CN109324986A - 基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件及其操作方法 - Google Patents

基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件及其操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件及其操作方法，包括如下步骤：调用相关的接口、增加后缀编号标识、获取端口编号、设置IP地址、数据通过网络传输至目标设备、将端口于目标设备上的实际端口绑定。该发明使用软件虚拟映射技术处理实际设备上的通讯端口(可模拟RS232/422/485、USB、1394、COAX、AUI等七种类型)，且无需添加额外的硬件转换措施(例如：无需转接卡、转接线或安装第三方转换工具)，对远端工业控制系统、模拟系统的端口的数据远程传输有着非常实用的价值。

Description

基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件及其操作 方法
技术领域
本发明属于软硬件地址技术领域，更具体地说，尤其涉及基于 AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件及其操作方法。
背景技术
随着网络技术的发展，基于网络技术的各种应用运营而生，无论是个人 移动用户，还是企事业单位的数据中心、办公环境等都离不开网络的支持。 类似于实际生活中的通讯地址，网络中的设备设施也需要对应的地址来区分 不同的物理设备，并且通过此地址来完成数据信息的沟通和交互。
提及网络地址，我们首先想到就是TCP/IP，它包含二个部分，即网络ID 号和主机ID号；网络ID标识同一个物理网络上的宿主机，主机ID标识物理 网络中的每一个宿主机，于是整个网络上的每个终端(或客户端)都依靠各 自唯一的网络地址来标识。通常，网络TCP/IP协议，为实现不同硬件结构、 不同操作系统、不同网络系统的互联提供了事实上的连接标准，TCP/IP很好 的解决了网络中所属通讯设备的唯一性标识问题，通过不同的网络地址即可 以判断不同设备的归属，从而保障网络通讯的正常连接。
在实际环境下，特别是控制系统、模拟系统、工业环境下，并不是所有 的硬件设备设置都具备拥有网口的情况，取而代之的可能是RS232/422/485、 USB、1394、COAX、AUI等，例如：车闸控制器和感应控制器之间即是通过232 协议、9针插线的形式连接的，要使用TCP/IP直接连接此类设备是行不通的。 一方面，某些环境下有着多种多样的标准接口类型或协议类型，另一方面， 对于很多第三方的设备供应商还有可能使用专用的私有协议类型或接口形式。
如何将这些不支持标准TCP/IP协议的设备设施接入控制网络，是 AtomBaseFrame应用框架下软、硬件地址组件SHDynamicAddress的主要功能 和作用。SHDynamicAddress组件将常用接口形式或协议类型虚拟成网络接口 形式(或支持TCP/IP协议的类型)，并使用标准的网络地址格式(如： 192.168.xxx.xxx)标识这些接口类型，地址格式可以是固定的、动态的，甚 至可以是使用组合方式表示的；由SHDynamicAddress组件表示的设备地址可直接用于设备设施之间的传输，包括单点、多点、任意点等。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于 AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件及其操作方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件的操作方法，其特征在 于，包括如下步骤：
S1、在实际端口所在的硬件设备设施上搜索端口列表，软硬件地址组件， 即SHDynamicAddress组件集成有标准端口类型，当遇到不是标准端口类型时， 会要求加载相应设备的驱动信息，并虚拟成Vport_Number的形式；
S2、SHDynamicAddress获取端口编号后，自动加载虚拟网卡驱动映射程 序，并将上述各实际物理端口虚拟成“网络@掩码@端口”的形式；
S3、若上述第S2步骤中的虚拟网卡形式创建成功，SHDynamicAddress组 件将映射端口虚拟地址列表发布到AtomBaseFrame应用框架中；
S4、当应用需要使用某个实际端口时，扫描端口虚拟地址列表，建立关 联，并可直接操作实际的端口形式。
优选的，对于步骤S1中，端口属性可自定义配置，包括通讯速率、校验 和并行数量；对于特定的、提供了驱动程序的端口，也可以通过BasePlugins 编写适时的SHDynamicAddress组件兼容类型库，来满足添加新端口的需要。
优选的，当实际端口数量多于一个时，自动增加后缀标识编号。
优选的，对于步骤S3中端口虚拟地址列表形式包括如下：网络@掩码@端 口；；网络@掩码@端口；；网络@掩码@端口；；；各列表之间使用“；；”分隔。
优选的，对于步骤S4中端口分别占用不同的地址空间，实际的数据传输 方式分为二种：“单点数据传输”和“任意点数据传输”。
优选的，标识编号方式为ABF_EHTERNET_01，ABF_EHTERNET_01分别表示 网口1和网口2；ABF_RS485_01，ABF_RS485_02，分别表示RS485端口1和端 口2。
优选的，所述步骤S3中是使用的固定IP地址的情况，SHDynamicAddress 组件扫描AtomBaseFrame应用框架下共享的网络地址分配表，动态分配未分 配的网络IP地址。
优选的，SHDynamicAddress组件集成有标准端口类型包括：RS232/422/485、 USB、1394、COAX、AUI七种
优选的，在AtomBaseFrame框架中，由SHDynamicAddress组件虚拟出来 的网络端口形式可以共享使用(需要权限支持)，对于同一设备，在使用固定 网络地址的情况下，此地址不会随时间、设备关停、重启动作的影响；相对 于整个AtomBaseFrame框架而言，一次定义后，后面即可直接使用，除非使 用者人为变更了(修改)虚拟地址；配合AtomBaseFrame框架名称 (@ATOMBASEFRAMENAME)和实际应用名称(@APPFRAMENAME)， SHDynamicAddress组件虚拟的网络端口可以唯一标识硬件设备设施上的实际 端口，在整体框架下不会发生数据通讯的地址冲突。
基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件，其特征在于：包括实 际端口模块、端口信息获取模块、映射处理模块、虚拟网卡单元和驱动模块， 所述驱动模块连接端口信息获取模块、映射处理模块和虚拟网卡单元，实际 端口模块安装于硬件设备设施上；还包括存储模块；存储模块连接驱动模块；
所述端口信息获取模块用于获取实际端口编号；
所述映射处理模块用于将获取的实际端口编号虚拟成“网络@掩码@端口” 的形式；
本发明的技术效果和优点：本发明提供的基于AtomBaseFrame应用框架的 软硬件地址组件及其操作方法，使用软件虚拟映射技术处理实际设备上的通 讯端口(可模拟RS232/422/485、USB、1394、COAX、AUI七种类型)，且无需 添加额外的硬件转换措施(例如：无需转接卡、转接线或安装第三方转换工 具)，对远端工业控制系统、模拟系统的端口的数据远程传输有着非常实用的 价值。
1、SHDynamicAddress可以将控制系统中常用的RS232/422/485、USB、1394、 COAX、AUI七种类型端口模拟成网络端口设备，对模拟网口的操作会自动映射 到实际的指定的端口上，便于RS232/422/485、USB、1394、COAX、AUI类型端 口上的数据传输；
2、地址组件SHDynamicAddress内部，模拟的端口类型分别占用不同的地 址空间，相互之间不会影响(即可以同时通讯传输数据)；每种类型的数据传 输方式又可以分为二种：一种为传输单点数据：这种传输方式下的地址在 SHDynamicAddress模块内部表示一个接口的地址，发送到一个单点地址的数 据包只会送到该地址上；另一种方式为传输任意点数据：这种类型的地址表 示一组地址，发送到任意点传送地址的数据包会发送到这组地址中的任一个；
3、当端口映射为模拟网卡Inter Pro 100/1000 Server Adapter后，可 以自定义此网络设备的IP地址，即可以是固定的IP地址，也可以是动态的IP 地址(只能在相同网络段中)；动态IP地址分配规则需要AtomBaseFrame应用 框架读取公用地址分配表，最近的未使用的地址将会被分配出去。
附图说明
图1为本发明的模型建立示意图；
图2为本发明的端口通讯模拟图，其中：RS232端口的排队通讯(单点传 输)，USB端口的并行通讯(任意点传输)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和 具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
如图1-2所述的基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件及其操 作方法，包括如下步骤：
S1、在实际端口所在的硬件设备设施上搜索端口列表，SHDynamicAddress 组件已经集成的端口包括：RS232/422/485、USB、1394、COAX、AUI七种，当 遇到不是上述标准的端口类型，会要求加载相应设备的驱动信息，并虚拟成 Vport_Number的形式；端口属性可自定义配置(通讯速率、校验、并行数量)； 对于特定的、提供了驱动程序的端口，也可以通过BasePlugins编写适时的 SHDynamicAddress组件兼容类型库，来满足添加新端口的需要；
S2、当实际端口数量多于一个时，自动增加后缀标识编号；
S3、SHDynamicAddress获取端口编号后，会自动加载虚拟网卡驱动映射 程序(默认虚拟网卡Inter Pro 10/100 Server Adapter驱动)，并将上述各 实际物理端口虚拟成“网络@掩码@端口”的形式；
S4、若上述第S3步骤中的虚拟网卡形式创建成功，SHDynamicAddress组 件将映射列表发布到AtomBaseFrame应用框架中，常见列表形式可能如下： 网络@掩码@端口；；网络@掩码@端口；；网络@掩码@端口；；各列表之间使用“；；” 分隔；
S5、上述S4步骤中发布的端口虚拟地址形式对AtomBaseFrame应用框架 的应用或组件都是可见状态(在适当的权限的分配下)，当应用需要使用某个 实际端口时，扫描端口虚拟地址列表，之后建立关联，并可直接操作实际的 端口形式；端口分别占用不同的地址空间，实际的数据传输方式又可以分为 二种：“单点数据传输”(接口地址只能独占使用)和“任意点数据传输”(源 地址可以接受一组目标地址对它的请求)；
S6、通过SHDynamicAddress组件虚拟相应的端口后，当应用需要访问某 硬件设备设施上的该端口，无需再使用中间转接的方式，而是通过直接访问 该端口的虚拟网络地址即可完成连接动作(在权限分配的情况下)，并可直接 同该端口通讯，发送、接收相关数据；
S7、在AtomBaseFrame框架中，由SHDynamicAddress组件虚拟出来的网 络端口样式可以共享使用(需要权限支持)，对于同一设备，在使用固定网络 地址的情况下，此地址不会随时间、设备关停、重启等动作的影响；相对于 整个AtomBaseFrame框架而言，一次定义后，后面即可直接使用，除非使用 者人为变更了(修改)虚拟地址；配合AtomBaseFrame框架名称 (@ATOMBASEFRAMENAME)和实际应用名称(@APPFRAMENAME)， SHDynamicAddress组件虚拟的网络端口可以唯一标识硬件设备设施上的实际 端口，在整体框架下不会发生数据通讯的地址冲突。
具体的，所述步骤S1中在AtomBaseFrame应用框架下，端口号分别对应 的名称是ABF_EHTERNET，ABF_RS232，ABF_RS422，ABF_RS485，ABF_USB， ABF_1394，ABF_COAX，ABF_AUI。
具体的，所述步骤S2中编号标识方式为ABF_EHTERNET_01， ABF_EHTERNET_01分别表示网口1和网口2；ABF_RS485_01，ABF_RS485_02， 分别表示RS485端口1和端口2。
具体的，所述步骤S4中是使用的固定IP地址的情况，SHDynamicAddress 组件扫描AtomBaseFrame应用框架下共享的网络地址分配表，动态分配未分 配的网络IP地址(此时设置的网络地址只能位于同一网络段)。
基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件SHDynamicAddress通过 将特定的工业端口或协议，虚拟成标准的网络通讯端口(或协议)，并且通 过映射相应的网络地址(标准网络地址格式，可以是固定地址，也可以是动 态地址)，来识别此硬件设备设施处于网络环境中的什么位置，由此可以直 接通过TCP/IP的形式直接访问此设备设施或与此设备设施关联的软硬件信息。
通过SHDynamicAddress组件虚拟相应的端口后，当应用需要访问某硬件 设备设施上的该端口，无需再使用中间转接的方式，而是通过直接访问该端 口的虚拟网络地址即可完成连接动作(在权限分配的情况下)，此后可直接 同该端口通讯，发送、接收相关数据；
由于实际情况下的端口有着不同的通讯速率，如：RS232可使用9600波 特率较慢，而使用256000波特率较快，HDynamicAddress可使用私有控制变 量DYNAMADDRATE＝9600或DYNAMADDRATE＝256000等加以控制传输速度，使用 DYNAMADDCHKOUT＝ON|OFF控制是否启用或关闭校验选项等；
SHDynamicAddress组件为多种端口环境下的数据通讯统一方式提供了便 利，特别是多样式的工业场景下、PCL控制领域，由于接口形式的多样性，每 种端口都需要使用特定的通讯方式与之交互，而通过SHDynamicAddress组件 将这些异同的端口按照标准的规约形式统一打包合并，并以唯一的网络接口 形式向外展现，如此，大大降低了上述端口之间逻辑上的差异性，间接地提 高了通讯的间隔距离。
综上所述：本发明提供的基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件 及其操作方法，与传统的操作方法相比，本发明使用软件虚拟映射技术处理 实际设备上的通讯端口(可模拟RS232/422/485、USB、1394、COAX、AUI七种 类型)，且无需添加额外的硬件转换措施(例如：无需转接卡、转接线或安装 第三方转换工具)，对远端工业控制系统、模拟系统的端口的数据远程传输有 着非常实用的价值；SHDynamicAddress可以将控制系统中常用的RS232/422/485、USB、1394、COAX、AUI类型端口模拟成网络端口设备，对模 拟网口的操作会自动映射到实际的指定的端口上，便于这些类型端口上的数 据传输；地址组件SHDynamicAddress内部，模拟的端口分别占用不同的地址 空间，相互之间不会影响(即可以同时通讯传输数据)；每种类型的数据传输 方式又可以分为二种：一种为传输单点数据：这种类型的地址在 SHDynamicAddress模块内部表示一个接口的地址，发送到一个单点地址的数 据包只会送到该地址上；另一种为传输任意点数据：这种类型的传输方式表 示一组地址，发送到一个任意点传送地址的数据包会发送到这组地址中的任 一个；当端口映射为模拟网卡Inter Pro 100/1000 Server Adapter后，可以 自定义此网络设备的IP地址，即可以是固定的IP地址，也可以是动态的IP地 址(只能在相同网络段中)；动态IP地址分配规则需要AtomBaseFrame应用框 架读取公用地址分配表，最近的未使用的地址将会被分配出去。
基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件，其特征在于：包括实 际端口模块、端口信息获取模块、映射处理模块、虚拟网卡单元和驱动模块， 所述驱动模块连接端口信息获取模块、映射处理模块和虚拟网卡单元，实际 端口模块安装于硬件设备设施上；还包括存储模块；存储模块连接驱动模块；
所述端口信息获取模块用于获取实际端口编号；
所述映射处理模块用于将获取的实际端口编号虚拟成“网络@掩码@端口” 的形式；
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限 制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的 技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或 者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的 任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在实际端口所在的硬件设备设施上搜索端口列表，SHDynamicAddress组件集成有标准端口类型，当遇到不是标准端口类型时，会要求加载相应设备的驱动信息，并虚拟成Vport_Number的形式；
S2、SHDynamicAddress获取端口编号后，自动加载虚拟网卡驱动映射程序，并将上述各实际物理端口虚拟成“网络@掩码@端口”的形式；
S3、若步骤S2中的虚拟网卡形式创建成功，SHDynamicAddress组件将映射端口虚拟地址列表发布到AtomBaseFrame应用框架中；
S4、当应用需要使用某个实际端口时，扫描端口虚拟地址列表，建立关联，并可直接操作实际的端口形式。
2.根据权利要求1所述的基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件的操作方法，其特征在于：对于步骤S1中，端口属性可自定义配置，包括通讯速率、校验和并行数量；对于特定的、提供了驱动程序的端口，也可以通过BasePlugins编写适时的SHDynamicAddress组件兼容类型库，来满足添加新端口的需要。
3.根据权利要求1所述的基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件的操作方法，其特征在于：当实际端口数量多于一个时，自动增加后缀标识编号。
4.根据权利要求1所述的基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件的操作方法，其特征在于：对于步骤S4中端口分别占用不同的地址空间，实际的数据传输方式分为二种：“单点数据传输”和“任意点数据传输”。
5.根据权利要求3所述的基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件的操作方法，其特征在于：标识编号方式为ABF_EHTERNET_01，ABF_EHTERNET_01分别表示网口1和网口2；ABF_RS485_01，ABF_RS485_02，分别表示RS485端口1和端口2。
6.根据权利要求1所述的基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件的操作方法，其特征在于：步骤S3中是使用的固定IP地址的情况，SHDynamicAddress组件扫描AtomBaseFrame应用框架下共享的网络地址分配表，动态分配未分配的网络IP地址。
7.根据权利要求1所述的基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件的操作方法，其特征在于：SHDynamicAddress组件集成有标准端口类型包括：RS232/422/485、USB、1394、COAX、AUI七种。
8.根据权利要求1所述的基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件的操作方法，其特征在于：在AtomBaseFrame框架中，由SHDynamicAddress组件虚拟出来的网络端口形式可以共享使用，对于同一设备，在使用固定网络地址的情况下，此地址不会随时间、设备关停、重启动作的影响；相对于整个AtomBaseFrame框架而言，一次定义后，后面即可直接使用，除非使用者人为变更了虚拟地址；配合AtomBaseFrame框架名称和实际应用名称，SHDynamicAddress组件虚拟的网络端口可以唯一标识硬件设备设施上的实际端口，在整体框架下不会发生数据通讯的地址冲突。
9.基于AtomBaseFrame应用框架的软硬件地址组件，其特征在于：包括实际端口模块、端口信息获取模块、映射处理模块、虚拟网卡单元和驱动模块，所述驱动模块连接端口信息获取模块、映射处理模块和虚拟网卡单元，实际端口模块安装于硬件设备设施上；还包括存储模块；存储模块连接驱动模块；所述端口信息获取模块用于获取实际端口编号；所述映射处理模块用于将获取的实际端口编号虚拟成“网络@掩码@端口”的形式。
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Application publication date: 20190212