CN115150481B - 一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法及系统，其方法包括：当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，获取未知通讯协议设备发送的报文数据，报文数据包括数据关键字；获取关键字提取模型，关键字提取模型包括若干码点地址，码点地址包括提取关键字和偏移位；将码点地址与报文数据进行比对；基于提取关键字获得相应的数据关键字对应的报文数据，作为选定报文数据；基于偏移位获取相应的选定报文数据的数据值。本申请具有使数据采集过程中能够进行有效的采集连接，降低数据采集工作的周期，且能够对非标准通讯协议的设备进行数据采集，同时减少服务器的处理压力和存储压力的效果。

Description

一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法及系统

技术领域

本申请涉及网络通讯的技术领域，尤其是涉及一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法及系统。

背景技术

目前在自动化生产的过程中，会应用到多种自动化控制器，由于当下物联网发展的趋势，对于市面常用的PLC控制器及嵌入式电脑板控制器，如果需要对设备进行数据采集，则需要采取多种采集器，不同的采集器对应有不同的控制器。

针对上述相关技术，发明人认为由于不同的控制器具有不同的通讯协议，因此进行数据采集时需要供应商提供每个设备的码点地址，而如果供应商无法提供设备的码点地址，会导致数据采集过程中无法进行有效的采集连接，进而会使数据采集工作的周期拉长。

发明内容

为了使数据采集过程中能够进行有效的采集连接，降低数据采集工作的周期，本申请提供一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法。

第一方面，本申请提供一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法，采用如下的技术方案：

一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法，包括：

当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，获取所述未知通讯协议设备发送的报文数据，所述报文数据包括数据关键字；

获取关键字提取模型，所述关键字提取模型包括若干码点地址，所述码点地址包括提取关键字和偏移位；

将所述码点地址与所述报文数据进行比对；

基于所述提取关键字获得相应的数据关键字对应的所述报文数据，作为选定报文数据；

基于所述偏移位获取相应的所述选定报文数据的数据值。

通过采用上述技术方案，由关键字提取模型中的码点地址与采集的未知通讯协议设备的报文数据进行对比，从而根据码点地址获取报文数据中的数据关键字确定选定报文数据，然后根据偏移位确定报文数据中的数据值，从而能够直接获得报文数据中相关数据。进而通过上述方式无需设备的供应商提供码点地址，便能使数据采集过程中能够进行有效的采集连接，降低数据采集工作的周期。

作为优选，所述报文数据还包括与所述数据关键字对应的偏移位数值，所述基于所述偏移位获取相应的所述选定报文数据的数据值，包括：

基于边缘采集器对所述选定报文数据进行清洗以保留与所述偏移位对应的所述偏移位数值，作为数据值。

通过采用上述技术方案，边缘采集器对选定报文数据进行清洗之后，后续进行数据传输过程中，够降低服务器的计算压力，同时降低硬件需求，且边缘采集器进行单独处理能够减少数据丢包现象。

作为优选，在获取所述数据值之后，还包括：

基于服务器对所述数据值进行解析，并获得所述未知通讯协议设备的参数实时值。

通过采用上述技术方案，服务器对数据值进行解析，获得设备的参数实时值，方便对数据进行记录。

作为优选，在获取所述数据值之后，还包括：

基于所述关键字提取模型获取偏移量；

基于所述偏移量和所述偏移位获取所述选定报文数据的偏移量数值。

通过采用上述技术方案，根据偏移量和偏移位获取偏移量数值能够使获取的数据更加符合获取需求，同时能够对多种数据进行采集，较为方便。

作为优选，在所述获取关键字提取模型之前，还包括：对所述报文数据进行分包处理。

通过采用上述技术方案，进行分包处理之后能够对报文数据进行规划，方便对报文数据的提取对比。

作为优选，所述获取所述未知通讯协议设备发送的报文数据，包括：

当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，确定通讯方式为COM通讯；

基于所述COM通讯对链路层数据进行滤波获取通讯波特率；

基于所述通讯波特率抓取所述链路层数据中所述未知通讯协议设备的报文数据。

通过采用上述技术方案，能够根据COM通讯获取报文数据，获取方式较为方便。

作为优选，所述获取所述未知通讯协议设备发送的报文数据，包括：

当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，确定通讯方式为网口通讯；

基于所述网口通讯对链路层数据进行截取获得TCP通讯报文流；

抓取所述TCP通讯报文流中所述未知通讯协议设备的报文数据。

通过采用上述技术方案，能够根据网口通讯获取报文数据，获取方式较为方便，能够适用不同的网口。

第二方面，本申请提供一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测系统，采用如下的技术方案：

一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测系统，包括：

第一数据获取模块，当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，用于获取所述未知通讯协议设备发送的报文数据，所述报文数据包括数据关键字；

模型获取模块，用于获取关键字提取模型，所述关键字提取模型包括若干码点地址，所述码点地址包括提取关键字和偏移位；

比对模块，用于将所述码点地址与所述报文数据进行比对；

第二数据获取模块，用于基于所述提取关键字获得相应的数据关键字对应的所述报文数据，作为选定报文数据；

数据值获取模块，用于基于所述偏移位获取相应的所述选定报文数据的数据值。

通过采用上述技术方案，当与位置通讯协议设备建立通讯连接时，第一数据获取模块获取未知通讯协议设备发送的报文数据，并发送给与其相连的比对模块，其中报文数据包括数据关键字。接着模型获取模块获取关键字提取模型，其中关键字提取模型包括若干码点地址，码点地址包括提取关键字和偏移位，并将码点地址发送给比对模块。然后比对模块将码点地址与报文数据进行比对，并将对比的结果发送给第二数据获取模块。第二数据获取模块根据提取关键字获得相应的数据关键字对应的报文数据，作为选定报文数据，并发送给数据值获取模块。最后，数据值获取模块根据偏移位获取相应的选定报文数据的数据值。从而能够直接获得报文数据中相关数据，进而通过上述方式无需设备的供应商提供码点地址，便能使数据采集过程中能够进行有效的采集连接，降低数据采集工作的周期。

作为优选，还包括：

分包处理模块，用于对所述报文数据进行分包处理。

通过采用上述技术方案，分包处理模块进行分包处理之后能够对报文数据进行规划，方便对报文数据的提取对比。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.根据关键字提取模型能够直接提取报文数据中的数据值，通过上述方式无需设备的供应商提供码点地址，便能使数据采集过程中能够进行有效的采集连接，降低数据采集工作的周期；

2.边缘采集器对选定报文数据进行清洗之后，后续进行数据传输过程中，够降低服务器的计算压力，同时降低硬件需求，且边缘采集器进行单独处理能够减少数据丢包现象。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法的流程示意图；

图2是本申请一个实施例中步骤S11至步骤S12的流程示意图；

图3是本申请一个实施例中步骤S21至步骤S23的流程示意图；

图4是本申请一个实施例中步骤S31至步骤S33的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测系统的结构框图。

附图标记说明：

1、第一数据获取模块；2、模型获取模块；3、比对模块；4、第二数据获取模块；5、数据值获取模块；6、分包处理模块。

具体实施方式

以下结合附图1至5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法。

参照图1，面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法包括：

S1.当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，获取未知通讯协议设备发送的报文数据，报文数据包括数据关键字；

S2.获取关键字提取模型，关键字提取模型包括若干码点地址，码点地址包括提取关键字和偏移位；

S3.将码点地址与报文数据进行比对；

S4.基于提取关键字获得相应的数据关键字对应的报文数据，作为选定报文数据；

S5.基于偏移位获取相应的选定报文数据的数据值。

在自动化生产过程中，需要对设备进行数据采集，然而由于通讯协议的多样化，设备采购过程中需要提供设备的码点地址以及通讯方案，如果供应商无法提供设备的码点地址，会导致数据采集过程中无法进行有效的采集连接，无法根据未知通讯协议设备的报文数据准确的获得需要的数据，而这又会消耗大量的沟通成本，造成数据采集工期的延长。因此为了降低沟通成本，提高数据采集的效率，需要对未知通讯协议设备发送的报文数据进行识别。

具体来说，当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，获取未知通讯协议设备发送的获取报文数据，其中报文数据包括报头、报尾、数据起始位、校验位、数据关键字以及数据位。

接着获取关键字提取模型，关键字提取模型包括若干码点地址，其中码点地址包括提取关键字和偏移位。关键字提取模型为预先创建的模型，创建的方式为根据未知通讯协议设备发送的报文数据，将获取的报文数据以及对未知通讯协议设备进行实时检测的数据进行对比，进而确定报文数据中的各个数据位对应的数据与实时检测的未知通讯协议设备的数据的对应关系，进而根据报文数据中的数据关键字以及报文数据中各个数据位对应的数据确定偏移位，最终根据数据关键字和偏移位组成码点地址，其中数据关键字即为提取关键字。

简单来说，关键字提取模型可以是一个预设的数据表，数据表中包括若干码点地址，码点地址包括提取关键字和偏移位，每一个提取关键字均对应一个固定的未知通讯协议设备，当获取提取关键字即可确定相应的未知通讯协议设备，每个提取关键字对应有相应的偏移位，当获取提取关键字之后，即可获得相应的偏移位以及对应的数据。当然，数据表中的数据均为对设备进行实际的检测之后获得相应的数据，然后将相应的数据增设到数据表中，从而能够确定每一个数据对应的未知通讯协议设备。

例如，检测到的设备一对应报文数据为：02 00 17 43 45 00 09 00 01 3C 00 3201 5E 00 00，设备二对应的数据位：02 00 11 43 42 00 32 01 5E 01 5E 00 43 Cl 0302，设置第四位以及及五位数据为提取关键字，对于设备一，提取关键字可以设置为43 45，设备二为：43 42，通过提取关键字即可确定相应的设备。偏移位对于设备一可以设置为12，对应的数据为32，例如可以是代表的温度，当然也可以是其他的含义，可根据设备具体的情况进行设置，此时的码点地址为43 45.12，同理，对于设备二，偏移位同样可以设置为12，对应的数据为00，此时的码点地址为43 43.12，当然，对于不同的偏移位代表的含义，可以根据设备实际测试之后的情况进行设置。因此，当检测到报文数据之后，即可进行数据的获取，例如，当对若干设备进行检测过程中，其中获得的某台设备的报文数据为02 00 17 4345 00 08 00 02 3C 00 35 01 5E 00 00，此时即可确定当前的设备为设备一，偏移位12对应的数据为35，从而能够获得相应的数据。

然后将码点地址与接收的报文数据进行对比，并根据提取关键字与数据关键字获取相应的报文数据，作为选定报文数据。也就是将码点地址中的提取关键字与报文数据中的数据关键字进行匹配，从而获得数据关键字与提取关键字相同的报文数据，也就是选取报文数据。

然后根据码点地址获取偏移位，并根据偏移位获取选取报文数据中的数据值，例如偏移位是30，则获取数据关键字之后的第30位对应的数值，即为所需数据值。当数据值获取之后，可以上传至服务器进行后续的存储或处理等操作。

从而通过上述的方式，能够根据关键字提取模型直接提取报文数据中的需要的数据值，通过建立关键字提取模型，对报文数据进行一次测试之后即可确定报文数据对应的设备参数，从而在后续获得报文数据之后即可获得相应的报文数据的参数，进而确定相应的设备参数，无需设备的供应商提供码点地址，便能使数据采集过程中能够进行有效的采集连接，降低数据采集工作的周期。

进一步的，在另一个实施例中，在获取关键字提取模型之前，还包括：对报文数据进行分包处理。即通过报文数据的报头进行重新排序，将所有报头相同的报文数据排序至同一组内，从而方便对数据进行查找处理。

通常情况报文数据获取之后，所有的报文数据都要流向服务器，然后在服务器端进行解析和数据存储，这样操作的缺点就是服务器需要在高频率的报文中监听所需报文，并对报文进行拆解转换，如果设备量大的话，对于服务器的处理能力就有很高的要求。

因此，为了降低服务器的数据处理压力，在另一个实施例中，基于偏移位获取相应的选定报文数据的数据值，包括：基于边缘采集器对选定报文数据进行清洗以保留与偏移位对应的偏移位数值，作为数据值。

其中，报文数据还包括与数据关键字对应的偏移位数值，其中偏移位数值即为报文数据中各个数据位对应的数据。通过边缘采集器能够对报文数据进行清洗，即只保留报文数据中与关键字提取模型中的码点地址中的提取关键字对应的数据关键字，以及与数据关键字对应的同一条报文数据中的偏移位对应的数据，即偏移位数值，从而能够获得相应的数据值。

当保留相应的数据关键字以及偏移位对应的数据值之后，将相应的报文数据中的其他数据位对应的数据值删除，从而获得最终需要的报文数据，作为上传数据并上传至服务器，然后服务器能够对接收的上传数据进行一系列的处理工作。

从而把报文数据的监听以及拆解动作放至边缘采集器进行，可以降低服务器的硬件需求，减少服务器的计算压力，增强采集数量的延展性。且由于上传的数据为拆分之后的有效报文，可以减少服务器的存储压力，同时采用边缘采集器单独进行处理可以减少数据丢包现象。

对报文数据进行解析的目的主要是为了获得未知通讯协议设备的需要的参数值，通过参数值获得设备的运行状态，从而能够对设备进行监控。因此在另一个实施例中，当获取数据值之后，还包括：S6.基于服务器对数据值进行解析，并获得未知通讯协议设备的参数实时值。

具体方式为获取的数据值通常为十六进制的数值，当获取相应的数据值之后，服务器通过相应的十六进制转换二进制算法，将十六进制的数据值转化为二进制的数据值，进而得到未知通讯协议设备的参数实时值，并能够发送至相应的显示设备进行显示，例如设有显示屏的移动终端或者后台显示器等，从而能够帮助相关的工作人员根据相关的参数实时值对设备进行管控。

参照图2，对于不同的设备进行数据采集过程中，对于部分设备进行数据采集过程中可能会对同一个设备的报文数据采集多个数据，因此，为了方便对数据的采集，在另一个实施例中，在获取数据值之后，还包括：

S11.基于关键字提取模型获取偏移量；

S12.基于偏移量和偏移位获取选定报文数据的偏移量数值。

具体来说，在根据偏移位获取到数据值之后，根据关键字提取模型获取偏移量，即关键字提取模型中预设有相应的码点地址对应的偏移量，当根据码点地址获取到相应的报文数据之后，即可获得相应的偏移量。

然后根据偏移量和偏移位获取选定报文数据的偏移量数值，即确定偏移位之后，在偏移位的基础上，加上偏移量即可获得相应的偏移量数值，例如偏移位为第30位，偏移量为3，则获得的偏移量数值即为第31位、第32位以及第33位数据位对应的数据值。

从而能够根据偏移位和偏移量一次性获得同一个报文数据的多个数据值，进而方便对未知通讯协议设备的多个实时数据值进行监控管理，操作较为方便且能够更好的对设备进行管理。

参照图3，获取未知通讯协议设备发送的报文数据，包括：

S21.当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，确定通讯方式为COM通讯；

S22.基于COM通讯对链路层数据进行滤波获取通讯波特率；

S23.基于通讯波特率抓取链路层数据中未知通讯协议设备的报文数据。

具体来说，获取报文数据时，由于接口不同获取的方式也不完全相同，当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，确定通讯方式为COM通讯时，即通过232通讯和/或458通讯时，根据COM通讯对链路层数据进行滤波。

数据在链路层是没有进行加密计算的原始数据，抓取链路层数据则需要知道通讯波特率、数据位、停止位、校验位，这些数据可以通过数据滤波获取。

最后根据通讯波特率抓取链路层数据中未知通讯协议设备的报文数据，从而通过上述方式使报文数据能够通过COM通讯方式获得。

参照图4，获取未知通讯协议设备发送的报文数据，包括：

S31.当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，确定通讯方式为网口通讯；

S32.基于网口通讯对链路层数据进行截取获得TCP通讯报文流；

S33.抓取TCP通讯报文流中未知通讯协议设备的报文数据。

具体来说，获取报文数据时除了通过COM通讯还可能是网口通讯，当与未知通讯协议设备建立通讯连接的过程中，确定通讯方式为网口通讯时，根据网口通讯对链路层数据按照镜像交换原理进行截取，从而获得TCP通讯报文流。

最后抓取TCP通讯报文流中未知通讯协议设备的报文数据，从而使报文数据除了根据COM通讯的方式获取之外，还可以根据网口通讯的方式获得，能够提高报文数据获取过程中的多样性。

本申请实施例一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法的实施原理为：由关键字提取模型中的码点地址与采集的未知通讯协议设备的报文数据进行对比，从而根据码点地址获取报文数据中的数据关键字确定选定报文数据，然后根据偏移位确定报文数据中的数据值，从而能够直接获得报文数据中相关数据。进而通过上述方式无需设备的供应商提供码点地址，便能使数据采集过程中能够进行有效的采集连接，降低数据采集工作的周期。

本申请实施例还公开一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测系统，能够达到如上述一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法同样的技术效果。

参照图5，面向未知通讯协议设备的码点地址探测系统包括：

第一数据获取模块1，当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，用于获取未知通讯协议设备发送的报文数据，报文数据包括数据关键字；

模型获取模块2，用于获取关键字提取模型，关键字提取模型包括若干码点地址，码点地址包括提取关键字和偏移位；

比对模块3，用于将码点地址与报文数据进行比对；

第二数据获取模块4，用于基于提取关键字获得相应的数据关键字对应的报文数据，作为选定报文数据；

数据值获取模块5，用于基于偏移位获取相应的选定报文数据的数据值。

具体来说，当与位置通讯协议设备建立通讯连接时，第一数据获取模块1获取未知通讯协议设备发送的报文数据，并发送给与其相连的比对模块3，其中报文数据包括数据关键字。

接着模型获取模块2获取关键字提取模型，其中关键字提取模型包括若干码点地址，码点地址包括提取关键字和偏移位，并将码点地址发送给比对模块3。然后比对模块3将码点地址与报文数据进行比对，并将对比的结果发送给第二数据获取模块4。

第二数据获取模块4根据提取关键字获得相应的数据关键字对应的报文数据，作为选定报文数据，并发送给数据值获取模块5。最后，数据值获取模块5根据偏移位获取相应的选定报文数据的数据值。

从而能够直接获得报文数据中相关数据，进而通过上述方式无需设备的供应商提供码点地址，便能使数据采集过程中能够进行有效的采集连接，降低数据采集工作的周期。

进一步的，在另一个实施例中，面向未知通讯协议设备的码点地址探测系统还包括分包处理模块6。第一数据获取模块1获取报文数据之后，发送给与其相连的分包处理模块6，分包处理模块6将报文数据进行分包处理之后，发送给与其相连的比对模块3。从而通过分包处理模块6能够对报文数据进行分类规划，方便对报文数据的提取对比。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测方法，其特征在于，包括：

当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，获取所述未知通讯协议设备发送的报文数据，所述报文数据包括数据关键字；

获取关键字提取模型，所述关键字提取模型包括若干码点地址，所述码点地址包括提取关键字和偏移位；

将所述码点地址与所述报文数据进行比对；

基于所述提取关键字获得相应的数据关键字对应的所述报文数据，作为选定报文数据；

基于所述偏移位获取相应的所述选定报文数据的数据值；

获取所述选定报文数据的步骤包括：

将所述码点地址中的所述提取关键字与所述报文数据中的所述数据关键字进行匹配，从而获得所述数据关键字与所述提取关键字相同的所述报文数据，作为所述选定报文数据；

其中，所述偏移位为所述数据关键字之后的数值的位置。

2.根据权利要求1所述的码点地址探测方法，其特征在于，所述报文数据还包括与所述数据关键字对应的偏移位数值，所述基于所述偏移位获取相应的所述选定报文数据的数据值，包括：

基于边缘采集器对所述选定报文数据进行清洗以保留与所述偏移位对应的所述偏移位数值，作为数据值，其中，偏移位数值即为报文数据中各个数据位对应的数据。

3.根据权利要求2所述的码点地址探测方法，其特征在于，在获取所述数据值之后，还包括：

基于服务器对所述数据值进行解析，并获得所述未知通讯协议设备的参数实时值。

4.根据权利要求2所述的码点地址探测方法，其特征在于，在获取所述数据值之后，还包括：

基于所述关键字提取模型获取偏移量；

基于所述偏移量和所述偏移位获取所述选定报文数据的偏移量数值，即用所述偏移位加上所述偏移量获取所述选定报文数据的偏移量数值，其中，所述偏移量数值为所述偏移量对应的所述报文数据的数据值。

5.根据权利要求1所述的码点地址探测方法，其特征在于，在所述获取关键字提取模型之前，还包括：对所述报文数据进行分包处理。

6.根据权利要求1所述的码点地址探测方法，其特征在于，所述获取所述未知通讯协议设备发送的报文数据，包括：

当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，确定通讯方式为COM通讯；

基于所述COM通讯对链路层数据进行滤波获取通讯波特率；

基于所述通讯波特率抓取所述链路层数据中所述未知通讯协议设备的报文数据。

7.根据权利要求1所述的码点地址探测方法，其特征在于，所述获取所述未知通讯协议设备发送的报文数据，包括：

当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，确定通讯方式为网口通讯；

基于所述网口通讯对链路层数据进行截取获得TCP通讯报文流；

抓取所述TCP通讯报文流中所述未知通讯协议设备的报文数据。

8.一种面向未知通讯协议设备的码点地址探测系统，其特征在于，包括：

第一数据获取模块(1)，当与未知通讯协议设备建立通讯连接时，用于获取所述未知通讯协议设备发送的报文数据，所述报文数据包括数据关键字；

模型获取模块(2)，用于获取关键字提取模型，所述关键字提取模型包括若干码点地址，所述码点地址包括提取关键字和偏移位；

比对模块(3)，用于将所述码点地址与所述报文数据进行比对；

第二数据获取模块(4)，用于基于所述提取关键字获得相应的数据关键字对应的所述报文数据，作为选定报文数据；

数据值获取模块(5)，用于基于所述偏移位获取相应的所述选定报文数据的数据值；

获取所述选定报文数据的步骤包括：

将所述码点地址中的所述提取关键字与所述报文数据中的所述数据关键字进行匹配，从而获得所述数据关键字与所述提取关键字相同的所述报文数据，作为所述选定报文数据；

其中，所述偏移位为所述数据关键字之后的数值的位置。

9.根据权利要求8所述的码点地址探测系统，其特征在于，还包括：

分包处理模块(6)，用于对所述报文数据进行分包处理。

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