CN112637011B - 数据传输方法、数据传输装置、数据传输设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输方法，通过数据发送端实时监测各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果，当需要发送数据时，将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端，以使数据接收端根据实时通道品质监测结果确定待发送数据发送时刻各数据传输通道的可靠性，从而可以确定接收到的数据包中的数据是否可靠，避免因使用了数据传输通道损坏导致的不可靠数据所造成的一系列损失。本发明还公开了一种数据传输装置、数据传输设备及存储介质，具有上述有益效果。

Description

数据传输方法、数据传输装置、数据传输设备及存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种数据传输方法、数据传输装置、数据传输设备及存储介质。

背景技术

在通信领域，数据传输可靠性对于系统的运行起着至关重要的作用。在一些应用场合，由于环境复杂，使得数据传输过程会受到系统故障、电磁干扰等问题的影响，出现消息被篡改、丢失、延迟较长等问题，极大地影响了数据可靠性。若不可靠的数据被接收端应用，不可避免会出现各种问题，如系统死机、工作中止、重要数据丢失，甚至导致严重的经济损失。

如何规避数据不可靠带来的一系列损失，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种数据传输方法、数据传输装置、数据传输设备及存储介质，用于避免因传输数据不可靠带来的一系列损失。

为解决上述技术问题，本发明提供一种数据传输方法，基于数据发送端，包括：

实时监测各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果；

当需要发送数据时，将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端，以使所述数据接收端根据所述实时通道品质监测结果确定各所述数据传输通道的可靠性。

可选的，所述实时通道品质监测结果具体包括：实时通道品质字节和冗余信息字节。

可选的，一个所述实时通道品质字节对应四个所述数据传输通道的实时通道品质信息。

可选的，所述实时监测所述数据发送端的各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果，具体包括：

当出现所述数据传输通道无法使能、所述数据发送端的电源故障、所述数据发送端的数据接口连接异常、所述数据发送端的内存出现错误、所述数据发送端未采集完成已下装的用户参数、所述数据发送端冷启动后的第一拍上报数据为无效数据、所述数据发送端热启动后的第一拍上报数据为无效数据、所述数据发送端组态变化后的第一拍上报数据为无效数据、所述数据发送端对各所述数据传输通道的采样累计次数未达到滤波参数中的至少一个条件时，确定对应的所述数据传输通道的通道品质监测结果为无效状态，否则确定对应的所述数据传输通道的通道品质监测结果为有效状态。

可选的，在所述将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端之前，还包括：

将所述实时通道品质监测结果和所述待发送数据中的预设内容中各数据位均转换为对应的多数据位数据。

可选的，还包括：

根据所述实时通道品质监测结果和所述待发送数据生成校验码；

将所述校验码发送至所述数据接收端，以使所述数据接收端根据所述校验码确定接收到的数据包的正确性。

可选的，还包括：

定时向所述数据接收端发送心跳信号；

当累积预设时长未接收到所述数据接收端发送的心跳信号时，确定所述数据接收端故障。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种数据传输装置，包括：

监测单元，用于实时监测各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果；

发送单元，用于当需要发送数据时，将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端，以使所述数据接收端根据所述实时通道品质监测结果确定各所述数据传输通道的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种数据传输设备，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括上述任意一项所述数据传输方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种存储介质，其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述任意一项所述数据传输方法的步骤。

本发明所提供的数据传输方法，通过数据发送端实时监测各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果，当需要发送数据时，将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端，以使数据接收端根据实时通道品质监测结果确定待发送数据发送时刻各数据传输通道的可靠性，从而可以确定接收到的数据包中的数据是否可靠，避免因使用了数据传输通道损坏导致的不可靠数据所造成的一系列损失。

本发明还提供一种数据传输装置、数据传输设备及存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种数据传输方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种数据传输装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种数据传输设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种数据传输方法、数据传输装置、数据传输设备及存储介质，用于避免因传输数据不可靠带来的一系列损失。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种数据传输方法的流程图。

如图1所示，基于数据发送端，本发明实施例提供的数据传输方法包括：

S101：实时监测各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果。

S102：当需要发送数据时，将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端，以使数据接收端根据实时通道品质监测结果确定各数据传输通道的可靠性。

本发明实施例提供的数据传输方法应用于具有数据发送功能的装置，可以通过预先编写脚本实现。数据发送端对自身发送数据所基于的数据传输通道进行实时监控，得到实时通道品质监测结果，在需要发送数据时，可以将当前时刻的实时通道品质监测结果和待发送数据打包生成数据包，一同发送至对应的数据接收端。当数据接收端接收到数据包后，识别数据包发送时刻的实时通道品质监测结果，确定各数据传输通道是否可靠，从而判断数据包中的数据是否可靠。

对于步骤S101来说，实时监测各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果，具体可以包括：

当出现数据传输通道无法使能、数据发送端的电源故障、数据发送端的数据接口连接异常、数据发送端的内存出现错误、数据发送端未采集完成已下装的用户参数、数据发送端冷启动后的第一拍上报数据为无效数据、数据发送端热启动后的第一拍上报数据为无效数据、数据发送端组态变化后的第一拍上报数据为无效数据、数据发送端对各数据传输通道的采样累计次数未达到滤波参数中的至少一个条件时，确定对应的数据传输通道的通道品质监测结果为无效状态，否则确定对应的数据传输通道的通道品质监测结果为有效状态。

在实际应用中，根据数据发送端类型的不同，还可以设置其他监测数据发送端的各数据传输通道的通道品质的方式。

对于步骤S102和步骤S103来说，实时通道品质监测结果具体可以包括：实时通道品质字节和冗余信息字节。

其中，实时通道品质字节为按预设规则将实时通道品质监测结果转换为对应的编码，例如可以用01表示对应的数据传输通道为有效状态，通道数据可靠；用10表示对应的数据传输通道为无效状态，通道数据不可靠。如用两位数据表示一个实时通道品质监测结果编码，则一个实时通道品质字节对应四个数据传输通道的实时通道品质信息。不同数据传输通道对应的实时通道品质监测结果可以通过字节位置区分。

在数据发送端上，对于输入型模块来说，切换式冗余模块包含了通道品质判断和从站冗余信息，非冗余模块和并联式冗余模块包含通道品质信息，冗余信息字节可以用于标识主机或从机。以8通道为例，如表1所示，用两位数据表示一个实时通道品质监测结果编码，则实时通道品质字节共占用两个字节(第2字节和第3字节)，并用一个字节表示冗余信息(第1字节)。冗余信息字节如表2所示，为避免数据被篡改，可以采用四位数据(3～0bit)来标识主机还是从机，其余数据位(7～4bit)作为预留数据位。其中，可以用二进制数0111表示主机，1001表示从机，其余为无效状态，从0111不可能仅经过一次位翻转、整体取反或移位的操作来达到1001，在此基础上还可以进行其他的编码选择。

表1输入型模块的模块品质信息定义

表2输入型模块的冗余信息字节定义

7～4bit	3～0bit
		预留数据位	主机/从机

输入型模块的实时通道品质字节可以如表3所示(只列举出四个数据传输通道的定义，八通道的定义可以此类推)，根据数据传输通道排号，每两个bit表示一个数据传输通道的实时通道品质监测结果编码。在工业自动化系统的DCS模块中，数据接收端可以依此决定此数据传输通道的数据是否可以参与控制器逻辑运算。在实际应用中，数据接收端在接收到实时通道品质监测结果编码为“10”的通道的不可靠数据时，可以采用上一拍的可靠数据进行逻辑运算；数据接收端在接收到实时通道品质监测结果编码为“01”的通道的可靠数据时，即可采用当前值进行IEC运算。00和11含义保留，如果接收到00或者11，也应视为数据不可靠。

表3输入型模块的实时通道品质字节含义

在数据发送端上，对于输出型模块来说，实时通道品质字节包含的信息表示当前的数据传输通道输出的数据是否可靠，如果不可靠，从站虽然接收到了数据包，但不作响应，输出可以选择为保持上一拍数据，以防止由于品质信息失效带来的误输出。

如表4所示，输出型模块的模块品质信息可以包含两个字节的实时通道品质字节和一个预留字节。如表5所示，通常可以用两个bit数据表示一个数据传输通道的输出数据是否有效，其中，01表示通道数据有效，数据传输通道正常输出；10表示通道数据无效，数据传输通道输出保持；11和00为保留编码，从机接收到11和00，可以则按照通道数据无效处理。

表4输出型模块的模块品质信息定义

表5输出型模块的实时通道品质字节含义

数据接收端在接收到实时通道品质监测结果后，根据上述方式对接收到的数据包中的数据进行验证和处理。

本发明实施例提供的数据传输方法，通过数据发送端实时监测各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果，当需要发送数据时，将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端，以使数据接收端根据实时通道品质监测结果确定待发送数据发送时刻各数据传输通道的可靠性，从而可以确定接收到的数据包中的数据是否可靠，避免因使用了数据传输通道损坏导致的不可靠数据所造成的一系列损失。

在上述实施例的基础上，为了进一步提高数据传输可靠性，在本发明实施例提供的数据传输方法中，在步骤S102：将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端之前，还可以包括：

将实时通道品质监测结果和待发送数据中的预设内容中各数据位均转换为对应的多数据位数据。

在具体实施中，通过在通信报文里采用多数据位来表示1bit的通道信号，例如采用二级制1010表示1，0111表示0，其它表示无效信号。挑选这两个数的原因是，从1010不可能仅经过一次位翻转、整体取反或移位的操作来达到0111。通过这种方式，数据接收端可以有效识别数据被篡改的情况，避免采用错误的数据。

对于占用带宽较少的数据类型，例如工业自动化领域的DCS模块的通信数据来说，可以将所有的数据均转换为对于对应的多数据位数据。对于占用带宽较多的数据类型，则可以选择其中较为重要的数据进行转换。

进一步的，本发明实施例提供的数据传输方法还可以包括：

根据实时通道品质监测结果和待发送数据生成校验码；

将校验码发送至数据接收端，以使数据接收端根据校验码确定接收到的数据包的正确性。

在具体实施中，通过校验码的形式进一步保证数据可靠性，校验的范围可以包含除校验字节以外的所有数据帧字节。生成校验码的方式可以采用校验和的方式或CRC校验的方式。数据发送端根据当前时刻的实时通道品质监测结果和待发送数据计算得到校验码，将校验码写入数据包；数据接收端从数据包中识别校验码，与根据数据包发送时刻的实时通道品质监测结果和待发送数据重新计算得到的校验码进行比较，以确定数据是否可靠。

进一步的，本发明实施例提供的数据传输方法还可以包括：

定时向数据接收端发送心跳信号；

当累积预设时长未接收到数据接收端发送的心跳信号时，确定数据接收端故障。

在具体实施中，可以通过在通信周期报文中嵌入数据发送端和数据传输通道的实时心跳脉冲信号，心跳脉冲信号的周期性变化用于指示数据发送端的状态和数据传输通道的状态。

可以采用一个字节的数据表示数据发送端的一个心跳信号，取值范围为0～100之间的整数，每20ms累加1，累加到100时重新从0开始累加。采用4bit数据表示一个数据传输通道的心跳信号，取值范围为0～15之间，每100ms累加1，累加到15时重新从0开始累加。具体的取值范围和累加间隔时间可以根据需要进行组态改变。

数据接收端解析上述通信周期报文，如果发现数据发送端的心跳信号或数据传输通道的心跳信号超过预设时长(如3s)未更新时，则认为数据发送端故障或数据传输通道故障，进入异常处理分支。

需要说明的是，上述数据发送端和数据接收端之间的角色可以互换，各自可以为主机或从机。

上文详述了数据传输方法对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述方法对应的数据传输装置、数据传输设备及存储介质。

图2为本发明实施例提供的一种数据传输装置的结构示意图。

如图2所示，本发明实施例提供的数据传输装置包括：

监测单元201，用于实时监测各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果；

发送单元202，用于当需要发送数据时，将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端，以使数据接收端根据实时通道品质监测结果确定各数据传输通道的可靠性。

进一步的，本发明实施例提供的数据传输装置还可以包括：

转换单元，用于将实时通道品质监测结果和待发送数据中的预设内容中各数据位均转换为对应的多数据位数据。

进一步的，本发明实施例提供的数据传输装置还可以包括：

校验单元，用于根据实时通道品质监测结果和待发送数据生成校验码；将校验码发送至数据接收端，以使数据接收端根据校验码确定接收到的数据包的正确性。

进一步的，本发明实施例提供的数据传输装置还可以包括：

心跳发送单元，用于定时向数据接收端发送心跳信号；

心跳检测单元，用于当累积预设时长未接收到数据接收端发送的心跳信号时，确定数据接收端故障。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图3为本发明实施例提供的一种数据传输设备的结构示意图。

如图3所示，本发明实施例提供的数据传输设备包括：

存储器310，用于存储指令，所述指令包括上述任意一项实施例所述的数据传输方法的步骤；

处理器320，用于执行所述指令。

其中，处理器320可以包括一个或多个处理核心，比如3核心处理器、8核心处理器等。处理器320可以采用数字信号处理DSP(Digital Signal Processing)、现场可编程门阵列FPGA(Field－Programmable Gate Array)、可编程逻辑阵列PLA(Programmable LogicArray)中的至少一种硬件形式来实现。处理器320也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器CPU(CentralProcessing Unit)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器320可以集成有图像处理器GPU(Graphics Processing Unit)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器320还可以包括人工智能AI(Artificial Intelligence)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器310可以包括一个或多个存储介质，该存储介质可以是非暂态的。存储器310还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器310至少用于存储以下计算机程序311，其中，该计算机程序311被处理器320加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的数据传输方法中的相关步骤。另外，存储器310所存储的资源还可以包括操作系统312和数据313等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统312可以为Windows。数据313可以包括但不限于上述方法所涉及到的数据。

在一些实施例中，数据传输设备还可包括有显示屏330、电源340、通信接口350、输入输出接口360、传感器370以及通信总线380。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构并不构成对数据传输设备的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的数据传输设备，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如上所述的数据传输方法，效果同上。

需要说明的是，以上所描述的装置、设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。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。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。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。

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，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

为此，本发明实施例还提供一种存储介质，该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实现如数据传输方法的步骤。

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

本实施例中提供的存储介质所包含的计算机程序能够在被处理器执行时实现如上所述的数据传输方法的步骤，效果同上。

以上对本发明所提供的一种数据传输方法、数据传输装置、数据传输设备及存储介质进行了详细介绍。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。对于实施例公开的装置、设备及存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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、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他要素，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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种数据传输方法，其特征在于，基于数据发送端，包括：

实时监测各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果；

当需要发送数据时，将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端，以使所述数据接收端根据所述实时通道品质监测结果确定各所述数据传输通道的可靠性；

其中，所述实时监测所述数据发送端的各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果，具体包括：

当出现所述数据传输通道无法使能、所述数据发送端的电源故障、所述数据发送端的数据接口连接异常、所述数据发送端的内存出现错误、所述数据发送端未采集完成已下装的用户参数、所述数据发送端冷启动后的第一拍上报数据为无效数据、所述数据发送端热启动后的第一拍上报数据为无效数据、所述数据发送端组态变化后的第一拍上报数据为无效数据、所述数据发送端对各所述数据传输通道的采样累计次数未达到滤波参数中的至少一个条件时，确定对应的所述数据传输通道的通道品质监测结果为无效状态，否则确定对应的所述数据传输通道的通道品质监测结果为有效状态。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述实时通道品质监测结果具体包括：实时通道品质字节和冗余信息字节。

3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，一个所述实时通道品质字节对应四个所述数据传输通道的实时通道品质信息。

4.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，在所述将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端之前，还包括：

将所述实时通道品质监测结果和所述待发送数据中的预设内容中各数据位均转换为对应的多数据位数据。

5.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

根据所述实时通道品质监测结果和所述待发送数据生成校验码；

将所述校验码发送至所述数据接收端，以使所述数据接收端根据所述校验码确定接收到的数据包的正确性。

6.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

定时向所述数据接收端发送心跳信号；

当累积预设时长未接收到所述数据接收端发送的心跳信号时，确定所述数据接收端故障。

7.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

监测单元，用于实时监测各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果；

发送单元，用于当需要发送数据时，将当前时刻的实时通道品质监测结果发送至与待发送数据对应的数据接收端，以使所述数据接收端根据所述实时通道品质监测结果确定各所述数据传输通道的可靠性；

其中，所述实时监测数据发送端的各数据传输通道的通道品质，得到通道品质监测结果，具体包括：

当出现所述数据传输通道无法使能、所述数据发送端的电源故障、所述数据发送端的数据接口连接异常、所述数据发送端的内存出现错误、所述数据发送端未采集完成已下装的用户参数、所述数据发送端冷启动后的第一拍上报数据为无效数据、所述数据发送端热启动后的第一拍上报数据为无效数据、所述数据发送端组态变化后的第一拍上报数据为无效数据、所述数据发送端对各所述数据传输通道的采样累计次数未达到滤波参数中的至少一个条件时，确定对应的所述数据传输通道的通道品质监测结果为无效状态，否则确定对应的所述数据传输通道的通道品质监测结果为有效状态。

8.一种数据传输设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括权利要求1至6任意一项所述数据传输方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任意一项所述数据传输方法的步骤。

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