CN113542216A - 一种接口协议自动转换方法及装置 - Google Patents

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李彦
李坤
朱如军
王峰
姜姗姗
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Abstract

本发明公开一种接口协议自动转换方法及装置，本装置包括协议配置脚本，协议数据模块，数据接口模块，协议处理模块，协议转换支持模块；本方法包括根据系统内协议内容及设备接口关系，编写系统内协议配置脚本；首先通过相应设备接口接收消息数据包并存入消息处理队列，轮询消息处理队列并根据协议配置文件内容进行消息的协议符合性和重点数据有效性的判断；判断有效后，将该消息数据包进行解析，并将消息通过注册的数据接口进行消息逻辑处理，在系统内对应接收设备中进行使用。本发明满足多种数据总线及标准及私有通信协议的协议自动转换，减少了系统研制成本，降低了系统研制复杂性。

Description

一种接口协议自动转换方法及装置
技术领域
本发明涉及接口协议的方法及其装置，特别是涉及一种车载武器平台的接口协议自动转换方法及装置。
背景技术
本专利应用背景为车载武器平台。车载武器平台如导弹发射车一般具有系统庞大，分系统独立且各分系统设备数量多、各设备间接口及功能多，需子系统通过数据总线对其组成设备进行通信并控制完成设备的独立功能，再由各分系统及设备协同工作完成整个平台武器控制功能的特点；车载武器平台内部一般应用的总线技术及私有通信协议较多，现有车载武器平台多通过协议的统一制定、及各接口功能的统一实现来简化通信过程中出现的协议转换问题；但涉及系统功能扩增、接口更改、协议更改验证等情况仍会带来较大工作量，带来较高的人工成本。
随着车载武器平台的发展，面对高复杂度系统，需要一种通用化、可扩展、可灵活配置的协议转换装置及方法来降低系统研制过程中的成本，降低系统的研制复杂度。
发明内容
本发明提供了一种接口协议自动转换的方法及装置，满足多种数据总线及标准及私有通信协议的协议自动转换，减少了系统研制成本，降低了系统研制复杂性。
一种接口协议自动转换方法，包括如下步骤：
S1,根据系统内协议内容及设备接口关系，编写系统内协议配置脚本；协议配置脚本包括所有需要参与通信及协议转换的消息，每条消息包括：该消息对应协议的名称、协议中该消息的名称、可以辨别该消息的特有协议标识、消息特有的协议标识在消息中的对应位置、消息的长度、该消息注册的设备接口、该消息注册的数据接口、该消息的消息内容、消息中每个变量的数据类型；
S2,生成协议配置脚本中所有的消息，包括：消息的名称，按照消息所属协议、消息内容、消息中每个变量的数据类型，生成的消息具体内容；
S3,实现数据接口，生成协议配置脚本中消息所注册的数据接口,进行数据的接收以及发送；用户在数据接口内部进行消息的逻辑功能处理；
S4,进行协议转换，实现协议配置脚本中消息的解析及打包发送，具体包括：
S41、周期轮询接收消息队列中的消息，根据协议配置脚本中每条消息的名称，消息特有协议标识、消息的长度、消息特有协议标识在消息中对应位置、对接收消息的合理及符合协议性进行确认，确认后对该消息进行解包分析，并利用该条消息注册数据接口进行消息的逻辑处理；
S42、对应消息进行解包处理，根据协议配置脚本中消息所属协议、消息中变量的数据类型、变量的字节序、消息的注册数据接口对消息数据包进行解析，将整个数据包解析为多个具有具体含义的变量形式，并交由注册的数据接口进行逻辑处理；
S43、对应消息进行打包处理，按消息所属协议、消息内容、消息的变量字节序创建对应的消息数据包，并根据消息注册的设备接口将该消息转移给协议转换支持模块分发给对应设备接口进行消息数据包的发送；
S5，对协议转换的底层支持，包括对数据接口和设备接口进行注册及注册状态的判断，提供协议处理中打包解包的支持处理功能，及协议转换中的消息队列功能：
S6，当系统内设备按协议进行收发消息，首先通过相应设备接口接收消息数据包并存入消息处理队列，轮询消息处理队列并根据协议配置文件内容进行消息的协议符合性和重点数据有效性的判断；
S7，判断有效后，将该消息数据包进行解析，并将消息通过注册的数据接口进行消息逻辑处理，在系统内对应接收设备中进行使用。
进一步地，S6中若进行消息的更改协议或更改设备接口转发，需在数据接口中进行配置；配置成功后，执行至上述S7步骤后，在数据接口中进行消息的协议转换，再进行协议转换后的消息数据包打包，随后发送至协议转换底层支持。
进一步地，包括协议配置脚本，协议数据模块，数据接口模块，协议处理模块，协议转换支持模块；
协议配置脚本包括所有需要参与通信及协议转换的消息，每条消息包括：该消息对应协议的名称、协议中该消息的名称、可以辨别该消息的特有协议标识、消息特有的协议标识在消息中的对应位置、消息的长度、该消息注册的设备接口、该消息注册的数据接口、该消息的消息内容、消息中每个变量的数据类型；
协议数据模块用于生成协议配置脚本中所有的消息，包括：消息的名称，按照消息所属协议、消息内容、消息中每个变量的数据类型，生成的消息具体内容；
数据接口模块用于生成协议配置脚本中消息所注册的数据接口，进行数据的接收以及发送；用户在数据接口内部进行消息的逻辑功能处理；
协议处理模块用于进行协议转换，实现协议配置脚本中消息的解析及打包发送，具体包括：
周期轮询接收消息队列中的消息，根据协议配置脚本中每条消息的名称，消息特有协议标识、消息的长度、消息特有协议标识在消息中对应位置、对接收消息的合理及符合协议性进行确认，确认后对该消息进行解包分析，并利用该条消息注册数据接口进行消息的逻辑处理；
对应消息进行解包处理，根据协议配置脚本中消息所属协议、消息中变量的数据类型、变量的字节序、消息的注册数据接口对消息数据包进行解析，将整个数据包解析为多个具有具体含义的变量形式，并交由注册的数据接口进行逻辑处理；
对应消息进行打包处理，按消息所属协议、消息内容、消息的变量字节序创建对应的消息数据包，并根据消息注册的设备接口将该消息转移给协议转换支持模块分发给对应设备接口进行消息数据包的发送；
协议转换支持模块用于对协议转换的底层支持，包括对数据接口和设备接口进行注册及注册状态的判断，提供协议处理中打包解包的支持处理功能，及协议转换中的消息队列功能：
当系统内设备按协议进行收发消息，首先通过相应设备接口接收消息数据包并存入消息处理队列，由协议转换支持模块轮询消息处理队列并根据协议配置文件内容进行消息的协议符合性和重点数据有效性的判断；
判断有效后，协议转换支持模块将该消息数据包进行解析，并将消息通过注册的数据接口模块进行使用者按需求增加的消息逻辑处理，在系统内对应接收设备中进行使用。
进一步地，若进行消息的更改协议或更改设备接口转发，需在数据接口模块中进行该项功能配置；配置成功后，在数据接口模块中进行消息的协议转换，再将消息转移至协议处理模块进行协议转换后的消息数据包打包，随后发送至协议转换支持模块。
本发明有益效果：
1、实现了系统中消息多种接口及协议的转换及转发；
2、实现了一种接口协议的通用化自动转换方法，在系统中只要将根据协议配置脚本自动生成的相应模块配置在相应设备上，即可通过本文所述方法进行协议及通信接口的转换；
3、实现了一种接口协议的可扩展自动转换方法，在系统中若需新增接口及协议，只需更改协议配置脚本及更改对应的设备接口即可满足使用，减少了研制成本。
附图说明
图1是本发明的车载武器平台设备部署关系示意图；
图2是本发明的协议配置脚本图；
图3是本发明的指控计算机内部模块部署关系及接收供配电消息并转发过程图；
图4是接口协议自动转换流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明为了解决车载武器平台中各分系统内部及分系统之间通信接口多，通信协议不统一等带来的研制及验证成本高的问题，提出了一种接口协议自动转换方法及其装置。
本发明的接口协议自动转换装置，包括协议配置脚本，协议数据模块，数据接口模块，协议处理模块(包含协议的解析及打包)，协议转换支持模块。
协议配置脚本包括所有需要参与通信及协议转换的消息，每条消息均包括：该消息对应协议的名称、协议中该消息的名称、可以辨别该消息的特有协议标识、消息特有的协议标识在消息中的对应位置、、消息的长度、该消息注册的设备接口、该消息注册的数据接口、该消息的消息内容、消息中每个变量的数据类型，其中该消息中需要着重确认的消息为可选内容。
协议数据模块为通过模板处理，批量自动生成协议配置脚本中所有的消息，具体包括：消息的名称，按照消息所属协议、消息内容、消息中每个变量的数据类型，生成的消息具体内容。
数据接口模块为通过模板处理，批量自动生成协议配置脚本中消息所注册的数据接口功能，具体包括：数据接口接收处理功能，数据接口发送数据功能；用户可在数据接口模块内部进行消息的逻辑功能处理。
协议处理模块为通过模板处理，批量自动生成协议配置脚本中消息的解析及打包发送功能，具体包括：1、周期轮询接收消息队列中的消息，根据协议配置脚本中每条消息的名称，消息特有协议标识、消息的长度、消息特有协议标识在消息中对应位置、消息中着重确认的数据对接收消息的合理及符合协议性进行确认，确认后对该消息进行解包分析，并利用该条消息注册数据接口进行消息的逻辑处理。2、对应消息进行解包处理，根据协议配置脚本中消息所属协议、消息中变量的数据类型、变量的字节序、消息的注册数据接口对消息数据包进行解析，将整个数据包解析为多个具有具体含义的变量形式，并交由注册的数据接口模块进行逻辑处理。3、对应消息进行打包处理，按消息所属协议、消息内容、消息的变量字节序创建对应的消息数据包，并根据消息注册的设备接口将该消息转移给协议转换支持模块分发给对应设备接口进行消息数据包的发送。
协议转换支持模块为对协议处理模块功能进行支持的底层功能模块，具体功能包括：对数据接口模块和设备接口进行注册及注册状态的判断，提供协议处理模块中打包解包的支持处理功能，及协议转换中的消息队列功能：
本发明接口协议自动转换装置在车载武器平台部署关系如图1所示，车载武器平台内部包含数据总线CAN总线接口、1553B总线接口、及以太网接口，其中车载平台中的指控计算机作为协议自动转换装置对接收的网络数据，CAN数据进行处理和更改协议及通信接口的转发。
图2为协议配置脚本中网络及CAN相关协议数据示意图，本实例中的协议配置脚本采用XML语言进行描述，描述内容包括消息的中文名称(方便阅读)，消息的使用名称，消息的标识位置，消息的标识长度、消息的标识内容、消息的关键参数位置、消息的关键参数长度、消息的关键参数内容、消息的总长度、消息内容的字节序、消息的注册设备接口、消息的注册数据接口、消息的内容。
图3为指控计算机中接口协议自动转换方法自动生成协议数据模块，数据接口模块，协议处理模块的过程，及指控计算机内部协议数据模块，数据接口模块，协议处理模块，协议转换支持模块、设备接口模块的部署关系。
如图3所示，以供配电系统CAN总线数据发送至指控计算机并将该消息通过以太网接口转发给综控终端进行显示的过程为例描述了系统内消息的数据流。供配电系统通过车内CAN总线发送其系统的工作状态及详细信息消息后，指控计算机通过CAN总线接口获取该消息，将消息存入消息处理队列，协议转换模块通过周期轮询方式获取该消息，并判断数据包是否符合协议，及关键参数是否符合要求。判断正常后进行数据包解析并转移给注册数据接口进行逻辑处理。逻辑处理内容包括将消息更换为以太网协议，更改完成后，将以太网消息通过UDP接口由指控计算机网口将数据发送给综控终端进行显示。
如图4所示，本发明的接口协议自动转换方法步骤如下：
1、根据系统内协议内容及设备接口关系，编写系统内协议配置脚本。
2、使用协议转换装置或计算机设备读取协议配置脚本，该脚本为描述性语言脚本，对系统内设备通信中需要转换的协议进行描述，对脚本语法合理性进行判断。
3、根据配置脚本中协议规定的消息内容、消息变量数据类型等自动生成协议数据模块。
4、根据配置脚本中协议规定的消息注册数据接口，自动生成数据接口模块。
5、根据配置脚本中协议规定的消息相关内容，自动生成协议转换模块。
6、将上述自动生成的各软件模块和协议支持模块配置在协议转换装置或配置在所有系统内需要进行协议转换和协议数据通信的设备上，完成该方法的实现及系统内部署。
7、当系统内设备按协议进行收发消息，首先协议转换装置或系统内对应接收设备通过相应设备接口接收消息数据包并存入消息处理队列，由协议转换支持模块轮询消息处理队列并根据协议配置文件内容进行消息的协议符合性和重点数据有效性的判断。
8、判断有效后，利用协议转换支持模块的消息数据包解包功能将该消息数据包进行解析，并将消息通过注册的数据接口模块进行使用者按需求增加的消息逻辑处理，并在系统内对应接收设备中进行使用。
9、在上述步骤基础上若进行消息的更改协议或更改设备接口转发，需在数据接口模块中进行该项功能配置。配置成功后，执行至上述8步骤后，在数据接口模块中进行消息的协议转换，再将消息转移至协议处理模块进行协议转换后的消息数据包打包，随后发送至协议转换支持模块。
10、协议转换支持模块根据该消息注册的设备接口，通过相应设备接口发送该消息数据包。从而完成系统内接口协议的自动转换和多设备接口的注册及定向转发。
本发明支持多种数据类型、具有通用化、可扩展、可灵活配置等特点，满足多种数据总线及标准及私有通信协议的协议自动转换，减少了系统研制成本，降低了系统研制复杂性。
上述具体实施方式仅限于解释和说明本发明的技术方案，但并不能构成对权利要求保护范围的限定。本领域技术人员应当清楚，在本发明的技术方案的基础上做任何简单的变形或替换而得到的新的技术方案，均落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种接口协议自动转换方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1,根据系统内协议内容及设备接口关系，编写系统内协议配置脚本；协议配置脚本包括所有需要参与通信及协议转换的消息，每条消息包括：该消息对应协议的名称、协议中该消息的名称、可以辨别该消息的特有协议标识、消息特有的协议标识在消息中的对应位置、消息的长度、该消息注册的设备接口、该消息注册的数据接口、该消息的消息内容、消息中每个变量的数据类型；
S2,生成协议配置脚本中所有的消息，包括：消息的名称，按照消息所属协议、消息内容、消息中每个变量的数据类型，生成的消息具体内容；
S3,实现数据接口，生成协议配置脚本中消息所注册的数据接口,进行数据的接收以及发送；用户在数据接口内部进行消息的逻辑功能处理；
S4,进行协议转换，实现协议配置脚本中消息的解析及打包发送，具体包括：
S41、周期轮询接收消息队列中的消息，根据协议配置脚本中每条消息的名称，消息特有协议标识、消息的长度、消息特有协议标识在消息中对应位置、对接收消息的合理及符合协议性进行确认，确认后对该消息进行解包分析，并利用该条消息注册数据接口进行消息的逻辑处理；
S42、对应消息进行解包处理，根据协议配置脚本中消息所属协议、消息中变量的数据类型、变量的字节序、消息的注册数据接口对消息数据包进行解析，将整个数据包解析为多个具有具体含义的变量形式，并交由注册的数据接口进行逻辑处理；
S43、对应消息进行打包处理，按消息所属协议、消息内容、消息的变量字节序创建对应的消息数据包，并根据消息注册的设备接口将该消息转移给协议转换支持模块分发给对应设备接口进行消息数据包的发送；
S5，对协议转换的底层支持，包括对数据接口和设备接口进行注册及注册状态的判断，提供协议处理中打包解包的支持处理功能，及协议转换中的消息队列功能：
S6，当系统内设备按协议进行收发消息，首先通过相应设备接口接收消息数据包并存入消息处理队列，轮询消息处理队列并根据协议配置文件内容进行消息的协议符合性和重点数据有效性的判断；
S7，判断有效后，将该消息数据包进行解析，并将消息通过注册的数据接口进行消息逻辑处理，在系统内对应接收设备中进行使用。
2.根据权利要求1所述的一种接口协议自动转换方法，其特征在于，S6中若进行消息的更改协议或更改设备接口转发，需在数据接口中进行配置；配置成功后，执行至上述S7步骤后，在数据接口中进行消息的协议转换，再进行协议转换后的消息数据包打包，随后发送至协议转换底层支持。
3.一种接口协议自动转换装置，其特征在于，包括协议配置脚本，协议数据模块，数据接口模块，协议处理模块，协议转换支持模块；
协议配置脚本包括所有需要参与通信及协议转换的消息，每条消息包括：该消息对应协议的名称、协议中该消息的名称、可以辨别该消息的特有协议标识、消息特有的协议标识在消息中的对应位置、消息的长度、该消息注册的设备接口、该消息注册的数据接口、该消息的消息内容、消息中每个变量的数据类型；
协议数据模块用于生成协议配置脚本中所有的消息，包括：消息的名称，按照消息所属协议、消息内容、消息中每个变量的数据类型，生成的消息具体内容；
数据接口模块用于生成协议配置脚本中消息所注册的数据接口，进行数据的接收以及发送；用户在数据接口内部进行消息的逻辑功能处理；
协议处理模块用于进行协议转换，实现协议配置脚本中消息的解析及打包发送，具体包括：
周期轮询接收消息队列中的消息，根据协议配置脚本中每条消息的名称，消息特有协议标识、消息的长度、消息特有协议标识在消息中对应位置、对接收消息的合理及符合协议性进行确认，确认后对该消息进行解包分析，并利用该条消息注册数据接口进行消息的逻辑处理；
对应消息进行解包处理，根据协议配置脚本中消息所属协议、消息中变量的数据类型、变量的字节序、消息的注册数据接口对消息数据包进行解析，将整个数据包解析为多个具有具体含义的变量形式，并交由注册的数据接口进行逻辑处理；
对应消息进行打包处理，按消息所属协议、消息内容、消息的变量字节序创建对应的消息数据包，并根据消息注册的设备接口将该消息转移给协议转换支持模块分发给对应设备接口进行消息数据包的发送；
协议转换支持模块用于对协议转换的底层支持，包括对数据接口和设备接口进行注册及注册状态的判断，提供协议处理中打包解包的支持处理功能，及协议转换中的消息队列功能：
当系统内设备按协议进行收发消息，首先通过相应设备接口接收消息数据包并存入消息处理队列，由协议转换支持模块轮询消息处理队列并根据协议配置文件内容进行消息的协议符合性和重点数据有效性的判断；
判断有效后，协议转换支持模块将该消息数据包进行解析，并将消息通过注册的数据接口模块进行使用者按需求增加的消息逻辑处理，在系统内对应接收设备中进行使用。
4.根据权利要求3所述的一种接口协议自动转换装置，其特征在于，若进行消息的更改协议或更改设备接口转发，需在数据接口模块中进行该项功能配置；配置成功后，在数据接口模块中进行消息的协议转换，再将消息转移至协议处理模块进行协议转换后的消息数据包打包，随后发送至协议转换支持模块。
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