CN112565035B - 数据传输方法、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种数据传输方法、装置及存储介质，数据传输方法包括实时监听总线型通讯网络的节点设备数量；根据节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，以使所述节点设备按照调整后的数据上报频率进行数据传输。本申请可以解决在设备数很多且数据量大时，部分设备难以获得总线资源的问题，并且，在新节点接入和退出时，自动调整各节点设备的上报频率，提高总线利用率，提升数据收集的实时性。

Description

数据传输方法、装置及存储介质
技术领域
本申请属于数据传输技术领域，具体涉及一种数据传输方法、装置及存储介质。
背景技术
当前大型用电设备机组使用CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通讯网络。CAN总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯总线，属于无主从通讯方式，具有错误检测、错误通知和错误恢复等优点广泛应用于工业过程监控领域中，通讯网络上的节点设备随时都能发送数据。
多联机机组是分布式的多节点通讯，不同工程所带的设备节点的数量不同。基于CAN通讯的多联机在节点数量不一样的情况下，其数据传输的数据量也不一样，因此需要为各节点设备设置优先级保证数据传输有序进行。但在多设备节点连接、数据量比较大时，高优先级的节点设备会长时间占有总线资源，造成低优先级的节点设备较难获得总线资源，而在节点设备数量少，传输数据量小的时候，若按照预先设置的多节点上报频率进行传输，会造成总线利用率低。
发明内容
为至少在一定程度上克服在多设备节点连接、数据量比较大时，高优先级的节点设备会长时间占有总线资源，造成低优先级的节点设备较难获得总线资源，而在节点设备数量少，传输数据量小的时候，若按照预先设置的多节点上报频率进行传输，会造成总线利用率低的问题，本申请提供一种数据传输方法、装置及存储介质。
第一方面，本申请提供一种数据传输方法，包括：
实时监听总线型通讯网络的节点设备数量；
根据所述节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，以使所述节点设备按照调整后的数据上报频率进行数据传输。
进一步的，所述根据所述节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，包括：
预设各节点设备优先级；
在所述节点设备数量超出预设范围时，降低高优先级设备的数据上报频率。
进一步的，所述根据所述节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，包括：
计算总线余量；
在所述总线余量高于预设阈值时，提高一个或多个节点设备的上报频率。
进一步的，所述计算总线余量，包括：
获取各个节点设备的响应心跳帧的返回时间和上报帧数；
根据所述响应心跳帧的返回时间和上报帧数计算出各节点设备的上报频率；
根据预设总线最高传输量与所述各节点设备的上报频率计算总线余量。
进一步的，还包括：
设置心跳频率；
主节点设备根据所述心跳频率向其他各个节点设备发送心跳帧。
进一步的，所述设置心跳频率包括：
根据总线设计参数计算出最低上报频率；所述总线设计参数包括通信速度、波特率和数据量；
根据所述最低上报频率设置心跳频率，所述心跳频率为在满足总线最低要求数据量的阈值时，能够接受到所有其他节点设备数据响应心跳帧的一个周期。
进一步的，所述提高一个或多个节点设备的上报频率，包括：
提高优先级最低的节点设备的上报频率，或，提高优先级最高的节点设备的上报频率。
进一步的，还包括：
获取对节点设备的上报频率要求；
在所述节点设备上报频率提高时判断所述总线余量是否高于预设阈值时，
若是，提高所述节点设备的上报频率；
否则，降低低优先级节点设备的上报频率以提高所述节点设备的上报频率。
进一步的，还包括：
实时调整各节点设备优先级。
进一步的，所述实时监听总线型通讯网络的节点设备数量，包括：
实时监听是否有节点设备新增或退出；
根据新增或退出的节点设备数量调整所述总线型通讯网络的节点设备数量。
第二方面，本申请提供一种数据传输装置，包括：
监听模块，用于实时监听总线型通讯网络的节点设备数量；
调整模块，用于根据所述节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，以使所述节点设备按照调整后的数据上报频率进行数据传输。
第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，包括：
计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述的数据传输方法。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明实施例提供的数据传输方法、装置及存储介质，数据传输方法包括实时监听总线型通讯网络的节点设备数量，根据节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，以使节点设备按照调整后的数据上报频率进行数据传输，通过自动调节各节点设备的上报频率，解决在设备数很多且数据量大时，部分设备难以获得总线资源的问题，并且，在新节点接入和退出时，自动调整各节点设备的上报频率，提高总线利用率，提升数据收集的实时性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请一个实施例提供的一种数据传输方法的流程图。
图2为本申请另一个实施例提供的一种数据传输方法的流程图。
图3为本申请另一个实施例提供的一种数据传输方法的流程图。
图4为本申请另一个实施例提供的一种数据传输方法的流程图。
图5为本申请一个实施例提供的一种数据传输装置的功能结构图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
图1为本申请一个实施例提供的数据传输方法的流程图，如图1所示，该数据传输方法包括：
S11：实时监听总线型通讯网络的节点设备数量；
S12：根据节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，以使节点设备按照调整后的数据上报频率进行数据传输。
多联机机组是分布式的多节点通讯，不同工程所带的设备节点的数量不同。在多设备节点连接、数据量比较大时，高优先级的节点设备会长时间占有总线资源，造成低优先级的节点设备较难获得总线资源，而在节点设备数量少，传输数据量小的时候，若按照预先设置的多节点上报频率进行传输，会造成总线利用率低。
本实施例中，通过实时监听总线型通讯网络的节点设备数量，根据节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，以使节点设备按照调整后的数据上报频率进行数据传输，通过自动调节各节点设备的上报频率，解决在设备数很多且数据量大时，部分设备难以获得总线资源的问题，并且，在新节点接入和退出时，自动调整各节点设备的上报频率，提高总线利用率，提升数据收集的实时性。
本申请一个实施例提供另一种数据传输方法，如图2所示流程图，该数据传输方法包括：
S21：实时监听是否有节点设备新增或退出；
S22：根据新增或退出的节点设备数量调整总线型通讯网络的节点设备数量；
S23：预设各节点设备优先级；
S24：在节点设备数量超出预设范围时，降低高优先级设备的数据上报频率。
本实施例中，在节点设备数量超出预设范围时通过降低高优先级设备的数据上报频率，低优先级节点设备难以获得总线资源的问题，在总线资源充分利用的同时兼顾低优先级节点设备数据传输。
图3为本申请另一个实施例提供的数据传输方法的流程图，如图3所示，该数据传输方法包括：
S31：计算总线余量；
一些实施例中，计算总线余量，包括：
S311：获取各个节点设备的响应心跳帧的返回时间和上报帧数；
S312：根据响应心跳帧的返回时间和上报帧数计算出各节点设备的上报频率；
心跳帧根据心跳频率进行发送，一些实施例中，还包括：
S3121：设置心跳频率；
一些实施例中，设置心跳频率包括：
根据总线设计参数计算出最低上报频率；总线设计参数包括但不限于通信速度、波特率和数据量，最低上报频率可以通过芯片技术手册和总线通信技术相关要求及公式计算得出。
根据最低上报频率设置心跳频率，心跳频率为在满足总线最低要求数据量的阈值时，能够接受到所有其他节点设备数据响应心跳帧的一个周期。
S3122：主节点设备根据心跳频率向其他各个节点设备发送心跳帧。
S313：根据预设总线最高传输量与各节点设备的上报频率计算总线余量。
S32：在总线余量高于预设阈值时，提高一个或多个节点设备的上报频率。
通过在总线余量高于预设阈值时，提高一个或多个节点设备的上报频率，可以提高总线利用率，避免在接入节点设备退出或接入数量少时各个节点设备仍然按照接入节点设备数量大时的上报频率进行数据传输导致总线资源浪费的问题。
一些实施例中，提高一个或多个节点设备的上报频率，包括：
提高优先级最低的节点设备的上报频率，或，提高优先级最高的节点设备的上报频率。
提高优先级最低的节点设备的上报频率可以保证低优先级节点设备的数据传输，避免总线一直被高优先级节点设备占用；提高优先级最高的节点设备的上报频率可以进一步提高高优先级节点设备的数据传输速率，提升用户体验。
需要说明的是，提高节点设备的上报频率规则可根据时间需要进行设置，本申请不做限定。
一些实施例中，还包括：
S321：获取对节点设备的上报频率要求；
S322：在节点设备上报频率提高时判断总线余量是否高于预设阈值时，
S323：若是，提高节点设备的上报频率；
S324：否则，降低低优先级节点设备的上报频率以提高节点设备的上报频率。
通过获取对节点设备的上报频率要求，可以实现根据用户对数据的不同需求进行实时调整数据的上报频率，满足用户需求，提升用户体验。
一些实施例中，还包括：
实时调整各节点设备优先级。通过根据实际数据传输需求或用户需求实时调整各节点设备优先级，可以兼顾各节点设备数据传输效率及保证数据收集的实时性。
数据传输流程图如图4所示，步骤①中需要设置节点设备数量，心跳频率，确定主设备等操作。在设备0--设备n中指定一个设备作为心跳帧发送的主设备，主设备的CANID最小，可接受外部指令，并且具有一定数据处理能力，在设置各节点设备优先级时，规定在一条总线上主设备的优先级最高；根据总线设计时的通信速度、波特率和数据量等参数，计算出最低上报频率，根据最低上报频率设置心跳频率，心跳频率要求在总线要求的数据量的阈值下限时，在一个周期能够接受到所有节点设备的数据回复，所有节点设备接收到心跳帧后，会主动上报数据，通过记录在心跳周期内接到各设备的帧数，以及最后一个上报数据的节点设备响应时的返回时间，可以计算出各节点设备的上报频率和在当前各节点设备的上报频率下的总线余量，总线余量是指在需要提高某设备的上报频率时，在不调整其他设备的同时能提高的极限数据传输量。
主设备定时发送心跳帧，接收其他CAN节点设备上报数据，通过接收到的设备数与总线上总设备数进行对比，若已收到全部节点设备上报，记录下最后的上报设备的返回时间和各设备上报的帧数，计算出总线余量和各设备的上报频率。步骤②中，根据目前总线上节点设备数量降低高优先级设备上报频率，并判断是否有外部调整请求，后续如对某一设备的数据有更高的实时要求，则判断下当前的余量是否够满足需要，若满足，不需要调整其它设备的上报频率，若不满足只能降低其它此时实时要求不高的节点设备上报频率。需要说明的是，在设计总线时，可以设定最大的总线余量，在余量过大时，可以自动的提高设备的上报频率，在没有特别要求情况下，可以相应调整优先级最低的上报频率或优先级最高的上报频率。调整规则可在主设备中程序做成可配置的，以达到预期最好的效果。
本实施例中，通过在节点设备接入和退出时，自动调节各节点数据上报的频率，达到各节点设备都能高效的获得总线资源，进行正常的节点设备通信，提高通信效率，在新节点设备接入时，通过降低节点的上报频率，给低优先级节点设备获得总线的机会，在节点设备退出时，提高节点设备的上报频率，提高获取各节点设备信息的实时性。
图5为本申请一个实施例提供的数据传输装置的功能结构图，如图5所示，该数据传输装置包括：
监听模块51，用于实时监听总线型通讯网络的节点设备数量；
调整模块52，用于根据节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，以使节点设备按照调整后的数据上报频率进行数据传输。
一些实施例中，还包括：
预设模块53，用于预设各节点设备优先级；调整模块52在节点设备数量超出预设范围时，降低高优先级设备的数据上报频率。
计算模块54，用于计算总线余量；调整模块52在总线余量高于预设阈值时，提高一个或多个节点设备的上报频率。
本实施例中，通过监听模块实时监听总线型通讯网络的节点设备数量，调整模块根据节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，以使节点设备按照调整后的数据上报频率进行数据传输，一方面可以解决在设备数很多且数据量大时，部分设备难以获得总线资源的问题，另一方面，在新节点接入和退出时，自动调整各节点设备的上报频率，提高总线利用率，提升数据收集的实时性。
本实施例提供一种计算机可读存储介质，包括：计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中任一项所述的数据传输方法。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
需要说明的是，本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
实时监听总线型通讯网络的节点设备数量；
根据所述节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，以使所述节点设备按照调整后的数据上报频率进行数据传输；
所述根据所述节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，包括：
预设各节点设备优先级；
在所述节点设备数量超出预设范围时，降低高优先级设备的数据上报频率。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述根据所述节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，包括：
计算总线余量；
在所述总线余量高于预设阈值时，提高一个或多个节点设备的上报频率。
3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述计算总线余量，包括：
获取各个节点设备的响应心跳帧的返回时间和上报帧数；
根据所述响应心跳帧的返回时间和上报帧数计算出各节点设备的上报频率；
根据预设总线最高传输量与所述各节点设备的上报频率计算总线余量。
4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：
设置心跳频率；
主节点设备根据所述心跳频率向其他各个节点设备发送心跳帧。
5.根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于，所述设置心跳频率包括：
根据总线设计参数计算出最低上报频率；所述总线设计参数包括通信速度、波特率和数据量；
根据所述最低上报频率设置心跳频率，所述心跳频率为在满足总线最低要求数据量的阈值时，能够接受到所有其他节点设备数据响应心跳帧的一个周期。
6.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，所述提高一个或多个节点设备的上报频率，包括：
提高优先级最低的节点设备的上报频率，或，提高优先级最高的节点设备的上报频率。
7.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：
获取对节点设备的上报频率要求；
在所述节点设备上报频率提高时判断所述总线余量是否高于预设阈值时，
若是，提高所述节点设备的上报频率；
否则，降低低优先级节点设备的上报频率以提高所述节点设备的上报频率。
8.根据权利要求2～7任一项所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：
实时调整各节点设备优先级。
9.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述实时监听总线型通讯网络的节点设备数量，包括：
实时监听是否有节点设备新增或退出；
根据新增或退出的节点设备数量调整所述总线型通讯网络的节点设备数量。
10.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
监听模块，用于实时监听总线型通讯网络的节点设备数量；
调整模块，用于根据所述节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，以使所述节点设备按照调整后的数据上报频率进行数据传输；
所述根据所述节点设备数量调整各节点设备数据上报频率，包括：
预设各节点设备优先级；
在所述节点设备数量超出预设范围时，降低高优先级设备的数据上报频率。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项所述的数据传输方法。
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