CN108833018B - 一种组网通信系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种组网通信系统及方法,包括MCU微处理器和光纤监控设备;MCU微处理器与上位机连接得到待处理信息,还包括设置在MCU微处理器一端的第一CAN控制端和设置在光纤监控设备一端的第二CAN控制端,第二CAN控制端对第一CAN报文发送地址确定后接收待处理信息并发送给光纤监控设备,光纤监控设备处理待处理信息得到反馈信息,第一CAN控制端对第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址确定后接收反馈信息并发送给MCU微处理器,MCU微处理器将反馈信息发送给上位机。本发明实现了MCU微处理器与光纤监控设备的正确连接,能够通过不同的报文发送地址实现多个光纤监控设备的级联,同时解决了出现数据丢包问题,连接灵活。
Description
技术领域
本发明主要涉及通信技术领域,具体涉及一种组网通信系统及方法。
背景技术
现在的光纤监控设备的数据接收和发送多是使用串口通信方式,很容易出现数据丢包,传输非常不稳定。这种不稳定的数据传输方式,会影响数据的传输质量,与光纤器件的快速传输的特点不符合,降低了光纤设备的使用效率。
现在的技术是使用ARM微型处理器,使用串口和CAN总线控制器组建,使用USB虚拟串口与上位机接口连接,运行的环境不稳定,容易出现系统崩盘问题,作为串口传输方式,容易出现数据丢包问题,或是使用集成好的CAN分析仪,直接与上位机连接,数据传输方式单一,不够灵活,限制了CAN总线的使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种组网通信系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种组网通信系统,包括:
MCU微处理器,用于通过TCP网络与上位机连接,当接收到所述上位机发送的待处理信息时,将所述待处理信息进行编码,并将编码得到的待处理信息发送所述第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端,用于将所述编码得到的待处理信息和第一CAN报文发送地址发送所述第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端,用于对第一CAN报文发送地址进行验证,若验证成功则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息,并将所述编码后的待处理信息发送至光纤监控设备中;
所述光纤监控设备,用于对所述编码后的待处理信息进行处理,得到反馈信息,并将所述反馈信息进行编码,并将所述编码得到的反馈信息发送第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端,还用于将所述编码得到的反馈信息和第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址发送所述第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端,还用于对所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址进行验证,若均验证成功则通过所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息,并将编码后的反馈信息发送至所述MCU微处理器中;
所述MCU微处理器,还用于通过TCP网络将所述编码后的反馈信息解码后发送所述上位机。
本发明的有益效果是:通过TCP网络建立MCU微处理器与上位机连接关系,CAN总线控制器通过对第一CAN报文发送地址和第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址的确认,来实现MCU微处理器与光纤监控设备的正确连接,能够通过不同的光纤监控设备硬件地址实现多个光纤监控设备的级联,连接灵活。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,所述第一CAN控制端,具体用于当接收到第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址时,从所述MCU微处理器中获取CAN报文接收滤波地址范围和光纤硬件地址范围,当所述第二CAN报文发送地址属于MCU微处理器中的CAN报文接收滤波地址范围且光纤监控设备硬件地址属于光纤硬件地址范围时,则通过所述第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息;
所述第二CAN控制端,具体用于当接收到第一CAN报文发送地址时,从所述光纤监控设备中获取CAN报文接收滤波地址范围,当所述第一CAN报文发送地址属于光纤监控设备中的CAN报文接收滤波地址范围时,则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息。
采用上述进一步方案的有益效果是:MCU微处理器和光纤监控设备通信时,通过确认对方的报文发送地址来实现连接及数据传输,保证报文发送地址是一个固定值,不会误传输至其他的光纤监控设备中,保证有序、稳定的传输数据,解决了出现串口传输数据丢包和数据混乱问题。
进一步,所述将待处理信息进行编码或将反馈信息进行编码,具体为:
将待处理信息或反馈信息以每7个字节为一组进行分组;
在每个分组的首位增加数据帧头,得到多个含数据帧头的分组,其中,所述数据帧头占位为1个字节,1个字节包括8个比特位数;
判断每个含数据帧头的分组是否满足8个字节分组,若满足则为满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为1,若不满足则为非满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为0,并在不满足8个字节的分组的剩余位数中补零以满足8个字节分组;
将数据帧头以8位二进制数表示,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数。
采用上述进一步方案的有益效果是:将待处理信息和反馈信息以8字节进行编码,能够适应CAN总线控制器的传输,解决CAN报文发送字节数的限制的问题,并设置数据帧头,数据帧头中记录总分组数目、分组序号和最后一分组中的有效传输数据的个数,保证数据无误的传输。
进一步,所述光纤监控设备还用于将编码后的待处理信息进行数据还原处理;
所述MCU微处理器还用于将编码后的反馈信息进行还原处理;
所述数据还原处理具体为:
所述编码后的待处理信息或反馈信息为多个8个字节分组,所述分组包括数据帧头和待处理信息或反馈信息,从各个含数据帧头的分组中提取数据帧头信息,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且接收的最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数;
将数据帧头的第二至四位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制总分组数目,并将数据帧头的第五至八位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制分组序号,并根据接收的最后一分组中数据帧头的十进制数确定有效传输数据的个数和补零的位数,将补零的位数删除;
根据转换得到的十进制分组序号对接收的各分组中的待处理信息或反馈信息进行排序,再将排序后的待处理信息或反馈信息进行组合,从而还原待处理信息或反馈信息。
采用上述进一步方案的有益效果是:将待处理信息和反馈信息进行编码和还原处理,利于CAN总线传输,根据数据帧头能够无误的还原待处理信息或反馈信息,当最后一分组存在补零情况时,能够根据最后一分组中数据帧头的十进制数确定有效传输数据的个数,从而将补零的位数删除,准确的还原数据。
进一步,所述光纤监控设备还用于:根据数据帧头的十进制总分组数目与接收的编码后的待处理信息的分组数目比较是否相同,如果不相同,则通过所述第二CAN控制端向所述MCU微处理器发送重新发送待处理信息的信号;
所述MCU微处理器还用于,根据数据帧头的十进制总分组数目与接收的编码后的反馈信息的分组数目比较是否相同,如果不相同,则通过所述第一CAN控制端向所述光纤监控设备发送重新发送反馈信息的信号。
采用上述进一步方案的有益效果是:根据总分组数目能够防止某一组数据丢失的情况,一旦丢失可向对方发送重发信息。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种组网通信方法,包括:
MCU微处理器通过TCP网络与上位机连接,当接收到所述上位机发送的待处理信息时,将所述待处理信息进行编码,并将编码得到的待处理信息发送所述第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端将所述编码得到的待处理信息和第一CAN报文发送地址发送所述第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端对第一CAN报文发送地址进行验证,若验证成功则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息,并将所述编码后的待处理信息发送至光纤监控设备中;
所述光纤监控设备对所述编码后的待处理信息进行处理,得到反馈信息,并将所述反馈信息进行编码,并将所述编码得到的反馈信息发送第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端将所述编码得到的反馈信息和第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址发送所述第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端对所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址进行验证,若均验证成功则通过所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息,并将编码后的反馈信息发送至所述MCU微处理器中;
所述MCU微处理器通过TCP网络将所述编码后的反馈信息解码后发送所述上位机。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,所述第一CAN控制端对所述第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址进行验证,具体为:当接收到第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址时,从所述MCU微处理器中获取CAN报文接收滤波地址范围和光纤硬件地址范围,当所述第二CAN报文发送地址属于MCU微处理器中的CAN报文接收滤波地址范围且光纤监控设备硬件地址属于光纤硬件地址范围时,则通过所述第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息;
所述第二CAN控制端对所述第一CAN报文发送地址进行验证,具体为:当接收到第一CAN报文发送地址时,从所述光纤监控设备中获取CAN报文接收滤波地址范围,当所述第一CAN报文发送地址属于光纤监控设备中的CAN报文接收滤波地址范围时,则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息。
进一步,所述将待处理信息进行编码或将反馈信息进行编码,具体为:
将待处理信息或反馈信息以每7个字节为一组进行分组;
在每个分组的首位增加数据帧头,得到多个含数据帧头的分组,其中,所述数据帧头占位为1个字节,1个字节包括8个比特位数;
判断每个含数据帧头的分组是否满足8个字节分组,若满足则为满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为1,若不满足则为非满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为0,并在不满足8个字节的分组的剩余位数中补零以满足8个字节分组;
将数据帧头以8位二进制数表示,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数。
进一步,所述光纤监控设备还用于将编码后的待处理信息进行数据还原处理;
所述MCU微处理器还用于将编码后的反馈信息进行还原处理;
所述数据还原处理具体为:
所述编码后的待处理信息或反馈信息为多个8个字节分组,所述分组包括数据帧头和待处理信息或反馈信息,从各个含数据帧头的分组中提取数据帧头信息,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且接收的最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数;
将数据帧头的第二至四位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制总分组数目,并将数据帧头的第五至八位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制分组序号,并根据接收的最后一分组中数据帧头的十进制数确定有效传输数据的个数和补零的位数,将补零的位数删除;
根据转换得到的十进制分组序号对接收的各分组中待处理信息或反馈信息进行排序,再将排序后的待处理信息或反馈信息进行组合,从而还原待处理信息或反馈信息。
进一步,所述数据还原处理还包括步骤:根据帧头十进制总分组数目与接收的编码后的待处理信息的分组数目比较是否相同,如果不相同,则通过所述第二CAN控制端向所述MCU微处理器发送重新发送待处理信息的信号;或者
所述数据还原处理还包括步骤:根据帧头十进制总分组数目与接收的编码后的反馈信息的分组数目比较是否相同,如果不相同,则通过所述第一CAN控制端向所述光纤监控设备发送重新发送反馈信息的信号。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的组网通信系统的模块框图;
图2为本发明另一实施例提供的组网通信系统的模块框图;
图3为本发明一实施例提供的组网通信方法的方法流程图;
图4为本发明一实施例提供的提供的TCP网络通信的方法流程图;
图5为本发明一实施例提供的设置数据帧头的实例图;
图6为本发明一实施例提供的分组形式的实例图;
图7为本发明一实施例提供的满帧组与非满帧组的实例图;
图8为本发明一实施例提供的提取数据帧头的实例图;
图9为本发明另一实施例提供的提取数据帧头的实例图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明一实施例提供的组网通信系统的模块框图;
如图1所示,一种组网通信系统,包括:
MCU微处理器,用于通过TCP网络与上位机连接,当接收到所述上位机发送的待处理信息时,将所述待处理信息进行编码,并将编码得到的待处理信息发送所述第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端,用于将所述编码得到的待处理信息和第一CAN报文发送地址发送所述第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端,用于对所述第一CAN报文发送地址进行验证,若验证成功则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息,并将所述编码后的待处理信息发送至光纤监控设备中;
所述光纤监控设备,用于对所述编码后的待处理信息进行处理,得到反馈信息,并将所述反馈信息进行编码,并将所述编码得到的反馈信息发送第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端,还用于将所述编码得到的反馈信息和第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址发送所述第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端,还用于对所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址进行验证,若均验证成功则通过所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息,并将编码后的反馈信息发送至所述MCU微处理器中;
所述MCU微处理器,还用于通过TCP网络将所述编码后的反馈信息解码后发送所述上位机。
具体的,所述光纤监控设备对所述编码后的待处理信息进行处理包括:处理待处理信息涉及的查询光纤监控设备的业务型号和机器码、重启设备、设置通道警告功率值、查询通道功率值等指令,处理完成后得到反馈信息。
上述实施例中,通过TCP网络建立MCU微处理器与上位机连接关系,CAN总线控制器通过对第一CAN报文发送地址和第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址的确认,来实现MCU微处理器与光纤监控设备的正确连接,能够通过不同的光纤监控设备硬件地址实现多个光纤监控设备的级联,同时解决了出现数据丢包问题,连接灵活。
图2为本发明另一实施例提供的组网通信系统的模块框图;
可选地,作为本发明的一个实施例,如图2所示,所述第一CAN控制端,具体用于当接收到第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址时,从所述MCU微处理器中获取CAN报文接收滤波地址范围和光纤硬件地址范围,当所述第二CAN报文发送地址属于MCU微处理器中的CAN报文接收滤波地址范围且光纤监控设备硬件地址属于光纤硬件地址范围时,则通过所述第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息;
所述第二CAN控制端,具体用于当接收到第一CAN报文发送地址时,从所述光纤监控设备中获取CAN报文接收滤波地址范围,当所述第一CAN报文发送地址属于光纤监控设备中的CAN报文接收滤波地址范围时,则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息。
上述实施例中,MCU微处理器和光纤监控设备通信时,通过确认对方的报文发送地址来实现连接及数据传输,保证报文发送地址是一个固定值,不会误传输至其他的光纤监控设备中,保证有序、稳定的传输数据,解决了出现串口传输数据丢包和数据混乱问题。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述将待处理信息进行编码或将反馈信息进行编码,具体为:
将待处理信息或反馈信息以每7个字节为一组进行分组;
在每个分组的首位增加数据帧头,得到多个含数据帧头的分组,其中,所述数据帧头占位为1个字节,1个字节包括8个比特位数;
判断每个含数据帧头的分组是否满足8个字节分组,若满足则为满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为1,若不满足则为非满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为0,并在不满足8个字节的分组的剩余位数中补零以满足8个字节分组;
将数据帧头以8位二进制数表示,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数。
上述实施例中,将待处理信息和反馈信息以8字节进行编码,能够适应CAN总线控制器的传输,解决CAN报文发送字节数的限制的问题,并设置数据帧头,数据帧头中记录总分组数目、分组序号和最后一分组中的有效传输数据的个数,保证数据无误的传输。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述光纤监控设备还用于将编码后的待处理信息进行数据还原处理;
所述MCU微处理器还用于将编码后的反馈信息进行还原处理;
所述数据还原处理具体为:
所述编码后的待处理信息或反馈信息为多个8个字节分组,所述分组包括数据帧头和待处理信息或反馈信息,从各个含数据帧头的分组中提取数据帧头信息,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且接收的最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数;
将数据帧头的第二至四位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制总分组数目,并将数据帧头的第五至八位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制分组序号,并根据接收的最后一分组中数据帧头的十进制数确定有效传输数据的个数和补零的位数,将补零的位数删除;
根据转换得到的十进制分组序号对接收的各分组中的待处理信息或反馈信息进行排序,再将排序后的待处理信息或反馈信息进行组合,从而还原待处理信息或反馈信息。
具体的,所述光纤监控设备再将还原后的待处理信息进行数据分析处理,得到反馈信息。
上述实施例中,将待处理信息和反馈信息进行编码和还原处理,利于CAN总线传输,根据数据帧头能够无误的还原待处理信息或反馈信息,当最后一分组存在补零情况时,能够根据最后一分组中数据帧头的十进制数确定有效传输数据的个数,从而将补零的位数删除,准确的还原数据。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述光纤监控设备还用于:根据帧头十进制总分组数目与接收的编码后的待处理信息的分组数目比较是否相同,如果不相同,则通过所述第二CAN控制端向所述MCU微处理器发送重新发送待处理信息的信号;
所述MCU微处理器还用于,根据帧头十进制总分组数目与接收的编码后的反馈信息的分组数目比较是否相同,如果不相同,则通过所述第一CAN控制端向所述光纤监控设备发送重新发送反馈信息的信号。
上述实施例中,根据总分组数目能够防止某一组数据丢失的情况,一旦丢失可向对方发送重发信息。
图3为本发明一实施例提供的组网通信方法的方法流程图;
可选地,作为本发明的另一个实施例,如图3所示,一种组网通信方法,包括:
MCU微处理器通过TCP网络与上位机连接,当接收到所述上位机发送的待处理信息时,将所述待处理信息进行编码,并将编码得到的待处理信息发送所述第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端将所述编码得到的待处理信息和第一CAN报文发送地址发送所述第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端对第一CAN报文发送地址进行验证,若验证成功则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息,并将所述编码后的待处理信息发送至光纤监控设备中;
所述光纤监控设备对所述编码后的待处理信息进行处理,得到反馈信息,并将所述反馈信息进行编码,并将所述编码得到的反馈信息发送第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端将所述编码得到的反馈信息和第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址发送所述第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端对所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址进行验证,若均验证成功则通过所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息,并将编码后的反馈信息发送至所述MCU微处理器中;
所述MCU微处理器通过TCP网络将所述编码后的反馈信息解码后发送所述上位机。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述第一CAN控制端对所述第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址进行验证,具体为:当接收到第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址时,从所述MCU微处理器中获取CAN报文接收滤波地址范围和光纤硬件地址范围,当所述第二CAN报文发送地址属于MCU微处理器中的CAN报文接收滤波地址范围且光纤监控设备硬件地址属于光纤硬件地址范围时,则通过所述第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息;
所述第二CAN控制端对所述第一CAN报文发送地址进行验证,具体为:当接收到第一CAN报文发送地址时,从所述光纤监控设备中获取CAN报文接收滤波地址范围,当所述第一CAN报文发送地址属于光纤监控设备中的CAN报文接收滤波地址范围时,则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述将待处理信息进行编码或将反馈信息进行编码,具体为:
将待处理信息或反馈信息以每7个字节为一组进行分组;
在每个分组的首位增加数据帧头,得到多个含数据帧头的分组,其中,所述数据帧头占位为1个字节,1个字节包括8个比特位数;
判断每个含数据帧头的分组是否满足8个字节分组,若满足则为满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为1,若不满足则为非满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为0,并在不满足8个字节的分组的剩余位数中补零以满足8个字节分组;
将数据帧头以8位二进制数表示,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数。
上述实施例中,例如当前分组中,将8个字节的第一个字节即帧头单独编辑,帧头包含信息有:当前组是否是满字符个数传输、将原数据分了多少组、和当前组的分组序号。有多个数据需要传输,不能一次通过CAN总线全部传输出去,需要先将将数据以7个字节为一组分组,加上帧头,总共8个字节,最大效率的使用CAN总线传输。为了保证可以无错的还原出原始数据,分组规则是按数据从左到右依次分组,组的序号也是从左到右,从1开始由小到大排列,可以保证分组数据的帧头帧尾相连,还原原始数据,可以避免当传输混时,出现的数据传输错误。通过检测数据帧头里的数据分组数目,来确定是否接收,当接收的数据分组总数目与帧头的总分组数目不一样时,请求重新发送数据。当分组是最后一组数据不够8位的,用数字0填充。
具体的,下面是对帧头的编辑原理解释。如图5所示,帧头占有一个字节,这样由8个比特可以使用。其中最高位使用一位表示的当前组是否是满8个字节,如果是满帧用1代表,非满帧用0代表。接下的高3位表示的是总的分组数目,范围是000-111,变换位十进制就是0-7组,当传输的是最后一组,这3位数表示最后一组的有效传输数据的个数,最后解压出原始数据才知道这组有多少有效数据,最后4位表示是当前组序号。
为了更好的说明算法的原理,这里列举一个具体实施例程,做详细说明。如图6所示,如果发送的是ad34AHKNMrr510ad34AHJteq这些字符,先将这组数据以每7个为一组分组,这样可以分为ad34AHk、NMrr510、ad34AHJt和teq 4组,其中有3组是满帧组,最后一组是非满帧组。本例分组的序号ad34AHk是第一组,NMrr510是第二组,ad34AHJt是第三组,teq就是第四组。做好分组后按着如图7所示的规则编辑帧头,分为两种方式,一种是满帧,如图6中的1-1、1-2、1-3所示这种形势下是使用如图7中3-1所示方式编码,将三个满帧组编码,满帧为1,分组总数为4,满帧组的三组序号分别为1、2、3,将满帧信息放在帧头的第一位,将总组数通过移位运算放在帧头的二到四位,将本组序号做移位运算放在帧头的最后4位。另外一种是非满帧情况如图6中1-4所示,使用图7中3-2所示方式编码,即不满帧为0,有效信息位数为3,本组序号为4,将不满帧的信息放在帧头第一位,代表有效数据的信息通过移位运算放在帧头的第二到四位,将代表本组序号的信息通过移位运算放在帧头的最后四位。
将数据编辑好后,使用CAN总线方式将分好数据依次发送出去,发送次数是总的组数。这里需要注意的是,要一次将分好组的数据发送出去,因为CAN总线每次只能以8个字符为一组发送,所以先将数据每组配好序号,帧头编辑好后,利用CAN总线按序号依次发送。虽然是多次传输,却保证了数据还原后不失真,传输速率达到光纤监控设备的要求。由于帧头里表示总的组数最多可以表示7组,所以总共可以传输的字符数量是49个,已经可以满足光纤监控设备的数据传输要求。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述光纤监控设备还用于将编码后的待处理信息进行数据还原处理;
所述MCU微处理器还用于将编码后的反馈信息进行还原处理;
所述数据还原处理具体为:
所述编码后的待处理信息或反馈信息为多个8个字节分组,所述分组包括数据帧头和待处理信息或反馈信息,从各个含数据帧头的分组中提取数据帧头信息,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且接收的最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数;
将数据帧头的第二至四位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制总分组数目,并将数据帧头的第五至八位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制分组序号,并根据接收的最后一组中数据帧头的十进制数确定有效传输数据的个数和补零的位数,将补零的位数删除;
根据转换得到的十进制分组序号对接收的各分组中的待处理信息或反馈信息进行排序,再将排序后的待处理信息或反馈信息进行组合,从而还原待处理信息或反馈信息。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述数据还原处理还包括步骤:根据十进制总分组数目与接收的编码后的待处理信息的分组数目是否相同,如果不相同,则通过所述第二CAN控制端向所述MCU微处理器发送重新发送待处理信息的信号;或者
所述数据还原处理还包括步骤:根据十进制总分组数目与接收的编码后的反馈信息的分组数目是否相同,如果不相同,则通过所述第一CAN控制端向所述光纤监控设备发送重新发送反馈信息的信号。
上述实施例中,每次CAN总线接收到一组数据,首先分析本组数据的帧头信息,将帧头里面的有关本组的信息全部提取出来,如图8所示,将帧头与十六进制数据取并集再做移位处理,再转换为十进制,得到帧头有效信息。
这里为了更加清楚的解释分解提取原理,列举一个实例,如图9所示,这里将图6中的1-3的帧头进行分解提取,这里将帧头与三组十六进制数做并积,得到三组二进制数,分别为1、100、0011,换算为十进制就是1、4、3,分别表示的是是否是满帧组、总的分组数、当前组序号。利用提取出来的三个数据,对数据进行提取。首先判断是否是满帧组,因为不能保证第一次发送过来的就是满帧组,有可能第一次接收到的就是非满秩组,所以将判断是否时满帧组作为第一步。接下来判断数据的总的组数,如果最后有一组帧头中的总的组数是不一样的就请求重新发送,保证最后数据接收没有错误。最后一组数据,需要判断组内的有效信息个数,而不是总的分组个数,利用这个信息可以将后面添加的无用信息0删除掉,留下有用信息。提取的当前组的序号用来对接收到数据排序,按着序号由小到大排列。最后将所有数据去掉帧头,首尾相连,组成的新的数据就是发送过来的原始数据。
下面介绍TCP网络通信实现方案,如图4所示:通过网络编程接口Socket(套接字),实现网络上的不同设备之间的数据通信,结合图4做详细说明:创建Socket(套接字),绑定Socket的地址和端口,设置Socket为被动监听模式,并等待上位机连入。上位机正常连入后,检查上位机是否成功连接,如果是,则创建子进程,创建子进程作为业务进程对特定进程客户端进行服务,判断子进程是否出错,如果子进程有错误,直接停止。子进程创建成功,判断是否进入子进程,如果没有进入子进程,则进入上位机继续等待连接。进入子进程后,如果正常就读取数据,再发送数据,父进程始终所为监听进程等待上位机的连入。
下面介绍采用Linux的CAN总线分析和调试方法。CAN总线控制器的第一CAN控制端和第二CAN控制端中分别包括用于传输数据的CAN总线;
在Linux操作系统下,基于Socket(套接字)的CAN网络设备驱动以及CAN应用程序分析调试方法如下:可以将CAN总线控制器作为外部存储设备进行驱动,将CAN总线控制器驱动添加到Linux内核中,Linux内核中CAN设备被作为一种网络设备添加到Linux网络设备驱动层,对Linux网络设备的访问一般采用基于Socket(套接字)的方式,首先是创建套接字,使用Linux系统集成好的程序库中的Socket(套接字)(2)函数,这里Socket(套接字)CAN使用的是一个种新的套接字协议,本次发明选择原始套接字协议。Linux内核对CAN网络提供了基于Socket(套接字)的CAN接口层,(bin(2)程序集)函数将套接字绑定在某个指定的CAN接口上。应用层通过网际协议路由策略II(ip[route2])应用程序对CAN网络设备进行配置,包括设置波特率、采样率、工作模式等。对CAN报文的收发采用CAN套接字应用程序库(Read(2)/Write(2)程序库),可以进行CAN报文的接收与发送。通过改变结构体structcan_filter中的id值,设置报文接收滤波范围,需要将光纤监控设备里的CAN报文发送地址都写到这里。CAN发送报文地址,是通过改变struct can_frame结构体里的can_id来改变,可以通过上位机发送的指令做相应的修改,传输给对应的光纤监控设备。CAN总线在通信过程中CAN网络设备产生的总线错误、传输错误,在Linux系统中会以网络设备日志的方式进行统计,通过查看网络设备连接状态可以知道CAN总线上产生的各种错误。
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,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元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,或者该技术方案的全部或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方法的全部或部分步骤。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,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,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改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以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种组网通信系统,其特征在于,包括:
MCU微处理器,用于通过TCP网络与上位机连接,当接收到所述上位机发送的待处理信息时,将所述待处理信息进行编码,并将编码得到的待处理信息发送至第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端,用于将所述编码得到的待处理信息和第一CAN报文发送地址发送至第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端,用于对所述第一CAN报文发送地址进行验证,若验证成功则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息,并将所述编码后的待处理信息发送至光纤监控设备;
所述光纤监控设备,用于对所述编码后的待处理信息进行处理,得到反馈信息,并将所述反馈信息进行编码,并将所述编码得到的反馈信息发送至第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端,还用于将所述编码得到的反馈信息和第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址发送至所述第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端,还用于对所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址进行验证,若均验证成功则通过所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息,并将编码后的反馈信息发送至所述MCU微处理器;
所述MCU微处理器,还用于通过TCP网络将所述编码后的反馈信息解码后发送至所述上位机。
2.根据权利要求1所述的组网通信系统,其特征在于,所述第一CAN控制端,具体用于当接收到第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址时,从所述MCU微处理器中获取CAN报文接收滤波地址范围和光纤硬件地址范围,当所述第二CAN报文发送地址属于MCU微处理器中的CAN报文接收滤波地址范围且光纤监控设备硬件地址属于光纤硬件地址范围时,则通过所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息;
所述第二CAN控制端,具体用于当接收到第一CAN报文发送地址时,从所述光纤监控设备中获取CAN报文接收滤波地址范围,当所述第一CAN报文发送地址属于光纤监控设备中的CAN报文接收滤波地址范围时,则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息。
3.根据权利要求1所述的组网通信系统,其特征在于,所述将待处理信息进行编码或将反馈信息进行编码,具体为:
将待处理信息或反馈信息以每7个字节为一组进行分组;
在每个分组的首位增加数据帧头,得到多个含数据帧头的分组,其中,所述数据帧头占位为1个字节,1个字节包括8个比特位数;
判断每个含数据帧头的分组是否满足8个字节分组,若满足则为满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为1,若不满足则为非满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为0,并在不满足8个字节的分组的剩余位数中补零以满足8个字节分组;
将数据帧头以8位二进制数表示,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数。
4.根据权利要求3所述的组网通信系统,其特征在于,所述光纤监控设备还用于将编码后的待处理信息进行数据还原处理;
所述MCU微处理器还用于将编码后的反馈信息进行还原处理;
所述数据还原处理具体为:
所述编码后的待处理信息或反馈信息为多个8个字节分组,所述分组包括数据帧头和待处理信息或反馈信息,从各个含数据帧头的分组中提取数据帧头信息,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且接收的最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数;
将数据帧头的第二至四位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制总分组数目,并将数据帧头的第五至八位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制分组序号,并根据接收的最后一分组中数据帧头的十进制数确定有效传输数据的个数和补零的位数,将补零的位数删除;
根据转换得到的十进制分组序号对接收的各分组中的待处理信息或反馈信息进行排序,再将排序后的待处理信息或反馈信息进行组合,从而还原待处理信息或反馈信息。
5.根据权利要求4所述的组网通信系统,其特征在于,所述光纤监控设备还用于:根据数据帧头的十进制总分组数目与接收的编码后的待处理信息的分组数目比较是否相同,如果不相同,则通过所述第二CAN控制端向所述MCU微处理器发送重新发送待处理信息的信号;或者
所述MCU微处理器还用于,根据数据帧头的十进制总分组数目与接收的编码后的反馈信息的分组数目比较是否相同,如果不相同,则通过所述第一CAN控制端向所述光纤监控设备发送重新发送反馈信息的信号。
6.一种组网通信方法,其特征在于,包括:
MCU微处理器通过TCP网络与上位机连接,当接收到所述上位机发送的待处理信息时,将所述待处理信息进行编码,并将编码得到的待处理信息发送至第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端将所述编码得到的待处理信息和第一CAN报文发送地址发送至第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端对第一CAN报文发送地址进行验证,若验证成功则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息,并将所述编码后的待处理信息发送至光纤监控设备;
所述光纤监控设备对所述编码后的待处理信息进行处理,得到反馈信息,并将所述反馈信息进行编码,并将所述编码得到的反馈信息发送至第二CAN控制端;
所述第二CAN控制端将所述编码得到的反馈信息和第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址发送至所述第一CAN控制端;
所述第一CAN控制端对所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址进行验证,若均验证成功则通过所述第二CAN报文发送地址及光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息,并将编码后的反馈信息发送至所述MCU微处理器;
所述MCU微处理器通过TCP网络将所述编码后的反馈信息解码后发送至所述上位机。
7.根据权利要求6所述的组网通信方法,其特征在于,所述第一CAN控制端当接收到第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址时,从所述MCU微处理器中获取CAN报文接收滤波地址范围和光纤硬件地址范围,当所述第二CAN报文发送地址属于MCU微处理器中的CAN报文接收滤波地址范围且光纤监控设备硬件地址属于光纤硬件地址范围时,则通过所述第二CAN报文发送地址和光纤监控设备硬件地址接收编码后的反馈信息;
所述第二CAN控制端当接收到第一CAN报文发送地址时,从所述光纤监控设备中获取CAN报文接收滤波地址范围,当所述第一CAN报文发送地址属于光纤监控设备中的CAN报文接收滤波地址范围时,则根据所述第一CAN报文发送地址接收编码后的待处理信息。
8.根据权利要求6所述的组网通信方法,其特征在于,所述将待处理信息进行编码或将反馈信息进行编码,具体为:
将待处理信息或反馈信息以每7个字节为一组进行分组;
在每个分组的首位增加数据帧头,得到多个含数据帧头的分组,其中,所述数据帧头占位为1个字节,1个字节包括8个比特位数;
判断每个含数据帧头的分组是否满足8个字节分组,若满足则为满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为1,若不满足则为非满帧组,将该分组中数据帧头的第一位设置为0,并在不满足8个字节的分组的剩余位数中补零以满足8个字节分组;
将数据帧头以8位二进制数表示,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数。
9.根据权利要求7所述的组网通信方法,其特征在于,所述光纤监控设备还用于将编码后的待处理信息进行数据还原处理;
所述MCU微处理器还用于将编码后的反馈信息进行还原处理;
所述数据还原处理具体为:
所述编码后的待处理信息或反馈信息为多个8个字节分组,所述分组包括数据帧头和待处理信息或反馈信息,从各个含数据帧头的分组中提取数据帧头信息,其中,数据帧头的第一位用1或0表示满帧组或非满帧组,数据帧头的第二至四位表示总分组数目,数据帧头的第五至八位表示分组序号,且接收的最后一分组中数据帧头的第二至四位表示本分组中有效传输数据的个数;
将数据帧头的第二至四位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制总分组数目,并将数据帧头的第五至八位的数值由二进制转换为十进制,得到十进制分组序号,并根据接收的最后一分组中数据帧头的十进制数确定有效传输数据的个数和补零的位数,将补零的位数删除;
根据转换得到的十进制分组序号对接收的各分组中的待处理信息或反馈信息进行排序,再将排序后的待处理信息或反馈信息进行组合,从而还原待处理信息或反馈信息。
10.根据权利要求9所述的组网通信方法,其特征在于,所述数据还原处理还包括步骤:根据数据帧头的十进制总分组数目与接收的编码后的待处理信息的分组数目比较是否相同,如果不相同,则通过所述第二CAN控制端向所述MCU微处理器发送重新发送待处理信息的信号;或者
所述数据还原处理还包括步骤:根据数据帧头的十进制总分组数目与接收的编码后的反馈信息的分组数目比较是否相同,如果不相同,则通过所述第一CAN控制端向所述光纤监控设备发送重新发送反馈信息的信号。
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