CN111124384A - 基于json的io与控制逻辑组态的集成方法 - Google Patents

基于json的io与控制逻辑组态的集成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于JSON的IO与控制逻辑组态的集成方法，其包括如下步骤：步骤1、根据控制代码中IO数据的结构体封装格式，编写JSON文件，所述编写的JSON文件与控制代码中IO数据的结构体的层次保持一致；步骤2、在组态软件的工程中建立与上述JSON文件每一层级相对应的数据类；步骤3、编写JSON文件读取的函数ReadJSON以及JSON文件写入的函数WriteJSON；步骤4、形成接口数据的集成功能函数UpdateSoftJosnData；在每次组态软件启动、或IO接口信号发生变化后，都调用此函数进行接口数据的更新。本发明通过JSON可快速的生成接口交换文件，高效的输出依赖接口资源数据，大大提升数据交换的效率；同时利用JSON的清晰简洁的自描述能力，实现对整个依赖资源的完整描述。

Description

基于JSON的IO与控制逻辑组态的集成方法
技术领域
本发明涉及一种集成方法，尤其是一种基于JSON的IO与控制逻辑组态的集成方法，属于JSON数据交互的技术领域。
背景技术
IO信号与控制逻辑的集成是组态开发过程中不可或缺的功能，它的作用是将控制软件的逻辑部分与硬件接口模块、通讯模块集成在一起，实现模块间的数据交换。
组态化开发是目前燃机轮机市场上的主流方式，它具有用户界面友好、维护管理方便、解决方案一站式服务等优点，能够使用户经过培训，不必掌握具体的编程语言就可以搭建或更改自己的产品控制软件，需求支持自由度高。目前，国外先进的燃气轮机供应商均已拥有自己的组态化开发平台，这给国内燃机轮机的自主研发带来了压力和挑战。
燃气轮机控制系统控制软件具有硬件信号数量多、通讯数据量大、控制逻辑复杂、安全性要求高等特点。因为IO信号数据量大、格式复杂、形式多样，这些数据往往都需要以不同的数据结构体进行接收和存储，而在控制软件开发过程中需要频繁、大量地引用这些数据，造成模块间耦合度高、数据关系复杂，开发维护成本高等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于JSON的IO与控制逻辑组态的集成方法，其通过JSON可快速的生成接口交换文件，高效的输出依赖接口资源数据，大大提升数据交换的效率；同时利用JSON的清晰简洁的自描述能力，实现对整个依赖资源的完整描述。
按照本发明提供的技术方案，一种基于JSON的IO与控制逻辑组态的集成方法，所述集成方法包括如下步骤：
步骤1、根据控制代码中IO数据的结构体封装格式，编写JSON文件，所述编写的JSON文件与控制代码中IO数据的结构体的层次保持一致；
步骤2、在组态软件的工程中建立与步骤1中JSON文件每一层级相对应的数据类；
步骤3、编写JSON文件读取的函数ReadJSON 以及JSON文件写入的函数WriteJSON ，通过ReadJSON 能从JSON文件读取数据到数据类对象，并将所述读取的数据类型对象返回调用，通过WriteJSON 能将传入的数据类对象写入JSON文件，且返回写成功标志；
步骤4、形成接口数据的集成功能函数UpdateSoftJosnData ，用ReadJSON 读取步骤1中建立的JSON文件数据到步骤2中数据类的实例中，然后处理IO数据并更新数据类的实例，最后调用WriteJSON 将数据类的实例写回JSON文件；在每次组态软件启动、或IO接口信号发生变化后，都调用此函数进行接口数据的更新，即更新上述JSON文件的“"ChanDatas":[]”。
步骤1中，在JSON文件中，需要对控制代码中每层IO数据的结构体的结构体名称、数据类型、数据定义、描述信息进行填充，并预留信号接口。
本发明的优点：在IO接口组态软件的开发中，使用JSON文件描述各种数据结构，提供读和写的方法，并在代码中建立与JSON数据结构相对应的数据类，将数据类与JSON文件形成映射关系。在进行数据交互更新时，首先读取JSON文件，将其中的信息映射到数据类的实例上，然后根据具体硬件或通讯信号更新数据对象，最后再把更新后的对象写入JSON文件保存起来，这样就完成了数据的集成。在逻辑组态软件开发中，无论以何种方式获取到JSON文件，只需要读入文件信息就可以获取到接口信号的所有信息，完成与控制逻辑的集成。
JSON作为一种轻量级的数据交换格式，有着简洁和清晰的层次结构，在控制软件逻辑组态时，依赖大量的外部接口信号以及大量待描述的结构体信息，通过JSON可快速的生成接口交换文件，高效的输出依赖接口资源数据，大大提升数据交换的效率；同时利用JSON的清晰简洁的自描述能力，实现对整个依赖资源的完整描述。
附图说明
图1为集成功能函数UpdateSoftJosnData 的工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
为了通过JSON可快速的生成接口交换文件，高效的输出依赖接口资源数据，大大提升数据交换的效率；同时利用JSON的清晰简洁的自描述能力，实现对整个依赖资源的完整描述，本发明述集成方法包括如下步骤：
步骤1、根据控制代码中IO数据的结构体封装格式，编写JSON文件，所述编写的JSON文件与控制代码中IO数据的结构体的层次保持一致；
本发明实施例中，根据控制代码中IO数据的结构体封装格式，能直接编写得到JSON文件，具体编写得到JSON文件的过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
所有IO数据都写在一个JSON文件里，在JSON文件内再对不同类型的IO接口设置不同的数据结构体。在JSON文件中，需要对控制代码中每层IO数据的结构体的结构体名称、数据类型、数据定义、描述信息进行填充，并预留信号接口。
步骤2、在组态软件的工程中建立与步骤1中JSON文件每一层级相对应的数据类CDLFileStruct；
本发明实施例中，利用组态软件的工程标签能建立与JSON文件每一层级相对应的数据类，具体建立过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。组态软件就是最终要完成的燃机组态化开发软件平台，本发明就是在开发组态软件的过程中应用的。至于组态软件与控制代码，通过在组态软件中搭建模型，可以生成用于实际控制的控制代码，所以组态软件的设计开发过程中要先敲定最终生成的控制代码格式，包括各种数据结构体等。
步骤3、编写JSON文件读取的函数ReadJSON 以及JSON文件写入的函数WriteJSON，通过ReadJSON 能从JSON文件读取数据到数据类对象，并将所述读取的数据类型对象返回调用，通过WriteJSON 能将传入的数据类对象写入JSON文件，且返回写成功标志状态；
具体地，利用本技术领域常规的技术手段能编写得到读取函数ReadJSON 以及写入函数WriteJSON ，具体编写得到读取函数ReadJSON 以及写入函数WriteJSON 的过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
步骤4、形成接口数据的集成功能函数UpdateSoftJosnData ，首先用ReadJSON 读取步骤1中建立的JSON文件数据到步骤2中数据类的实例中，然后处理IO数据并更新数据类的实例，最后调用WriteJSON 将数据类的实例写回JSON文件；在每次组态软件启动、或IO接口信号发生变化后，都调用此函数进行接口数据的更新，即更新上述JSON文件的“"ChanDatas": []”。
本发明实施例中，设计的JSON文件中，ChanDatas是用来保存IO接口具体数据的，在ReadJSON 读的时候是空的或旧的，因为此时还没处理IO数据，处理完后就有了数据，即数据类的实例中有了这些数据，那么在WriteJSON 写回的时候就更新了ChanDatas。
如图1所示，为集成功能函数UpdateSoftJosnData 的流程图，具体地：
步骤4.1、实例化CDLFileStruct为cdlData，从而为读取JSON数据准备好映射对象；
步骤4.2、获取JSON文件路径，当JSON文件存在时，跳转至步骤4.3，否则，跳转至步骤4.7，防止文件不存在时产生读取异常错误；
步骤4.3、读取JSON文件数据到cdlData；
步骤4.4、读取存储接口信号的XML文件，当读取成功时，跳转至步骤4.5，否则，跳转至步骤4.7，即为了实现组态软件的功能：在组态软件的IO组态部分，用户配置的IO数据会保存为XML文件，现在需要将这些IO数据读取上来与逻辑组态部分集成，所以要读取XML；
步骤4.5、根据XML信息更新cdlData，即将用户配置的IO数据获取到组态软件的逻辑组态部分，供逻辑组态使用；
步骤4.6、将cdlData数据写回JSON文件，目的是将本次处理好的IO数据保存起来，作用：1）下次组态软件启动后逻辑组态就可以直接读取JSON文件而不用再从XML转换，提高效率；2）部分IO配置改变后，UpdateSoftJosnData 读取JSON后就得到了上次的IO数据，在处理数据过程中就可以与本次从XML读取的进行对比，可以通知和显示给逻辑组态用户哪些IO发生了变化；
步骤4.7、设置操作状态码并返回；
步骤4.8、结束。
综上，本发明实施例中，在IO接口组态软件的开发中，使用JSON文件描述各种数据结构，提供读和写的方法，并在代码中建立与JSON数据结构相对应的数据类，将数据类与JSON文件形成映射关系。在进行数据交互更新时，首先读取JSON文件，将信息映射到数据类的一个对象上，然后根据具体硬件或通讯信号更新数据对象，最后再把更新后的对象写入JSON文件保存起来。在逻辑组态软件开发中，读入JSON文件信息，并将信息传递给控制逻辑。
具体地，以硬件IO接口为例，在用户完成每一个信号的信息配置后，软件内部就会调用UpdateSoftJosnData 对JSON文件进行更新。然后在逻辑组态过程中，在需要引用接口的地方只需要选择绑定变量，就会从已保存的JSON文件中读出所有IO信号的信息，并呈现给用户，用户选择与确定后即可直接集成到逻辑代码中。

Claims (2)

1.一种基于JSON的IO与控制逻辑组态的集成方法，其特征是，所述集成方法包括如下步骤：
步骤1、根据控制代码中IO数据的结构体封装格式，编写JSON文件，所述编写的JSON文件与控制代码中IO数据的结构体的层次保持一致；
步骤2、在组态软件的工程中建立与步骤1中JSON文件每一层级相对应的数据类；
步骤3、编写JSON文件读取的函数ReadJSON 以及JSON文件写入的函数WriteJSON ，通过ReadJSON 能从JSON文件读取数据到数据类对象，并将所述读取的数据类型对象返回调用，通过WriteJSON 能将传入的数据类对象写入JSON文件，且返回写成功标志；
步骤4、形成接口数据的集成功能函数UpdateSoftJosnData ，用ReadJSON 读取步骤1中建立的JSON文件数据到步骤2中数据类的实例中，然后处理IO数据并更新数据类的实例，最后调用WriteJSON 将数据类的实例写回JSON文件；在每次组态软件启动、或IO接口信号发生变化后，都调用此函数进行接口数据的更新，即更新上述JSON文件的“"ChanDatas":[]”。
2.根据权利要求1所述的基于JSON的IO与控制逻辑组态的集成方法，其特征是：步骤1中，在JSON文件中，需要对控制代码中每层IO数据的结构体的结构体名称、数据类型、数据定义、描述信息进行填充，并预留信号接口。
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