專利名稱：一種基于線程池的多串口通訊系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)控制串口通訊領(lǐng)域，特別是涉及一種基于線程池的多串口通訊系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今的工業(yè)控制領(lǐng)域，串口通訊是計算機與其他設(shè)備進行數(shù)據(jù)通訊時經(jīng)常使用的方法，具有使用靈活、數(shù)據(jù)傳輸可靠等幾個優(yōu)點，特別是在實時監(jiān)控系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，由于工業(yè)控制領(lǐng)域大批量操作的需求，多串口通訊的穩(wěn)定高效就顯得尤為重要。
為滿足需求，一般采用線程池來管理多串口通訊的多線程應(yīng)用。然而，目前對于利用多串口卡擴展出來的單一通道多串口，由于各串口使用同一通信通道收發(fā)數(shù)據(jù)，如果應(yīng)用程序單元對各串口不能做出合理的同步措施，極易出現(xiàn)通道堵塞，造成串口收發(fā)數(shù)據(jù)成功率偏低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于線程池的多串口通訊系統(tǒng)及方法，以解決單一通道多串口通訊時，串口收發(fā)數(shù)據(jù)成功率偏低的技術(shù)問題。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種基于線程池的多串口通訊系統(tǒng)，包括終端、 帶多串口卡的設(shè)備以及基于線程池的應(yīng)用單元；
所述帶多串口卡的設(shè)備，用于與所述終端和所述基于線程池的應(yīng)用單元進行通信，所述多串口卡，用于擴展出多路串口，供所述終端連接，串口之間實施同步；
所述基于線程池的應(yīng)用單元，用于通過所述帶多串口卡的設(shè)備下發(fā)控制指令或傳遞數(shù)據(jù)給所述終端，并接收所述終端的回復(fù)信息，包括線程池、線程池構(gòu)建模塊和執(zhí)行任務(wù)配置模塊，所述線程池構(gòu)建模塊用于根據(jù)所述執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置的任務(wù)線程構(gòu)建線程池，所述執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置的任務(wù)線程包括主線程、串口操作控制線程以及串口收發(fā)報文執(zhí)行線程，各種線程之間進行異步調(diào)用。
本發(fā)明還提供一種基于線程池的多串口通訊方法，包括如下步驟
建立所述終端與所述帶多串口卡設(shè)備的串口連接；
所述執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置任務(wù)線程；
所述線程池構(gòu)建模塊依據(jù)主線程構(gòu)建線程池；
所述基于線程池的應(yīng)用單元啟動線程池的主線程，由主線程控制其它任務(wù)線程的執(zhí)行。
優(yōu)選的有，上述方法中，還包括所述終端通過專用串口線連接至所述帶多串口卡的設(shè)備的串口，所述基于線程池的應(yīng)用單元通過串口程序開發(fā)工具包進行串口的開閉、數(shù)據(jù)讀寫，實現(xiàn)與所述終端的通訊，對應(yīng)線程池實現(xiàn)多個串口并行操作。
優(yōu)選的有，上述方法中，還包括所述基于線程池的應(yīng)用單元在對串口進行開閉、 數(shù)據(jù)讀寫操作時，對各個串口實施同步；
各個串口實施同步是指與終端連接的所有串口都打開以后，再進行數(shù)據(jù)讀寫，所有串口的數(shù)據(jù)讀與都完成以后，最終才關(guān)閉各個串口。
優(yōu)選的有，上述方法中，還包括在其它所有串口完成相同操作之前，本串口對應(yīng)線程被阻塞，待其它所有串口也完成相同操作之后，才能開始下一步操作。
優(yōu)選的有，上述方法中，還包括線程池中所述的三類任務(wù)線程主線程、串口操作控制線程以及串口收發(fā)報文執(zhí)行線程，主線程負責(zé)為每個串口創(chuàng)建串口操作控制線程， 串口操作控制線程負責(zé)串口開閉、生成下發(fā)報文以及處理回復(fù)報文，串口收發(fā)報文執(zhí)行線程專門負責(zé)通過輸入輸出流來下發(fā)報文并接收回復(fù)報文；
所述的三類任務(wù)線程之間存在異步調(diào)用關(guān)系，串口操作控制線程異步獲取串口收發(fā)報文執(zhí)行線程返回的下發(fā)成功標志位及回復(fù)報文，主線程異步獲取串口操作控制線程返回的下發(fā)完成標志位。
由上述方案可以看出，本發(fā)明中有兩種機制來保證基于線程池的多串口通訊，在高效的同時也能有序、穩(wěn)定。第一，各個串口之間在做相同操作時實施同步，只有當(dāng)所有串口都完成這一操作時，才能一起進行下一操作；第二，線程池中的任務(wù)線程分為三類主線程、串口操作控制線程及串口收發(fā)報文執(zhí)行線程，這三類任務(wù)線程之間既獨立完成各自功能又存在依賴，主線程根據(jù)所述終端的數(shù)量來創(chuàng)建對應(yīng)數(shù)量 的串口操作控制線程，串口操作控制線程負責(zé)串口的打開、關(guān)閉，以及串口下發(fā)報文的生成、回復(fù)報文的處理，而串口收發(fā)數(shù)據(jù)執(zhí)行線程只用來通過輸入輸出流下發(fā)和接收報文數(shù)據(jù)，三類任務(wù)線程之間的交互， 采用異步調(diào)用模式，這樣，既權(quán)責(zé)分明，又顯高效。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖I為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明應(yīng)用單元結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明實施例中流程示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
如圖1，圖2所示，本發(fā)明提供一種基于線程池的多串口通訊系統(tǒng)，包括終端、帶多串口卡的設(shè)備以及基于線程池的應(yīng)用單元，其中
所述帶多串口卡的設(shè)備，用于與所述終端和所述基于線程池的應(yīng)用單元進行通信，所述多串口卡，用于擴展出多路串口，供所述終端連接，串口之間實施同步；
所述基于線程池的應(yīng)用單元，用于通過所述帶多串口卡的設(shè)備下發(fā)控制指令或傳遞數(shù)據(jù)給所述終端，并接收所述終端的回復(fù)信息，包括線程池、線程池構(gòu)建模塊和執(zhí)行任務(wù)配置模塊，所述線程池構(gòu)建模塊用于根據(jù)所述執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置的任務(wù)線程構(gòu)建線程池，所述執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置的任務(wù)線程包括主線程、串口操作控制線程以及串口收發(fā)報文執(zhí)行線程，各種線程之間進行異步調(diào)用。
上述系統(tǒng)的工作過程參見圖3，將多個所述終端通過專用串口線連接至所述帶多串口卡的設(shè)備后，所述基于線程池的應(yīng)用單元工作步驟具體如以下
步驟S301，線程池構(gòu)建模塊根據(jù)執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置的主線程，構(gòu)建線程池，并啟動主線程；
步驟S302，主線程在線程池中創(chuàng)建并啟動與終端相同數(shù)量的串口操作控制線程；
步驟S303，每個串口操作控制線程在線程池中創(chuàng)建并啟動對應(yīng)的串口收發(fā)報文執(zhí)行線程；
步驟S304，主線程判定是否收到所有串口操作控制線程操作完成的標志；若還未收到所有的標志，則執(zhí)行S305 ;否則，結(jié)束整個系統(tǒng)的處理過程；
步驟S305，各個串口操作控制線程并行的打開串口，此處進行同步控制，只有當(dāng)所有串口都打開以后，才開始生成下發(fā)報文數(shù)據(jù)，并傳遞給對應(yīng)的串口收發(fā)報文執(zhí)行線程；
步驟S306，各個串口收發(fā)報文執(zhí)行線程下發(fā)報文數(shù)據(jù)，并接收回復(fù)數(shù)據(jù)；
步驟S307，將回復(fù)數(shù)據(jù)異步返回給對應(yīng)的串口操作控制線程；
步驟S308，各個串口操作控制線程異步返回完成標志給主線程，當(dāng)所有完成標志位都返回以后，串口操作控制線程關(guān)閉各個串口，整個系統(tǒng)的處理過程結(jié)束。
以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于線程池的多串口通訊系統(tǒng)，其特征在于，包括終端、帶多串口卡的設(shè)備以及基于線程池的應(yīng)用單元，所述帶多串口卡的設(shè)備用于與所述終端和所述基于線程池的應(yīng)用單元進行通信，所述多串口卡用于擴展出多路串口，供所述終端連接，所述基于線程池的應(yīng)用單元通過所述帶多串口卡的設(shè)備下發(fā)控制指令或傳遞數(shù)據(jù)給所述終端，并接收所述終端的回復(fù)信息，包括線程池、線程池構(gòu)建模塊和執(zhí)行任務(wù)配置模塊，所述線程池構(gòu)建模塊用于根據(jù)所述執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置的任務(wù)線程構(gòu)建線程池，所述執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置的任務(wù)線程包括主線程、串口操作控制線程以及串口收發(fā)報文執(zhí)行線程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于線程池的多串口通訊系統(tǒng)，其特征在于，還包括 所述終端可以是工業(yè)控制領(lǐng)域任何支持串口通訊方式的終端，所述多串口卡可以是插在PCI插槽中的任何多串口卡，本發(fā)明中不作限制。
3.一種應(yīng)用上述任一權(quán)利要求所述基于線程池的多串口通訊方法，包括如下步驟 建立所述終端與所述帶多串口卡設(shè)備的串口連接； 所述執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置任務(wù)線程； 所述線程池構(gòu)建模塊依據(jù)主線程構(gòu)建線程池； 所述基于線程池的應(yīng)用單元啟動線程池的主線程，由主線程控制其它任務(wù)線程的創(chuàng)建執(zhí)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括 所述終端通過專用串口線連接至所述帶多串口卡的設(shè)備擴展出的多路串口，所述基于線程池的應(yīng)用單元通過串口程序開發(fā)工具包進行串口的開閉、數(shù)據(jù)讀寫，實現(xiàn)與所述終端的通訊，對應(yīng)線程池實現(xiàn)多個串口并行操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括所述基于線程池的應(yīng)用單元在對串口進行開閉、數(shù)據(jù)讀寫操作時，對各個串口實施同步； 各個串口實施同步是指與所述終端連接的所有串口都打開以后，再進行數(shù)據(jù)讀寫，所有串口的數(shù)據(jù)讀與都完成以后，最終才關(guān)閉各個串口。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括在其它所有串口完成相同操作之前，本串口對應(yīng)任務(wù)線程被阻塞，待其它所有串口也完成相同操作之后，才開始下一步操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括線程池中所述的三類任務(wù)線程主線程、串口操作控制線程以及串口收發(fā)報文執(zhí)行線程，主線程負責(zé)為每個串口創(chuàng)建串口操作控制線程，串口操作控制線程負責(zé)串口開閉、生成下發(fā)報文以及處理回復(fù)報文，串口收發(fā)報文執(zhí)行線程專門負責(zé)通過輸入輸出流來下發(fā)報文并接收回復(fù)報文； 所述的三類任務(wù)線程之間存在異步調(diào)用關(guān)系，串口操作控制線程異步獲取串口收發(fā)報文執(zhí)行線程返回的下發(fā)成功標志位及回復(fù)報文，主線程異步獲取串口操作控制線程返回的下發(fā)完成標志位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于線程池的多串口通訊系統(tǒng)及方法，包括終端、帶多串口卡的設(shè)備以及基于線程池的應(yīng)用單元，所述帶多串口卡的設(shè)備用于與所述終端和所述基于線程池的應(yīng)用單元進行通信，所述多串口卡用于擴展出多路串口，供所述終端連接，所述基于線程池的應(yīng)用單元通過所述帶多串口卡的設(shè)備下發(fā)控制指令或傳遞數(shù)據(jù)給所述終端，并接收所述終端的回復(fù)信息，包括線程池、線程池構(gòu)建模塊和執(zhí)行任務(wù)配置模塊，所述線程池構(gòu)建模塊用于根據(jù)所述執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置的任務(wù)線程構(gòu)建線程池，所述執(zhí)行任務(wù)配置模塊配置的任務(wù)線程包括主線程、串口操作控制線程以及串口收發(fā)報文執(zhí)行線程，各種線程之間進行異步調(diào)用。
文檔編號G06F13/38GK102929823SQ20121033730
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月8日
發(fā)明者何健明, 蔣興鋼, 湯湛成 申請人:佳都新太科技股份有限公司