CN114115023A - 一种实现avc组态文件的识别和运行的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现AVC组态文件的识别和运行的方法。包括：（1）对上位机组态下传的存储信息内容进行识别，按照预定规则提取不同的信息，组态文件是以二进制代码格式发送，组态文件由多个CELL即模块组成，并以FLASH形式存储；（2）组态文件识别后以二进制存入到FLASH，各模块以动态链表的形式进行存储，各模块在包括建立、调用的过程都是通过指针来完成，各模块在控制器中的顺序，是通过一个个数据指针链接在一起，形成完整的数据链表；数据链表生成后，各模块间的输入和输出参数是相互独立的；通过提取算法号，来判断所指向的CELL的函数指针，从而进入相应的CELL函数。本发明能够实现下位机对上位机组态下传的存储信息内容进行识别及运行。

Description

一种实现AVC组态文件的识别和运行的方法

技术领域

本发明涉及一种实现AVC组态文件的识别和运行的方法。

背景技术

组态文件的识别和运行是控制器嵌入式软件最核心的部分，现有并无相关技术公开，即无组态文件的识别和运行的相关资料很少。通常，不同的应用场景，我们都需要编写对应的控制器的嵌入式软件，这个复杂度就会很高，需要专业的嵌入式软件开发人员，由于将复杂的底层硬件细节和上层软件编程概念进行了重新封装，转变成符合思维习惯的组态式可视化组件，使软件开发如同搭积木一样简单、直观，大大降低了嵌入式软件开发难度和工作量。通过这种组态的形式，就不需要编写底层控制器嵌入式软件，通过上位机AI智慧可视化控制系统生成 AVC控制器上的组态文件，然后下载到控制器上运行，这个产品的开发就比较容易了，我们的目的就是解决嵌入式产品开发难度高的问题，因此本申请提出说明组态文件在控制器上的识别和运行。开发者无需花费大量时间和精力在通用的底层和平台软件，可更专注与具体业务相关的产品需求开发。

AI可视化控制器（AI Visible Controller - AVC），AVCs通常为其控制的设备存储和执行对应的控制操作程序，这些在AVC 上执行的控制操作程序是可编程的逻辑，称为DDC 程序。AVC 的DDC程序是可被储存与执行在专用电脑上作开发与模拟的。嵌入式组态软件是上位机将用户配置的组态算法转换为下位机ARM可识别软件信息流，发送给下位机ARM，下位机ARM收到该软件信息流后，重新配置自己的运行参数，这样就完成了整个软件组态的功能。当操作系统以及各功能模块设计完成后，剩下的工作就是怎么组织、使用这些软件，最终完成用户的使用。组态代码层主要采用功能模块结构和指针联接相结合的算法。组态包括各个控制回路的控制算法以及相应的参数，以及和各个输入输出口的关系。用户可以通过键盘或者上位机下传组态的信息，组态信息化分为多个功能模块形式。组态是freeRTOS操作系统的一个子程序，组态任务负责初始化微处理器、接收上位机发送的组态配置数据和文件识别、建立链表、调用各个功能算法子函数，下位机主要负责接收控制组态、运行组态、以及各种控制算法逻辑，完成控制功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现AVC组态文件的识别和运行的方法，能够实现下位机对上位机组态下传的存储信息内容进行识别及运行。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种实现AVC组态文件的识别和运行的方法，包括：

（1）组态文件识别：

对上位机组态下传的存储信息内容进行识别，按照预定规则提取不同的信息，组态文件是以二进制代码格式发送，组态文件由多个CELL即模块组成，并以FLASH形式存储，各模块的启动包括功能模块号、算法号、输入变量个数、输入变量名、输入变量值、输出变量个数、输出变量名、输出变量值，以及在图中的中心位置；

（2）组态文件运行：

组态文件识别后以二进制存入到FLASH，各模块以动态链表的形式进行存储，各模块在包括建立、调用的过程都是通过指针来完成，各模块在控制器中的顺序，是通过一个个数据指针链接在一起，形成完整的数据链表；

由于数据链表是顺序执行，因此上位机组态通过模块号的大小排列成顺序的结构下发到下位机进行组态文件识别；

数据链表生成后，各模块间的输入和输出参数是相互独立的；通过提取算法号，来判断所指向的CELL的函数指针，从而进入相应的CELL函数，CELL函数在函数指针数组里面的位置是固定的；如果对应函数指针位置没有CELL，则指针值为NULL；通过算法号来确定执行的函数名，函数的参数则通过各模块输入和输出参数确定。

本发明方法具体实现步骤如下：

S1、上位机把要发送的二进制形式文本的组态文件通过Bacnet协议进行打包成bacnet的数据包，通过相应的硬件发送给下位机；

S2、下位机通过相应的硬件进行接收，对接收到的bacnet数据包，通过文件解析方式，解析成上位机发送的二进制形式文本，该二进制文本即按照多个上位机通信结构体的形式即多个CELL模块进行拼合而成，且CELL模块以先运行在前原则进行拼合；各CELL模块以数据链表的形式先存放在动态的内存中，各CELL模块是分散的以指针链表的方式组合在一起；

S3、将二进制形式文本根据字节解析成多个CELL模块，即按照上位机通信结构体字节数进行解析成多个结构体，然后通过链表方式链接在一起；

S4、将指针链表存放在在FLASH中，当下位机因意外重启，可以通过读取FLASH中数据，恢复指针链表；

S5、指针链表是按顺读取，读取到一个CELL模块，通过算法号找到要执行的算法函数，读取输入变量，改变输出变量，直到执行到最后一个链表结束；当指针链表读取到最后一个链表结束后，会重新从指针链表表头处开始进行读取。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明能够实现下位机对上位机组态下传的存储信息内容进行识别及运行。

附图说明

图1为本发明整体运行识别流程图。

图2为本发明单个任务运行识别流程图。

图3为组态文件识别示意图。

图4为数据链表结构。

具体实施方式

下面结合附图1-4，对本发明的技术方案进行具体说明。

首先，介绍下CELL代码：

当你用CELL代码编程时，用序列号从1到9999对CELL代码进行编程，并为该CELL代码分配适当的输入和输出。而一个特定序列号只能存在一个CELL代码。当这些CELL代码被连接在一起，一个接一个地执行，复杂和定制的控制策略就成立了。

每个CELL代码有自己所代表的程序功能，如一个摄氏温度转换CELL代码（Temperature Convert），它的文字化名称为Temperature Convert，会有一个专属的CELL编号（CELL Number），每个CELL代码在程序中唯一的序列号（可以理解为文字编程中的行号），称之为程序编号（Sequence No.）。

CELL的执行

CELL代码序列号按从最低到最高的顺序执行。当最后一个序列号被执行时（最后一个序列号必须被一个特殊CELL代码占用，见下文），程序再次返回以最低序列号开始执行CELL代码。这叫做一个执行循环。在每个执行循环中，只有CELL代码占用的序列号才被执行，执行循环需要在一秒钟的时间内，控制器内部扫描与处理输入和输出状态的变化在毫秒（ms）内完成，并更新数据点的现值（Present-value）。

如图1、2所示，本发明一种实现AVC组态文件的识别和运行的方法，包括：

（1）组态文件识别：

对上位机组态下传的存储信息内容进行识别，按照预定规则提取不同的信息，组态文件是以二进制代码格式发送，组态文件由多个CELL即模块组成，并以FLASH形式存储，各模块的启动包括功能模块号、算法号、输入变量个数、输入变量名、输入变量值、输出变量个数、输出变量名、输出变量值，以及在图中的中心位置；

（2）组态文件运行：

组态文件识别后以二进制存入到FLASH，各模块以动态链表的形式进行存储，各模块在包括建立、调用的过程都是通过指针来完成，各模块在控制器中的顺序，是通过一个个数据指针链接在一起，形成完整的数据链表；

由于数据链表是顺序执行，因此上位机组态通过模块号的大小排列成顺序的结构下发到下位机进行组态文件识别；

数据链表生成后，各模块间的输入和输出参数是相互独立的；通过提取算法号，来判断所指向的CELL的函数指针，从而进入相应的CELL函数，CELL函数在函数指针数组里面的位置是固定的；如果对应函数指针位置没有CELL，则指针值为NULL；通过算法号来确定执行的函数名，函数的参数则通过各模块输入和输出参数确定。

本发明方法具体实现步骤如下：

S1、上位机把要发送的二进制形式文本的组态文件通过Bacnet协议进行打包成bacnet的数据包，通过相应的硬件发送给下位机；

S2、下位机通过相应的硬件进行接收，对接收到的bacnet数据包，通过文件解析方式，解析成上位机发送的二进制形式文本，该二进制文本即按照多个上位机通信结构体的形式即多个CELL模块进行拼合而成，且CELL模块以先运行在前原则进行拼合；各CELL模块以数据链表的形式先存放在动态的内存中，各CELL模块是分散的以指针链表的方式组合在一起；

S3、将二进制形式文本根据字节解析成多个CELL模块，即按照上位机通信结构体字节数进行解析成多个结构体，然后通过链表方式链接在一起；

S4、将指针链表存放在在FLASH中，当下位机因意外重启，可以通过读取FLASH中数据，恢复指针链表；

S5、指针链表是按顺读取，读取到一个CELL模块，通过算法号找到要执行的算法函数，读取输入变量，改变输出变量，直到执行到最后一个链表结束；当指针链表读取到最后一个链表结束后，会重新从指针链表表头处开始进行读取。

以下为本发明具体实现过程。

如图3所示，组态文件识别就是对将上位机组态下传的存储信息内容进行识别，按照一定的规则提取不同的信息。组态文件是以二进制代码的格式，以多个CELL即模块的形式存在FLASH空间。Flash存储空间地图，参见表1。

表1

组态文件中的每个功能块是都是一个整体，每个功能块都包含算法库中的一个算法，还有这个算法的输入输出以及参数，这些都可以用变量或者数组来表示，用C语言结构体及其参数表示如表2：

表2

1、组态文件识别：组态文件识别通过上位机组态下传的存储信息内容进行识别，按照一定规则提取不同的信息，组态文件是以二进制代码格式发送，多个模块以FLASH形式存储，启动包含了功能模块号、算法号、输入变量个数、输入变量名、输入变量值、输出变量个数、输出变量名、输出变量值，以及在图中的中心位置等。

2、组态运行：组态文件识别后会以二进制存入到FLASH，模块以动态链表的形式进行存储，模块在建立、调用等过程都是通过指针来完成，模块在控制器中的顺序，就是通过一个一个数据指针链接在一起，形成完整的数据链表，如图4所示。

由于链表是顺序执行，按照模块1数据、模块2数据、模块3数据...这种方式提取成结构体，这就需要组态上位机软件通过模块号的大小排列成顺序的结构进行下发的下位机。

模块链表生成后，模块间的输入和输出参数还是独立的。通过提取算法号，来判断是进入哪个CELL函数，通过创建一个CELL的函数指针数组，CELL函数在函数数组里面的位置是固定的，函数指针数组内容如表3所示。

表3

第0个函数指针	NULL
		第1个函数指针	主程序结束函数
第2个函数指针	副程序结束函数
		...	..
第10个函数指针	AND
		第11个函数指针	AND6
第12个函数指针	OR
		...	...

函数指针数组中的值分别对应CELL表中的CELL。如果对应函数指针位置没有CELL，则指针值为NULL。如上，通过算法号来确定执行的函数名，函数的参数则通过模块数据具体数据进行传入。例如当传入模块1数据中算法号是10，则知道执行的是AND与逻辑算法。

由于AVC控制板的输入变量和输出变量需要实时对应相应的硬件。输入变量进入函数需要重新采集相应硬件，如AI，BI。当函数完成时，需要对相应硬件进行动作，如AO,BO。

整个CELL表的执行遍历过程是非常快的顺序遍历，大部分CELL都满足算法的快速遍历过程，如与，或等逻辑算法。还有小部分需要特殊处理，如带有延时函数CELL，主程序执行CELL功能函数。

带有延时函数的CELL处理，如延后开关，通过参数中的变量记录系统systick的启动时间，需要运行的时间，不断遍历的执行函数过程中，进入该函数不断判断是否超过这个时间来实现。没超过这个时间，则函数返回不改变输出标志，当超过这个时间，则执行相应的动作，并清空相应的参数。

主程序执行CELL功能函数处理时，如副程序调用，通过识别模块数据，提取到该特殊的算法号，跳转到该副程序调用返回的需要跳转的模块号进行实现。

单个模块的总体的执行流程如图2所示，在创建的一个任务中，一直遍历执行数据链表，遍历的时间看数据链表的大小。

如图1所示，本发明的整体运行识别流程如下：

1、组态文件是二进制形式的文本文件，上位机PC把要发送的组态文件通过Bacnet协议进行打包成bacnet的数据包，通过相应的硬件（如网口，485）发送。

2、下位机通过相应的硬件（如网口，485）进行接收，接收到的bacnet数据包，通过文件解析方式，可以解析成上位机要发送的二进制的文本。该二进制文本就是按照多个上位机通信结构体的形式（即多个CELL模块）进行拼合而成，且该CELL模块以先运行在前原则进行拼合。

3、由于CELL模块可能会比较多，一次性很难分配所需空间大小，所以需要以数据链表的形式先存放在动态的内存中，这些CELL模块是分散的以指针链表的方式组合在一起。

4、二进制文本根据字节解析成多个CELL模块，如模块名2字节，算法号2字节，输入变量2字节短整形，输入变量是16组8字节字符等。按照上位机通信结构体字节数进行解析成多个结构体，然后通过链表方式链接在一起。

5、由于上位机结构体为固定字节大小。可以一定程度防止上位机文本打包数据时候漏打包字节和多打包字节。在进行硬件传输时候，由于采用Bacnet协议进行传输，其传输有带校验位，可以防止传输过程中的丢数据。

6、指针模块链表存放在内存中，掉电会丢失，所以需要保持在FLASH中，即非易失性存储器中，当下位机因意外重启，可以通过读取FLASH中数据，恢复指针模块链表。

7、指针链表是按顺读取，读取到一个CELL模块，通过算法号找到要执行的算法函数，读取输入变量，改变输出变量，直到执行到最后一个链表结束。当指针链表读取到最后一个链表结束后，会重新从模块链表头处开始进行读取。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种实现AVC组态文件的识别和运行的方法，其特征在于，包括：

（1）组态文件识别：

对上位机组态下传的存储信息内容进行识别，按照预定规则提取不同的信息，组态文件是以二进制代码格式发送，组态文件由多个CELL即模块组成，并以FLASH形式存储，各模块的启动包括功能模块号、算法号、输入变量个数、输入变量名、输入变量值、输出变量个数、输出变量名、输出变量值，以及在图中的中心位置；

（2）组态文件运行：

组态文件识别后以二进制存入到FLASH，各模块以动态链表的形式进行存储，各模块在包括建立、调用的过程都是通过指针来完成，各模块在控制器中的顺序，是通过一个个数据指针链接在一起，形成完整的数据链表；

由于数据链表是顺序执行，因此上位机组态通过模块号的大小排列成顺序的结构下发到下位机进行组态文件识别；

数据链表生成后，各模块间的输入和输出参数是相互独立的；通过提取算法号，来判断所指向的CELL的函数指针，从而进入相应的CELL函数，CELL函数在函数指针数组里面的位置是固定的；如果对应函数指针位置没有CELL，则指针值为NULL；通过算法号来确定执行的函数名，函数的参数则通过各模块输入和输出参数确定。

2.根据权利要求1所述的一种实现AVC组态文件的识别和运行的方法，其特征在于，该方法具体实现步骤如下：

S1、上位机把要发送的二进制形式文本的组态文件通过Bacnet协议进行打包成bacnet的数据包，通过相应的硬件发送给下位机；

S2、下位机通过相应的硬件进行接收，对接收到的bacnet数据包，通过文件解析方式，解析成上位机发送的二进制形式文本，该二进制文本即按照多个上位机通信结构体的形式即多个CELL模块进行拼合而成，且CELL模块以先运行在前原则进行拼合；各CELL模块以数据链表的形式先存放在动态的内存中，各CELL模块是分散的以指针链表的方式组合在一起；

S3、将二进制形式文本根据字节解析成多个CELL模块，即按照上位机通信结构体字节数进行解析成多个结构体，然后通过链表方式链接在一起；

S4、将指针链表存放在在FLASH中，当下位机因意外重启，可以通过读取FLASH中数据，恢复指针链表；

S5、指针链表是按顺读取，读取到一个CELL模块，通过算法号找到要执行的算法函数，读取输入变量，改变输出变量，直到执行到最后一个链表结束；当指针链表读取到最后一个链表结束后，会重新从指针链表表头处开始进行读取。

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