CN108933770A - 一种任意组态方式的通信局站设备协议解析方法 - Google Patents

一种任意组态方式的通信局站设备协议解析方法 Download PDF

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赵建勇
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/18—Multiprotocol handlers, e.g. single devices capable of handling multiple protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/22—Parsing or analysis of headers

Abstract

本发明公开了一种任意组态方式的通信局站设备协议解析方法，本发明解决了通信局站中设备协议解析库庞大、更新困难和存储空间大等问题，解决此问题所采用的方案是：通过配置工具以任意组态方式配置协议解析方式和字段解析定义，生成配置文件，并将配置文件下发到端站数据采集器FSU中，从而实现设备协议解析，此方法配置文件更新方便，占用存储空间小，属于轻量化升级。

Description

一种任意组态方式的通信局站设备协议解析方法
技术领域
本发明适用于通信局站中智能设备的协议，具体涉及一种任意组态方式的通信局站设备协议解析方法。
背景技术
目前，在通信局站中有很多智能设备，通过串口如RS232/RS485与FSU(FieldSupervision Unit端站数据采集器，简称FSU)进行通信，FSU通过解析智能设备的协议获取智能设备各种信息。由于通信局站数量庞大，FSU所对接的智能设备包括开关电源，UPS(Uninterruptible Power Supply不间断电源，简称UPS)，智能电表，空调等，不但种类繁多，而且型号多样，每种型号设备都有唯一的通信协议，对于FSU厂家而言，如此多的协议要打包放置在协议库中，FSU编译协议库，从海量协议中选择此协议然后读取配置。当需要解析的设备越来越多，协议库越来越大时，FSU编译协议库则需要更高的硬件条件和更大的存储空间，但实际上一个端口只使用一种协议，造成硬件配置和存储空间的浪费。
另外，由于协议库越来越庞大，当FSU需要更新协议库时，需要更多网络流量和更长升级时间，当FSU通过4G等无线方式数据时，此种方法将花费大量的流量费用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种任意组态方式的通信局站设备协议解析方法，此方法可以通过下发配置文件形式实现智能设备协议的通信和数据解析。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：与通信局站中智能设备对接的FSU中固化协议解析模板，在协议解析时不需更新应用程序，只需使用配置工具导入协议解析的配置信息，即可实现动态协议解析，此配置信息存放在硬件系统的存储器中，当需要更新协议时或智能设备更换时，只需重新下发设备协议的解析配置即可实现协议更新。FSU内部固化的协议模板，支持常用的MODBUS，电总协议以及一些常用厂家的私有协议，配置工具下发的配置信息决定使用哪种协议解析模板，固化模板从配置信息中获取数据查询帧和查询方式，对与FSU 对接的智能设备进行数据查询并解析返回数据，根据协议配置中的字段偏移和长度信息解析每个数据点数据。配置工具在解析新协议时，根据协议文本设定各个字段信息、解析方式、解析模板、数据查询帧，并将协议解析配置信息生成配置文件并保存，当再次出现此类设备时，可直接将配置文件下发到FSU。此配置文件一般存放在PC机或者服务器中，可逐渐形成协议库，但对FSU而言属于轻量化协议解析方式。
附图说明
图1 一种任意组态方式的通信局站设备协议解析方法示意图
图2 协议类型和校验方式表
图3 智能设备数据点模板表
图4 电能表数据点解析配置表
图5 电能表数据查询帧
具体实施方式
如图1所示，任意组态的通信局站设备协议解析方法由以下部分组成：配置工具(1)、协议类型(2)、字段定义(3)、查询帧(4)、解析方式(5)、配置文件(6)、FSU(8)、配置信息(9)、解析模板(10)、字段解析(11)、数据查询(12)、解析流程(13)。下面以标准MODBUS协议形式解析单项电能表数据，单项电能表数据点包括电压、电流、功率、电量、频率和有功功率。
配置工具(1)一般运行在PC机或者服务器上，通过C#或者C++语言开发的用户使用工具，使用此工具可以对FSU(8)下发已有的协议配置，或者组态生成新的协议配置文件(6)。
在配置工具中导入4张图表，图2为协议类型和校验方式表，其中1表示MODBUS协议， 2表示电总协议，其中MODBUS的校验方式有三种：0：无校验码，1：CRC校验小端，2： CRC校验大端，电总有三种校验方式：0：无校验码，1：总加和，2：总加异或，图2的配置信息由6个字节组成，即前导(4B)+协议类型(1B)+校验方式(1B)，例如0xFE1A11 表示MODBUS协议，校验方式为CRC校验小端，FSU(8)中固化了与图2对应的协议类型表，可根据配置工具(8)下发的信息识别要解析的协议类型。
图3为智能设备数据点模板表，表中包含常见的几种智能设备，且数据点已经固定，当需要修改数据点时，升级程序中的数据点部分即可。此表中包括4种智能设备：电能表、UPS、智能空调和配电柜，每个设备的数据点和每个数据点的字节长度都已经定义好，图3的配置信息由5个字节组成，即前导(4B)+设备类型(1B)，例如0xFE1B1表示要解析的设备为电能表。在选择需要解析的智能设备时，只需在配置工具(1)中通过下拉列表选择支持的智能设备，配置工具(1)会自动生成配置信息，FSU(8)中固化了与图3对应的多个智能设备，且每个智能设备的数据点类型、数量都已固化好，当配置工具(1)下发智能设备选择信息时，FSU(8)可识别要解析哪种设备。
图4为电能表数据点解析配置表，智能设备的数据点已经固定，但每个数据点的数值需要从查询帧的返回数据中去解析，此处需要配置好每个数据点对应的字段所在的查询帧以及所在返回数据中的位置。在图4种列出了电能表每个数据点所在的查询帧，以及在查询帧的那个位置，其中电压为第1条查询帧的返回数据中的第3、4字节，电流为第1条查询帧的返回数据中的第5、6字节，功率为第2条查询帧的返回数据中的第3、4字节，电量为第3条查询帧的返回数据中的第3、4、5、6字节，频率为第4条查询帧的返回数据中的第3、4字节，有功功率为第5条查询帧的返回数据中的第3、4字节，用户在配置工具(1)中配置每个数据点的字段信息，同时在FSU(8)中做了相应的对应关系，根据字段对应关系将设备的数据点解析出来，数据帧格式为前导(4B)+数据点(2B)+查询帧编号(2B)+字段解析(8B) 共16个字节。
图5为电能表数据查询帧，此查询帧作为配置信息的一部分，通过配置工具(1)写入到 FSU(8)中。查询帧共5条，第1条查询帧用于查询电压和电流，第2条查询帧用于查询功率，第3条查询帧用于查询电量，第4条查询帧用于查询频率，第5条查询用于查询有功功率。
在解析新协议时，在配置工具(1)中选择该协议的协议类型(2)，如MODBUS，根据图4配置每个返回数据帧的字段定义(3)，根据图5输入手动输入查询帧(4)，根据图3配置要解析的设备，并根据设备的特性输入配置协议解析方式(5)，根据以上信息配置工具(1) 生成针对新协议的配置文件，并通过有线/无线传输(7)方式下发到FSU(8)中。
FSU(8)接收配置工具(1)下发的配置信息(9)，在配置信息(9)中提取所要解析协议的解析模板(10)，判断是MODBUS还是电总协议，获取设备返回数据的字段解析(11) 含义，并将数据查询(12)帧存储在本地存储器，掉电不丢失，FSU(8)按照配置信息(9) 中的解析流程(13)将数据查询(12)帧通过智能接口(14)发送给设备(15)，设备(15) 返回响应数据帧，FSU(8)根据解析模板(10)和字段解析(11)定义将返回数据解析，如果有多条数据查询(12)帧，则FSU(8)一条一条发送查询帧，并逐条解析数据，最终实现设备协议解析，获取设备数据。

Claims (3)

1.一种任意组态方式的通信局站设备协议解析方法，其特征在于该方法中与通信局站中智能设备对接的FSU中固化协议解析模板，在协议解析时不需更新应用程序，只需使用配置工具导入协议解析的配置信息，即可实现动态协议解析，此配置信息存放在硬件系统的存储器中，当需要更新协议时或智能设备更换时，只需重新下发不同协议的解析配置即可协议重新更新。
2.根据权利要求1所述一种任意组态方式的通信局站设备协议解析方法，其特征在于FSU内部固化的协议模板，支持常用的MODBUS，电总协议以及一些常用厂家的私有协议，下发的配置信息决定使用哪种协议解析模板，固化模板从配置信息中获取数据查询帧和查询方式，对与FSU对接的智能设备进行数据查询并解析返回数据，根据协议配置中的字段偏移和长度信息解析每个数据点数据。
3.根据权利要求1所述一种任意组态方式的通信局站设备协议解析方法，其特征在于配置工具在解析新协议时，根据协议文本设定各个字段信息、解析方式、解析模板、数据查询帧，并将协议解析配置信息生成配置文件并保存，当再次出现此类设备时，可直接将配置文件下发到FSU。
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