CN108617027B - 智能电表的gprs多通道通信的软件设计方法 - Google Patents

智能电表的gprs多通道通信的软件设计方法 Download PDF

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Abstract

一种智能电表的GPRS多通道通信的软件设计方法，包括：将智能电表的GPRS通信所涉及的业务流程，进行划分归类，得到多个独立的步骤，每个步骤的软件实现功能独立、接口独立；将智能电表的GPRS连接通道所涉及的参数及方法，进行归类识别，得到一个独立的数据结构；以及在需要建立一个远程的TCP连接时，用上述的数据结构实例化一个对象，并调用上述的各个软件接口。本发明能够改善软件的移植性，降低二次开发的工作量，以及降低软件缺陷的风险。

Description

智能电表的GPRS多通道通信的软件设计方法
技术领域
本发明涉及智能电表的软件设计方法，尤其是涉及智能电表的GPRS通信的软件设计方法。
背景技术
随着智能电网的发展，对智能电表的功能的多样性也提出了更高的要求，其中远程通信是智能电表发展的重要体现。目前，在电网的远程通信中，GPRS（General PacketRadio Service，通用分组无线服务）的通信方式由于稳定性好并且易维护性，在智能电网中得到广泛应用。然而，随着业务逻辑的日益复杂，GPRS的单通道通信方式难以满足新的需求。为此，多数智能电表会选择多通道的通信方式，即单个智能电表基于同一GPRS模块，建立多个TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）远程连接，来同时连接到多个远程的服务器。这就使得智能电表必须要能够建立多个TCP连接，但是由于智能电表的嵌入式软件多采用C语言编写，由于C语言是一种面对过程设计的语言，因此多通道连接的应用场景，必然会导致代码的复杂度加大、灵活性降低以及缺陷率高等不足。可见，实有必要对智能电表的GPRS通信的软件设计方法进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种智能电表的GPRS多通道通信的软件设计方法，能够改善软件的移植性，降低二次开发的工作量，以及降低软件缺陷的风险。
本发明针对上述技术问题提出一种智能电表的GPRS多通道通信的软件设计方法，包括：
将智能电表的GPRS通信所涉及的业务流程，进行划分归类，得到多个独立的步骤，每个步骤的软件实现功能独立、接口独立；
将智能电表的GPRS连接通道所涉及的参数及方法，进行归类识别，得到一个独立的数据结构；以及
在需要建立一个远程的TCP连接时，用上述的数据结构实例化一个对象，并调用上述的各个软件接口。
在一些实施例中，将智能电表GPRS通信所涉及的业务流程划分为：(1)、GPRS参数初始化；(2)、PPP连接通道激活；(3)、TCP远程连接建立；(4)、数据收发处理；以及(5)、超时和异常处理共五类。
在一些实施例中，将智能电表的GPRS连接通道所涉及的参数及方法归类识别为：(1)、GPRS 通道标示符；(2)、远程会话通道编号；(3)、会话心跳超时计数器；(4)、GPRS通道状态；(5)、数据收发缓存寄存器；以及(6)、超时和异常处理操作共六类。
在一些实施例中，所述的在需要建立一个远程的TCP连接时，用上述的数据结构实例化一个对象，并调用上述的各个软件接口，具体包括以下步骤：
GPRS通道参数的初始化；
PPP连接上下文激活；
建立与远程服务器的TCP连接；
查询每一个TCP连接是否有消息到来，如有消息到来，处理TCP连接的数据请求；以及
查询每一个TCP连接的状态是否异常，如有异常，重新建立TCP连接。
在一些实施例中，所述的查询每一个TCP连接是否有消息到来，具体包括：如无消息到来，则查询是否发送心跳请求。
在一些实施例中，所述的查询是否发送心跳请求，具体包括：查询会话心跳超时计数器是否到达，如果到达计数器的时间门限，发送会话心跳消息，维持现有会话的连接。
在一些实施例中，所述的PPP连接上下文激活，具体包括：GPRS 模块进行PPP拨号，获得IP地址，使得PPP连接通道激活。
在一些实施例中，所述的建立与远程服务器的TCP连接，具体包括：如果有多个TCP连接，依次进行连接。
在一些实施例中，所述的查询每一个TCP连接是否有消息到来，是采用轮询的方式进行。
在一些实施例中，所述的查询每一个TCP连接的状态是否异常，是通过处理函数来查询每一个TCP连接的状态。
与现有技术相比，本发明的智能电表的GPRS多通道通信的软件设计方法，通过将智能电表的GPRS通信业务流程抽象为若干个独立的步骤；再用软件算法实现各个步骤的具体功能逻辑，并且每个部分的软件的接口独立；再将每个连接通道所涉及的参数及所用方法抽象成独立的数据结构，如需要增加一个GPRS逻辑连接的通道，则只需用抽象出来的数据结构实例化出一个具体的变量，再通过调用各个独立的软件接口函数，将变量作为实参传入接口函数，函数根据其各自的功能以及实际应用逻辑，操作数据结构的变量或者调用变量里面的方法，最终实现多通道远程通信，能够改善软件的移植性，降低二次开发的工作量，以及降低软件缺陷的风险。
附图说明
图1是本发明的软件设计方法的流程示意。
图2是本发明的软件设计方法中建立一个远程的TCP连接步骤的具体流程示意。
具体实施方式
以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。
参见图1，图1是本发明的软件设计方法的流程示意。本发明提出一种智能电表的GPRS多通道通信的软件设计方法，其大致包括以下步骤：
S101、将智能电表的GPRS通信所涉及的业务流程，进行划分归类，得到多个独立的步骤，每个步骤的软件实现功能独立、接口独立。
S103、将智能电表的GPRS连接通道所涉及的参数及方法，进行归类识别，得到一个独立的数据结构。以及
S105、在需要建立一个远程的TCP连接时，用上述的数据结构实例化一个对象，并调用上述的各个软件接口。
本发明的软件设计方法，在解决GPRS通信兼容单通道连接的同时，能够实现多通道连接的功能，并且在连接通道数量增加的情况下，软件的修改量最小，能够有效地降低软件缺陷率。
在上述步骤S101中，将智能电表GPRS通信所涉及的业务流程划分为：(1)、GPRS参数初始化；(2)、PPP （Point to Point Protocol, 点对点协议）连接通道激活；(3)、TCP远程连接建立；(4)、数据收发处理；以及(5)、超时和异常处理共五类。每一类对应一个独立的步骤。
在上述步骤S103中，将智能电表的GPRS连接通道所涉及的参数及方法归类识别为：(1)、GPRS 通道标示符；(2)、远程会话通道编号；(3)、会话心跳超时计数器；(4)、GPRS通道状态；(5)、数据收发缓存寄存器；以及(6)、超时和异常处理操作共六类。通过对这些的参数和方法的建模，可以抽象出一个独立的数据结构。
结合参见图2，图2是本发明的软件设计方法中建立一个远程的TCP连接步骤的具体流程示意。上述步骤S103的具体流程包括以下细节性的步骤：
S201、GPRS通道参数的初始化。具体包括：串口波特率的设置和网络环境参数的设置。
S203、PPP连接上下文激活。具体包括： GPRS 模块进行PPP拨号，获得IP地址，使得PPP连接通道激活。
S205、建立与远程服务器的TCP连接。此时如果有多个TCP连接，则依次进行连接，即：通过步骤S205-1建立TCP-1连接，通过步骤S205-2建立TCP-2连接…… 通过步骤S205-n建立TCP-n连接。
S207、查询每一个TCP连接是否有消息到来，如有消息到来，转步骤S209，否则转步骤S213。具体地，软件是采用轮询的方式进行每一个TCP连接的查询。
S209、处理TCP连接的数据请求。
S211、查询每一个TCP连接的状态是否异常，如有异常，转步骤S205，否则转步骤S207。具体地，是通过处理函数来查询每一个TCP连接的状态，有异常的话，重新建立TCP连接，没异常的话，维持TCP连接。
S213、查询是否发送心跳请求，即查询会话心跳超时计数器是否到达，如果到达计数器的时间门限，转步骤S215，否则转步骤S207。
S215、发送会话心跳消息，维持现有会话的连接，转步骤S211。
采用本发明的智能电表的GPRS多通道通信的软件设计方法的有益效果包括：兼容性好，适用单通道和多通道应用场景；能够增强软件健壮性好，降低缺陷率；能够缩短软件设计周期，减少开发成本。
上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种智能电表的GPRS多通道通信的软件设计方法，其特征在于，包括：
将智能电表的GPRS通信所涉及的业务流程划分为：(1)、GPRS参数初始化；(2)、PPP连接通道激活；(3)、TCP远程连接建立；(4)、数据收发处理；以及(5)、超时和异常处理共五类，得到五个独立的步骤，每个步骤的软件实现功能独立、接口独立；
将智能电表的GPRS连接通道所涉及的参数及方法，进行归类识别，得到一个独立的数据结构；以及
在需要建立一个远程的TCP连接时，用上述的数据结构实例化一个对象，并调用上述的各个软件接口，以实现智能电表的GPRS通信。
2.依据权利要求1所述的软件设计方法，其特征在于，将智能电表的GPRS连接通道所涉及的参数及方法归类识别为：(1)、GPRS通道标示符；(2)、远程会话通道编号；(3)、会话心跳超时计数器；(4)、GPRS通道状态；(5)、数据收发缓存寄存器；以及(6)、超时和异常处理操作共六类。
3.依据权利要求1至2任一项所述的软件设计方法，其特征在于，所述的在需要建立一个远程的TCP连接时，用上述的数据结构实例化一个对象，并调用上述的各个软件接口，具体包括以下步骤：
GPRS通道参数的初始化；
PPP连接上下文激活；
建立与远程服务器的TCP连接；
查询每一个TCP连接是否有消息到来，如有消息到来，处理TCP连接的数据请求；以及
查询每一个TCP连接的状态是否异常，如有异常，重新建立TCP连接。
4.依据权利要求3所述的软件设计方法，其特征在于，所述的查询每一个TCP连接是否有消息到来，具体包括：如无消息到来，则查询是否发送心跳请求。
5.依据权利要求4所述的软件设计方法，其特征在于，所述的查询是否发送心跳请求，具体包括：查询会话心跳超时计数器是否到达，如果到达计数器的时间门限，发送会话心跳消息，维持现有会话的连接。
6.依据权利要求3所述的软件设计方法，其特征在于，所述的PPP连接上下文激活，具体包括：GPRS模块进行PPP拨号，获得IP地址，使得PPP连接通道激活。
7.依据权利要求3所述的软件设计方法，其特征在于，所述的建立与远程服务器的TCP连接，具体包括：如果有多个TCP连接，依次进行连接。
8.依据权利要求3所述的软件设计方法，其特征在于，所述的查询每一个TCP连接是否有消息到来，是采用轮询的方式进行。
9.依据权利要求3所述的软件设计方法，其特征在于，所述的查询每一个TCP连接的状态是否异常，是通过处理函数来查询每一个TCP连接的状态。
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