CN112347014A - 一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统 - Google Patents

一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112347014A
CN112347014A CN202011377713.1A CN202011377713A CN112347014A CN 112347014 A CN112347014 A CN 112347014A CN 202011377713 A CN202011377713 A CN 202011377713A CN 112347014 A CN112347014 A CN 112347014A
Authority
CN
China
Prior art keywords
message
computer
lower computer
interval
upper computer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011377713.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112347014B (zh
Inventor
刘春静
徐旺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Institute of Information Engineering
Original Assignee
Anhui Institute of Information Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Institute of Information Engineering filed Critical Anhui Institute of Information Engineering
Priority to CN202011377713.1A priority Critical patent/CN112347014B/zh
Publication of CN112347014A publication Critical patent/CN112347014A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112347014B publication Critical patent/CN112347014B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/20—Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus
    • G06F13/24—Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus using interrupt

Abstract

本发明公开了一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统，包括：计算下位机进行中断的工作区间
Figure DDA0002807556580000011
以及
Figure DDA0002807556580000012
在下位机端，若
Figure DDA0002807556580000013
不处于
Figure DDA0002807556580000014
和
Figure DDA0002807556580000015
则延时预设时间后向上位机发送预设定数据长度的消息；在上位机端，在下位机返回的消息的长度等于预设定的长度时，在不存在比特错误时，解包出消息中的消息包计数Mcn，基于所解包出的消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数M′cn确定消息包的丢失数；采用蒙特卡诺仿真的方法，基于预设的系统参数确定上位机发送指令的各个时间间隔对应的消息包的丢失数及其对应的丢失率；确定以各个消息包丢失率中小于预设定消息包丢失率阈值中的时间间隔最小一者作为最优时序的配置值。本发明可找出碰撞概率为零或趋近于零的最优时序控制。

Description

一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统
技术领域
本发明涉及中式数据通信的技术领域，具体地，涉及一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统。
背景技术
集中式数据通信架构来源于计算机网络中的客户端/服务器(C/S)模式，在各种工业控制总线等领域中的应用非常广泛。在集中式数据通信架构中，一般将客户端称为下位机，服务器称为上位机，下位机可以有多部，上位机只有一部，用于集中处理所有下位机传输的所有数据信息；根据下位机与上位机之间数据通信链路的数量，可以分为单链路集中式和多链路集中式，其中，单链路集中式的通信链接只有一条，即多部下位机分时共享唯一的一条通信链路；多链路集中式的通信链路则有多条，通常该模式的链路数量与下位机的总数量相等，每一部下位机分别对应一条通信链路，在这种多条链路并行的情况下，虽然占用了更多的硬件资源，但由于上位机与任何下位机之间的数据通信是完全独立的，每条通信链路上的数据传输时序互不影响，使得整个通信软件的时序设计更为简单，即，以更多的硬件资源降低软件开发的工作量。
多链路集中式数据通信架构的软件时序设计的实质是一对一通信，通信控制过程相对简单，一般只需要考虑上位机的通信能力与数据处理能力。而单链路集中式数据通信架构则与之不同，分时共享链路的时序控制有很多种可能，上位机必须充当协调时序的主控器角色，以保证上位机及所有下位机的数据收发时刻都是严格非重叠的，这样才能够保证单链路上的数据互不冲突。
虽然单链路集中式数据通信架构已经存在并应用了很长的时间，但是在不同的单链路集中式数据通信系统中，下位机的数量不同，上位机与下位机之间的数据传输速率、响应延迟不同，使得在调试不同类型的系统时，总需要经过复杂的测试与分析，才能够最终确定出单链路集中式数据通信的时序关系。这种传统的时序控制调试方法不仅冗余繁杂，而且浪费调试人员的大量时间，将不必要的精力花费在接口时序的精确控制上，既不利于加快研发进度，也增大了企业投入的人力和物力成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统，该用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统，减少上位机与下位机之间反复调试的次数，以软件仿真的形式模拟单链路集中式数据通信的时序关系，然后通过足够多次数的随机统计测试通信过程中的数据包碰撞概率，由此找出碰撞概率为零或趋近于零的最优时序控制。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法，所述用于集中式数据通信的最优时序控制方法包括：计算下位机进行中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000021
下位机进行数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000022
以及某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000023
在所述下位机端，若上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000024
不处于下位机进行中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000025
和下位机进行数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000026
则延时预设时间后向所述上位机发送预设定数据长度的消息；在所述上位机端，判断所述下位机返回的消息的长度是否等于预设定的长度，在所述下位机返回的消息的长度等于预设定的长度时，判断所述消息是否存在比特错误，在不存在比特错误时，解包出所述消息中的消息包计数Mcn，基于所解包出的消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数Mc′n确定所述消息包的丢失数；采用蒙特卡诺仿真的方法，基于预设的系统参数确定上位机发送指令的各个时间间隔对应的消息包的丢失数及其对应的丢失率；确定以各个消息包丢失率中小于预设定消息包丢失率阈值中的时间间隔最小一者作为最优时序的配置值。
优选地，所述系统参数包括：下位机的中断间隔时间TLi、中断持续时间 tLi、中断持续时间的误差ΔtLi、第n部下位机的初始延迟时间tLdn；并且，所述计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机的第k次中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000031
优选地，所述系统参数还包括：数据打包及缓存到所述下位机的存储器需要的时间tLp和打包及缓存的时间误差ΔtLp；并且，所述计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机在第m次数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000032
优选地，通过下述公式计算某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000033
Figure RE-GDA0002883494100000034
其中，i为上位机发送指令的次数，THq为上位机发送指令的时间间隔， NH2L为请求指令的数据长度。
优选地，所述基于所解包出的消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数 Mc′n确定所述消息包的丢失数包括：在所述消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数Mc′n的差不等于1时，通过下述公式计算所述消息包的丢失数：
Figure RE-GDA0002883494100000035
其中，L为所述消息包的总数量。
优选地，所述确定以各个消息包丢失率中最小一者对应的时间间隔作为最优时序的配置值包括：
计算出不同时间间隔THq对应的各个消息包丢失率，其中所述消息包丢失率被配置为消息包丢失的数量与返回的所述消息包的总数量L之比ρ；以及根据所述预先设定的消息包丢失率阈值ρ0，确定满足ρ≤ρ0的最小时间间隔THq作为最优时序的配置值。
另外，本发明还提供一种用于集中式数据通信的最优时序控制系统，所述用于集中式数据通信的最优时序控制系统包括：计算单元，用于计算下位机进行中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000041
下位机进行数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000042
以及某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000043
所述下位机，用于若上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000044
不处于下位机进行中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000045
和下位机进行数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000046
则延时预设时间后向所述上位机发送预设定数据长度的消息；所述上位机，用于判断所述下位机返回的消息的长度是否等于预设定的长度，在所述下位机返回的消息的长度等于预设定的长度时，判断所述消息是否存在比特错误，在不存在比特错误时，解包出所述消息中的消息包计数Mcn，基于所解包出的消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数Mc′n确定所述消息包的丢失数；丢失率确定单元，用于采用蒙特卡诺仿真的方法，基于预设的系统参数确定上位机发送指令的各个时间间隔对应的消息包的丢失数及其对应的丢失率；以及配置值确定单元，用于确定以各个消息包丢失率中小于预设定消息包丢失率阈值中的时间间隔最小一者作为最优时序的配置值。
优选地，所述系统参数可以包括：下位机的中断间隔时间TLi、中断持续时间tLi、中断持续时间的误差ΔtLi、第n部下位机的初始延迟时间tLdn；并且，所述计算单元用于计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机的第k次中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000047
优选地，所述系统参数还包括：数据打包及缓存到所述下位机的存储器需要的时间tLp和打包及缓存的时间误差ΔtLp；并且，所述计算单元用于计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机在第m次数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000051
优选地，所述计算单元用于通过下述公式计算某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000052
Figure RE-GDA0002883494100000053
其中，i为上位机发送指令的次数，THq为上位机发送指令的时间间隔， NH2L为请求指令的数据长度。
根据上述技术方案，本发明能够模拟单链路集中式数据通信架构中上位机与下位机之间的时序配置，为通信双方的时序控制提供重要参考；能够以计算机模拟统计的方法仿真大量不同情况下的消息包丢包率，从而快速确定满足用户丢包概率的最优发送指令时间间隔THq；本发明实现的方法适用于任意单链路集中式数据通信架构，与所述下位机的具体数量无关，在具体的工程实践中能够节约大量的接口调试时间，从而有效降低研发成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明本发明的一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法的流程图；
图2是说明本发明的一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法的仿真时序图；
图3是采用本发明的用于集中式数据通信的最优时序控制方法后的丢包概率示意图；以及
图4是本发明的实施例2的一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明提供的一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法的流程图，如图1所示，所述用于集中式数据通信的最优时序控制方法包括：
S101，计算下位机进行中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000061
下位机进行数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000062
以及某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000063
优选地，所述系统参数可以包括：下位机的中断间隔时间TLi、中断持续时间tLi、中断持续时间的误差ΔtLi、第n部下位机的初始延迟时间tLdn；
并且，所述计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机的第k次中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000064
Figure RE-GDA0002883494100000065
优选地，所述系统参数还包括：数据打包及缓存到所述下位机的存储器需要的时间tLp和打包及缓存的时间误差ΔtLp；
并且，所述计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机在第m次数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000066
Figure RE-GDA0002883494100000067
优选地，通过下述公式计算某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000071
Figure RE-GDA0002883494100000072
其中，i为上位机发送指令的次数，THq为上位机发送指令的时间间隔， NH2L为请求指令的数据长度。
在本发明的上述实施例中，丢失的消息包数量与返回消息包的总数量之比的阈值ρ0＝1×10-4，下位机的数量N＝4，下位机每隔TLi＝100ms产生一次中断，中断持续时间为tLi＝2ms，中断持续时间的误差ΔtLi设定为0～0.2ms之间由均匀分布产生的随机数，第n部(n＝1,2,...,N)下位机的初始延迟时间tLdn由 0～100ms之间均匀分布的随机数产生，计算得到第n部下位机在第k次中断的工作区间为
Figure RE-GDA0002883494100000073
下位机每隔TLp＝1s进行一次数据打包，数据打包及缓存到下位机存储器需要的时间tLp＝20ms，打包及缓存的时间误差ΔtLp由0～0.2ms 之间均匀分布的随机数产生，计算第n部下位机在第m次数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000074
上位机每间隔THq＝15ms以轮询方式向下位机发送一次请求指令，数据传输速率v＝15200bps，请求指令的数据长度NH2L＝152bit，计算上位机第i次发送指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000075
若INVRi与
Figure RE-GDA0002883494100000076
交叠，则第n部下位机不响应该次发送指令的请求，否则下位机经延迟Dn后向上位机返回数据长度为 NL2Hn＝304bit的消息，延迟Dn由0～20ms之间均匀分布的随机数产生。
S102，在所述下位机端，若上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000077
不处于下位机进行中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000078
和下位机进行数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000079
则延时预设时间后向所述上位机发送预设定数据长度的消息；
S103，在所述上位机端，判断所述下位机返回的消息的长度是否等于预设定的长度，在所述下位机返回的消息的长度等于预设定的长度时，判断所述消息是否存在比特错误，在不存在比特错误时，解包出所述消息中的消息包计数Mcn，基于所解包出的消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数Mc′n确定所述消息包的丢失数。
优选地，所述基于所解包出的消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数 Mc′n确定所述消息包的丢失数包括：
在所述消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数Mc′n的差不等于1时，通过下述公式计算所述消息包的丢失数：
Figure RE-GDA0002883494100000081
其中，L为所述消息包的总数量。
所述上位机在收到第n部下位机的返回消息后，若消息的数据长度不等于304bit，则丢弃该数据不予处理，否则对消息进行比特错误检测，如果没有比特错误，则解包出返回消息中的消息包计数Mcn。比较当前消息包计数 Mcn与上一次获取的消息包计数Mc′n，若二者相等，则丢弃该消息包数据，否则，若Mcn-Mc′n≠1，则计算丢失的消息包数量为Mcn-Mc′n-1，并累积统计出 L＝1000000次的ρ＝Sloss/L。
S104，采用蒙特卡诺仿真的方法，基于预设的系统参数确定上位机发送指令的各个时间间隔对应的消息包的丢失数及其对应的丢失率。
S105，确定以各个消息包丢失率中小于预设定消息包丢失率阈值中的时间间隔最小一者作为最优时序的配置值。
优选地，所述确定以各个消息包丢失率中小于预设定消息包丢失率阈值中所对应的时间间隔最小一者作为最优时序的配置值包括：
计算出不同时间间隔THq对应的各个消息包丢失率，其中所述消息包丢失率被配置为消息包丢失的数量与返回的所述消息包的总数量L之比ρ；以及
根据所述预先设定的消息包丢失率阈值ρ0，确定满足ρ≤ρ0的最小时间间隔THq作为最优时序的配置值。
通过改变所述上位机向所述下位机发送请求的时间间隔THq，以1ms为步进，步进到50ms结束，即循环36次，统计出每一次THq变化得到的ρ值，在所有的ρ值中找出满足ρ≤ρ0的最小THq。图2为本实施例中4部下位机的仿真时序图，图3为由蒙特卡洛仿真统计产生曲线图，由图中可以看出，在本实施例中，图3的椭圆的圆圈中的THq＝38ms发送上位机指令是最优的。
本发明为了通过计算机仿真获取到单链路集中式数据通信架构中满足最优时序控制的最小THq值，提高通信接口调试效率，优化协议配置，提出了一种高效的统计优化方法，以满足用户期望的消息包丢包概率。该方法不仅能够模拟真实的通信接口时序，还能够通过时序模拟计算出最优化的THq值，从而大大降低了调试工作量，节约了接口协议的调试时间。
图4是本发明的实施例2的一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法的流程图。
如图4所示，设下位机的数量为N，下位机每隔TLi就产生一次中断，中断持续时间为tLi，中断持续时间的误差为ΔtLi，第n部(n＝1,2,...,N)下位机的初始延迟时间为tLdn，则第n部下位机在第k次中断的工作区间计算如下：
Figure RE-GDA0002883494100000091
(2)下位机每隔TLp进行一次数据打包，数据打包时间与中断时间无交叠，数据打包及缓存到下位机存储器需要的时间为tLp，打包及缓存的时间误差为ΔtLp，则第n部下位机在第m次数据打包的工作区间计算如下：
Figure RE-GDA0002883494100000092
(3)上位机每间隔THq以轮询方式向下位机发送一次请求指令，数据传输速率为vbps，请求指令的数据长度为NH2L比特，则上位机第i次发送指令的工作区间计算如下：
Figure RE-GDA0002883494100000101
(4)若上位机向第n部下位机发送指令时，第n部下位机正处于中断或数据打包过程中，即区间
Figure RE-GDA0002883494100000102
则第n部下位机不予响应该次发送指令的请求；
(5)若第n部下位机处于空闲状态，在收到上位机的请求指令后，经延迟Dn后向上位机返回数据长度为NL2Hn比特的消息，则下位机发送消息的工作区间计算如下：
Figure RE-GDA0002883494100000103
其中treqn表示第n部下位机收到上位机请求指令的时刻；
(6)上位机在收到第n部下位机的返回消息后，判断消息的数据长度是否等于NL2Hn比特，若消息的数据长度不等于NL2Hn比特，则丢弃该数据，返回消息失败，否则进入下一步的数据检错阶段；
(7)上位机对数据长度正确的消息进行错误检测，若发现返回的消息中存在比特错误，则丢弃该数据，返回消息失败，否则解包出返回消息中的消息包计数Mcn；
(8)若当前消息包计数Mcn与上一次获取的消息包计数Mc′n相等(Mc′n的初始复位值为零)，则认为第n部下位机中的数据尚未更新，丢弃该数据，否则令
Figure RE-GDA0002883494100000104
完成数据的解析处理；
(9)若Mcn-M′cn≠1，则认为返回消息包丢失，丢失的消息包数量为 Mcn-M′cn-1，累积的丢失消息包数量为：
Figure RE-GDA0002883494100000105
其中(Mcn-M′cn-1)l为第l次丢失的消息包数量；
(10)采用蒙特卡洛仿真的方法，设置随机初始延迟时间、返回消息的比特错误概率及上位机向下位机发送的指令次数等参数，通过上位机发送指令的间隔THq，统计出多次仿真得出的丢失消息包数量，并计算出不同THq对应的丢失消息包数量与总返回消息包数量L之比ρ；
(11)根据预先设定的丢失消息包数量与总返回消息包数量之比的阈值ρ0，找出满足ρ≤ρ0的最小THq。
另外，本发明还提供一种用于集中式数据通信的最优时序控制系统，其特征在于，所述用于集中式数据通信的最优时序控制系统包括：
计算单元，用于计算下位机进行中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000111
下位机进行数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000112
以及某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000113
所述下位机，用于若上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000114
不处于下位机进行中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000115
和下位机进行数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000116
则延时预设时间后向所述上位机发送预设定数据长度的消息；
所述上位机，用于判断所述下位机返回的消息的长度是否等于预设定的长度，在所述下位机返回的消息的长度等于预设定的长度时，判断所述消息是否存在比特错误，在不存在比特错误时，解包出所述消息中的消息包计数 Mcn，基于所解包出的消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数M′cn确定所述消息包的丢失数；
丢失率确定单元，用于采用蒙特卡诺仿真的方法，基于预设的系统参数确定上位机发送指令的各个时间间隔对应的消息包的丢失数及其对应的丢失率；以及
配置值确定单元，用于确定以各个消息包丢失率中小于预设定消息包丢失率阈值中的时间间隔最小一者作为最优时序的配置值。
优选地，所述系统参数可以包括：下位机的中断间隔时间TLi、中断持续时间tLi、中断持续时间的误差ΔtLi、第n部下位机的初始延迟时间tLdn；
并且，所述计算单元用于计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机的第k次中断的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000121
Figure RE-GDA0002883494100000122
优选地，所述系统参数还包括：数据打包及缓存到所述下位机的存储器需要的时间tLp和打包及缓存的时间误差ΔtLp；
并且，所述计算单元用于计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机在第m次数据打包的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000123
Figure RE-GDA0002883494100000124
优选地，所述计算单元用于通过下述公式计算某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure RE-GDA0002883494100000125
Figure RE-GDA0002883494100000126
其中，i为上位机发送指令的次数，THq为上位机发送指令的时间间隔， NH2L为请求指令的数据长度。
其中，本发明的用于集中式数据通信的最优时序控制系统与现有技术相比，具有所述用于集中式数据通信的最优时序控制方法相同的区别技术特征和技术效果，在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/ 或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/ 输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他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、商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他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法，其特征在于，所述用于集中式数据通信的最优时序控制方法包括：
计算下位机进行中断的工作区间
Figure FDA0002807556550000011
下位机进行数据打包的工作区间
Figure FDA0002807556550000012
以及某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure FDA0002807556550000013
在所述下位机端，若上位机发送请求指令的工作区间
Figure FDA0002807556550000014
不处于所述下位机进行中断的工作区间
Figure FDA0002807556550000015
和所述下位机进行数据打包的工作区间
Figure FDA0002807556550000016
中，则延时预设时间后向所述上位机发送预设定数据长度的消息；
在所述上位机端，判断所述下位机返回的消息的长度是否等于预设定的长度，在所述下位机返回的消息的长度等于预设定的长度时，判断所述消息是否存在比特错误，在不存在比特错误时，解包出所述消息中的消息包计数Mcn，基于所解包出的消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数M′cn确定所述消息包的丢失数；
采用蒙特卡诺仿真的方法，基于预设的系统参数确定上位机发送指令的各个时间间隔对应的消息包的丢失数及其对应的丢失率；
确定以各个消息包丢失率中小于预设定消息包丢失率阈值中的时间间隔最小一者作为最优时序的配置值。
2.根据权利要求1所述的用于集中式数据通信的最优时序控制方法，其特征在于，所述系统参数包括：下位机的中断间隔时间TLi、中断持续时间tLi、中断持续时间的误差ΔtLi、第n部下位机的初始延迟时间tLdn；
并且，所述计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机的第k次中断的工作区间
Figure FDA0002807556550000017
Figure FDA0002807556550000018
3.根据权利要求2所述的用于集中式数据通信的最优时序控制方法，其特征在于，所述系统参数还包括：数据打包及缓存到所述下位机的存储器需要的时间tLp和打包及缓存的时间误差ΔtLp；
并且，所述计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机在第m次数据打包的工作区间
Figure FDA0002807556550000021
Figure FDA0002807556550000022
4.根据权利要求3所述的用于集中式数据通信的最优时序控制方法，其特征在于，通过下述公式计算某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure FDA0002807556550000023
Figure FDA0002807556550000024
其中，i为上位机发送指令的次数，THq为上位机发送指令的时间间隔，NH2L为请求指令的数据长度。
5.根据权利要求4所述的用于集中式数据通信的最优时序控制方法，其特征在于，所述基于所解包出的消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数M′cn确定所述消息包的丢失数包括：
在所述消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数M′cn的差不等于1时，通过下述公式计算所述消息包的丢失数：
Figure FDA0002807556550000025
其中，L为所述消息包的总数量。
6.根据权利要求5所述的用于集中式数据通信的最优时序控制方法，其特征在于，所述确定以各个消息包丢失率中小于预设定消息包丢失率阈值中的时间间隔最小一者作为最优时序的配置值包括：
计算出不同时间间隔THq对应的各个消息包丢失率，其中所述消息包丢失率被配置为消息包丢失的数量与返回的所述消息包的总数量L之比ρ；以及
根据所述预先设定的消息包丢失率阈值ρ0，确定满足ρ≤ρ0的最小时间间隔THq作为最优时序的配置值。
7.一种用于集中式数据通信的最优时序控制系统，其特征在于，所述用于集中式数据通信的最优时序控制系统包括：
计算单元，用于计算下位机进行中断的工作区间
Figure FDA0002807556550000031
下位机进行数据打包的工作区间
Figure FDA0002807556550000032
以及某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure FDA0002807556550000033
所述下位机，用于若上位机发送请求指令的工作区间
Figure FDA0002807556550000034
不处于下位机进行中断的工作区间
Figure FDA0002807556550000035
和下位机进行数据打包的工作区间
Figure FDA0002807556550000036
中，则延时预设时间后向所述上位机发送预设定数据长度的消息；
所述上位机，用于判断所述下位机返回的消息的长度是否等于预设定的长度，在所述下位机返回的消息的长度等于预设定的长度时，判断所述消息是否存在比特错误，在不存在比特错误时，解包出所述消息中的消息包计数Mcn，基于所解包出的消息包计数Mcn与上一次获取消息包计数M′cn确定所述消息包的丢失数；
丢失率确定单元，用于采用蒙特卡诺仿真的方法，基于预设的系统参数确定上位机发送指令的各个时间间隔对应的消息包的丢失数及其对应的丢失率；以及
配置值确定单元，用于确定以各个消息包丢失率中小于预设定消息包丢失率阈值中的时间间隔最小一者作为最优时序的配置值。
8.根据权利要求7所述的用于集中式数据通信的最优时序控制系统，其特征在于，所述系统参数可以包括：下位机的中断间隔时间TLi、中断持续时间tLi、中断持续时间的误差ΔtLi、第n部下位机的初始延迟时间tLdn；
并且，所述计算单元用于计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机的第k次中断的工作区间
Figure FDA0002807556550000041
Figure FDA0002807556550000042
9.根据权利要求8所述的用于集中式数据通信的最优时序控制系统，其特征在于，所述系统参数还包括：数据打包及缓存到所述下位机的存储器需要的时间tLp和打包及缓存的时间误差ΔtLp；
并且，所述计算单元用于计算下位机在上述系统参数下通过下述公式计算第n部下位机在第m次数据打包的工作区间
Figure FDA0002807556550000043
Figure FDA0002807556550000044
10.根据权利要求8所述的用于集中式数据通信的最优时序控制系统，其特征在于，所述计算单元用于通过下述公式计算某个上位机发送指令的时间间隔对应的上位机发送请求指令的工作区间
Figure FDA0002807556550000045
Figure FDA0002807556550000046
其中，i为上位机发送指令的次数，THq为上位机发送指令的时间间隔，NH2L为请求指令的数据长度。
CN202011377713.1A 2020-11-30 2020-11-30 一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统 Active CN112347014B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011377713.1A CN112347014B (zh) 2020-11-30 2020-11-30 一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011377713.1A CN112347014B (zh) 2020-11-30 2020-11-30 一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112347014A true CN112347014A (zh) 2021-02-09
CN112347014B CN112347014B (zh) 2022-04-26

Family

ID=74366122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011377713.1A Active CN112347014B (zh) 2020-11-30 2020-11-30 一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112347014B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102035964A (zh) * 2009-10-02 2011-04-27 富士施乐株式会社 图像通信装置
US20170034029A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 International Business Machines Corporation Detecting proxy-based communications
CN108566430A (zh) * 2018-04-19 2018-09-21 西安电子科技大学 一种数据分配方法
CN108648298A (zh) * 2018-04-28 2018-10-12 深圳市元征科技股份有限公司 消息处理方法及装置、存储介质、电子设备
CN109412753A (zh) * 2018-10-25 2019-03-01 网易（杭州）网络有限公司 数据传输方法及装置、电子设备以及存储介质
CN109560976A (zh) * 2017-09-25 2019-04-02 北京国双科技有限公司 一种消息延迟的监控方法及装置
CN110738015A (zh) * 2019-09-10 2020-01-31 广东高云半导体科技股份有限公司 片上系统及其fpga内核信息处理方法
US20200042368A1 (en) * 2018-07-31 2020-02-06 International Business Machines Corporation Determining when to send message to a computing node to process items by training a machine learning module
CN111818632A (zh) * 2020-09-02 2020-10-23 上海擎朗智能科技有限公司 一种设备同步的方法、装置、设备及存储介质

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102035964A (zh) * 2009-10-02 2011-04-27 富士施乐株式会社 图像通信装置
US20170034029A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 International Business Machines Corporation Detecting proxy-based communications
CN109560976A (zh) * 2017-09-25 2019-04-02 北京国双科技有限公司 一种消息延迟的监控方法及装置
CN108566430A (zh) * 2018-04-19 2018-09-21 西安电子科技大学 一种数据分配方法
CN108648298A (zh) * 2018-04-28 2018-10-12 深圳市元征科技股份有限公司 消息处理方法及装置、存储介质、电子设备
US20200042368A1 (en) * 2018-07-31 2020-02-06 International Business Machines Corporation Determining when to send message to a computing node to process items by training a machine learning module
CN109412753A (zh) * 2018-10-25 2019-03-01 网易（杭州）网络有限公司 数据传输方法及装置、电子设备以及存储介质
CN110738015A (zh) * 2019-09-10 2020-01-31 广东高云半导体科技股份有限公司 片上系统及其fpga内核信息处理方法
CN111818632A (zh) * 2020-09-02 2020-10-23 上海擎朗智能科技有限公司 一种设备同步的方法、装置、设备及存储介质

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIN TAI: "Power system dynamic state estimation with random communication packets loss", 《2011 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ADVANCED CONTROL OF INDUSTRIAL PROCESSES (ADCONIP 2011)》 *
王毅璇等: "跨平台的上位机监控系统中数据通信的实现", 《电子技术应用》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112347014B (zh) 2022-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7739526B2 (en) System for regulating system power by controlling memory usage based on an overall system power measurement
Ibe et al. Performance evaluation of client-server systems
Bochmann et al. Adding performance aspects to specification languages
Wu et al. Trak: A testing tool for studying the reliability of data delivery in apache kafka
CN108062235B (zh) 数据处理方法及装置
Voit et al. Optimizing hierarchical schedules for improved control performance
Dolejs et al. On the Ethernet use for real-time publish-subscribe based applications
US20080095193A1 (en) Method and Apparatus for Dynamically Adjusting the Number of Packets in a Packet Train to Avoid Timeouts
CN112347014B (zh) 一种用于集中式数据通信的最优时序控制方法及系统
CN106372026A (zh) 一种链路检测方法和接收设备
CN113364701B (zh) 基于rtt的结合比例积分微分控制的拥塞控制方法及设备
WO2021197128A1 (zh) 流量限速方法及装置
US8423975B1 (en) System performance simulator
CN112422361A (zh) 一种交换机测试方法、设备及介质
CN117033004A (zh) 负载均衡方法、装置、电子设备及存储介质
Seno et al. A simulation approach to a Real-Time Ethernet protocol: EtherCAT
CN112492627B (zh) 后到先服务通信系统、发射端设备、介质及性能优化方法
CN111177106B (zh) 一种分布式数据计算系统及方法
CN112532447A (zh) 一种rdma参数配置的方法、装置及存储介质
Cranfield et al. Computer modeling the ATLAS Trigger/DAQ system performance
CN114944995B (zh) 时延的处理方法、装置、路由器及系统
CN110543652B (zh) 用于确定实时的测试器的物理连接拓扑的方法
CN107679298A (zh) 一种基于Petri网的1394b总线负载仿真建模方法
KR102153689B1 (ko) 대용량 클러스터에서 컴퓨팅 작업을 고속으로 처리하는 동적 스케줄링 방법
Sirjani et al. A compositional approach for modeling and timing analysis of wireless sensor and actuator networks

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210209

Assignee: Anhui Yanming Technology Co.,Ltd.

Assignor: ANHUI INSTITUTE OF INFORMATION TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023980035329

Denomination of invention: An optimal timing control method and system for centralized data communication

Granted publication date: 20220426

License type: Common License

Record date: 20230512

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: An optimal timing control method and system for centralized data communication

Effective date of registration: 20230818

Granted publication date: 20220426

Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Wuhu Administrative New Area Sub-branch

Pledgor: ANHUI INSTITUTE OF INFORMATION TECHNOLOGY

Registration number: Y2023980052843