CN115883461A - 数据发送方法、数据响应方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据发送方法、数据响应方法、设备及存储介质，通过获取若干组变量访问数据，对各变量访问数据进行组包，得到请求数据报文，将请求数据报文发送至与请求发起端建立通信连接的请求响应端，当接收到请求响应端基于请求数据报文返回的响应数据报文后，根据响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各存储数据组合得到各待访问变量对应的访问结果，本发明中获取的变量访问数据中的访问地址不存在不是待访问变量的访问地址，即不存在不是待访问变量所要访问的访问地址，避免现有基于连续的访问地址进行组包而存在的多个无效访问地址导致的数据传输性能低的情况。

Description

数据发送方法、数据响应方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及数据交换技术领域，尤其涉及一种数据发送方法、数据响应方法、设备及存储介质。

背景技术

随着工业设备的飞速发展，对于用于互连构成工业通信系统的工业协议的需求也日益繁多，现有的主流工业协议是通过Modbus协议建立多个工业设备之间的通信连接，以此获取工业设备间的控制信息。

但随着工业设备间需传输的控制信息日益增多，用户在使用Modbus协议实现工业设备间的控制信息发送和接收基于控制信息返回的回复信息的过程中发现，因为Modbus协议在基于控制信号进行请求数据报文的组包的过程中，只能发送待访问变量所要访问的访问地址为连续的访问地址的请求数据报文，进而导致在请求数据报文进行解包的过程中，只能根据需访问的变量的地址来计算获取对应的访问地址和寄存器数量，以对未出现在控制信号中但为了保证访问地址的连续性的无效访问地址进行剔除，这过程中存在的不便捷性在目前控制信息日益增多的情况下，严重减低了数据传输性能，非常不利于用户对工业设备间的控制信息的及时接收和处理。

发明内容

本发明的主要目地在于提供一种数据发送方法、数据响应方法、设备及存储介质，旨在解决现有的通过Modbus协议进行工业设备间的通信时存在的数据传输性能低的技术问题。

为实现上述目地，本发明提供一种数据发送方法，所述数据发送方法应用于请求发起端，所述数据发送方法包括以下步骤：

获取若干组变量访问数据，其中，一组所述变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址；

对各所述变量访问数据进行组包，得到请求数据报文；

将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端，以供所述请求响应端对所述访问地址所指示的存储区进行读取，并根据读取到的各个存储数据组包得到响应数据报文，其中，在所述响应数据报文中，所读取到的各所述存储数据是按照各自对应的所述访问地址在所述请求数据报文中的顺序进行排列的；

当接收到所述响应数据报文后，根据所述响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各所述存储数据组合得到各所述待访问变量对应的访问结果。

可选地，变量访问数据还包括所述待访问变量的写变量值，所述将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤包括：

将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的所述请求响应端，以供所述请求响应端采用所述写变量值对相应所述访问地址所指示的所述存储区进行写入后，再供所述请求响应端对所述访问地址所指示的所述存储区进行读取，并根据读取到的各个所述存储数据组包得到所述响应数据报文。

可选地，所述将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤之前，还包括：

向所述请求响应端发送校包括第一数据版本的校验报文，以供所述请求响应端将所述第一数据版本与所述请求响应端中的第二数据版本进行比较，在比较一致时返回表征校验通过的校验回复报文，其中，所述第一数据版本和所述第二数据版本用于指示所述待访问变量对应的访问地址；

若接收到表征校验通过的所述校验回复报文，则执行所述将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤。

可选地，所述对各所述变量访问数据进行组包，得到请求数据报文的步骤包括：

按照所述访问地址的大小顺序对各所述变量访问数据进行排列，并将排列后的各所述变量访问数据进行组包，得到所述请求数据报文；

所述根据所述响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各所述存储数据组合得到各所述访问变量对应的访问结果的步骤包括：

将各所述待访问变量按照对应的所述访问地址的大小顺序进行排序，按照排序的顺序依次从所述响应数据报文中按照各所述待访问变量的长度获取所述存储数据组合得到各所述待访问变量对应的访问结果。

本发明还提供了一种数据响应方法，所述数据响应方法应用于请求响应端，所述数据响应方法包括以下步骤：

接收请求发起端发送的请求数据报文，其中，所述请求数据报文是由所述请求发起端对若干组变量访问数据进行组包得到的，一组所述变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址；

对所述请求数据报文中所述访问地址所指示的存储区进行读取，并根据读取到的各个存储数据组包得到响应数据报文，其中，在所述响应数据报文中，所读取到的各所述存储数据是按照各自对应的所述访问地址在所述请求数据报文中的顺序进行排列的；

将所述响应数据报文发送至与所述请求响应端建立通信连接的请求发起端。

可选地，所述变量访问数据还包括所述待访问变量的写变量值，所述对所述请求数据报文中所述访问地址所指示的存储区进行读取的步骤之前，还包括：

采用所述写变量值对相应的所述访问地址所指示的所述存储区进行写入。

可选地，所述接收请求发起端发送的请求数据报文的步骤之前，还包括：

接收所述请求发起端发送的包括第一数据版本的校验报文；

将所述第一数据版本与所述请求响应端中的第二数据版本进行比较，在比较一致时向所述请求发起端返回表征校验通过的校验回复报文，以供所述请求发起端根据表征校验通过的所述校验回复报文向所述请求响应端发送所述请求数据报文，其中，所述第一数据版本和所述第二数据版本用于指示所述待访问变量对应的访问地址。

可选地，所述根据读取到的各个存储数据组包得到响应数据报文的步骤包括：

根据所述请求数据报文获取数据包头；

将所述数据包头和按照所述访问地址在所述请求数据报文中的顺序进行排列的若干个所述存储数据进行组包得到所述响应数据报文。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种数据交换设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的数据交换程序，所述处理器执行所述数据交换程序时实现上述数据发送方法和数据响应方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有数据交换程序，数据交换程序被处理器执行时实现上述数据发送方法和数据响应方法的步骤。

本发明通过获取若干组变量访问数据，其中，一组变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址；对各变量访问数据进行组包，得到请求数据报文，其中，获取的变量访问数据中的访问地址为待访问变量的访问地址，不存在不是待访问变量的访问地址，即不存在不是待访问变量所要访问的访问地址，避免现有的只能基于连续的访问地址进行组包而存在的多个无效访问地址进而导致的数据传输性能低的情况，同时将请求数据报文发送至与请求发起端建立通信连接的请求响应端，通过对请求发起端和请求响应端之间发送的数据报文中的数据顺序的限定，避免了多余的计算过程，当接收到请求响应端基于请求数据报文返回的响应数据报文后，根据响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各存储数据组合得到各待访问变量对应的访问结果，因为响应数据报文中的存储数据是按照各自所对应的访问地址在请求数据报文中的顺序进行排列的，只要按存储数据在响应数据报文中的顺序进行依次提取，根据存储数据所对应的访问地址所对应的待访问变量，无需通过计算流程就能直接得到待访问变量各自所对应的存储数据，进一步提升了数据传输性能。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；

图2为本发明数据发送方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明数据响应方法第二实施例的流程示意图；

图4为第二变量和访问地址的假设对应关系示意图。

本发明目地的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明实施例数据发送方法和数据响应方法的应用载体为数据交换设备，如图1所示，该数据交换设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示区(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

可选地数据交换设备还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度，接近传感器可在移动终端移动到耳边时，关闭显示屏和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；当然，移动终端还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的数据交换设备结构并不构成对数据交换设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及数据交换程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的数据交换程序，并执行以下操作：

获取若干组变量访问数据，其中，一组所述变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址；

对各所述变量访问数据进行组包，得到请求数据报文；

将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端；

当接收到所述请求响应端基于所述请求数据报文返回的所述响应数据报文后，根据所述响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各所述存储数据组合得到各所述待访问变量对应的访问结果。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的数据交换程序，还执行以下操作：

变量访问数据还包括所述待访问变量的写变量值，所述将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤包括：将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的所述请求响应端，以供所述请求响应端采用所述写变量值对相应所述访问地址所指示的所述存储区进行写入后，再供所述请求响应端对所述访问地址所指示的所述存储区进行读取，并根据读取到的各个所述存储数据组包得到所述响应数据报文。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的数据交换程序，还执行以下操作：

将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤之前，向所述请求响应端发送校包括第一数据版本的校验报文，以供所述请求响应端将所述第一数据版本与所述请求响应端中的第二数据版本进行比较，在比较一致时返回表征校验通过的校验回复报文，其中，所述第一数据版本和所述第二数据版本用于指示所述待访问变量对应的访问地址；

若接收到表征校验通过的所述校验回复报文，则执行所述将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的数据交换程序，还执行以下操作：

对各所述变量访问数据进行组包，得到请求数据报文的步骤包括：按照所述访问地址的大小顺序对各所述变量访问数据进行排列，并将排列后的各所述变量访问数据进行组包，得到所述请求数据报文；

所述根据所述响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各所述存储数据组合得到各所述访问变量对应的访问结果的步骤包括：

将各所述待访问变量按照对应的所述访问地址的大小顺序进行排序，按照排序的顺序依次从所述响应数据报文中按照各所述待访问变量的长度获取所述存储数据组合得到各所述待访问变量对应的访问结果。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的数据交换程序，还执行以下操作：

接收请求发起端发送的请求数据报文，其中，所述请求数据报文是由所述请求发起端对若干组变量访问数据进行组包得到的，一组所述变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址；

对所述请求数据报文中所述访问地址所指示的存储区进行读取，并根据读取到的各个存储数据组包得到响应数据报文，其中，在所述响应数据报文中，所读取到的各所述存储数据是按照各自对应的所述访问地址在所述请求数据报文中的顺序进行排列的；

将所述响应数据报文发送至与所述请求响应端建立通信连接的请求发起端。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的数据交换程序，还执行以下操作：

变量访问数据还包括所述待访问变量的写变量值，所述对所述请求数据报文中所述访问地址所指示的存储区进行读取的步骤之前，采用所述写变量值对相应的所述访问地址所指示的所述存储区进行写入。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的数据交换程序，还执行以下操作：

接收请求发起端发送的请求数据报文的步骤之前，接收所述请求发起端发送的包括第一数据版本的校验报文；

将所述第一数据版本与所述请求响应端中的第二数据版本进行比较，在比较一致时向所述请求发起端返回表征校验通过的校验回复报文，以供所述请求发起端根据表征校验通过的所述校验回复报文向所述请求响应端发送所述请求数据报文，其中，所述第一数据版本和所述第二数据版本用于指示所述待访问变量对应的访问地址。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的数据交换程序，还执行以下操作：

根据读取到的各个存储数据组包得到响应数据报文的步骤包括：根据所述请求数据报文获取数据包头；

将所述数据包头和按照所述访问地址在所述请求数据报文中的顺序进行排列的若干个所述存储数据进行组包得到所述响应数据报文。

如图2所示，图2是本发明数据发送方法第一实施例的流程示意图，在本实施例中，所述数据发送方法应用于请求发起端，所述数据发送方法包括以下步骤：

步骤S10，获取若干组变量访问数据，其中，一组所述变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址。

步骤S20，对各所述变量访问数据进行组包，得到请求数据报文。

步骤S30，将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端。

具体地，先说明常规的工业协议，即Modbus协议中请求发起端的步骤流程，在Modbus协议中，请求发起端在接收到输入请求访问命令时，对请求访问命令中待访问变量的访问地址和访问字节数进行获取和组包，而Modbus协议的组包存在一个特点，就是通过Modbus协议组成的请求数据报文中的访问地址必须是连续的，因为Modbus协议中有校验访问地址所对应的数据是否具备连续性的校验流程，因此若只想组成一个请求数据报文，则该请求数据报文中的访问地址必须要连续，若不想连续，就只能分成多个请求数据报文，例如，此时接收到请求访问命令中两个待访问变量各自所对应的访问地址分别为访问地址为0和访问地址为99，①基于Modbus协议的请求发起端若想组成一个请求数据报文，则此时组成的请求数据报文的访问地址为0，其对应的访问字节数为200，而这其中看似包含了100个访问地址对应的存储数据，但因为请求访问命令只请求访问地址为0和99，因此在该条请求数据报文中，真正有效的访问地址只有地址为0和地址为99的访问地址，其余剩余的访问地址均为无效数据，故该条请求数据报文的数据传输效率仅有2％，无效数据的传输会浪费大量的通信资源，数据传输性能低；②基于Modbus协议的请求发起端若不需连续，则基于地址为0和地址为99的两个不连续的访问地址，此时的请求发起端会组成一条访问地址为0，访问字节数为2的请求数据报文，和另一条访问地址为99，访问字节数为2的请求数据报文，虽然避免发送一条数据报文时存在的多个无效数据的问题，但将一个请求访问命令分为两个请求数据报文进行传输，依旧存在数据传输性能低的情况，因此该情况明显不能满足现有的数据传输数量越来越多的情形。

基于上述情形，本实施例提出一种数据发送方法，该数据发送方法主要为SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制)软件与工业设备在变量数据高速访问时制定统一数据帧格式。而请求响应端的待访问变量采用绝对地址访问模式，即请求响应端的待访问变量能够和请求发起端的访问地址直接对应。另外，本实施例中的请求发起端和请求响应端设置在应用层，传输请求数据报文响应数据报文通过传输层实现，其中传输层可以使用TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)或共享内存的方式。

具体地，本实施例中的请求发起端在接收到用户上传的请求访问命令时，直接对请求访问命令中各待访问变量各自所对应的访问地址和各待访问变量各自所对应的访问字节数进行提取后，按照一个待访问变量对应的访问地址+待访问变量对应的访问字节数的组合关系组成一组变量访问数据，组合完成后会得到若干组变量访问数据，直接对若干组变量访问数据进行组包得到请求数据报文，例如此时接收到请求访问命令中①待访问变量要对应访问的访问地址0和②待访问变量要对应访问的访问地址为99，则请求发起端在接收到该请求访问命令后，直接在该请求访问命令中提起访问地址0和其对应的访问字节数为2，以及访问地址99和其对应的访问字节数为2进行提取(本实施例以一个待访问变量对应一个访问地址，且该待访问变量只占一个寄存器，其字节数为2进行说明)，因此此时组成请求数据报文为变量访问数据(0)+变量访问数据(99)，其中变量访问数据(0)为访问地址(0)+访问字节数(2)，变量访问数据(99)为访问地址(99)+访问字节数(2)，实现了在请求访问命令中包含不连续的访问地址时，本实施例能够不增加任何无效的访问地址和不拆分成多条请求数据报文的情况下，实现请求访问命令对应的单条请求数据报文的生成和发送，且因为该请求数据报文中所包含的访问地址均为有效数据(即请求访问命令中待访问变量的访问地址)，因此该请求数据报文中不存在无效数据(即不是请求命令中待访问变量的访问地址)的传输导致的浪费大量的通信资源，进而造成数据传输性能低的情况。

需要说明的是，本实施例之所以能够将不连续的访问地址直接放置在一条请求数据报文中，是因为对该请求数据报文进行解包的请求响应端中的待访问变量采用了绝对地址访问模式，即请求响应端上的待访问变量有对应所要访问的访问地址，该访问地址与请求数据报文中的所包含的请求发起端上的待访问变量对应的访问地址一致，也就是说基于一样的访问地址，请求响应端上的待访问变量能够和请求数据报文中的待访问地址进行直接的对应，因此，本实施例能够实现将不连续的访问地址全部放置在同一条请求数据报文中。

其中，请求数据报文中访问地址在交换到请求响应端上后，其顺序是不存在任何改变的，也就是，在请求发起端上访问地址的顺序是怎样的，发送到请求响应端后，其访问地址的顺序就是怎样的，以便后续请求响应端对访问地址所指示的存储区进行各个存储数据的读取并组包响应数据报文时，各存储数据能够依据其对应的访问地址的顺序进行排列，使得请求发起端在接收到该响应数据报文并对其存储数据进行提取后，能够直接根据存储数据在响应数据报文中的顺序位置确定其所对应的访问地址，进而确定其所对应的待访问变量，将提取的存储数据进行组合，就能得到各待访问变量对应的访问结果，避免多余的计算或转换流程，提升数据通信效率。

具体地，请求发起端在通过组包得到请求数据报文后，会通过传输层将请求数据报文发送到与其建立了通信连接的请求响应端，以通过请求响应端对请求数据报文进行响应，得到响应结果。

可选的，步骤S30中将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤之前，还包括：

步骤S301，向所述请求响应端发送校包括第一数据版本的校验报文，以供所述请求响应端将所述第一数据版本与所述请求响应端中的第二数据版本进行比较，在比较一致时返回表征校验通过的校验回复报文，其中，所述第一数据版本和所述第二数据版本用于指示所述待访问变量对应的访问地址；

步骤S302，若接收到表征校验通过的所述校验回复报文，则执行所述将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤。

具体地，请求发起端在组成请求数据报文，并将请求数据报文发送到请求响应端之前，请求发起端会向请求响应端发送一个校验报文，通过该校验报文判断请求响应端上待访问变量和待访问变量的访问地址是否与请求数据报文中所包含待访问变量的访问地址一致，以此保证请求响应端上的待访问变量和请求发起端上的访问地址的绝对对应。

其中校验报文包括请求数据报文中的数据包头+请求数据报文中的访问字节数的总长度+数据版本，而请求响应端在接收到校验报文后，主要是对校验报文中的数据版本进行校验，判断校验报文中的数据版本是否与请求响应端的数据版本一致，若一致，说明请求响应端上待访问变量所要访问的访问地址与请求数据报文中待访问变量的访问地址一致，则此时请求响应端会基于一致的判定结果，生成表征校验通过的校验回复报文，例如生成数据包头+校验报文中的总长度+1(表明校验通过的校验数据)的校验回复报文，将该校验回复报文发送至请求发起端，使请求发起端在接收到表征校验通过的校验回复报文后，进行发送请求数据报文的步骤。

需要说明的是，请求发起端发送的第一数据版本和请求响应端上的第二数据版本为待访问变量和待访问变量所对的访问地址，例如参照表1：

第一数据版本	第二数据版本
		A(2)、B(4)、C(6)、D(8)	A(2)、B(4)、C(6)、D(8)
A(2)、B(4)、C(6)、D(8)	A(1)、B(3)、C(5)、D(7)

假设表1中的第一行为请求发起端发起的第一次校验报文，根据第一行上的第一数据版本和第二数据版本可知，请求发起端发送的第一数据版本上的待访问变量和待访问变量对应的访问地址和请求响应端上的第二数据版本的待访问变量和待访问变量对应的访问地址完全相同，则说明校验通过；第二行为请求发起端发起的另一次校验报文，根据第二行上的第一数据版本和第二数据版本可知，请求发起端发送的第一数据版本上的待访问变量和待访问变量对应的访问地址和请求响应端上的第二数据版本的待访问变量和待访问变量对应的访问地址不一致，说明校验不通过，则此时的请求响应端会生成表征校验不通过的校验回复报文，或不生成任何校验回复报文，以此告知请求发起端所包括的待访问变量和待访问变量的访问地址与请求响应端上的待访问变量和待访问地址不一致，以停止请求发起端发送请求数据报文的操作，避免因为访问地址不为待赋值的变量的所对应的访问地址而存在的需进行额外的计算和转换流程。

可选的，步骤S30中变量访问数据还包括所述待访问变量的写变量值，所述将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤包括：

步骤S303，将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的所述请求响应端，以供所述请求响应端采用所述写变量值对相应所述访问地址所指示的所述存储区进行写入后，再供所述请求响应端对所述访问地址所指示的所述存储区进行读取，并根据读取到的各个所述存储数据组包得到所述响应数据报文。

具体地，先说明常规的工业协议，即Modbus协议中请求响应端的步骤流程，在Modbus协议中，请求响应端在接收到请求发起端发送的请求数据报文，并对请求数据报文的解包过程中，是根据此时请求响应端上的变量的地址来计算请求数据报文中的访问地址和寄存器数量的，以对有效数据所对应的访问地址进行筛选，滤除无效的访问地址和寄存器数量，而这其中就存在解包资源的浪费，减低了数据传输性能。

而基于该情况，在请求发起端已说明了，为了避免无效的访问地址或者多个请求数据报文存在的数据传输性能低和通信效率低的情况，本实施例是基于待访问变量的访问地址进行提取的组包，具体参照上述的说明，在此不重复赘述。

在本实施中，请求响应端在接收到请求发起端发送的请求数据报文后，会对该请求数据报文进行解包和组包，具体为，对请求数据报文中的变量访问数据进行获取，以供请求响应端对变量访问数据中的待访问变量对应的访问地址进行提取，因为已经校验了请求响应端上的待访问变量所要访问的访问地址能够和请求数据报文中的待访问变量的访问地址对应，因此，请求响应端在对访问地址进行获取后，请求响应端依据请求发起端上的待访问变量的写变量值(访问地址所关联的寄存器的数据上的数值)，通过采用写变量值对相应的访问地址对该访问地址对应的寄存器上的数值进行提取后，将提取的数值写入该访问地址所指示的存储区中，形成存储区中的存储数据，即对请求响应端上的待访问变量对应的存储区进行赋值后，请求响应端再对赋值后的存储区进行存储数据的读取，就能够得到按照访问地址的顺序进行排序的各存储数据，直接对各存储数据进行组包，就能够得到响应数据报文，因此不存在无效数据的访问、地址偏移的计算等额外的通信资源开销，提升了请求响应端的解包效率和组包速度。

具体地，假设请求数据报文上待访问地址的顺序为：待访问地址(1)、待访问地址(2)、待访问地址(3)、待访问地址(4)(其中，待访问地址(1)为待访问变量A的待访问地址、待访问地址(2)为待访问变量B的待访问地址、待访问地址(3)为待访问变量C的待访问地址和待访问地址(4)为待访问变量D的待访问地址)，请求响应端上此时的待访问变量和待访问变量对应的待访问地址的顺序为：B(2)、A(1)、C(3)、D(4)，在接收到请求数据报文后，因为按照请求数据报文上个待访问地址所对应的待访问变量的顺序，此时请求响应端上待访问变量和待访问变量对应的待访问地址的顺序应调整为：A(1)、B(2)、C(3)、D(4)，以此和请求发起端上的待访问地址进行对应，请求响应端在依据请求数据报文对请求响应端上待访问地址的顺序进行调整后，此时请求响应端根据请求数据报文中的各变量访问数据的待访问变量的相应的访问地址进行该访问地址上的寄存器的数据进行访问，以此对存储在寄存器上的数值进行提取后，将提取的数值写入其访问地址所指示的存储区上，请求响应端上各访问地址所指示的存储区在未被写入数值前，该存储区上的是没有存储数据或存有旧的存储数据，在接收到请求响应报文后，必须对存储区进行数值写入或更新，才能保证后续请求响应端在进行组包时所用到的存储数据的正确性，例如访问地址(1)(2)(3)(4)所对应的存储数据为①、②、③、④，故访问地址所指示的存储区的存储数据为①、②、③、④，此时请求响应端对存储区上的存储数据进行依次读取，得到用来组成响应数据报文①、②、③、④的存储数据，且该存储数据是按照请求响应端上访问地址的排列顺序进行排列的，而请求响应端上访问地址的排列顺序是按照请求数据报文中访问地址的顺序进行排列的，以此响应数据报文中，各读取的存储数据是按照各自所对应的访问地址在请求数据报文中的顺序进行排列的，保证了请求发起端和请求响应端之间数据交换的数据顺序的一致性有序性，使后续能够直接对响应数据报文中的存储数据的顺序与请求发起端上的待访问变量进行直接的对应，以此直接组成对应的访问结果，避免多余的计算或转换流程，提升数据通信效率。

另外，若存在一个待访问变量占了两个寄存器，即4个访问字节数，则此时根据待访问变量对待访问变量对应的待访问地址对应的寄存器进行数值的读取的时候，会基于该待访问地址对应的寄存器向后再读2个访问字节数，即向后再读一个寄存器的数值，参照图3，此时存在访问字节数为4的待访问变量A和访问字节数为2待访问变量B，假设待访问变量A对应的访问地址为1，待访问变量B对应的访问地址为3，则根据待访问变量A对其对应的访问地址1对应的寄存器进行数值①的读取后，基于待访问变量A的访问字节数4的原因，此时会基于访问地址1向后再读一个寄存器，即对访问地址2对应的寄存器进行数值②的读取，而因为待访问变量B只占2个访问字节数，因此只需根据待访问变量B对其对应的访问地址为3对应的寄存器进行数值③的读取。

步骤S40，当接收到所述请求响应端基于所述请求数据报文返回的所述响应数据报文后，根据所述响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各所述存储数据组合得到各所述待访问变量对应的访问结果。

具体地，当请求发起端接收到请求响应端基于请求数据报文返回的响应数据报文后，会根据响应数据报文中各存储数据的排列顺序，对各存储数据进行依次的读取，因为响应数据报文中的各存储数据对应的访问地址是与请求数据报文中的访问地址的顺序相对应的，而请求数据报文中访问地址的顺序即为请求发起端上的待访问变量的访问地址的顺序，因此直接依据各存储数据在响应数据报文中的排列顺序对其进行依次读取，所读取的各存储数据能够和请求发起端上的访问地址对应的待访问变量对应，实现在无需进行任何转换步骤的情况下，请求发起端上的待访问变量能够直接确定其所对应的存储数据，以此直接基于对应的存储收据得到对应的访问结果。

可选的，步骤S20中对各所述变量访问数据进行组包，得到请求数据报文的步骤包括：

步骤S201，按照所述访问地址的大小顺序对各所述变量访问数据进行排列，并将排列后的各所述变量访问数据进行组包，得到所述请求数据报文；

步骤S40中根据所述响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各所述存储数据组合得到各所述访问变量对应的访问结果的步骤包括：

步骤S401，将各所述待访问变量按照对应的所述访问地址的大小顺序进行排序，按照排序的顺序依次从所述响应数据报文中按照各所述待访问变量的长度获取所述存储数据组合得到各所述待访问变量对应的访问结果。

具体地，为了进一步加快请求发起端基于接收的响应数据报文解包得到各待访问变量所对应的访问结果的速度，本实施例还可通过在获取到若干组变量访问数据后，按照各变量访问数据中各自所包含的访问地址的大小顺序，对各变量访问数据进行排列后，再对按照访问地址的大小顺序进行排列的各变量访问数据进行组包，得到请求数据报文。

因为请求数据报文中各变量访问数据包括的访问地址是按照大小顺序进行排列的，以此，请求响应端在接收到该请求数据报文后，以此请求数据报文上的待访问地址的排列顺序，请求响应端上的待访问变量的访问地址也是按照大小顺序进行排列的，使得回复至请求发起端的响应数据报文中的各存储数据也是按照其对应的访问地址的大小进行排列的。例如，请求发起端上的待访问变量ABCD分别对应访问地址1234，若不对访问地址的排列顺序进行限制，将访问地址的顺序设置为1324，则提取到的存储数据也是按照①③②④的顺序进行排列的，但请求发起端上的待访问变量为ABCD，以此在对存储数据进行读取之后，还需要多加一步将存储数据与待访问变量进行对应的步骤，才能保证待访问变量能够基于对应的存储数据得到对应的访问结果。

若对访问地址的排列顺序进行限制，则按照访问地址由大到小的顺序，将访问地址的顺序设置为1234，则提取到的存储数据也是按照①②③④的顺序进行排列的，而因为请求发起端上的待访问变量ABCD对应的访问地址即为1234，故此时不需要将存储数据与待访问变量进行对应，直接将存储数据进行依次读取，即能使得待访问变量得到对应存储数据，以此直接得到对应的访问结果，相对于不限制组成请求数据报文的访问地址的排列顺序，对组成请求数据报文的访问地址的排列顺序进行限制，能够加快请求发起端得到对应的访问结果的速度，以此加快用户得到访问结果的速度。

在本实施例中，通过获取若干组变量访问数据，其中，一组变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址；对各变量访问数据进行组包，得到请求数据报文，其中，获取的变量访问数据中的访问地址为待访问变量的访问地址，不存在不是待访问变量的访问地址，即不存在不是待访问变量所要访问的访问地址，避免现有的只能基于连续的访问地址进行组包而存在的多个无效访问地址进而导致的数据传输性能低的情况，同时将请求数据报文发送至与请求发起端建立通信连接的请求响应端，通过对请求发起端和请求响应端之间发送的数据报文中的数据顺序的限定，避免了多余的计算过程，当接收到请求响应端基于请求数据报文返回的响应数据报文后，根据响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各存储数据组合得到各待访问变量对应的访问结果，因为响应数据报文中的存储数据是按照各自所对应的访问地址在请求数据报文中的顺序进行排列的，只要按存储数据在响应数据报文中的顺序进行依次提取，根据存储数据所对应的访问地址所对应的待访问变量，无需通过计算流程就能直接得到待访问变量各自所对应的存储数据，进一步提升了数据传输性能。

如图3所示，图3是本发明数据响应方法第二实施例的流程示意图，在本实施例中，所述数据响应方法应用于请求响应端，所述数据响应方法包括以下步骤：

步骤S50，接收请求发起端发送的请求数据报文，其中，所述请求数据报文是由所述请求发起端对若干组变量访问数据进行组包得到的，一组所述变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址；

步骤S60，对所述请求数据报文中所述访问地址所指示的存储区进行读取，并根据读取到的各个存储数据组包得到响应数据报文，其中，在所述响应数据报文中，所读取到的各所述存储数据是按照各自对应的所述访问地址在所述请求数据报文中的顺序进行排列的；

步骤S70，将所述响应数据报文发送至与所述请求响应端建立通信连接的请求发起端。

步骤S50～步骤S70的具体实施方式可以参照上述步骤S30～步骤S40的具体实施方式，在此不做赘述。

可选地，步骤S50中接收请求发起端发送的请求数据报文的步骤之前，还包括：

步骤S501，接收所述请求发起端发送的包括第一数据版本的校验报文；

步骤S502，将所述第一数据版本与所述请求响应端中的第二数据版本进行比较，在比较一致时向所述请求发起端返回表征校验通过的校验回复报文，以供所述请求发起端根据表征校验通过的所述校验回复报文向所述请求响应端发送所述请求数据报文，其中，所述第一数据版本和所述第二数据版本用于指示所述待访问变量对应的访问地址。

步骤S501～步骤S502的具体实施方式可以参照上述步骤S301～步骤S302的具体实施方式，在此不做赘述。

可选地，步骤S60中变量访问数据还包括所述待访问变量的写变量值，所述对所述请求数据报文中所述访问地址所指示的存储区进行读取的步骤之前，还包括：

步骤S601，采用所述写变量值对相应的所述访问地址所指示的所述存储区进行写入。

步骤S601的具体实施方式可以参照上述步骤S303的具体实施方式，在此不做赘述。

可选地，步骤S60中根据读取到的各个存储数据组包得到响应数据报文的步骤包括：

步骤S602，根据所述请求数据报文获取数据包头；

不走S603，将所述数据包头和按照所述访问地址在所述请求数据报文中的顺序进行排列的若干个所述存储数据进行组包得到所述响应数据报文。

其中请求数据报文中除了由访问地址组成的变量访问数据外，还包括了用户发送的请求访问命令中的数据包头，用于对请求数据报文进行标识，类似编号信息。因此，请求响应端在基于请求数据报文组成响应数据报文时，需对请求数据报文中数据包头进行提取，以此提示请求发起端该响应数据报文对应的是哪条请求数据报文，能够避免误接收的情况。

需要说明的是，数据包头包括传输类型、工业设备标识符、功能码和数据总长度，其中传输类型用于标识数据传输的方式，即请求数据报文在传输层中是走TCP还是共享内存。

工业设备标识符分为源设备类型、源设备标识、目标设备类型和目标设备标识四种类别。

功能码标识了请求数据报文的功能类型，其功能类型有读单个/多个线圈寄存器(0x01)；写单个/多个线圈寄存器(0x02)；读单个/多个输入寄存器(0x03)；读单个/多个保持寄存器(0x04)；写单个/多个保持寄存器(0x05)。

数据总长度即为请求数据报文中若干个访问地址所组成的总长度。

在本实施例中，响应请求端通过接收请求发起端发送的请求数据报文，其中，请求数据报文是由请求发起端对若干组变量访问数据进行组包得到的，一组变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址，避免现有的只能基于连续的访问地址进行组包而存在的多个无效访问地址进而导致的数据传输性能低的情况；对请求数据报文中访问地址所指示的存储区进行读取，并根据读取到的各个存储数据组包得到响应数据报文，其中，在响应数据报文中，所读取到的各存储数据是按照各自对应的访问地址在请求数据报文中的顺序进行排列的；将响应数据报文发送至与请求响应端建立通信连接的请求发起端，因为响应数据报文中的存储数据是按照各自所对应的访问地址在请求数据报文中的顺序进行排列的，只要按存储数据在响应数据报文中的顺序进行依次提取，根据存储数据所对应的访问地址所对应的待访问变量，无需通过计算流程就能直接得到待访问变量各自所对应的存储数据，进一步提升了数据传输性能。

此外，本发明实施例还提出一种数据交换设备，所述数据交换设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的数据交换程序，处理器执行数据交换程序时实现上述数据发送方法和数据响应方法的步骤。

此外，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有数据交换程序，所述数据交换程序被处理器执行时实现上述数据发送方法和数据响应方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种数据发送方法，其特征在于，所述数据发送方法应用于请求发起端，所述数据发送方法包括以下步骤：

获取若干组变量访问数据，其中，一组所述变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址；

对各所述变量访问数据进行组包，得到请求数据报文；

将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端；

当接收到所述请求响应端基于所述请求数据报文返回的所述响应数据报文后，根据所述响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各所述存储数据组合得到各所述待访问变量对应的访问结果。

2.如权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，所述变量访问数据还包括所述待访问变量的写变量值，所述将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤包括：

将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的所述请求响应端，以供所述请求响应端采用所述写变量值对相应所述访问地址所指示的所述存储区进行写入后，再供所述请求响应端对所述访问地址所指示的所述存储区进行读取，并根据读取到的各个所述存储数据组包得到所述响应数据报文。

3.如权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，所述将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤之前，还包括：

向所述请求响应端发送校包括第一数据版本的校验报文，以供所述请求响应端将所述第一数据版本与所述请求响应端中的第二数据版本进行比较，在比较一致时返回表征校验通过的校验回复报文，其中，所述第一数据版本和所述第二数据版本用于指示所述待访问变量对应的访问地址；

若接收到表征校验通过的所述校验回复报文，则执行所述将所述请求数据报文发送至与所述请求发起端建立通信连接的请求响应端的步骤。

4.如权利要求1所述的数据发送方法，其特征在于，所述对各所述变量访问数据进行组包，得到请求数据报文的步骤包括：

按照所述访问地址的大小顺序对各所述变量访问数据进行排列，并将排列后的各所述变量访问数据进行组包，得到所述请求数据报文；

所述根据所述响应数据报文中各存储数据的排列顺序将各所述存储数据组合得到各所述访问变量对应的访问结果的步骤包括：

将各所述待访问变量按照对应的所述访问地址的大小顺序进行排序，按照排序的顺序依次从所述响应数据报文中按照各所述待访问变量的长度获取所述存储数据组合得到各所述待访问变量对应的访问结果。

5.一种数据响应方法，其特征在于，所述数据响应方法应用于请求响应端，所述数据响应方法包括以下步骤：

接收请求发起端发送的请求数据报文，其中，所述请求数据报文是由所述请求发起端对若干组变量访问数据进行组包得到的，一组所述变量访问数据包括一个待访问变量的访问地址；

对所述请求数据报文中所述访问地址所指示的存储区进行读取，并根据读取到的各个存储数据组包得到响应数据报文，其中，在所述响应数据报文中，所读取到的各所述存储数据是按照各自对应的所述访问地址在所述请求数据报文中的顺序进行排列的；

将所述响应数据报文发送至与所述请求响应端建立通信连接的请求发起端。

6.如权利要求5所述的数据响应方法，其特征在于，所述变量访问数据还包括所述待访问变量的写变量值，所述对所述请求数据报文中所述访问地址所指示的存储区进行读取的步骤之前，还包括：

采用所述写变量值对相应的所述访问地址所指示的所述存储区进行写入。

7.如权利要求5所述的数据响应方法，其特征在于，所述接收请求发起端发送的请求数据报文的步骤之前，还包括：

接收所述请求发起端发送的包括第一数据版本的校验报文；

将所述第一数据版本与所述请求响应端中的第二数据版本进行比较，在比较一致时向所述请求发起端返回表征校验通过的校验回复报文，以供所述请求发起端根据表征校验通过的所述校验回复报文向所述请求响应端发送所述请求数据报文，其中，所述第一数据版本和所述第二数据版本用于指示所述待访问变量对应的访问地址。

8.如权利要求5所述的数据响应方法，其特征在于，所述根据读取到的各个存储数据组包得到响应数据报文的步骤包括：

根据所述请求数据报文获取数据包头；

将所述数据包头和按照所述访问地址在所述请求数据报文中的顺序进行排列的若干个所述存储数据进行组包得到所述响应数据报文。

9.一种数据交换设备，其特征在于，所述数据交换设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的数据交换程序，所述处理器执行所述数据交换程序时实现权利要求1至8中任一项所述的数据发送方法或数据响应方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有数据交换程序，所述数据交换程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的数据发送方法或数据响应方法的步骤。

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