CN112579279B - 一种锅炉控制器串行通讯方法、存储装置及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带优选级别的锅炉控制器串行通讯方法，包括以下步骤：将操作终端发送到锅炉控制器的操作命令设置成任务池和任务发送过程两部分；在操作终端预留M+N个字的地址区，每个地址对应一个数据采样或者操作命令；步骤3：任务发送过程进行操作指令发送：将选择的操作命令按照锅炉通讯协议转换成16个字节通讯帧，并根据优选级别发送到串口；步骤4：步骤3中操作指令发送完成后，把该操作指令对应的任务池的地址清零。本发明接收操作指令时，通过输出通讯任务到任务池，根据每个任务相关的代表优先级的数值，由发送程序统一调度，通过任务池和数据发送过程的配合，摆脱了操作系统调度的缺点。

Description

一种锅炉控制器串行通讯方法、存储装置及移动终端
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，具体涉及一种锅炉控制器串行通讯方法、存储装置及移动终端。
背景技术
锅炉控制器是带Open Therm通讯协议的单片机，人机界面需要对它进行实时数据读取，这就需要建立串行连接。数据波特率19200，数据位8，停止位1，无奇偶校验。由于有各个温度，风机速度，各个状态点，内部控制参数等，数据量较大，为了提高实时性，需要增大采样频率，同时用户输入的操作指令，启动采暖需求，生活热水需求，周期时间表等必须及时响应，每次串口只能发出一个命令，这样就出现了合理分配通讯任务的问题，
为了解决这个问题，需要在程序内部进行通讯任务的调度，通过给每个通讯任务分配通讯优先级别，通过这个方式去平衡周期性任务，不定时任务的需求，保证每个通讯需求都得到满足。
虽然人机界面操作系统是一个多任务操作系统，按照时间片来分配运行时间，由于存在大量的数据周期性采集任务，有些采集周期还比较短，如风机速度，这些任务就会占有较多的时间片，导致用户输入的需求指令，参数修改指令，无法及时得到响应，为了提升操作效率，需要人机界面提供一个任务调度算法。
目前解决这个问题的方法主要有两类：
增加发送次数：
按照一定的顺序依次通过串口访问不同的数据。为了提升数据通讯的实时性，使用重复发送的方式以优化特定的数据读取的效率，以使得在没有优先级的情况下尽可能提升所有的数据读取有效性，例如迫切需要响应快的数据发送次数多一些。
基于数据分类周期性执行的调整：
锅炉运行数据需要周期性执行读取操作，以获得实时性，每种数据合理的读取周期都不同，把周期相近的数据组成一组，每一组数据按照设定的采样周期，由系统调度去执行数据读取操作。变化较快的数据组采用较小的执行周期，变化缓慢的数据采用较大的执行周期。
现在的两种解决办法均有明显的缺点：
增加发送次数：虽然通过适当调整通讯发送次数，可以改善用户通讯实时性的感受，但是调整发送次数，每次发送之间有100ms的延时，无法同时满足多个通讯任务的快速响应的要求。因此，这种方法不适应实时运行数据较多的情形，有些数据平均等待时间长，整体性能不能得到满足。
基于数据分类周期性执行的调整：这个方法依赖于应用程序所在的操作系统的任务调度算法。在一般的多任务操作系统中，操作系统把CPU时间划分为许多时间片，操作系统根据每个可执行任务的表格，按照顺序分配运行时间片，系统根据各任务的执行周期，按照一定的算法生成任务表。如果采用任务周期性调度的方式，则偶发性任务，如启动锅炉，关闭锅等，执行存在延时，原因是系统不保证把偶发性任务，放到任务表的前边。此外，同一个通讯任务内的每个数据所需更新时间也不同。为了解决这个问题，可以调整通讯任务的数量。这样的调整，也总体上减低了系统的效率，因为系统调度相对占用更多的时间。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的提供一种在锅炉控制器人机界面上实现新的任务调度算法，在数据采样周期要求长短不一的情况下，动态调整数据发送，维持高响应度的锅炉控制器串行通讯方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种锅炉控制器串行通讯方法，用于实现操作终端与锅炉控制器之间的操作命令及串口发送的转换，适用于在计算设备中执行，该方法包括以下步骤：
步骤1：将操作终端发送操作指令到锅炉控制器的过程设置成建立任务池和任务发送两部分；
其中任务池包括多个任务地址，任务地址的数值一方面代表操作命令，另一方面数值的大小代表操作命令的优先级别；任务发送过程用于根据任务地址的数值由大到小的顺序进行操作命令的发送；
步骤2：设采样的数据量为M，锅炉的操作命令量为N，在操作终端预留M+N个字的地址区，每个地址对应一个数据采样或者操作命令；
地址数据大于零的区域为任务池，地址数据大于零表示该任务有效；
步骤3：任务发送过程进行操作指令发送：根据操作需求，向任务池发起通讯请求，根据操作需求选择在任务池中选择对应的操作指令的，将选择的操作命令按照锅炉通讯协议转换成16个字节通讯帧，并根据其操作指令的优选级别发送到串口；
步骤4：步骤3中操作指令发送完成后，把该操作指令对应的任务池的地址清零，表示任务清除。
优选地，每一个所述操作指令设置有唯一的指令编号。
优选地，任务发送过程发送任务时，按照操作指令编号顺序查询各操作指令的触发状态，对已触发的操作指令，给予执行；对执行过程中进入等待状态的操作指令，暂时改为非执行状态，让下一个被触发的操作指令执行。
优选地，所述操作指令有两种触发方式：条件触发和系统周期性触发。
优选地，锅炉运行数据读取为周期性触发的操作指令，用户输入的操作指令为条件触发的操作指令。
优选地，所述任务发送过程通过发送程序循环执行操作指令的发送工作。
优选地，所述操作终端采用人机工作界面，用于数据的读取、显示以及操作指令的输入。
本发明有益的技术效果：本发明接收操作指令时，通过输出通讯任务到任务池，根据每个任务相关的代表优先级的数值，由发送程序统一调度，通过任务池和数据发送过程的配合，摆脱了操作系统调度的缺点，达到理想的通讯实时性。
附图说明
图1为本发明一种锅炉控制器串行通讯方法步骤流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
如图1所示，一种锅炉控制器串行通讯方法，用于实现操作终端与锅炉控制器之间的操作命令及串口发送的转换，适用于在计算设备中执行，该方法包括以下步骤：
步骤1：将操作终端发送操作指令到锅炉控制器的过程设置成建立任务池和任务发送两部分；
其中建立的任务池包括多个任务地址，任务地址的数值一方面代表操作命令，另一方面数值的大小代表操作命令的优先级别，例如，100代表的具体操作指令是：锅炉故障复位，发送程序根据该值编辑通讯帧，完成有效的通讯；地址数据大于零的区域为任务池，地址数据大于零表示该任务有效；
任务发送过程用于根据任务地址的数值由大到小的顺序进行操作命令的发送；任务池内地址的数值的一个作用就是作为任务选择算法的输入，发送程序首先遍历任务池，选择最大数值作为当前发送任务。由此可见，该数值在程序的唯一发送出口的作用就是发送的优先权，数值越大，就越先发送。所述任务发送过程通过发送程序循环执行操作指令的发送工作。
步骤2：设采样的数据量为M，(采样的数据包括锅炉运行数据，温度，速度等，以及控制器内部控制参数)，锅炉的操作命令量为N，在操作终端预留M+N个字的地址区，每个地址对应一个数据采样或者操作命令；
步骤3：任务发送过程进行操作指令发送：根据操作需求，向任务池发起通讯请求，根据操作需求选择在任务池中选择对应的操作指令的，将选择的操作命令按照锅炉通讯协议转换成16个字节通讯帧，并根据其操作指令的优选级别发送到串口；
步骤4：步骤3中操作指令发送完成后，把该操作指令对应的任务池的地址清零，表示任务清除。
每一个所述操作指令设置有唯一的指令编号。任务发送过程发送任务时，按照操作指令编号顺序查询各操作指令的触发状态，对已触发的操作指令，给予执行；对执行过程中进入等待状态的操作指令，暂时改为非执行状态，让下一个被触发的操作指令执行。
所述操作指令有两种触发方式：条件触发和系统周期性触发，其中锅炉运行数据读取为周期性触发的操作指令，用户输入的操作指令为条件触发的操作指令。如用户在操作终端屏幕上点击供暖需求图标，就会触发供暖操作宏指令。但这只对宏指令的触发，就是在人机界面操作系统下次查询时，可以有机会运行。所以，在系统原有的基础上，不能最好地满足通讯实时性的要求，我们通过把宏指令执行，输出通讯任务到任务池，根据每个任务相关的代表优先级的数值，由发送程序统一调度，最终达到理想的通讯实时性。
所述操作终端采用人机工作界面，用于数据的读取、显示以及操作指令的输入。具体地，人机界面选用威纶通人机界面，7寸屏，人机界面的功能主要分为运行参数的读取，显示；锅炉控制器内部控制参数的读取，显示，修改；锅炉状态的读取，动态显示；接收用户输入操作指令，转化为通过串口发送给锅炉控制用的数据；按照用户输入的日程时间表，控制锅炉的运行，如节能模式，假日模式等；记录温度，故障历史数据。
一种存储设备，该存储设备中存储有多条指令，所述指令适用于由处理器加载并执行如上述方法所述的操作。
一种移动终端，包括用于执行各指令的处理器和用于存储多条指令的存储设备，所述质量适于由所述处理器加载并执行如上述方法所述的操作。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种锅炉控制器串行通讯方法，用于实现操作终端与锅炉控制器之间的操作命令及串口发送的转换，适用于在计算设备中执行，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：将操作终端发送操作指令到锅炉控制器的过程设置成建立任务池和任务发送两部分；
其中任务池包括多个任务地址，任务地址的数值一方面代表操作命令，另一方面数值的大小代表操作命令的优先级别；任务发送过程用于根据任务地址的数值由大到小的顺序进行操作命令的发送；
步骤2：设采样的数据量为M，锅炉的操作命令量为N，在操作终端预留M+N个字的地址区，每个地址对应一个数据采样或者操作命令；
地址数据大于零的区域为任务池，地址数据大于零表示该任务有效；
步骤3：任务发送过程进行操作指令发送：根据操作需求，向任务池发起通讯请求，根据操作需求选择在任务池中选择对应的操作指令的，将选择的操作命令按照锅炉通讯协议转换成16个字节通讯帧，并根据其操作命令的优先级别发送到串口；
步骤4：步骤3中操作指令发送完成后，把该操作指令对应的任务池的地址清零，表示任务清除。
2.如权利要求1所述的一种锅炉控制器串行通讯方法，其特征在于，每一个所述操作指令设置有唯一的指令编号。
3.如权利要求2所述的一种锅炉控制器串行通讯方法，其特征在于，任务发送过程发送任务时，按照操作指令编号顺序查询各操作指令的触发状态，对已触发的操作指令，给予执行；对执行过程中进入等待状态的操作指令，暂时改为非执行状态，让下一个被触发的操作指令执行。
4.如权利要求3所述的一种锅炉控制器串行通讯方法，其特征在于，所述操作指令有两种触发方式：条件触发和系统周期性触发。
5.如权利要求4所述的一种锅炉控制器串行通讯方法，其特征在于，锅炉运行数据读取为周期性触发的操作指令，用户输入的操作指令为条件触发的操作指令。
6.如权利要求4所述的一种锅炉控制器串行通讯方法，其特征在于，所述任务发送过程通过发送程序循环执行操作指令的发送工作。
7.如权利要求1所述的一种锅炉控制器串行通讯方法，其特征在于，所述操作终端采用人机工作界面，用于数据的读取、显示以及操作指令的输入。
8.一种存储设备，该存储设备中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适用于由处理器加载并执行如权利要求1-7任一所述的操作。
9.一种移动终端，包括用于执行各指令的处理器和用于存储多条指令的存储设备，其特征在于，所述存储设备由所述处理器加载并执行如权利要求1-7任一所述的操作。
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