CN113891183A

CN113891183A - 一种双向互动型通信波特率自适应方法

Info

Publication number: CN113891183A
Application number: CN202110987670.7A
Authority: CN
Inventors: 胡志刚; 王跃光; 杜小涛; 李增光; 秦争营; 黄顺双
Original assignee: Ningbo Sanxing Smart Electric Co Ltd
Current assignee: Ningbo Sanxing Smart Electric Co Ltd
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2022-01-04

Abstract

本发明涉及一种双向互动型通信波特率自适应方法，方法包括S1、第一模块判断是否有第二模块插入，若是，第一模块选择第一波特率集合中最大波特率为当前支持的波特率，并向第二模块发送进行波特率自适应匹配信号，第一波特率集合由第一模块支持的多种波特率组合成；S2、第二模块将第二波特率集合中的波特率按由高到低顺序依次与当前支持的波特率进行匹配，若匹配上，返回匹配成功，若直至轮询完第二波特率集合中的所有数据仍未成功，执行S3，其中，第二波特率集合由第二模块支持的多种波特率组合成；S3、第一模块将第一波特率集合中经S1操作筛选后剩余的波特率中最大者作为当前支持的波特率，依次执行S1中的剩余操作和S2以进行波特率自适应匹配。

Description

一种双向互动型通信波特率自适应方法

技术领域

本发明涉及智能系统领域，尤其涉及一种双向互动型通信波特率自适应方法。

背景技术

目前的智能交互系统通信时或多或少需要涉及波特率选择的问题，比如，智能电能表由基表和通信模块组成，基表负责计量和功能实现，通信模块负责与外部的数据交互，基表与模块之间采用串口进行通信。抄读数据时，集中器下发数据帧给通信模块，通信模块通过串口转发给基表，返回帧的通信方向则相反，由基表到通信模块再到集中器。

通信模块与基表交互数据时，只有基表和通信模块接口的通信波特率相同时，才能交互成功。为了使用的灵活性，目前的方案是通信模块采用波特率自适应方法，即以基表波特率为主，通信模块主动去适应，其适应过程如图1所示。

就目前的智能电表而言，现在的方案存在如下缺陷：1)基表出厂时考虑到不同厂家的通信模块兼容性需要，一般不会设置比较高的波特率，若要提高通信速率，还需要对表进行设置，把波特率提高，然后让通信模块去适应，这种做法维护工作量很大，也不能很好的发挥通信模块和基表的最大通信能力；2)电表在实际运行中，通信模块经常更换，如果通信模块为宽带模块(HPLC)，其与基表之间采用比较高的速率如38400bps进行匹配通信，若后来更换成窄带载波，由于窄带模块最高只支持9600bps，而基于波特率自适应是以基表38400bps为主的单方向性，则每次匹配都无法成功，会一直导致通信失败。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能提供宽范围的波特率选择和双向波特率适配方式，以有效解决波特率重新匹配带来的繁琐和波特率匹配不成功的问题，实现智能交互系统的模块之间的通信最优匹配，提高通信匹配速度和效率的双向互动型通信波特率自适应方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种双向互动型通信波特率自适应方法，所述方法对应的系统包括第一模块和第二模块，其特征在于：所述方法包括，

S1、第一模块判断是否有第二模块插入，若是，第一模块选择第一波特率集合中的最大波特率为当前支持的波特率，并向第二模块发送进行波特率自适应匹配的信号，所述第一波特率集合由第一模块支持的多种波特率组合而成；

S2、第二模块将第二波特率集合中的波特率按照由高到低的顺序依次与所述当前支持的波特率进行匹配，若匹配上，返回波特率匹配成功，若直至轮询完第二波特率集合中的所有数据仍未成功配对，执行S3，其中，所述第二波特率集合由第二模块支持的多种波特率组合而成；

S3、第一模块将第一波特率集合中经过S1操作筛选后剩余的波特率中的最大者作为当前支持的波特率，然后依次执行S1中的剩余操作和S2以进行波特率自适应匹配。

进一步的，所述S2中的第二模块将第二波特率集合中的波特率按照由高到低的顺序依次与所述当前支持的波特率进行匹配具体包括，

S21、第二模块从第二波特率集合中选择最高波特率下发命令，对第一模块进行地址抄读，若在t秒内反馈帧，则波特率匹配成功，反之，执行S22；

S22、第二模块选择以第二波特率集合中剩余的波特率中的最大者下发命令，并执行S21中的地址抄读及后续操作。

进一步的，所述方法还包括在执行S3之前，还进行了如下操作，

S4、第一模块判断是否存在s秒未收到来自第二模块发送的地址抄读命令，若是，执行S3，若否，继续等待直至间隔时间达到s秒后执行S3。

进一步的，所述方法还包括第二模块在轮询第二波特率集合一个周期内，每隔h秒发出一次地址抄读命令，第一模块对应每隔h秒接收到一次信息。

进一步的，所述信息在波特率匹配不成功时为乱码，所述信号为低电平信号。

进一步的，所述S1中的第一模块判断是否有第二模块插入，包括第二模块通过热拔插方式与第一模块相连时的第一模块检测是否有输入信号和第二模块与第一模块相连且第一模块上电去电一次时第一模块检测是否有输入信号这两种情形。

进一步的，所述方法还包括当第一模块轮询完一次第一波特率集合，仍未匹配成功时，放弃匹配，并间隔T小时候重启波特率匹配操作。

进一步的，所述t、s、h和T分别取值为0.5s、10s、2s和1小时。

进一步的，所述第一模块为基表，第二模块为通信模块。

进一步的，所述第一波特率集合由2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps构成，第二波特率集合由2400bps、4800bps、9600bps构成。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

通过提供宽范围的波特率选择和双向波特率适配选择，有效解决了波特率因基表等部件升级导致波特率需重新匹配，致使程序操作繁琐，以及因通信模块等部件不断更换，导致波特率匹配不成功的问题，实现了智能交互系统内部间的通信最优匹配，提高了通信匹配速度和效率。

附图说明

图1为本申请双向互动型通信波特率自适应方法对应的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1示出了本申请双向互动型通信波特率自适应方法对应的优选实施例流程图，该方法对应的系统包括第一模块和第二模块，其特征在于：所述方法包括，

对于步骤S2而言，其中的第二模块将第二波特率集合中的波特率按照由高到低的顺序依次与当前支持的波特率进行匹配具体包括，

为了表述的方便性，本申请中的第一模块优选为基表，而第二模块优选为与基表通信连接的通信模块。通信模块在实际产品设计中多以热拔插方式与基表相连，故而，步骤S1中的第一模块判断是否有第二模块插入，即对应基表判断是否有通信模块通过热拔插方式插入，基表能通过判断是否有输入信号来进行检测判断。

当然，该步骤S1中的第一模块判断是否有第二模块插入也可包括通信模块与基表相连且基表上电去电一次时基表检测是否有输入信号这一情形。

在本实施例中，作为举例性的描述，基表支持波特率2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps，通信模块支持波特率2400bps、4800bps、9600bps，则对应着第一波特率集合由2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps构成，第二波特率集合由2400bps、4800bps、9600bps构成。后文为了描述的方便，也将会以此为基础进行展开说明。

本方法在执行S3之前，还包括如下操作，

因为第一波特率集合和第二波特率集合均有各自对应的多个数据构成，故每次波特率自适应时，针对轮询第二波特率集合而言，会消耗一定的周期时间，轮询完第一波特率集合时，也会再额外消耗一定的周期时间，比如，在本实施例的情形下，第二波特率集合由3个数据组成，第一波特率集合由5个数据组成，若轮询完第二波特率集合一次，需花费X秒，轮询完第一波特率集合一次，需花费Y秒，则整个方法自适应波特率下来，需要消耗X*Y秒。

看似该方法使得波特率匹配时间被拉长，但由于其在同一个基表上进行，而一个基表本身已经配置了多种波特率，则其能适应更高要求的通信，无需重新进行配置，这就缓解了因基表更新带来的繁琐以及波特率匹配带来的冗余。而且，由于每次均是从最高波特率进行适配，这也极大减小了波特率适配所消耗的时间，从而提高了匹配效率和准确率。

具体的，基表检测到通信模块插入后，基表波特率主动调整为基表支持的最大波特率，以基表为基准，通信模块通过调整不同的波特率下发数据帧(如抄读表地址)主动去适应基表，如果能通信则表示匹配成功。此处抄读表地址数字帧格式满足DL/T698.45标准。

如上述适应失败，说明基表波特率太高，通信模块无法达到，则基表主动降低波特率一档，然后重新启动前述的适配操作，如果还是失败，则把波特率再降低一档，再次重复一次，依次循环，直到基表调整为最小波特率，如果还没有通信成功，则放弃匹配。同时，为了防止干扰或者其它原因导致的匹配不成功，基表经过1小时后需要重新启动波特率匹配。

如前所述，基表支持波特率2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps，通信模块支持波特率2400bps、4800bps、9600bps，启动匹配：第一次基表选择38400bps为基准，通信模块用2400bps、4800bps、9600bps去匹配，若每次都失败，则第二次基表调整为19200bps，若通信模块仍然匹配失败，则第三次基表调整为9600bps，若通信模块匹配成功，则最终双方约定波特率即为9600bps。

在该匹配过程中，存在以下特点，即通信模块通过每款表都支持的、长度比较短的如抄读表地址这类数据帧，从最高波特率下发命令，如在500ms内有返回帧说明波特率匹配成功，如果失败，降低通信模块一档波特率，继续下发命令，循环上一步骤，一直到波特率对应上。

如果通信模块通过调整波特率的方式下发抄读表地址的命令，仍然不能匹配波特率，则说明表计波特率已经超出了模块支持的波特率范畴。表计需要主动调整波特率，然后通知模块进行波特率匹配，为了匹配最高波特率，表计主动调整波特率应按大到小的顺序进行。

同时，为了及时通知模块进行波特率自适应匹配，当基表波特率自我调整后，需要及时发出信号(低电平)给模块复位模块。

通信模块在上电或者被基表复位后启动波特率自适应时，会每2秒发出一帧，正常应在发出数据帧后的0.5S内收到返回帧，没有返回帧说明两者波特率不对应，通信模块各种波特率轮询一圈完成后停止10S不发数据帧。

与此同时，基表在上电或者主动复位模块后，间隔2秒会收到一串乱码(波特率不对应引起的)，当有连续10S没有收到乱码或者正常数据帧，基表主动降低一档波特率，通过复位模块的方式再次启动波特率匹配。

如此，通过提供宽范围的波特率选择和双向波特率适配选择，有效解决了波特率因基表等部件升级导致波特率需重新匹配，致使程序操作繁琐，以及因通信模块等部件不断更换，导致波特率匹配不成功的问题，实现了智能交互系统内部间的通信最优匹配，提高了通信匹配速度和效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种双向互动型通信波特率自适应方法，所述方法对应的系统包括第一模块和第二模块，其特征在于：所述方法包括，

2.根据权利要求1所述双向互动型通信波特率自适应方法，其特征在于：所述S2中的第二模块将第二波特率集合中的波特率按照由高到低的顺序依次与所述当前支持的波特率进行匹配具体包括，

3.根据权利要求1所述双向互动型通信波特率自适应方法，其特征在于：所述方法还包括在执行S3之前，还进行了如下操作，

4.根据权利要求2所述双向互动型通信波特率自适应方法，其特征在于：

所述方法还包括第二模块在轮询第二波特率集合一个周期内，每隔h秒发出一次地址抄读命令，第一模块对应每隔h秒接收到一次信息。

5.根据权利要求4所述双向互动型通信波特率自适应方法，其特征在于：

所述信息在波特率匹配不成功时为乱码，所述信号为低电平信号。

6.根据权利要求1所述双向互动型通信波特率自适应方法，其特征在于：

所述S1中的第一模块判断是否有第二模块插入，包括第二模块通过热拔插方式与第一模块相连时的第一模块检测是否有输入信号和第二模块与第一模块相连且第一模块上电去电一次时第一模块检测是否有输入信号这两种情形。

7.根据权利要求4所述双向互动型通信波特率自适应方法，其特征在于：

所述方法还包括当第一模块轮询完一次第一波特率集合，仍未匹配成功时，放弃匹配，并间隔T小时候重启波特率匹配操作。

8.根据权利要求7所述双向互动型通信波特率自适应方法，其特征在于：

所述t、s、h和T分别取值为0.5s、10s、2s和1小时。

9.根据权利要求1所述双向互动型通信波特率自适应方法，其特征在于：

所述第一模块为基表，第二模块为通信模块。

10.根据权利要求9所述双向互动型通信波特率自适应方法，其特征在于：

所述第一波特率集合由2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps构成，第二波特率集合由2400bps、4800bps、9600bps构成。