CN110942605A - 一种用于调度控制的通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于调度控制的通信方法，该通信方法用于实现上位机和下位机之间的数据通信；所述上位机用于将发布信息发送至下位机，所述下位机用于将反馈信息发送至上位机；其中发布信息和反馈信息均采用带校验信息的结构体形式发送信息。本发明的优点在于：通信可靠安全，可以防止丢包、也可以防止错误信息的汇入一起错误控制，可以进行数据丢包与否的验证；有效控制下位机的即时停止和任务信息的高效使用；可以根据设置的标志校验位结合重连机制可以保证运行时重连不会错过有效任务的接收。

Description

一种用于调度控制的通信方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种用于调度控制的通信方法。
背景技术
现有技术中无线通信控制应用在工业的方方面面，通过无线通信的方式来实现上位机和下位机之间的通信及控制，在无线传输数据领域，一直存在着如何保证数据的完整性、实时性的问题，以及通过何种协议即数据的排列方式能够快速实现信息正确传递和解析一直在研究的问题。在AGV控制应用中，此问题更为突出，涉及到车辆的控制安全性和控制精度的高低。从简单的编编码解码字符串发展到特定字节的报文再到有特定报头报尾的字符串等，逐渐增强了数据的准确性和安全性，但是在使用的灵活性、防止丢包等问题上一直还存在不足，值得去进一步探讨和研究。现有技术的防止数据丢包方式很大可能性能够保证每条数据不丢失，但是还不能保证单个数据中的信息不丢失以及错误的信息汇入，而且解析数据的复杂度较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供用于调度控制的通信方法，用于实现上位机和下位机的安全可靠通信。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于调度控制的通信方法，该通信方法用于实现上位机和下位机之间的数据通信；所述上位机用于将发布信息发送至下位机，所述下位机用于将反馈信息发送至上位机；其中发布信息和反馈信息均采用带校验信息的结构体形式发送信息。
上位机发布信息对应的待校验信息的结构体包括报头部分的头部校验信息、中部控制信息、尾部校验信息，通过头部校验信息、中部控制信息、尾部校验信息组成一条报文信息。
下位机的反馈信息对应的结构体格式包括头部校验信息加上下位机的实时状态信息。
头部校验位信息包括四种校验位，每一种校验位对应一个控制状态，包括非最后一小段任务、最后一小段任务、急停、暂停。
下位机的反馈信息的头部校验位采用接收到的上位机发布信息的头部校验位，当上位机接收到的反馈信息中的头部检验信息与发送的发布信息头部校验位信息相同时，上位机停止发送该条发布信息。
下位机接收到的发布信息中，头部校验信息的优先级大于中部控制信息的优先级，当头部校验信息中有急停、暂停校验位指令时，下位机执行头部校验信息中的急停、暂停指令，忽略中部控制信息。
尾部校验信息记录每次传递信息的大小尺寸，所述下位机根据尾部校验信息来确认接收到的上位机信息是否有数据的丢包或错误。
中部控制信息包括信息是否有效标志位以及下位机的控制信息，下位机读取信息是否有效标志位来确定是否执行控制信息。
上位机每次发送的发布信息中根据一个大任务的分段任务分别在头部校验信息中通过校验位来表示非最后一小段任务、最后一小段任务；下位机在接收到一个大任务的全部分段任务后才会执行任务并反馈头部校验信息为最后一小段任务的标志位；在上位机与下位机断开连接时，开启重连时钟，在重连后对反馈信息中的头部校验信息中的表征最后一小段任务的标志位进行判断，若该标志位为false则重连后重新发布次任务。
下位机判断单词信息的尺寸大小来执行从数据缓存中读取的次数，并将最后一次的读取作为有效信息进行解析执行。
本发明的优点在于：通信可靠安全，可以防止丢包、也可以防止错误信息的汇入一起错误控制，可以进行数据丢包与否的验证；有效控制下位机的即时停止和任务信息的高效使用；可以根据设置的标志校验位结合重连机制可以保证运行时重连不会错过有效任务的接收。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明通信方法流程示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明以调度系统与AGV码垛车之间的通信控制来说明，调度系统作为上位机、码垛车作为下位机，为了实现上位机与下位机之间的通信，本申请设计两者之间的信息传递的通信细腻些格式并根据格式的设计来执行信息中的校验、控制信息、数据丢失判断等功能。
一种用于调度控制的通信方法，该通信方法用于实现上位机和下位机之间的数据通信；上位机用于将发布信息发送至下位机，下位机用于将反馈信息发送至上位机；其中发布信息和反馈信息均采用带校验信息的结构体形式发送信息。上位机用于将相关的控制信息指令以结构体的形式发送至下位机中，下位机接收到以结构体形式发送的发布信息，并解析其中校验信息、控制信息并对应的进行执行。
带有校验信息的结构体设计包括：上位机发布信息对应的待校验信息的结构体包括报头部分的头部校验信息、中部控制信息、尾部校验信息，通过头部校验信息、中部控制信息、尾部校验信息组成一条报文信息。下位机的反馈信息对应的结构体格式包括头部校验信息加上下位机的实时状态信息。
头部校验位信息包括四种校验位：0x58、0x57、0x59、0x60，每一种校验位对应一个控制状态，分别包括非最后一小段任务、最后一小段任务、急停、暂停。上位机在发布信息至下位机时，根据是否为一个任务的最后一小段任务来对0x58、0x57这两个标志位进行设置ture、fasle，而对0x59、0x60这两个标志为进行ture、fasle控制来实现对于下位机的急停控制，当检测到0x59、0x60的标志位为真时，下位机优先执行标志位的控制信息进行急停或暂停。下位机接收到的发布信息中，头部校验信息的优先级大于中部控制信息的优先级，当头部校验信息中有急停、暂停校验位指令时，下位机执行头部校验信息中的急停、暂停指令，忽略中部控制信息。
下位机的反馈信息的头部校验位采用接收到的上位机发布信息的头部校验位，当上位机接收到的反馈信息中的头部检验信息与发送的发布信息头部校验位信息相同时，上位机停止发送该条发布信息。
尾部校验信息记录每次传递信息的大小尺寸，下位机根据尾部校验信息来确认接收到的上位机信息是否有数据的丢包或错误。每次发送的尺寸大小通过尾部校验信息来确定，下位机根据尾部校验信息给出的信息大小尺寸以及实际接受到的信息尺寸从而判断此时的消息是否丢失数据。
中部控制信息包括信息是否有效标志位以及下位机的控制信息，下位机读取信息是否有效标志位来确定是否执行控制信息。若为无效，则解析出的中部控制信息也不执行，否则执行解析出的指令信息。
上位机每次发送的发布信息中根据一个大任务的分段任务分别在头部校验信息中通过校验位来表示非最后一小段任务、最后一小段任务；下位机在接收到一个大任务的全部分段任务后才会执行任务并反馈头部校验信息为最后一小段任务的标志位；在上位机与下位机断开连接时，开启重连时钟，在重连后对反馈信息中的头部校验信息中的表征最后一小段任务的标志位进行判断，若该标志位为false则重连后重新发布次任务。从而保证在每一次断开重连后可以保证数据传输的完整性。
本申请对于上位机和下位机的通信方式进行设计，使得上位机和下位机的通信更加安全可靠准确。具体设计包括：
带校验的信息格式设计方法：
首先，传递的信息以结构体形式，结构体前几位为暂停、急停等控制信息识别信息；接下来是控制信息的协议，具体为信息是否有效标志位、插齿行走控制信息、方向信息、插齿控制信息；最后是结尾校验信息，用于检查每次传递信息的大小尺寸是否符合要求即是否有数据的丢包或者错误。
反馈信息也为一个结构体，具体的内容包括头部校验信息加上码垛车的位置信息、运行状态有无错误、电池信息等
发布反馈机制：
发布机制：信息的头部校验设计为0x58 0 0x57 0x59 0x60这四种，分别代表非最后一段的小段任务、最后一小段任务、暂停、急停；根据实际的任务状态和控制需求对校验位进行置ture或false来实现对下位机的控制以及头部校验。
反馈机制：每次反馈信息第二部分都相同是码垛车的实时信息，而头部的校验信息为接收到任务信息的头部校验位相同，反馈信息使用中，急停、暂停反馈同时并会更改标志位，让上位机不再需要继续发送此控制信息；
最高优先级设计：
头部校验信息优先级大于中部控制信息，一旦有急停、暂停，码垛车忽略中部控制信息直接执行；
格式设计中的信息是否有效位是中间控制信息中具有最高优先级，一旦置为-1，此小段的控制信息则视为无效；
实时性方法：
接收信息之后首先做这一步预处理，即通过判断单次信息的尺寸大小来执行从数据缓存中读取的次数，例如单条信息尺寸为36个字节，如果检测到缓存中有数据堆积即尺寸大于36个字节，就读取两次缓存中的信息；由于两次读取一般的设计是只将最后一次的读取作为有效信息，但是这样的话可能丢失任务的重要反馈，所以与之相配合使用的方法还要包括在每次判断尺寸的同时附加检查数据的头部校验信息做出相应的处理；
重连并检测任务是否成果发布机制：
首先：检测到上下位机断开连接之后，会通过定时器开启重连时钟；
重连机制要解决的问题是：防止在发布任务的时候，码垛车与调度系统失去连接而此时会丢失了重要的任务校验信息，就会产生任务发布失败的后果。针对此种情况，做如下设计：第一，发布接收执行任务的机制是，每一个大任务的分段任务头部校验信息设计为0x58，最后一段任务解析信息的头部校验为0x57，只有每次码垛车接受完一个完整的任务解析信息才会执行任务并反馈回0x57为头部校验信息的实时信息，所以，设计了一个标志位，只有在接收到反馈信息头部为0x57此标志位置为true，其他情况下为false，在重连端对此标志位进行判断，若为false则重连后并重新发布此任务于码垛车。
如图1所示为调度系统与下位机的码垛车的通信原理示意图，
调度系统检测与下位机码垛车之间的通信连接，当通信断开后启动重连时钟，启动后检测此时反馈的信息中是否为头部标志位中的0x57，只有在接收到反馈信息头部为0x57此标志位置为true，其他情况下为false，在重连端对此标志位进行判断，若为false则重连后并重新发布此任务于码垛车。如图在连接后若标志位为ture则判断发送完毕；若为false，则此时重新发布任务，发布任务包括多条子任务时，每条子任务再发送至的头部标志位Ox58置为ture并连续发送多条子任务信息，直至最后一条将Ox57标志位置为ture，发送全部的子任务信息，在接收到全部子任务前接收到的信息不执行；当如果仅有一条子任务时，发送该条子任务信息直接将头部校验信息中的Ox57置为ture，然后下位机的码垛车就会执行接收到的信息，解析结构体的头部信息、中间控制信息以及通过尾部信息判断接收到的信息是否完整、是否有丢失等，然后进行执行；当接收到的信息中头部验证信息接收到0x59 0x60两个标志位为真时，直接执行暂停或急停指令，忽略中部控制信息，完成码垛车的紧急停止或暂停控制。码垛车在执行接收到的结构体指令后反馈信息至调度信息，反馈的信息的结构体格式包括设置的头部校验信息和码垛车的实时信息。上位机、下位机根据实际设计的结构体格式信息中解析处的校验位、控制信息等来进行通信控制，从而实现上位机、下位机之间的通信以及控制信号的可靠传递。在验证数据是否有丢失时，由于每一条结构体的发布信息的尾部验证信息均可以验证本条信息的尺寸大小，故而可以根据尺寸大小来判断此条信息的完整可靠性。
本申请的通信方法使得码垛车辆控制实时性高：通过加速通信缓存数据的读取，保证了数据接收的实时性，因为调度系统给出的控制和监管都依赖此反馈的数据，所以读取数据的实时性提高，也是提高了对码垛车的控制实时性；不会出现丢包或是错误控制信息传递：使用结构体且固定大小，通过检测数据的大小严格控制了信息的完整性，任务之间的校验又保证了任务的顺序，避免了任务的错误执行；重连检测以及重连检测任务发布保证了任务不会因为通信断连而中止。结构体传输一个比较明显的问题就是结构体的复制拷贝需要较大时间，会影响到实时性，所以能够增加此结构体的拷贝效率是需要进一步优化的方向。也可以通过硬件增强信号，保证数据传输的速率。
通信信息的完整性、实时性以及信息格式决定了通信的质量，要保证码垛车的安全就要保证通信的可靠性，就要解决目前无限通信中常见的问题和难点。结构体的通信数据格式以及校验方法不仅防止丢包，亦防止错误信息的汇入引起错误控制，保证了码垛车的安全性；数据优先级设计，有效控制码垛车的及时停止和任务信息的高效使用；实时性控制方法，解决上位机的卡顿，保证了数据接收使用的实时性，也间接保证了控制的实时性；重连机制以及反馈机制，保证了码垛车运行时不错过有效任务。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于调度控制的通信方法，其特征在于：该通信方法用于实现上位机和下位机之间的数据通信；所述上位机用于将发布信息发送至下位机，所述下位机用于将反馈信息发送至上位机；其中发布信息和反馈信息均采用带校验信息的结构体形式发送信息。
2.如权利要求1所述的一种用于调度控制的通信方法，其特征在于：上位机发布信息对应的待校验信息的结构体包括报头部分的头部校验信息、中部控制信息、尾部校验信息，通过头部校验信息、中部控制信息、尾部校验信息组成一条报文信息。
3.如权利要求1或2所述的一种用于调度控制的通信方法，其特征在于：下位机的反馈信息对应的结构体格式包括头部校验信息加上下位机的实时状态信息。
4.如权利要求2或3所述的一种用于调度控制的通信方法，其特征在于：头部校验位信息包括四种校验位，每一种校验位对应一个控制状态，包括非最后一小段任务、最后一小段任务、急停、暂停。
5.如权利要求4所述的一种用于调度控制的通信方法，其特征在于：下位机的反馈信息的头部校验位采用接收到的上位机发布信息的头部校验位，当上位机接收到的反馈信息中的头部检验信息与发送的发布信息头部校验位信息相同时，上位机停止发送该条发布信息。
6.如权利要求4所述的一种用于调度控制的通信方法，其特征在于：下位机接收到的发布信息中，头部校验信息的优先级大于中部控制信息的优先级，当头部校验信息中有急停、暂停校验位指令时，下位机执行头部校验信息中的急停、暂停指令，忽略中部控制信息。
7.如权利要求1所述的一种用于调度控制的通信方法，其特征在于：尾部校验信息记录每次传递信息的大小尺寸，所述下位机根据尾部校验信息来确认接收到的上位机信息是否有数据的丢包或错误。
8.如权利要求1所述的一种用于调度控制的通信方法，其特征在于：中部控制信息包括信息是否有效标志位以及下位机的控制信息，下位机读取信息是否有效标志位来确定是否执行控制信息。
9.如权利要求1所述的一种用于调度控制的通信方法，其特征在于：上位机每次发送的发布信息中根据一个大任务的分段任务分别在头部校验信息中通过校验位来表示非最后一小段任务、最后一小段任务；下位机在接收到一个大任务的全部分段任务后才会执行任务并反馈头部校验信息为最后一小段任务的标志位；在上位机与下位机断开连接时，开启重连时钟，在重连后对反馈信息中的头部校验信息中的表征最后一小段任务的标志位进行判断，若该标志位为false则重连后重新发布次任务。
10.如权利要求1所述的一种1所述的一种用于调度控制的通信方法，其特征在于：下位机判断单词信息的尺寸大小来执行从数据缓存中读取的次数，并将最后一次的读取作为有效信息进行解析执行。
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