CN111585697B - 一种通讯方法、装置以及多模块通讯系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种通讯方法，包括通过串口接收控制系统发送的数据帧；根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；接收所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统。该通讯方法，实现了一个串口对多个功能模块的分时复用，极大的简化了串口通讯线路连接以及控制程序的编写，有效的提高了系统的可扩展性和灵活性。本申请还公开了一种通讯装置、多模块通讯系统以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

Description

一种通讯方法、装置以及多模块通讯系统

技术领域

本申请涉及通讯技术领域，特别涉及一种通讯方法；还涉及一种通讯装置、多模块通讯系统以及计算机可读存储介质。

背景技术

目前，对于常规的串口通讯，每个功能模块均独立占用一个COM口(即串行通讯端口，简称为串口)，各功能模块利用其所占用的COM口进行通讯。然而，通常COM口的数量是有限，无法满足功能模块数量较多时的串口需求，且若采用增加COM口来满足COM口需求的方式，则无疑会增加系统成本，且会造成系统的COM口线路连接繁杂，灵活性等问题。有鉴于此，如何在满足多模块通讯的同时，减少串口数量，提供系统灵活性已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种通讯方法，能够在满足多模块通讯的同时，有效减少串口数量，提供系统灵活性；本申请的另一目的是提供一种通讯装置、多模块通讯系统以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种通讯方法，其特征在于，包括：

通过串口接收控制系统发送的数据帧；

根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；

接收所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统。

可选的，所述数据帧还包括：

设备地址、参数以及CRC校验码；

所述根据所述数据帧确定目标功能模块，包括：

根据所述数据帧中的所述设备地址确定所述目标功能模块。

可选的，所述数据帧为八字节数据帧；所述设备地址与所述指令编码分别占用一个字节，所述参数占用4个字节，所述CRC校验码占用两个字节。

可选的，所述参数包括第一参数与第二参数，所述第一参数与所述第二参数分别占用两个字节。

可选的，还包括：

定时广播查询指令；且当接收到功能模块发送的状态信息后，解析所述状态信息得到所述功能模块的设备编码与状态。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种通讯装置，包括：

接收单元，用于通过串口接收控制系统发送的数据帧；

确定单元，用于根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；

发送单元，用于所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统。

可选的，所述数据帧还包括：设备地址、参数以及CRC校验码；所述确定单元具体用于根据所述数据帧中的所述设备地址确定所述目标功能模块。

可选的，还包括：

查询单元，用于定时广播查询指令；且当接收到功能模块发送的状态信息后，解析所述状态信息得到所述功能模块的设备编码与状态。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种多模块通讯系统，包括：

控制系统、总线控制器以及功能模块；所述控制系统与所述总线控制器通过串口相连，所述总线控制器与各所述功能模块通过接口相连；

所述总线控制器用于通过串口接收控制系统发送的数据帧；根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；以及接收所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的通讯方法的步骤。

本申请所提供的通讯方法，包括：通过串口接收控制系统发送的数据帧；根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；接收所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统。可见，本申请所提供的通讯方法，由中转设备转发控制系统发送的数据帧以及功能模块返回的数据，各功能模块不再分别通过串口与控制系统相连，实现一个串口对的多个功能模块分时复用，从而极大的简化了串口通讯线路连接以及控制程序的编写，有效的提高了系统的可扩展性和灵活性。

本申请所提供的通讯装置、多模块通讯系统以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种通讯方法的流程示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种通讯框图；

图3为本申请实施例所提供的一种通讯装置的示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种多模块通讯系统的示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种通讯方法，能够在满足多模块通讯的同时，有效减少串口数量，提供系统灵活性；本申请的另一核心是提供一种通讯装置、多模块通讯系统以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。根据本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种通讯方法的流程示意图，参考图1所示，该通讯方法包括：

S101：通过串口接收控制系统发送的数据帧；

具体的，本申请所提供的通讯方法中，控制系统与各功能模块均与总线控制器相连，由总线控制器在控制系统与功能模块之间进行数据转发。参考图2所示，控制系统与总线控制器通过串口相连，如RS485串口、RS232串口等；总线控制器与各功能模块通过接口相连，如USB接口。总线控制器一方面负责接收控制系统发送的数据帧，并进一步将数据帧转发给相应的功能模块，另一方面用于接收目标功能模块返回的数据，并进一步将数据转发给控制系统。本步骤即旨在通过串口接收控制系统发送的数据帧。

其中，对于控制系统与总线控制器之间所连接串口的具体类型以及总线控制器与功能模块之间所连接接口的具体类型，本申请不做限定，可以根据实际应用需要进行差异性设置。

S102：根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；

具体的，在通过串口接收到控制系统发送的数据帧的基础上，总线控制器首先根据所接收到的数据帧确定目标功能模块，即确定接收该数据帧的具体为哪一个功能模块，并在确定了目标功能模块后，总线控制器进一步通过连接目标功能模块对应的接口将数据帧发送给目标功能模块。其中，数据帧中包含指令编码，指令编码表征目标功能模块需执行的指令类型，如数据传送指令、算术运算指令、位运算指令、程序流程控制指令、串操作指令等等；目标功能模块接收到总线控制器转发的数据帧后，即可执行指令编码所对应的操作。

在一种具体的实施方式中，上述数据帧还包括：设备地址、参数以及CRC校验码；上述根据数据帧确定目标功能模块，包括：根据数据帧中的设备地址确定目标功能模块。

具体而言，本实施例中，控制系统发送的数据帧除包含指令代码外，还包括设备地址、参数以及CRC校验码四部分。其中，设备地址表征外接的功能模块的编号；CRC校验码根据设备地址、指令编码以及参数计算得到，用于校验数据帧的。

总线控制器接收到控制系统发送的包括设备地址、指令编码、参数以及CRC校验码的数据帧后，根据其中的设备地址确定目标功能模块，并将数据帧进一步发送给该目标功能模块。

进一步，在一种具体的实施方式中，数据帧为八字节数据帧；设备地址与指令编码分别占用一个字节，参数占用4个字节，CRC校验码占用两个字节。

具体而言，本实施例中，数据帧包括八个字节，即本实施例串行通讯协议的帧格式采用8个字节的帧格式。其中，设备地址占用一个字节，即由一个字节来表示设备地址，由此，设备地址的范围为00～FF，总线控制器最多可外接256个功能模块，实现256个功能模块对一个串口的分时复用。例如，当设备地址为00时，总线控制器根据此设备地址即可确定数据帧要发送给设备地址为00的功能模块。指令编码占用一个字节，即由一个字节来表示指令编码，由此，指令编码的范围为00～FF，可以定义256条不同的数据帧，例如，00代表位运算指令，01代表串操作指令。CRC校验码占用两个字节，此CRC校验码根据设备地址所占用的一个字节、指令编码所占用的一个字节以及参数所占用的4个字节的值计算得到，对于计算得到CRC校验码的方式本申请在此不作赘述，参考现有的相关技术即可。参数占用4个字节，且在一种具体的实施方式中，参数包括第一参数与第二参数，第一参数与第二参数分别占用两个字节。参考表1所示，第一参数(对应于表1中的参数1)与第二参数(对应于表1中的参数2)，此时，可用来指定二个长字节的参数或四个短字节的参数。

表1数据帧格式表

S103：接收所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统。

具体的，总线控制器将数据帧转发给相应的目标功能模块后，目标功能模块进一步执行数据帧中指令编码对应的操作，并通过对应的接口返回执行后的相关数据。进而总线控制器接收到目标功能模块返回的数据后，通过连接控制系统的串口再将数据发送给控制系统。其中，总线控制器发送给控制系统的数据的帧格式与控制系统发送的数据帧的帧格式一致，在控制系统发送的数据帧包括设备地址、指令编码、参数以及CRC校验码的情况下，功能模块返回的由总线控制器转发给控制系统的数据也对应包括设备地址、指令编码、参数以及CRC校验码，以便控制系统确认数据是哪一个功能模块返回的。

进一步，在上述实施例的基础上，该通讯方法还包括：

定时广播查询指令；且当接收到功能模块定时发送的状态信息后，解析状态信息得到功能模块的设备编码与状态。

具体而言，总线控制器还定时广播查询指令，各功能模块还定时发送状态信息，若总线控制器接收到功能模块发送的状态信息，即接收到响应，则其进一步解析该状态信息得到功能模块的设备编码以及状态，并设置状态以及准备向功能模块传输数据帧。相反，若没有接收到响应，则总线控制器在定时时间到达后重复广播查询指令。功能模块定时发送状态信息，若有应答，则发送状态数据，相反，若没有应答，则当定时时间到达后重复发送状态信息。

进一步，为保障通讯的有效性，当总线控制器根据功能模块发送的状态信息发现功能模块异常时，还可进一步向控制系统发送相关信息，以提示控制系统，以使控制系统选择其他替代的功能模块。

另外，目标功能模块接收到总线控制器转发的数据帧后，还可进一步核实数据帧中的设备编码，判断是否为自身对应的设备编码，并当发现数据帧中的设备编码与自身的设备编码不一致时，目标功能模块可进一步向总线控制器发送信息，以告知总线控制器此情况，以便总线控制器及时更正，将数据帧发送给正确的目标功能模块。

综上所述，本申请所提供的通讯方法，包括：通过串口接收控制系统发送的数据帧；根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；接收所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统。该通讯方法，由中转设备转发控制系统发送的数据帧以及功能模块返回的数据，各功能模块不再分别通过串口与控制系统相连，实现一个串口对的多个功能模块分时复用，从而极大的简化了串口通讯线路连接以及控制程序的编写，有效的提高了系统的可扩展性和灵活性。

本申请还提供了一种通讯装置，下文描述的该装置可以与上文描述的方法相互对应参照。请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种通讯装置的示意图，结合图3所示，该通讯装置包括：

接收单元10，用于通过串口接收控制系统发送的数据帧；

确定单元20，用于根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；

发送单元30，用于所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统。

在上述实施例的基础上，可选的，所述数据帧还包括：设备地址、参数以及CRC校验码；所述确定单元20具体用于根据所述数据帧中的所述设备地址确定所述目标功能模块。

在上述实施例的基础上，可选的，所述数据帧为八字节数据帧；所述设备地址与所述指令编码分别占用一个字节，所述参数占用4个字节，所述CRC校验码占用两个字节。

在上述实施例的基础上，可选的，所述参数包括第一参数与第二参数，所述第一参数与所述第二参数分别占用两个字节。

在上述实施例的基础上，可选的，还包括：

查询单元，用于定时广播查询指令；且当接收到功能模块发送的状态信息后，解析所述状态信息得到所述功能模块的设备编码与状态。

本申请还提供了一种多模块通讯系统，参考图4所示，该多模块通讯系统包括

控制系统1、总线控制器2以及功能模块3；所述控制系统1与所述总线控制器2通过串口相连，所述总线控制器2与各功能模块3通过接口相连；

通过串口接收控制系统1发送的数据帧；根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；以及接收所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统1。

本申请所提供的多模块通讯系统，由总线控制器转发控制系统发送的数据帧以及功能模块返回的响应数据，实现一个串口对的多个功能模块分时复用，从而极大的简化了串口通讯线路连接以及控制程序的编写，有效的提高了系统的可扩展性和灵活性。

对于本申请所提供的多模块通讯系统的介绍请参照上述方法实施例，本申请在此不做赘述。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现如下的步骤：

通过串口接收控制系统发送的数据帧；根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；以及接收所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统。

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对于本申请所提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本申请在此不做赘述。

因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到，在本申请提供的实施例的基本原理下结合实际情况可以存在多个例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (8)

1.一种通讯方法，其特征在于，包括：

通过串口接收控制系统发送的数据帧；

根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；

接收所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统；

所述数据帧还包括：

设备地址、参数以及CRC校验码；

所述根据所述数据帧确定目标功能模块，包括：

根据所述数据帧中的所述设备地址确定所述目标功能模块；

还包括：

当发现所述功能模块异常时，向所述控制系统发送信息提示所述控制系统，以使所述控制系统选择其他替代的所述功能模块；

接收所述目标功能模块发送的信息，并更正数据帧中所述目标功能模块的设备编码；所述信息是所述目标功能模块在判断出数据帧中的设备编码与自身的设备编码不一致时发送的。

2.根据权利要求1所述的通讯方法，其特征在于，所述数据帧为八字节数据帧；所述设备地址与所述指令编码分别占用一个字节，所述参数占用4个字节，所述CRC校验码占用两个字节。

3.根据权利要求2所述的通讯方法，其特征在于，所述参数包括第一参数与第二参数，所述第一参数与所述第二参数分别占用两个字节。

4.根据权利要求3所述的通讯方法，其特征在于，还包括：

定时广播查询指令；且当接收到功能模块发送的状态信息后，解析所述状态信息得到所述功能模块的设备编码与状态。

5.一种通讯装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于通过串口接收控制系统发送的数据帧；

确定单元，用于根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；

发送单元，用于所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统；

所述数据帧还包括：设备地址、参数以及CRC校验码；所述确定单元具体用于根据所述数据帧中的所述设备地址确定所述目标功能模块；

还包括：

当发现所述功能模块异常时，向所述控制系统发送信息提示所述控制系统，以使所述控制系统选择其他替代的所述功能模块；

接收所述目标功能模块发送的信息，并更正数据帧中所述目标功能模块的设备编码；所述信息是所述目标功能模块在判断出数据帧中的设备编码与自身的设备编码不一致时发送的。

6.根据权利要求5所述的通讯装置，其特征在于，还包括：

查询单元，用于定时广播查询指令；且当接收到功能模块发送的状态信息后，解析所述状态信息得到所述功能模块的设备编码与状态。

7.一种多模块通讯系统，其特征在于，包括：

控制系统、总线控制器以及功能模块；所述控制系统与所述总线控制器通过串口相连，所述总线控制器与各所述功能模块通过接口相连；

所述总线控制器用于通过串口接收控制系统发送的数据帧；根据所述数据帧确定目标功能模块，并通过所述目标功能模块对应的接口将所述数据帧发送至所述目标功能模块，以使所述目标功能模块执行所述数据帧中指令编码对应的操作；以及接收所述目标功能模块执行所述指令编码对应的操作后经由所述接口返回的数据，并通过所述串口将所述数据发送至所述控制系统；

总线控制器还用于：

当发现所述功能模块异常时，向所述控制系统发送信息提示所述控制系统，以使所述控制系统选择其他替代的所述功能模块；

接收所述目标功能模块发送的信息，并更正数据帧中所述目标功能模块的设备编码；所述信息是所述目标功能模块在判断出数据帧中的设备编码与自身的设备编码不一致时发送的。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的通讯方法的步骤。

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