CN1747478B - 网络层数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关数据处理方法的发明。更详细的说是有关适用于家庭网络系统的网络层中的数据处理方法的发明。本发明中家庭网络系统采用互动网络控制通信协议。在至少由物理层、网络层及应用层形成的通信协议中,本发明提供的家庭网络系统的数据处理方法包括以下各阶段。从上述应用层,接收由应用层通信协议数据单位构成的应答信息传送原语(primitive)的阶段;按上述原语(primitive),完成所储存的通信循环明细的阶段;按上述通信循环明细,生成由网络层通信协议数据单位构成的数据包传送原语(primitive)的阶段,以及把上述数据包原语(primitive)传向上述数据链路层的阶段。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据处理方法(DATA PROCESSING METHOD FORNETWORK LAYER);更详细的说,本发明涉及一种适用于家庭网络系统的网络层中的数据处理方法。本发明中,家庭网络系统采用互动网络控制通信协议。
背景技术
家庭网络(home Network)是一种把各数字化家电联接的网络。通过家庭网络,可以随时随地很方便地对家中的家电进行控制,可以带来生活上的乐趣。随着数字信息处理技术的发展,冰箱或洗衣机等家电,正在逐渐发展成数字化家电设备。随着家电使用体系技术和高速数字通信技术的快速发展,正在出现综合利用上述技术的信息家电。在上述背景下,出现了家庭网络系统。
这种家庭网络如下表1,根据所提供的服务类型可分为数据网络,娱乐网及互动网络。
表1
分类 | 功能 | 服务类型 |
数据网 | PC及周边设备间的网络 | 数据交换,及网络服务 |
娱乐网 | A/V(Audio/Video)设备间的网络 | 音乐,动画等服务 |
互动网络 | 家电设备控制网络 | 家电设备的控制,家电自动化,远程控制,信息服务等 |
这里,数据网络(data network)属于在PC及周边设备之间,为了数据交换或提供网络服务等建立的网络类型。娱乐网(entertainmentnetwork)属于处理ADO,VDO等信息的家庭网络类型。另外,互动网络(living network)是指以家电自动化或远程控制等单纯控制为目的的网络。
这种用于家庭的家庭网络系统由作为电器设备的主控(master)设备和从属设备形成。作为电器设备,主控设备对其他电器设备进行控制或显示其他电器设备的状态。作为电器设备,从属设备按电器设备的特性或其他要素,对主控设备的要求进行应答,并输出自身的状态变化信息。本发明的说明书中使用的电器设备(或新装置)不仅包括洗衣机、冰箱等用于上述互动网络服务的家电,还包括用于数据网络服务的家电以及用于娱乐网络服务的家电。另外,还包括煤气自动控化设备及自动门,电灯等电器。
这种传统技术,不能提供对家庭网络系统中的电器设备履行控制及监视等功能的泛用(广义)通信规范。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的,目的为提供一种适用对家庭网络系统内电器设备,提供控制及监视等功能的泛用通信规范,即通信控制通信协议的家庭网络系统中,网络层的数据处理方法。
本发明目的为提供适用泛用通信规范,互动网络控制通信协议(Living network Control Protocol:LnCP)的,网络层的数据处理方法。
本发明目的为提供从从属设备的应用层,可以把应答数据包,传向数据链路层的网络层的数据处理方法。
本发明目的为提供通过完成对应以前接收的请求数据包的通信循环明细,形成应答数据包的传送的网络层的数据处理方法。
为了达到上述目的,在至少由物理层、网络层及应用层形成的通信协议中,本发明提供的家庭网络系统的数据处理方法包括以下各阶段。从上述应用层,接收由应用层通信协议数据单位(APDU)构成的应答信息传送(ResMsgSend)原语(primitive)的阶段;按上述ResMsgSend原语(primitive),完成所储存的通信循环明细的阶段;按上述通信循环明细,生成由网络层通信协议数据单位(APDU)构成的数据包传送(PktSend)原语(primitive)的阶段及把上述数据包(PktSend)原语(primitive)传向上述数据链路层的阶段。
这时,上述通信协议适用于从属设备。
上述应答信息传送原语(primitive)是对主控设备传出的请求数据包的应答数据包。
上述已储存的通信循环明细的一部分由上述请求数据包生成。
上述处理方法还包括如下阶段;即,把包括在上述应答信息传送原语(primitive)的通信循环标识(CycleID),记入已储存通信循环明细的通信循环标识(CycleID)的阶段。
生成上述数据包传送(PktSend)原语(primitive)的阶段,在上述APDU追加NPDU头及尾,用NPDU生成上述数据包传送(PktSend)原语(primitive)。
上述处理方法,还包括储存上述已生成的NPDU的阶段。
上述处理方法,还包括结束当前通信循环的阶段。
结束上述通信循环的阶段后,上述处理方法还包括如下阶段;删除上述通信循环明细的阶段,以及把包括表示上述通信循环结果的编码值的网络层完了(NLCompleted)原语(primitive),传向上述应用层的阶段。
在上述完了阶段中,如下情况表示的是成功的完了;即,从上述数据链路层,接收包括传送成功(SEND_OK)的数据链路完了(DLLCompleted)原语(primitive)的情况。
在上述完了阶段中,如下情况表示的是失败的完了;即,从上述数据链路层,接收包括传送失败(SEND_FAILED)的数据链路完了(DLLCompleted)原语(primitive)的情况,或在作为上述网络层媒介变量的传送暂停时间(SendTimeOut)内,从上述数据链路层,没能接收到数据链路完了(DLLCompleted)原语(primitive)的情况。
上述通信协议是互动网络控制通信协议(LnCP)。
附图说明
图1为本发明的家庭网络框图。
图2为本发明的互动网络控制通信协议的框图。
图3a及图3b为图2的各层间的界面框图。
图4a至4f为图3a及3b的界面详细框图。
图5a,图5b为包括用于各层之间交换的原语(primitive)(primitive)的框图。
图6为本发明的数据处理方法实施例流程图。
图7为本发明的数据处理方法的第2实施例流程图。
附图主要部件说明
1:家庭网络系统 2:因特网
3:LnCP服务器 4:客户设备
10:网关 20至23:网络管理器
30,31:LnCP路由器 40至49:电器设备
具体实施方式
下面,通过本发明的实施例及附图,对本发明的家庭网络系统进行详细说明。不容置疑,本发明的范围不受限于以下的实施例及附图。本发明的权利范围,应以后附的权利请求范围为基础,进行解释。
图1为本发明的家庭网络系统的框图。
如图1所示,家庭网络系统1通过因特网络2联接到LnCP服务器3。另外客户设备4通过因特网络2联接到LnCP服务器3。即,家庭网络系统1把LnCP服务器3及/或客户设备4联接成可以互相传递信息。
家庭网络系统1的外部网络包括因特网络2,上述外部网络根据客户设备4的种类还可具备其它设备。即,以该因特网络2为例,客户设备4为计算机时具备Web服务器(Websever)(未图示),客户设备4为网络电话时具备通信服务器(Wap sever)(未图示)。
LnCP服务器3通过特定的注册及注销程序,分别联接到家庭网络系统1及客户设备4,从客户设备4接收监视及控制命令等,再通过因特网络2用特定形式的信息传送到家庭网络系统1。另外,LnCP服务器3从家庭网络系统1接收并储存特定形式的信息或把它传送到客户设备4。另外,LnCP服务器3把自身储存或生成的信息传送到上述家庭网络系统1。即,家庭网络系统1联接在LnCP服务器3,可下载LnCP服务器3所提供的服务内容。
家庭网络系统1包括网关10,网络管理器20~23,LnCP路由器30,31,LnCP适配器(adapter)35,36及多个电器设备40~49。网关10具有联接因特网的功能。网络管理器20-23履行对电器设备40~49的环境设定及管理功能。LnCP路由器30、31负责传送媒体之间的联接。LnCP适配器35,36可以使网络管理器22及电器设备46联接到传送媒体。
家庭网络系统1内的网络由各电器设备40~49共用的传送媒体相互联接组成。该传送媒体可利用RS-485或低功率的RF等数据链路层非规格化的传送媒体(non-standardized transmission medium),或可以利用电力线或IEEE 802.11等规格化的传送媒体(standardizedtransmission medium)。
家庭网络系统1内的网络由与因特网络2是相互分离的网络。即,上述家庭网络系统1内的网络构成由有线或无线传送媒体联接的独立网络。这里,独立网络包括虽然处于物理上的联接状态但理论上分离的网络。
家庭网络系统1包括主控(Master)设备,从属(Slave)设备。主控设备可以控制电器设备40~49或监视其工作状态。从属设备可以回应主控设备的请求及通知自身状态的变化情报。该主控设备包括网络管理器20~23,从属设备包括电器设备40~49。该网络管理器20~23包括所要控制的电器设备40~49的信息及控制码,按程序化的方式进行控制作业,或接收从LnCP服务器及/或客户设备4输入的信息后,进行控制作业。另外,如图所示,联接有多个网络管理器20~23时,为了进行与其它网络管理器20~23之间的交换信息,也为了信息的同步化以及进行控制,这些网络管理器20~23即可以是主控设备又可以是从属设备。即应该是一种,从物理意义上只是一个设备,但理论上是同时具有主控及从属功能的设备(即兼容设备)。
另外,这些网络管理器20~23及电器设备40~49可以直接联接到网络(如图示的电力线网络,RS-485网络,RF网络)上。另外,还可以通过LnCP路由器30、31及/或LnCP网络适配器35,36联接。
另外,电器设备40~49及/或LnCP路由器30、31及/或LnCP网络适配器35,36注册在网络管理器20~23上,并根据产品情报,接收唯一的理论地址(例如0x00,0x01等)。这个理论地址与产品码(例如空调为‘0x02′,洗衣机为’0x01′)结合后,作为节点地址(Node Address)使用。例如,通过0x02009(空调1)及0x0201(空调2)的相同的节点地址被电器设备40~49及/或LnCP路由器30、31及/或LnCP网络适配器35,36识别。另外,还可以使用按特定的基准(同种产品,产品的设置位置,使用者等)设置的群地址,使用群地址时可以一次性识别一个以上的电器设备40~49及/或LnCP路由器30、31及/或LnCP网络适配器35,36。在这个群地址中,显性群地址把地址选择值(下述为标记flag)设定为“1”时该显性群地址为指定多个的客户设备的集团(cluster)地址。默示群地址把理论地址及/或产品码的所有比特(byte)值添加为“1”,进而可以指定多个客户设备。这里,特别要指出的是把明示群地址通常称为集团码。
图2为本发明的互动网络控制通信协议(LnCP)框图。家庭网络系统1通过图2中的互动网络控制通信协议(LnCP)可以使网络管理器20~23,LnCP路由器30、31,LnCP网络适配器35,36及电器设备40~49之间互相传送信息。进而,网络管理器20~23,LnCP路由器30、31,LnCP网络适配器35,36及电器设备40~49通过这种LnCP实行网络通信。
如图2所示,LnCP包括应用软件50,应用层60,网络层70,数据链路层80,物理层90及媒介变量管理层100.应用软件50发挥网络管理器20~23、LnCP路由器30、31、LnCP网络适配器35,36、及电器设备40~49的固有功能.并提供与应用层60联接的功能,以便在网络上进行远程操作及监视.应用层60向使用者提供服务,并具有把使用者提供的信息或命令组成信息后传达到下位层的功能.网络层70可以把网络管理器20~23,LnCP路由器30、31,LnCP网络适配器35,36及电器设备40~49之间联接为可靠的网络.数据链路层80提供联接控制功能,用于联接共用传送媒体.物理层90提供网络管理器20~23,LnCP路由器30、31,LnCP网络适配器35,36及电器设备40~49之间的物理接口及要传送的比特(byte)的规则.媒介变量管理层100管理设定各层中使用的节点的媒介变量(node parameter)。
详细的说,应用软件50还包括网络管理附属层51。网络管理附属层51具有管理节点媒介变量,及管理联接在网络上的网络管理器20~23,LnCP路由器30、31,LnCP网络适配器35,36及电器设备40~49的功能。即,该网络管理附属层51具有一种功能,可以通过媒介变量管理层100,设定媒介变量数值或利用媒介变量对媒介变量进行管理。适用于LnCP的设备为主控设备时,该网络管理附属层51还具有履行构成网络或管理网络的功能。
另外,网络层70还包括家庭网络码控制附属层71。网络联接有网络管理器20~23、LnCP路由器30、31,LnCP网络适配器35,36及电器设备40~49。当利用电力线或IEEE 802.11、无线等非独立形传送媒体(例如LnCP包括电力线通信(PLC)协议/或无线(wireless)通信协议时)构成上述网络时,为了在理论上划分各网络,家庭网络码控制附属层71发挥设定家庭网络码及管理家庭网络码的功能。该家庭网络码控制附属层71通过像RS-485等独立形传送媒体,从物理意义上分离个别网络时,不包括在LnCP中。该家庭网络码以4字节(byte)组成,设定为随机(random)值或使用者设定值。
图3a及图3b为图2的层间的接口的框图。
图3a所示为物理层90联接到非独立形传送媒体时的层间的接口示意图。图3b所示的是物理层90联接到独立形传送媒体时的层间的接口示意图。
家庭网络系统1把各层需要的头(header)及尾(trailer)信息加到从上位层接收的通信协议信息单位(Protocol Data Unit:PDU)中,在传达到下位层。
如图所示,APDU(Application layer PDU)是应用层60和网络层70之间传送的数据值(data)。NPDU(Network Layer PDU,网络层通信协议数据单位)是网络层70与数据链路层80或家庭网络码附属层71之间传送的数据值。HCNPDU(Home Code Control Sublayer PDU)是网络层70(确切的说是家庭网络码附属层71)与数据链路层80或家庭网络码附属层71之间传送的数据值。数据链路层80与物理层90之间按数据值(data),数据框架单位形成接口。
图4a至4f为图3a及3b的接口的详细框图。
图4a所示为在应用层60中的APDU结构。
AL(APDU Length)数字组为表示APDU的长度(AL到数据框架组的长度)的数字组,最小值为4最大值为77。
AHL(APDU Header Length)数字组是表示APDU头(header)的长度(AL到ALO的长度),的数字组,没有扩展时为3字节,可以扩展到7字节。LnCP通信协议中为了数据框架组的密码化,为了变更应用通信协议等APDU头(header)可以扩展到7字节。
ALO(Application Layer Option)数字组是用于扩展信息3的数字组,例如该数字组被设定为“0”时,装有其它值时信息处理被忽视。
数据框架组为处理使用者的控制信息或项目信息的数字组,其结构随着ALO所含值的变化发生变化。
图4b为网络层70中的NPDU的结构,图4c为NPDU中的NLC的详细结构示意图。
SLP(Start of LnCP Packet)数字组为表示数据包的起始数字组,其值为0x02。
DA(Destination Address)及SA(Source Address)的数字组为要传送的数据包的收信方及送信方的节点地址,各由16比特构成.这里最上位1比特为显示群地址的标记(flag),接下来的7比特为产品的种类(产品码),下位8比特包括分得的理论地址.具有多个同一种类的网络管理器20~23或电器设备40~49时,上述下位8比特用于划分上述各网络管理器20~23或电器设备40~49.
PL(Packet Length)数字组为显示要传送的NPDU总长的数字组,其最小值为12字节,最大值为100字节。
SP(Service Priority)数字组为给予传送信息传送优先位的数字组,由3比特构成。各传送信息的优先顺位如表2。
从属客户设备应答主控客户设备的请求时,随从主控客户设备接收到的请求信息的优先顺位。
表2
优先顺位 | 适用(Application Layer) |
高(High) | -传送紧急信息时 |
中(Middle) | -传送普通数据包时-传送对应网络(Online State)在线及非在线状态(Offline State)变化的项目信息时 |
标准(Normal) | -传送通知构成网络的信息时-传送普通项目信息时 |
低(Low) | -传送根据下载或上传的厂家的值时 |
NHL(NPDU Header Length)数字组是用于扩展NPDU头(header)(SLP中的NLC数字组)使用的数字组,没扩展时是9字节,最大可扩展到16字节。
PV(Protocol Version)数字组是显示所采用的通信协议版本的1字节的数字组,由上位4比特及下位4比特构成。上位4比特为版本(version)数字组,下位4比特为服务器版本(sub-version)数字组。版本(version)及服务器版本(sub-version)分别以16进制标法显示版本。
NPT(Network layer Packet Type)数字组是在网络层中划分数据包种类的4比特数字组。LnCP包括请求数据包(Request Packet),应答数据包(Response Packet),通知数据包(Notification Packet)。主控客户设备的NPL数字组应设定为请求数据包或通知数据包,从属设备的NPL数字组应设定为应答数据包或通知数据包。数据包种类的NPT值如下表3所示。
表3
值 | 说明 |
0 | 请求数据包 |
1-3 | 不使用 |
4 | 应答数据包 |
5-7 | 不使用 |
8 | 通知数据包 |
9-12 | 不使用 |
13-15 | 与家庭网络码控制附属层联接的接口用预约值 |
TC(Transmission Counter)数字组是网络层发生通信故障,不能成功发送请求数据包或应答数据包时,为了提高传送请求数据包或应答数据包的成功率,再传送或反复传送的2比特数字组。收信方可以利用TC数字组的数值,检测出重复信息。随NPT值的TC数字组值的范围同下表4。
表4
数据包种类 | 值(范围) |
请求数据包 | 1-3 |
应答数据包 | 1 |
通知数据包 | 1-3 |
PN(Packet Number)数字组由2比特构成。在从属设备中为了检测出重复数据包PN(Packet Number)数字组与TC一起被使用。在主控客户设备中为了处理多个的通信循环被使用。随NPT值的PN数字组的范围如下表5所示。
表5
数据包种类 | 值(范围) |
请求数据包 | 0-3 |
应答数据包 | 复制请求数据包的PN数字组值 |
通知数据包 | 0-3 |
APDU数字组是应用层60与网络层70之间传送的应用层的通信协议数据值(data)的单位。APDU最小值为0字节,最大值为88字节。
CRC(Cyclic Redundancy Check)数字组是为了检测出已接收数据包(SLP到APDU数字组)的错误的16比特数字组。
ELP(End of LnCP Packet)数字组是显示数据包未端的数字组,其值为0x03。如果接收与数据包长度数字组中的与长度相应的数据值(data),也不能检测出ELP数字组,则示为数据包错误。
图4d为家庭网络码控制附属层71中的HCNPDU结构图。
如图所示,NPDU的上位部分还包含HC(Home Code)数字组。
该家庭网络码的数值由4字节构成。该家庭网络码在数据包可传播的线路的距离内具有唯一的值。
图4e所示为数据链路层中的数据框架的结构。
LnCP的数据链路层的数据框架的头(header)及尾(trailer)根据传送媒体形成不同的结构。数据链路层80使用非规格化的传送媒体时,数据框架的头(header)及尾应具有Null数字组(Null Field)。如使用规格化的传送媒体,则随通信协议的规定。NPDU数字组是从上位网络层70传送的数据值的单位。HCNPDU是物理层90为电力线或IEEE 802.11等非独立形传送媒体时使用的数据值单位,是在NPDU前端追加4字节家庭网络码的数据值单位。数据链路层80不划分NPDU及HCNPDU的处理。
图4f为物理层90中的数据框架结构。
LnCP的物理层90具有把物理信号传送到传送媒体的功能。作为LnCP通信协议的物理层90,可以使用与RS-485或低功率RF等同的非规格化数据链路层80的传送媒体。还可以使用如电力线或IEEE 802.11等同的规格化传送媒体。适用LnCP网络的家庭网络系统1中,为了网络管理器20~23及电器设备40~49与RS-485或LnCP路由器30,31,及LnCP适配器35,36联接,利用了UART(Universal Asynchronous Receiver andTransmitter)数据框架结构及RS-232的信号标准(level)。各设备之间利用网线(serial bus)联接时,UART在通信线路控制比特信号流。如图4f所示,在LnCP中,把上位层送来的数据包,变换成10比特大小的UART数据框架单位后,通过传送媒体传送。UART数据框架由1比特的起始位(Start Bit)、8比特的数据值(data)及1比特的停止位(Stop Bit)构成。上述UART数据框架不使用效验位(Parity Bit).UART数据框架从起始位传达,最后传达停止位.适用LnCP的家庭网络系统1利用UART时,不使用追加的数据框架头(frame header)及框架尾(frametrailer)。
以下是对使用在上述层中的节点媒介变量的说明。
下述的节点媒介变量的数据值的类型(type)与表6所示的多个形式中的一种相对应。
表6
标记 | 形式 | 说明 |
char | signed char | 没有明示值(data)的长度时为1字节 |
uchar | Unsigned char | 没有明示值(data)的长度时为1字节 |
int | signed int | 没有明示值(data)的长度时为2字节 |
uint | Unsigned int | 没有明示值(data)的长度时为2字节 |
long | signed long | 没有明示值(data)的长度时为4字节 |
ulong | Unsigned long | 没有明示值(data)的长度时为4字节 |
string | String | 最后的字节为NJLL的文字列数据 |
FILE | - | 具有文件结构的数据 |
该网络层70具有如下功能。
第1为地址管理功能,地址管理功能为储存自身地址及目的地的网络管理器20~23或电器设备40~49的地址的功能。这时,使用地址所含的各网络管理器20~23或各电器设备40~49的信息及位置信息,可以指定集团地址,并可支持立体声调频广播(multicasting)及广播(broadcasting)通信。
第2为流动控制功能,流动控制功能为通过通信循环(cycle)控制数据包流动的功能。
第3为错误控制功能,错误控制功能为在规定的时间内没能接收应答数据包时,重新传送数字组值的功能。重新传送次数最大限制为3回。
第4为事务控制(Transaction Control)功能,事务控制功能为通过检测出重复数据包,防止重复履行同样的信息,并控制同时多发的通信循环的功能。
第5为路由控制功能,路由控制功能为在两个以上独立的传送媒体间,传送数据包,并为了防止各LnCP路由器30~31以及LnCP适配器35~36之间的无限循环(loop),控制数据包的流动的功能。
这种网络层70以通信循环为单位提供服务.这种通信循环有1-Request,1-Response;1-Request,Multi-Responses;1-Notification,Repeated-Notification等四种.
1-Request,1-Response通信循环为一个主控设备向一个从属设备传送一个请求数据包(Request Packet),从属设备传送对应上述请求的一个应答数据包(Request Packet)的通信循环。
1-Request,Multi-Responses通信循环为一个主控设备向多个从属设备传送一个请求数据包,各从属设备并依次传送应答请求数据包的应答数据包的通信循环。
1-Notification通信循环为设备(主控或从属)以一个或多个设备(主控或从属)为对象,传送一个通知数据包后,即刻结束通信的通信循环。
Repeated-Notification通信循环为在1-Notification通信循环为了确保传送可靠性,反复传送同样的数据包后,结束通信的通信循环。
上述通信循环与数据包类型及传送服务(或网络层服务)(NLservice)同表7a。
表7a
通信周期 | 数据包类型 | 传送服务(NLService) |
1-request,1-response | 请求数据包-应答数据包 | Acknowledged(0) |
1-request,multi-response | 请求数据包-应答数据包 | Acknowledged(0) |
1-notification | 通知数据包 | Not-acknowledged(1) |
Repeated-notification | 通知数据包 | Repeated-otification(2) |
网络层70使用的节点媒介变量(Node Parameter)的值同表7b。
表7b
名称 | 形态 | 说明 |
产品码 | uchar ProductCode | 为了集合产品的独立功能而给予的码。 |
理论地址 | ucharNP_LogicalAddress | 为了区分具有同样产品码的多个产品,1字节的地址。 |
群码 | uchar NP_ClusterCode | 区分各设备的1字节的地址。 |
名称 | 形态 | 说明 |
家庭网络码 | ulongNP_HomeCode | 定义设备家庭网络码的4字节的地址 |
最大反复传送次数 | constant ucharSendRetries | Acknowledged服务时的,请求数据包的最大仿佛传送次数或Repeated-notification服务时的,反复传送次数 |
暂停传送 | constant uint SendTimeOut | 网络层70向数据链路层80传送NPDU后,等待DLLCompleted单元(primitive)的时间,数字组值为1000ms。 |
应答迟延世间 | uintResDelayTime | 以群地址为对象进行Acknowledged服务时,接收请求数据包的从属设备传送应答数据包之前,所迟延的时间。在0~5000ms范围内任意(random)产生的值。 |
最大中继迟延时间 | constant uintRepeaterDelayTime | 网络正常工作时,从送信方传出的正常数据包被接收方接收之前,允许的最大迟延时间(ms),该值为5000ms。 |
重复数据包经过时间 | constant uintDupElapsedTime | 从属设备从同样的主控设备连续接收请求数据包时,保障各数据包独立的请求数据包之间最小间隔时间,该值为10,000ms。 |
图5a,图5b为包括用于各层之间交换的原语(primitive)(primitive)的框图。
图5a为主控设备各层之间的原语(primitive)传送示意图。
如图所示,用于应用软件50和应用层60之间的原语(primitive),使用UserReq、UserDLReq、UserULReq、ALCompleted、UserRes、UserEventRcv。这里,省略上述内容的相关说明。
如图所示,用于应用阶层60和网络层70之间的原语(primitive),包括ReqMsgSend、NLCompleted以及MsgRev。
请求信息送信(ReqMsgSend)原语(primitive)是,用于把信息从主控设备应用层60传向网络层70的原语(primitive),包括表8a所示的构成要素。
表8a
名称 | 形态 | 说明 |
通信循环识别方 | UlongCycle ID | 主控设备中通讯循环的辨认编号 |
请求信息 | Uchar*ReqAPDU | 包括主控设备应用层60中生成的请求信息的APDU |
请求信息长度 | UcharAPDULength | APDU的字节数据长度。 |
目的地址 | uintDstAddress | 收信方设备地址 |
出处地址 | uintSrcAddress | 送信方设备地址 |
网络层服务 | UcharNLService | 主控设备的通信循环类型0:Acknowledged,1:Non-acknowledged,2:Repeated-notification. |
应答暂停时间 | UcharresponseTime Out | NLService被选成Acknowledged时,主控设备发送请求数据包后,等待应答数据包的时间(ms)。 |
名称 | 形态 | 说明 |
反复通知数据包之间的传送间隔 | UintRepNotiInt | NLService被选成Repeated-notification时,连续的通知数据包之间的时间间隔(ms)。 |
服务优先次序 | UcharSvcPriority | 请求信息的传送优先次序。 |
这里,通信循环识别方(Cycle ID)是由上述应用服务编码(ALSvcCode)和收信设备节点地址(node Address)组合形成。
信息收信(MsgRcv)原语(primitive)是用于把数据包从主控设备网络层70传向应用层60的原语(primitive),包括表8b的构成要素。
表8b
名称 | 形态 | 说明 |
通信循环识别方 | UlongCycle ID | 主控设备中通讯循环的辨认编号 |
项目应答信息 | Uchar*ResEventAPDU | 将要传向应用层60的APDU。 |
项目应答信息长度 | UcharAPDULength | APDU的字节数据长度。 |
目的地址 | uintDstAddress | 收信方设备编号 |
出处地址 | uintSrcAddress | 送信方设备编号 |
上述通信循环识别方(CycleID)的构成,将在下面进行说明。
网络层完了(NLCompleted)原语(primitive)是用于从网络层70向应用层通知数据包处理状态的原语(primitive),包括表8c的构成要素。
表8c
名称 | 形态 | 说明 |
通信循环识别方 | Ulong CycleID | 主控设备中通讯循环的辨认编号 |
传送结果 | UcharNLResult | 如果成功结束通信循环,则CYCLE_OK(1);如果不是,则CYCLE_FAILED(0)。 |
失败原因码 | UcharNLFailCode | NLResult为CYCLE_FAILED时,对失败原因进行分类的值。 |
再传送次数 | UcharNLSuccessCode | NLResult为CYCLE_OK时的再传送次数。 |
如图所示,用于网络层70和数据链路层80之间的原语(primitive),包括PktSend、PktRcv、以及DLLCompleted。
数据包送信(PktSend)原语(primitive)是用于把数据包从网络层70传向数据链路层80的原语(primitive),包括表9a的构成要素。
表9a
名称 | 形态 | 说明 |
数据包 | Uchar*NPDU/HCNPDU | 网络层(70)的数据包 |
数据包长度 | UcharNPDULength | NPDU/HCNPDU的字节数据长度 |
服务优先次序 | UcharSvcPriority | 传送优先次序 |
数据包收信(PktRcv)原语(primitive)是用于把数据包从数据链路层80传向网络层70的原语(primitive),包括表9b的构成要素.
表9b
名称 | 形态 | 说明 |
数据包 | Uchar *PDU | 网络层(70)的数据包 |
数据包长度 | Uchar DULength | PDU的字节数据长度 |
数据链路层完了(DLLCompleted)原语(primitive)是用于通知从数据链路层80向网络层70传送的数据包传送结果的原语(primitive),包括表9c的构成要素。
表9c
名称 | 形态 | 说明 |
数据包传送结果 | UcharDLLResult | 数据包传送结果:如果成功结束数据包的传送,则SEND_OK(1);如果不是则SEND_FAILED(0)。 |
传送失败原因 | UcharDLLFailCode | DLLResult为SEND_FAILED(0)时,对失败原因进行分类的值。 |
如图所示,用于数据链路层80和物理层90之间的原语(primitive)包括FrameSend、FrameRcv、RptLineStatus。这里省略其说明。
图5b为从属设备层之间的原语(primitive)传送状态示意图。
如图所示,用于软件50a和应用层60a之间的原语(primitive)包括UserResSend、UserEventSend、UserReqRcv、ALCompleted,这里省略其说明。
请求信息收信(ReqMsgRcv)原语(primitive)是从网络层70a向应用层60a传送请求信息的原语(primitive),包括表10a的构成要素。
表10a
名称 | 形态 | 说明 |
请求信息 | uchar*ReqAPDU | 将要传向应用层60a的APDU。 |
请求信息长度 | ucharAPDULength | APDU的字节数据长度。 |
目的地址 | uintDstAddress | 收信方设备地址 |
出处地址 | uintSrcAddress | 送信方设备地址 |
网络层服务 | ucharNLService | 从属设备的通信循环服务类型0:Acknowledged,1:Non-acknowledged,2:Repeated-notification. |
重复数据包检测结果 | ucharDuplicateCheck | 如果重复数据包检测结果正常,则NORMAL_PKT(1),如果检测结果为重复数据包,则DUPLICATED_PKT(0)。 |
应答信息送信(ResMsgSend)原语(primitive)是用于从应用层60a向网络层70a传送应答信息的原语(primitive),包括表10b的构成要素。
表10b
名称 | 形态 | 说明 |
通信循环识别方 | ulongCycleID | 从属设备的通信循环辨认编号 |
名称 | 形态 | 说明 |
应答信息 | uchar*ResAPDU | 包括从属设备的应用层60a生成的应答信息的APDU |
应答信息长度 | ucharAPDULength | APDU的字节数据长度。 |
项目信息送信(EventMsgSend)原语(primitive)是从应用层60a向网络层70a传送项目信息的原语(primitive),包括表10c的构成要素。
表10c
名称 | 形态 | 说明 |
通信循环识别方 | ulongCycleID | 从属设备的通信循环辨认编号 |
项目信息 | uchar*EventAPDU | 包括从属设备应用层60a生成的项目信息的APDU |
项目信息长度 | ucharAPDULength | APDU的字节数据长度 |
目的地址 | uint | 收信方设备地址 |
DstAddress | ||
出处地址 | uintSrcAddress | 送信方设备地址 |
网络层服务 | ucharNLService | 网络层(70a)的传送服务1:Non-acknowledged,2:Repeated-notification |
名称 | 形态 | 说明 |
反复通知信息的传送间隔 | ucharRepNotiInt | 把NLService选择成Repeated-notification时,连续的通知数据包之间的时间间隔(ms)。 |
服务优先次序 | ucharSvcPriority | 项目信息的传送优先次序 |
网络层完了(NLCompleted)原语(primitive)是从网络层70a向应用层60a通报数据包处理状态的原语(primitive),包括表10d的构成要素。
表10d
名称 | 形态 | 说明 |
通信循环识别方 | Ulong CycleID | 从属设备的通信循环辨认编号 |
传送结果 | UcharNLResult | 如果成功结束通信循环,则CYCLE_OK(1),如果不是,则CYCLE_FAILED(0)。 |
传送失败原因 | UcharNLFailCode | NLResult为CYCLE_FAILED的情况下,对失败原因,进行分类的值。 |
再传送次数 | UcharNLSuccessCode | NLResult为CYCLE_OK时的再传送次数。 |
用于从属设备的各网络层70a、数据层80a以及物理层90a之间的原语(primitive),其使用状况与主控设备的各原语(primitive)相同。
图6为本发明的数据处理方法的第1实施例流程图。第1实施例是网络层70a中,处理从属设备的应答数据包过程的说明。上述处理是为了从属设备的应答数据包,从应用层60a传送到数据链路层80a,而进行的。即,网络层70a中进行与应用层60a的APDU收信及网络层70a中进行与应用层80a的APDU送信。
阶段S71中,从属设备的网络层70a,从应用层60a接收应答信息送信(ResMsgSend)原语(primitive)(即,应答信息或数据包).网络层70a,从该收信起点开始,对经过时间(ElapsedTime)计时.
阶段S72中,从属设备的网络层70a,从应用层60a接收到应答信息送信(ResMsgSend)原语(primitive),就在已生成的通信循环明细上,只记录通信循环识别因子(CycleID)值。这里,从数据链路层,接收请求数据包收信(ReqPktRcv)原语(primitive)时,生成上述通信循环明细(参考下述)。
阶段S73中,利用已完成的通信循环明细各变量,把NPDU头和尾追加到APDU,生成NPDU。这时,头的各数字组值设定如下。首先,SA数字组包括送信方的节点地址(Node Address),PL数字组(NPDU长度)包括APDULength值加上13的值。APDULength值包括在从应用层传送的原语(primitive)中。另外,PV数字组值(通信协议版本),例如包括0x209(版本2.0),其它各数字组值利用包括在通信循环明细的值。然后,把APDU追加到头上,这里追加到头上的APDU包括在从应用层传到的原语(primitive)中。追加NPDU的尾方式如下。即,ELP数字组包括0x03,CRC数字组,例如包括利用CCITT-16标准生成多项式的值。
阶段S74中,从属设备的网络层70a,在生成NPDU后,利用包括该NPDU的数据包传送(PktSend)原语(primitive),根据通信循环明细中,已设定的通信循环类型(CycleType)值,把NPDU传送到数据链路层80a。即,如通信循环类型(CycleType)为{1-request,multi-response}的通信循环,则迟延应答迟延时间(ResDelayedTime)后,再传向数据链路层80a。如是除此以外的通信循环时,则即刻传送。
传送NPDU后,进入结束当前通信循环的过程。
阶段S75中,在网络层70a,判断通信循环控制的“完了”,如判定为“完了”,则不管成功或失败,都进行阶段S76。反之,则进行重新判断。
从属设备的网络层70a,在向数据链路层80a传达应答数据包后,从数据链路层80a接收包括SEND_OK值的数据链路层完了(DLLCompleted)原语(primitive)时,表示成功结束通信循环。
另外,从属设备的网络层70a,在向数据链路层80a传达应答数据包后,从数据链路层80a接收包括SEND_FAILED值的数据链路层完了(DLLCompleted)原语(primitive)时,或在传送暂停(SendTimeOut)时间内,从数据链路层80a,没能接收数据链路层完了(DLLCompleted)原语(primitive)时,表示以失败结束通信循环。
阶段S76中,成功结束或以失败结束通信循环时,从属设备删除相应的通信循环明细。阶段S77中,把网络层完了(NLCompleted)原语(primitive)传向应用层60a,这里,网络层完了(NLCompleted)原语(primitive),包括含有成功原因或失败原因的编码值。成功结束通信循环时,上述原语(primitive)所包括的编码值是CYCLE_OK,如果以失败结束通信循环,则所包括的编码是CYCLE_FAILED。
从属设备的网络层70a,在接收的请求数据包中,可以按特定的方法,检测处理重复数据包。
图7为本发明的数据处理方法的第2实施例流程图。该第2实施例,展示的是从从属设备的数据链路层80a,接收到处理数据包收信(PktRcv)原语(primitive)后,再把它传向应用层60a的过程。
阶段S91中,从属设备的网络层70a,从数据链路层80a,接收数据包收信(PktRcv)(即,NPDU)原语(primitive).
阶段S92中,从属设备的网络层70a,从数据链路层80a接收NPDU,就对作为数据包第1位数字组的SLP数字组值和作为最后数字组的ELP数字组值进行确认。即,在阶段S82,判断SLP数字组值和ELP数字组值是否包括特定的值(例如,,‘0x02′,′0x03′)。如两个数字组值都包括特定的值,则处理数据包。反之,则进行阶段S87,忽略已接收的数据包。
另外,处理NPDU的SLP数字组和最后数字组ELP数字组后,计算CRC数字组值,如有错误,则进行阶段S87,忽略已接收的数据包。
即使,CRC数字组值正常,但PL数字组值与NPDU的大小不同,则进行阶段S97,忽略已接收的数据包。
阶段S93中,网络层70a,通过确认从属设备收信地址及已接收数据包的收信方地址,确认正常的收信方是否是该从属设备。即,接收到NPDU时,利用产品码(Product Code)、理论地址(LogicalAddress)、以及集团码(Cluster Code),确认是否是数据包头的DA数字组值,可认知的值。如接收数据包的从属设备不是正常收信方,则进行阶段S97,忽略数据包。
例如,产品码为0bXXX XXXX,理论地址码为0bYYYY YYYYY,以及集团码为0bZZZZ ZZZZ时的从属设备,应该能认知8种类的地址。
*对所有的设备的地址指定由0b1111 1111 1111 1111或0b0111 11111111 1111(0xFFFF或0x7FFF)形成;
*按产品码的地址指定由0b1XXX XXXX 1111 1111或0b0XXX XXXX 11111111形成;
*按集团码的地址指定由0b1111 1111 ZZZZ ZZZZ形成;
*按理论地址的地址指定由0b0111 1111 YYYY YYYY形成;
*按产品码地址和理论地址的地址指定由0b0XXX XXXX YYYY YYYY形成;
*按产品码和集团码的地址指定由0b1XXX XXXX ZZZZ ZZZZ形成。
另外,物理意义上,一个产品上体现多个LnCP设备时,对各设备,需要能认知8种类的地址。
另外,从数据链路层80a,接收的NPDU头SA数字组值,同如下情况时,网络层70a忽略已接收的NPDU。
*是群地址情况下,产品码是0x7F或理论地址是0xFF时;
*以及地址属性(Address Option)位是1时。
阶段S94中,如从数据链路层80a,接收的NPDU不是请求数据包或不是通知数据包,则从属设备的网络层70a,进行阶段S97,并忽略NPDU。
阶段S95中,从属设备的网络层70a,对接收的数据包,进行判断。如是请求数据包,则进行阶段S96,如是通知数据包,则进行阶段S99。
阶段S96中,从属设备的网络层70a,如从数据链路层80a,接收到请求数据包,则确认当前是否存在处理中的通信循环明细。如存在处理中的通信循环,则进行阶段S97,忽略接收的数据包。如不存在,则进行阶段S98。
阶段S98中,从属设备的网络层70a生成的用于构成上述NPDU所需的通信循环明细如下表11.
更详细的说,接收请求数据包时,生成的通信循环明细,其生成过程如下。首先,不设定通信循环识别因子(CycleID)值(在图6的阶段S72)设定,如包括在请求数据包的SA数字组值,指定单一的收信方,则通信循环类型(CycleType)设定为1-request,1-response,如指定群地址,则设定为1-request,multi-response。然后,联接器地址(ConnectorAddr)设定为包括在请求数据包的SA数字组值,数据包编号(PacketNo)设定为包括在请求数据包的PN数字组值,网络层服务(NLService)设定为“0”(Acknowledged服务),传送优先次序(SvcPriority)设定为包括在请求数据包的SP数字组值,暂停时间(TimeOut)是包括在已接收数据包的暂停时间(TimeOut)。后续的传送次数(TransmissionNo)值为“1”。然后,经过时间(ElapsedTime)值为“0”。后续的应答收信状态(ResRcvState)用于表示发送通知数据包后有没有接收到通知数据包,其值为应答未收信(NOT_RECEIVED)。
表11
变量 | 大小 | 内容 |
CycleID | 4字节 | -通信循环标识-从应用阶层(60)与APDU0一起被传送。 |
CycleType | 1字节 | -通信循环种类0:{1-request,1-response},1:{1-request,multi-response}2:{1-notification},3:{Repeated-notification} |
-从应用阶层(60)与APDU0一起被传送。 | ||
ConnectorAddr | 2字节 | -通信对方的地址-传送时为收信方地址,收信时为送信方地址。 |
PacketNo | 1字节 | -数据包编号-每进行新通信循环时,被赋予不同的0-3的数据包编号。 |
NLService | 1字节 | -应用层(60)请求的传送服务种类-从应用阶层(60)与APDU0一起被传送。 |
变量 | 大小 | 内容 |
SvcPriority | 1字节 | -传送优先次序。-从应用阶层(60)与APDU0一起被传送。 |
TimeOut | 2字节 | -如果是请求数据包,则是送信后等待应答数据包应答数据包的应答数据包等待时间(ResponseTimeOut)。-如果是通知数据包,则是连续送信间隔(RepNotiInt)。-从应用阶层(60)与APDU0一起被传送。-要大于DLLCompleted原语(primitive)等待时间,即,SendTimeOut(1秒)。 |
TransmissionNo | 1字节 | -是{1-request,1-response}或{Repeated-notification}通信循环时,是传送同一APDU的次数,其初始值为1。-可以进行的最大再传送次数为,最大再传送次数(SendRetries)所定义的次数3次,上述最大再传送次数(SendRetries)为网络层70的媒介变量。 |
ElapsedTime | 2字节 | -ms单位。-应用层(60)接收到新CycleID的时间点开始,所经过的时间。其初始值为0,后续值一直被更新,直到当前通信循环结束。。 |
ResRcvState | 1字节 | -用于表示传送请求信息包后有没有接收到应答数据包,其初始值为NOT_RECEIVED,接收应答数据包之后的值为RES_RECEIVED。 |
该数据处理方法,可以在阶段S98生成通信循环明细后,经过检测特定的重复数据包的阶段,读取APDU,并传向应用层60a。从属设备接收通知数据包时,不生成通信循环明细,经过检测特定的重复数据包的阶段,读取APDU,并传向应用层60a。
Claims (10)
1.一种网络层的数据处理方法,在至少由物理层、数据链路层、网络层及应用层形成的通信协议中,其特征在于,包括:
从上述应用层接收由应用层通信协议数据单位构成的应答信息传送原语的步骤;
按上述应答信息传送原语,完成所储存的通信循环明细的步骤;
按上述通信循环明细,生成由网络层通信协议数据单位构成的数据包传送原语的步骤;
以及把上述数据包原语,传向上述数据链路层的步骤;
上述应答信息传送原语是对主控设备传出的请求数据包的应答数据包,上述已储存通信循环明细的一部分由上述请求数据包生成。
2.根据权利要求1所述的网络层的数据处理方法,其特征在于:
上述通信协议适用于从属设备。
3.根据权利要求1所述的网络层的数据处理方法,其特征在于:
还包括如下步骤;即,把包括在上述应答信息传送原语的通信循环标识,记入已储存通信循环明细中的通信循环标识的步骤。
4.根据权利要求1所述的网络层的数据处理方法,其特征在于:
生成上述数据包传送原语的步骤,在上述应用层通信协议数据单位追加网络层通信协议数据单位头及尾,用网络层通信协议数据单位生成上述数据包传送原语。
5.根据权利要求1所述的网络层的数据处理方法,其特征在于:
还包括储存上述已生成的网络层通信协议数据单位的步骤。
6.根据权利要求1所述的网络层的数据处理方法,其特征在于:
在数据包传送原语的步骤之后,还包括结束当前通信循环的步骤。
7.根据权利要求6所述的网络层的数据处理方法,其特征在于:
结束上述通信循环的步骤后,还包括如下步骤;删除上述通信循环明细的步骤,以及把包括表示上述通信循环结果的编码值的网络层完了原语,传向上述应用层的步骤。
8.根据权利要求6所述的网络层的数据处理方法,其特征在于:
上述结束当前通信循环的步骤中如下情况表示的是成功结束通信循环;即,从上述数据链路层,接收到包括传送成功的数据链路完了原语的情况。
9.根据权利要求6所述的网络层的数据处理方法,其特征在于:
上述结束当前通信循环的步骤中如下情况表示的是失败的结束通信循环;即,从上述数据链路层,接收包括传送失败的数据链路完了原语的情况,或在作为上述网络层媒介变量的传送暂停时间内,从上述数据链路层,没能接收到数据链路完了原语的情况。
10.根据权利要求1所述的网络层的数据处理方法,其特征在于:
上述通信协议是互动网络控制通信协议。
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