CN112491505A - 一种通信方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种通信方法、装置及系统。其中，该方法包括：确定待通信的目标设备对应的波特率，其中，对连接至同一总线上的设备进行分组，不同的分组对应有不同的波特率，不同分组内的设备的通信地址可相同；将自身波特率切换至所确定的波特率；基于切换后的波特率与所述目标设备进行通信。本发明结合波特率和通信地址，对设备进行区分，通过切换不同波特率实现在同一总线上以相同通信地址访问不同的设备，从而能够节省通信地址，增加总线可挂载的设备数目，且便于设备管理。

Description

一种通信方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种通信方法、装置及系统。
背景技术
能源管理系统主要包括：服务器、控制器(如网关)以及底层监测设备，底层监测设备例如电表、水表以及气表等，主要针对目标区域的水电气等能源数据和设备相关的状态参数进行采集，经过网关轮询点名后，根据标准Modbus RTU协议在RS485总线上进行传输，最终由网关上传到服务器上。
目前的能源管理系统中，底层监测设备通常以手拉手的方式连接在RS485总线上，如图1所示，网关20可与服务器10进行通信，网关20还连接至RS485总线，在RS485总线上挂载不同类型的底层监测设备，如电表、水表等，根据标准Modbus RTU协议，需要对设备按顺序进行编址，每个设备配置一个通信地址，长度为一个字节且不能重复，这样会导致水表的通信地址出现偏移，偏移大小为n，并且总线上挂载的设备数不能超过255个。也就是说，当目标区域存在多种不同类型的底层监测设备时，不同类型设备的通信地址会出现不同程度的偏移，这样不利于整理现场设备以及上层服务器的地址信息，容易造成设备数据和信息丢失混乱。
针对现有技术中总线挂载的设备的通信地址唯一导致挂载设备数目受限且管理不便的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供一种通信方法、装置及系统，以至少解决现有技术中总线挂载的设备的通信地址唯一导致挂载设备数目受限且管理不便的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种通信方法，包括：确定待通信的目标设备对应的波特率，其中，对连接至同一总线上的设备进行分组，不同的分组对应有不同的波特率，不同分组内的设备的通信地址可相同；将自身波特率切换至所确定的波特率；基于切换后的波特率与所述目标设备进行通信。
可选的，确定待通信的目标设备对应的波特率，包括：确定所述目标设备所属的分组；根据预存的分组与波特率的对应关系，确定所述目标设备对应的波特率。
可选的，在确定待通信的目标设备对应的波特率之前，还包括：按照预设规则对控制器所连总线上的设备进行分组；按照分组情况设置各设备的波特率以及为各设备分配通信地址。
可选的，基于切换后的波特率与所述目标设备进行通信，包括：基于所述切换后的波特率，按照预设的通信地址顺序对所述目标设备进行轮询，并接收所述目标设备的答复信息。
可选的，同一分组内的各设备以手拉手的方式连接至总线，同一分组内的各设备的通信地址不同。
可选的，不同分组通过集线器的不同端口连接至总线。
本发明实施例还提供了一种通信装置，包括：确定模块，用于确定待通信的目标设备对应的波特率，其中，对连接至同一总线上的设备进行分组，不同的分组对应有不同的波特率，不同分组内的设备的通信地址可相同；切换模块，用于将自身波特率切换至所确定的波特率；通信模块，用于基于切换后的波特率与所述目标设备进行通信。
本发明实施例还提供了一种通信系统，包括：服务器、控制器和底层设备，所述控制器与所述底层设备均连接至总线，所述控制器包括本发明实施例所述的通信装置。
可选的，所述通信系统还包括：集线器，所述底层设备被划分为至少一个分组，不同分组通过集线器的不同端口连接至所述总线。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如本发明实施例所述的通信方法。
应用本发明的技术方案，对连接至同一总线上的设备进行分组，不同的分组对应有不同的波特率，不同分组内的设备的通信地址可相同，在需要通信时，确定待通信的目标设备对应的波特率，将自身波特率切换至所确定的波特率，基于切换后的波特率与目标设备进行通信。控制器可结合波特率和通信地址，对设备进行区分，通过切换不同波特率实现在同一总线上以相同通信地址访问不同的设备，从而能够节省通信地址，增加总线可挂载的设备数目，且便于设备管理。
附图说明
图1是现有技术的总线通信架构示意图；
图2是本发明实施例提供的通信方法的流程图；
图3A和图3B是本发明实施例提供的总线通信架构示意图；
图4是本发明实施例提供的通信装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本实施例提供一种通信方法，该方法可由控制器执行，可以相同地址访问不同的底层设备，该方法可应用于能源监测系统中。
图2是本发明实施例提供的通信方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
S201，确定待通信的目标设备对应的波特率，其中，对连接至同一总线上的设备进行分组，不同的分组对应有不同的波特率，不同分组内的设备的通信地址可相同。
S202，将自身波特率切换至所确定的波特率。
S203，基于切换后的波特率与所述目标设备进行通信。
其中，总线可以是RS485总线，总线上的设备可以是底层监测设备，例如，水表、电表等。同一分组内的各设备的波特率相同但通信地址不同，不同分组的设备的通信地址可以相同，例如，分组1包括三个设备，三个设备的波特率均设置为A，三个设备的通信地址分别为a、b和c，分组2包括四个设备，四个设备的波特率均为B，四个设备的通信地址分别为a、b、c和d。利用波特率和通信地址，针对属于不同分组但是通信地址相同的设备，由于波特率不同，控制器与地址相同的设备也可以实现正常通信。
本实施例的通信方法，对连接至同一总线上的设备进行分组，不同的分组对应有不同的波特率，不同分组内的设备的通信地址可相同，在需要通信时，确定待通信的目标设备对应的波特率，将自身波特率切换至所确定的波特率，基于切换后的波特率与目标设备进行通信。控制器可结合波特率和通信地址，对设备进行区分，通过切换不同波特率实现在同一总线上以相同通信地址访问不同的设备，从而能够节省通信地址，增加总线可挂载的设备数目，且便于设备管理。
在一个实施方式中，确定待通信的目标设备对应的波特率，包括：确定所述目标设备所属的分组；根据预存的分组与波特率的对应关系，确定所述目标设备对应的波特率。具体的，预先为不同的分组设置对应的波特率，同一分组内各设备的波特率相同，因此，将目标设备所属的分组对应的波特率，作为目标设备对应的波特率。
本实施方式基于分组与波特率的对应关系，能够确定出控制器要完成本次通信所需要切换至的波特率，从而基于切换后的波特率进行通信。
在一个实施方式中，在确定待通信的目标设备对应的波特率之前，还可以包括：按照预设规则对控制器所连总线上的设备进行分组；按照分组情况设置各设备的波特率以及为各设备分配通信地址。
其中，预设规则是指对总线上的设备进行分组的规则，例如，可以按照设备类型进行分组，总线上所有水表作为一个分组，总线上所有电表作为一个分组。当然，也可以按照其他规则来进行分组，例如，按照设备所在位置进行分组，将A栋楼的设备作为一个分组，将B栋楼的设备作为另一个分组。按照分组为各设备设置波特率和分配通信地址，具体可以是：同一分组内的各设备的波特率相同，同一分组内各设备的通信地址不同，不同分组对应的波特率不同，不同分组的设备的通信地址可重复。总线通信的波特率一般可以取值为1200、2400、4800、9600等，具体可根据设备的实时性要求进行设置。
本实施方式预先对总线上挂载的设备进行分组并依据分组设置各设备的波特率和通信地址，在控制器需要与设备进行通信时，通过切换波特率能够实现同一总线上与相同通信地址的设备进行通信，节省了通信地址且便于管理。
在一个实施方式中，基于切换后的波特率与所述目标设备进行通信，包括：基于所述切换后的波特率，按照预设的通信地址顺序对所述目标设备进行轮询，并接收所述目标设备的答复信息。其中，预设的通信地址顺序，可以是针对分组内的设备通信地址设置的顺序，例如，在该分组内，按照通信地址由小到大的顺序对设备进行轮询。
本实施方式中，控制器可以对自身波特率进行切换，与目标设备的波特率匹配，从而基于切换后的波特率对设备进行依序轮询，实现与目标设备的通信。
在一个实施方式中，同一分组内的各设备以手拉手的方式连接至总线，同一分组内的各设备的通信地址不同，以免造成控制器基于同一波特率进行轮询时出现通信地址冲突的情况，保证控制器与设备的顺利通信。
参考图3A，网关20作为控制器，与服务器10通信连接，网关20与各设备分组连接至总线，电表作为一个分组，包括电表1至n，水表作为一个分组，包括水表1至n，气表作为一个分组，包括气表1至n，n的最大取值为255，由此理论上总线可挂载的设备数量为255×m，m为分组的数量。
考虑到若以星型接线，可能导致信号反射以及衰减等问题，因此本实施方式设置集线器，不同分组通过集线器的不同端口连接至总线，如图3B所示，网关20作为控制器，与服务器10通信连接，网关20还通过集线器30(如RS485集线器)与各设备分组连接，各设备分组连接至集线器的不同端口，电表作为一个分组，包括电表1至n，水表作为一个分组，包括水表1至n，气表作为一个分组，包括气表1至n，n的最大取值为255，由此理论上总线可挂载的设备数量为255×m，m为集线器上RS485的端口数。
下面结合一个具体实施例对上述通信方法进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。与上述实施例相同或相应的术语解释，本实施例不再赘述。
本实施例的以RS485总线为例，该总线上设备的通信地址可重复使用。RS485总线上连接有控制器和底层监测设备。控制器具有嵌入式实时操作系统和RS485通信接口，支持切换通信的波特率。底层监测设备具有RS485通信接口，具备设置通信波特率的功能。RS485总线以手拉手的方式连接控制器以及底层监测设备。
RS485波特率一般取决于通信芯片的驱动能力，因为波特率越高代表传输信号频率越高，传输时线路感抗增大，信号传输的损耗也就越大，传输距离越短。所以RS485总线通信波特率一般取1200、2400、4800、9600，在增加RS485集线器后可实现高波特率传输。RS485总线上挂载的设备一般指带有RS485通信功能以及处理芯片的智能仪器，在通信线路规划好后统一进行波特率的设置。控制器的波特率则是通过软件实现自动切换，达到与波特率相匹配的设备通信的目的。在总线挂载设备地址相同情况下，通过切换控制器的波特率，实现与不同设备进行通信，例如电表波特率统一设置为9600，水表波特率统一设置为4800，当控制器需要与支路上的电表进行通信，则可以把自身波特率切换到9600。
示例性的，当控制器以9600的波特率对底层监测设备从地址1开始进行轮询时，总线上以设置了9600波特率的设备对控制器进行答复。在与9600波特率的设备通信结束后，控制器切换波特率为4800，继续对底层监测设备从地址1开始进行轮询，总线上设置了4800波特率的设备对控制器进行答复。在与4800波特率的设备通信结束后，控制器切换波特率为2400，继续对底层监测设备从地址1开始进行轮询，总线上设置了2400波特率的设备对控制器进行答复。依此类推，便可实现通过切换控制器的通信波特率，在同一总线上以相同地址访问不同的底层监测设备。需要说明的是，由于1200波特率数据传输速率较慢，一般适用于与实时性要求较低的设备进行通信，而9600波特率则适用于与实时性要求较高的设备进行通信。
本实施例提前为总线上的设备设置通信的波特率和地址，相比于传统的RS485通信，在控制器进行轮询点名时，通过切换不同波特率，可结合波特率和通信地址对不同设备进行区分，实现在同一总线上与地址相同的多个设备进行通信，达到节省地址以及便于管理的效果。
基于同一发明构思，本实施例提供了一种通信装置，可以用于实现上述实施例所述的通信方法。该装置可以通过软件和/或硬件实现，该装置一般可集成于控制器中。
图4是本发明实施例提供的通信装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：
确定模块41，用于确定待通信的目标设备对应的波特率，其中，对连接至同一总线上的设备进行分组，不同的分组对应有不同的波特率，不同分组内的设备的通信地址可相同；
切换模块42，用于将自身波特率切换至所确定的波特率；
通信模块43，用于基于切换后的波特率与所述目标设备进行通信。
可选的，确定模块41包括：
第一确定单元，用于确定所述目标设备所属的分组；
第二确定单元，用于根据预存的分组与波特率的对应关系，确定所述目标设备对应的波特率。
可选的，上述装置还包括：
分组模块，用于在确定待通信的目标设备对应的波特率之前，按照预设规则对控制器所连总线上的设备进行分组；
设置模块，用于按照分组情况设置各设备的波特率以及为各设备分配通信地址。
可选的，通信模块43具体用于：基于所述切换后的波特率，按照预设的通信地址顺序对所述目标设备进行轮询，并接收所述目标设备的答复信息。
可选的，同一分组内的各设备以手拉手的方式连接至总线，同一分组内的各设备的通信地址不同。
可选的，不同分组通过集线器的不同端口连接至总线。
上述装置可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例提供的方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本发明实施例还提供一种通信系统，包括：服务器、控制器和底层设备，控制器与底层设备均连接至总线，控制器包括上述实施例所述的通信装置。
可选的，上述通信系统还可以包括：集线器，底层设备被划分为至少一个分组，不同分组通过集线器的不同端口连接至总线。通过集线器可避免星型接线导致的信号反射以及衰减等问题。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其特征在于，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例所述的通信方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的通信方法。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种通信方法，其特征在于，包括：
确定待通信的目标设备对应的波特率，其中，对连接至同一总线上的设备进行分组，不同的分组对应有不同的波特率，不同分组内的设备的通信地址可相同；
将自身波特率切换至所确定的波特率；
基于切换后的波特率与所述目标设备进行通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定待通信的目标设备对应的波特率，包括：
确定所述目标设备所属的分组；
根据预存的分组与波特率的对应关系，确定所述目标设备对应的波特率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定待通信的目标设备对应的波特率之前，还包括：
按照预设规则对控制器所连总线上的设备进行分组；
按照分组情况设置各设备的波特率以及为各设备分配通信地址。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于切换后的波特率与所述目标设备进行通信，包括：
基于所述切换后的波特率，按照预设的通信地址顺序对所述目标设备进行轮询，并接收所述目标设备的答复信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同一分组内的各设备以手拉手的方式连接至总线，同一分组内的各设备的通信地址不同。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，不同分组通过集线器的不同端口连接至总线。
7.一种通信装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定待通信的目标设备对应的波特率，其中，对连接至同一总线上的设备进行分组，不同的分组对应有不同的波特率，不同分组内的设备的通信地址可相同；
切换模块，用于将自身波特率切换至所确定的波特率；
通信模块，用于基于切换后的波特率与所述目标设备进行通信。
8.一种通信系统，其特征在于，包括：服务器、控制器和底层设备，所述控制器与所述底层设备均连接至总线，所述控制器包括权利要求7所述的通信装置。
9.根据权利要求8所述的通信系统，其特征在于，还包括：集线器，所述底层设备被划分为至少一个分组，不同分组通过集线器的不同端口连接至所述总线。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的通信方法。
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