；

若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据；

发送所述需要发送的数据；

更新服务端的帧。

其进一步技术方案为：所述设置完成端口的主循环，构建监听线程的步骤，包括以下具体步骤：

构建监听socket，并将所述监听socket与所述完成端口连接，完成构建监听线程；

所述完成端口响应所述监听socket的连接，并对是否有监听socket与完成端口连接以及消息触发进行监听，完成设置完成端口的主循环。

其进一步技术方案为：所述完成端口响应所述监听socket的连接，并对是否有监听socket与完成端口连接以及消息触发进行监听，完成设置完成端口的主循环的步骤，具体是根据CPU数量和内存的动态数量，创建设置完成端口的主循环。

其进一步技术方案为：所述若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据的步骤，包括以下具体步骤：

根据所述消息的类型进行分类；

从监听socket中获取缓存数据，并提取所述缓存数据；

进行缓存数据处理，获得需要发送的数据。

其进一步技术方案为：所述根据所述消息的类型进行分类的步骤中，所述消息的类型包括数据信息、连接信息以及发送成功信息三种消息类型。

其进一步技术方案为：所述进行缓存数据处理的步骤，具体是依据自定义类型对缓存数据进行重发、离线或者更新；所述自定义类型包括与AGV的心跳、发送给AGV的命令、命令返回、AGV的状态数据以及状态数据返回至少一种。

其进一步技术方案为：所述构建完成端口，设置完成端口的主循环的步骤之前，还包括进行初始化，完成准备工作。

其进一步技术方案为：所述进行初始化，完成准备工作的步骤，包括以下具体步骤：

根据系统配置启动线程；

初始化网络参数以及分配内存；

创建接收和发送队列。

本发明还提供了基于大数据高并发通信的AGV通信系统，包括构建单元、设置单元、判断单元、处理单元、发送单元以及更新单元；

所述构建单元，用于构建完成端口；

所述设置单元，用于设置完成端口的主循环，构建监听线程

所述判断单元，用于判断完成端口是否有消息触发；

所述处理单元，用于若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据；

所述发送单元，用于发送所述需要发送的数据；

所述更新单元，用于更新服务端的帧。

其进一步技术方案为：所述设置单元包括连接模块以及监听模块；

所述连接模块，用于构建监听socket，并将所述监听socket与所述完成端口连接，完成构建监听线程；

所述监听模块，用于所述完成端口响应所述监听socket的连接，并对是否有监听socket与完成端口连接以及消息触发进行监听，完成设置完成端口的主循环。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的基于大数据高并发通信的AGV通信方法，通过设置完成端口、监听线程、完成端口的主循环，通过完成端口主循环抛出的初始消息有没有AGV给予反应，从而判断完成端口是否有消息触发，若有则进行消息处理并更新服务端，对AGV给予完成端口的反应进行对应处理，实现数以万计AGV的并发处理，传输效率高，并且保持了速度和并发量的协调。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明具体实施例提供的基于大数据高并发通信的AGV通信方法的流程图；

图2为本发明具体实施例提供的进行初始化完成准备工作的具体流程图；

图3为本发明具体实施例提供的设置完成端口的主循环并构建监听线程的具体流程图；

图4为本发明具体实施例提供的对所述消息进行处理并获取需要发送的数据的具体流程图；

图5为本发明具体实施例提供的基于大数据高并发通信的AGV通信系统的结构示意图；

图6为本发明具体实施例提供的设置单元的结构示意图；

图7为本发明具体实施例提供的处理单元的结构示意图；

图8为本发明具体实施例提供的工作准备单元的结构示意图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1～8所示的具体实施例，本实施例提供的基于大数据高并发通信的AGV通信方法，可以运用在AGV的通信中，实现数以万计AGV的并发处理，传输效率高，并且保持了速度和并发量的协调。当然，也可以运用在涉及到TCP和UDP大数据量高并发通信的场景下。

如图1所示，基于大数据高并发通信的AGV通信方法，该方法包括：

S1、进行初始化，完成准备工作；

S2、构建完成端口；

S3、设置完成端口的主循环，构建监听线程；

S4、判断完成端口是否有消息触发；

S5、若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据；

S6、发送所述需要发送的数据；

S7、更新服务端的帧。

上述的S4步骤之后，判断完成端口是否有消息触发的步骤之后，还包括若没有消息触发，则返回S3步骤。

当然，S5步骤，若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据的步骤，在运行时，上述的S3步骤并不会终止。

如图2所示，上述的S1步骤，进行初始化，完成准备工作的步骤，具体包括以下步骤：

S11、根据系统配置启动线程；

S12、初始化网络参数以及分配内存；

S13、创建接收和发送队列。

上述的S11步骤，根据系统配置启动线程的步骤，这里具体是根据CPU的数量来创建线程，该线程的数量为CPU的数量的两倍。

S12的步骤，初始化网络参数以及分配内存的步骤，这里是为了便于完成端口的接收和发送消息，分配内存是为了便于不同的数据可以分类存储在不同的区域，以占据不同的内存。

同样的，S13的步骤，创建接收和发送队列的步骤，这里是为了创建接收完成端口的消息，并发送数据以驱动AGV做对应的操作。

如图3所示，上述的S3的步骤，设置完成端口的主循环，构建监听线程的步骤，包括以下具体步骤：

S31、构建监听socket，并将所述监听socket与所述完成端口连接，完成构建监听线程；

S32、所述完成端口响应所述监听socket的连接，并对是否有监听socket与完成端口连接以及消息触发进行监听，完成设置完成端口的主循环。

S31的步骤，构建监听socket，并将所述监听socket与所述完成端口连接，完成构建监听线程的步骤，这里的监听socket主要是为了监听完成端口发送的消息是否有数据信息或者连接信息，并将上述监听到的信息缓存在监听socket内。

S32的步骤，所述完成端口响应所述监听socket的连接，并对是否有监听socket与完成端口连接以及消息触发进行监听，完成设置完成端口的主循环的步骤，这里设置完成端口的主循环，具体是驻留在系统后台的一直等待是否有连接和数据到来的监听，根据CPU数量和内存的动态数量，创建设置完成端口的主循环。

更进一步的，上述的S4步骤，判断完成端口是否有消息触发的步骤，判断的依据主要是依据完成端口的主循环过程中实时抛出的初始消息来判断，若抛出的消息有AGV予以回应，则完成端口有消息触发；否则，完成端口没有消息触发。

具体地，完成端口的主循环过程中实时抛出的初始消息带有收到数据信息或者请求连接的信息，具体也是依据抛出的初始消息是否有数据返回或者返回连接，若有，则完成端口有消息触发；否则，完成端口没有消息触发。

如图4所示，S5步骤，若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据的步骤，包括以下具体步骤：

S51、根据所述消息的类型进行分类；

S52、从监听socket中获取缓存数据，并提取所述缓存数据；

S53、进行缓存数据处理，获得需要发送的数据。

S51步骤，根据所述消息的类型进行分类的步骤，这里主要依据触发完成端口的消息类型来进行分类，也就是AGV予以完成端口的消息进行分类，此处的消息类包括数据信息、连接信息以及发送成功信息三种消息类型。

S52步骤，从监听socket中获取缓存数据，并提取所述缓存数据；上述的触发完成端口的消息会缓存在监听socket中，具体是从监听socket中的缓存消息中，获取最新的缓存数据。

S53的步骤，进行缓存数据处理的步骤，具体是依据自定义类型对缓存数据进行重发、离线或者更新；所述自定义类型包括与AGV的心跳、发送给AGV的命令、命令返回、AGV的状态数据以及状态数据返回至少一种。

上述的S6步骤，发送所述需要发送的数据的步骤，这里具体是先将需要发送的数据发送至系统的内核层，再由内核层发送出去，在IOCP中，如果直接发送数据会很慢，效率很低，通过内核层的转发，可以在大数据连接的时候实现效率高，发送快的效果。

上述的IOCP适用于(能控制并发执行的)高负载服务器的一个技术。通俗一点说，就是用于高效处理很多很多的客户端进行数据交换的一个模型。或者可以说，就是能异步I/O操作的模型。

上述的S7步骤，更新服务端的帧的步骤，主要是服务端在对AGV发送的心跳进行回复并更新时间，只有更新了时间调度系统才能知道当前的AGV是在线的可以控制的，如果不设置或设置不及时会导致交通出现问题，比如车辆已经到达，但是系统认为还没有到达。

上述的基于大数据高并发通信的AGV通信方法，通过设置完成端口、监听线程、完成端口的主循环，通过完成端口主循环抛出的初始消息有没有AGV给予反应，从而判断完成端口是否有消息触发，若有则进行消息处理并更新服务端，对AGV给予完成端口的反应进行对应处理，实现数以万计AGV的并发处理，传输效率高，并且保持了速度和并发量的协调。

如图5所示，本实施例还提供了基于大数据高并发通信的AGV通信系统，包括构建单元20、设置单元30、触发单元、处理单元50、发送单元60以及更新单元70；

构建单元20，用于构建完成端口；

设置单元30，用于设置完成端口的主循环，构建监听线程

判断单元40，用于判断完成端口是否有消息触发；

处理单元50，用于若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据；

发送单元60，用于发送所述需要发送的数据；

更新单元70，用于更新服务端的帧。

如图6所示，设置单元30包括连接模块31以及监听模块32；

连接模块31，用于构建监听socket，并将所述监听socket与所述完成端口连接，完成构建监听线程；

监听模块32，用于所述完成端口响应所述监听socket的连接，并对是否有监听socket与完成端口连接以及消息触发进行监听，完成设置完成端口的主循环。

连接模块31是为了监听完成端口发送的消息是否有数据信息或者连接信息，并将上述监听到的信息缓存在监听socket内。

监听模块32设置完成端口的主循环，具体是驻留在系统后台的一直等待是否有连接和数据到来的监听，根据CPU数量和内存的动态数量，创建设置完成端口的主循环。

判断单元40的判断依据主要是依据完成端口的主循环过程中实时抛出的初始消息来判断，若抛出的消息有AGV予以回应，则完成端口有消息触发；否则，完成端口没有消息触发。具体地，完成端口的主循环过程中实时抛出的初始消息带有收到数据信息或者请求连接的信息，具体也是依据抛出的初始消息是否有数据返回或者返回连接，若有，则完成端口有消息触发；否则，完成端口没有消息触发。

如图7所示，处理单元50包括分类模块51、提取模块52以及获取模块53，分类模块51用于根据所述消息的类型进行分类；提取模块52用于从监听socket中获取缓存数据，并提取所述缓存数据；获取模块53用于进行缓存数据处理，获得需要发送的数据。

分类模块51主要依据触发完成端口的消息类型来进行分类，也就是AGV予以完成端口的消息进行分类，此处的消息类包括数据信息、连接信息以及发送成功信息三种消息类型。

触发完成端口的消息会缓存在监听socket中，提取模块52从监听socket中的缓存消息中，获取最新的缓存数据。

获取模块53是依据自定义类型对缓存数据进行重发、离线或者更新；所述自定义类型包括与AGV的心跳、发送给AGV的命令、命令返回、AGV的状态数据以及状态数据返回至少一种。

上述的发送单元60是先将需要发送的数据发送至系统的内核层，再由内核层发送出去，在IOCP中，如果直接发送数据会很慢，效率很低，通过内核层的转发，可以在大数据连接的时候实现效率高，发送快的效果。

上述的IOCP适用于(能控制并发执行的)高负载服务器的一个技术。通俗一点说，就是用于高效处理很多很多的客户端进行数据交换的一个模型。或者可以说，就是能异步I/O操作的模型。

上述的更新单元70是服务端在对AGV发送的心跳进行回复并更新时间，只有更新了时间调度系统才能知道当前的AGV是在线的可以控制的，如果不设置或设置不及时会导致交通出现问题，比如车辆已经到达，但是系统认为还没有到达。

上述的基于大数据高并发通信的AGV通信系统还包括工作准备单元10，用于进行初始化，完成准备工作。其包括配置模块11、初始化模块12以及创建模块13，配置模块11用于根据系统配置启动线程；初始化模块12用于初始化网络参数以及分配内存；创建模块13用于创建接收和发送队列。

配置模块11是根据CPU的数量来创建线程，该线程的数量为CPU的数量的两倍。

初始化模块12是为了便于完成端口的接收和发送消息，分配内存是为了便于不同的数据可以分类存储在不同的区域，以占据不同的内存。

创建模块13是为了创建接收完成端口的消息，并发送数据以驱动AGV做对应的操作。

上述的基于大数据高并发通信的AGV通信系统，通过构建单元20设置完成端口，设置单元30构建监听线程以及设置完成端口的主循环，通过完成端口主循环抛出的初始消息有没有AGV给予反应，从而判断单元40判断完成端口是否有消息触发，若有则处理单元50进行消息处理，并更新单元70更新服务端，对AGV给予完成端口的反应进行对应处理，实现数以万计AGV的并发处理，传输效率高，并且保持了速度和并发量的协调。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.基于大数据高并发通信的AGV通信方法，其特征在于，所述方法包括：

构建完成端口；

设置完成端口的主循环，构建监听线程；

判断完成端口是否有消息触发；

若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据；

发送所述需要发送的数据；

更新服务端的帧。

2.根据权利要求1所述的基于大数据高并发通信的AGV通信方法，其特征在于，所述设置完成端口的主循环，构建监听线程的步骤，包括以下具体步骤：

构建监听socket，并将所述监听socket与所述完成端口连接，完成构建监听线程；

所述完成端口响应所述监听socket的连接，并对是否有监听socket与完成端口连接以及消息触发进行监听，完成设置完成端口的主循环。

3.根据权利要求2所述的基于大数据高并发通信的AGV通信方法，其特征在于，所述完成端口响应所述监听socket的连接，并对是否有监听socket与完成端口连接以及消息触发进行监听，完成设置完成端口的主循环的步骤，具体是根据CPU数量和内存的动态数量，创建设置完成端口的主循环。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于大数据高并发通信的AGV通信方法，其特征在于，所述若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据的步骤，包括以下具体步骤：

根据所述消息的类型进行分类；

从监听socket中获取缓存数据，并提取所述缓存数据；

进行缓存数据处理，获得需要发送的数据。

5.根据权利要求4所述的基于大数据高并发通信的AGV通信方法，其特征在于，所述根据所述消息的类型进行分类的步骤中，所述消息的类型包括数据信息、连接信息以及发送成功信息三种消息类型。

6.根据权利要求5所述的基于大数据高并发通信的AGV通信方法，其特征在于，所述进行缓存数据处理的步骤，具体是依据自定义类型对缓存数据进行重发、离线或者更新；所述自定义类型包括与AGV的心跳、发送给AGV的命令、命令返回、AGV的状态数据以及状态数据返回至少一种。

7.根据权利要求6所述的基于大数据高并发通信的AGV通信方法，其特征在于，所述构建完成端口，设置完成端口的主循环的步骤之前，还包括进行初始化，完成准备工作。

8.根据权利要求7所述的基于大数据高并发通信的AGV通信方法，其特征在于，所述进行初始化，完成准备工作的步骤，包括以下具体步骤：

根据系统配置启动线程；

初始化网络参数以及分配内存；

创建接收和发送队列。

9.基于大数据高并发通信的AGV通信系统，其特征在于，包括构建单元、设置单元、判断单元、处理单元、发送单元以及更新单元；

所述构建单元，用于构建完成端口；

所述设置单元，用于设置完成端口的主循环，构建监听线程

所述判断单元，用于判断完成端口是否有消息触发；

所述处理单元，用于若有消息触发，则对所述消息进行处理，获取需要发送的数据；

所述发送单元，用于发送所述需要发送的数据；

所述更新单元，用于更新服务端的帧。

10.根据权利要求9所述的基于大数据高并发通信的AGV通信系统，其特征在于，所述设置单元包括连接模块以及监听模块；

所述连接模块，用于构建监听socket，并将所述监听socket与所述完成端口连接，完成构建监听线程；

所述监听模块，用于所述完成端口响应所述监听socket的连接，并对是否有监听socket与完成端口连接以及消息触发进行监听，完成设置完成端口的主循环。