專利名稱：一種通訊終端及其實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力通訊設(shè)備，尤其涉及一種通訊終端及其實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法。
技術(shù)背景
在研發(fā)電力監(jiān)控設(shè)備的時候，例如配變監(jiān)測終端、配網(wǎng)DTU等等，經(jīng)常會遇到這樣的情況，需要支持多種通訊協(xié)議和多種通訊方式，在實現(xiàn)這些需求時，現(xiàn)有技術(shù)方案主要有以下2種1.通訊與協(xié)議緊密結(jié)合，一種通訊方式，例如串口、TCP、UDP等)等和一種通訊協(xié)議，例如IEC60870-5-101協(xié)議、IEC60870-5-104協(xié)議等等，將這種通訊方式和通訊協(xié)議的代碼綁定在一起，這種情況多出現(xiàn)在對單片機直接編程中。
2.以協(xié)議為主，封裝通訊接口，將多種通訊方式封裝成統(tǒng)一接口，提供給通訊協(xié)議模塊來調(diào)用，代碼實現(xiàn)遵循通訊協(xié)議流程。
上述兩種方案，在研發(fā)新的電力監(jiān)控設(shè)備時，利用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品，可重復(fù)利用率不高，特別對于實現(xiàn)新出現(xiàn)的通訊協(xié)議時，絕大部分功能代碼需要重新編寫，對研發(fā)周期也造成了影響，而在重新開發(fā)的產(chǎn)品中，如果通訊協(xié)議差別比較大，會導(dǎo)致方案與已有產(chǎn)品方案不一致，也需要花費更多的時間在測試工作上。因此，迫切需要提供一種在開發(fā)通訊相關(guān)的項目時，以相同的方案去實現(xiàn)所有的通訊協(xié)議。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)利用率不高和成本高的缺陷，提供一種通訊終端及其實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法，該技術(shù)方案可有效提高程序代碼的復(fù)用性、可閱讀性以及可測試性；且在產(chǎn)品研發(fā)期間可節(jié)約資源，提高研發(fā)人員的開發(fā)效率。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種通訊終端，所述通訊終端與用于監(jiān)控所述通訊終端的外部控制站建立異步通訊連接，所述通訊終端包括相互獨立的通訊模塊和協(xié)議模塊，所述通訊模塊包括通訊管理單元、數(shù)據(jù)通知單元以及數(shù)據(jù)發(fā)送單元， 所述協(xié)議模塊包括外部交互單元和內(nèi)部處理單元，其中，通訊管理單元，用于主動建立通訊鏈路、被動響應(yīng)建立通訊鏈路以及主動斷開通訊鏈路；數(shù)據(jù)通知單元，用于在通訊鏈路斷開時將斷開連接信息通知外部交互單元，并保存外部控制站所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀。
數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于根據(jù)協(xié)議要求將外部交互單元所保存的回應(yīng)幀發(fā)送至外部控制站；外部交互單元，用于響應(yīng)外部連接請求、主動請求建立連接、響應(yīng)連接斷開、主動斷開連接、協(xié)議幀編解碼以及協(xié)議請求響應(yīng)處理；內(nèi)部處理單元，用于在所述通訊終端內(nèi)部處理協(xié)議相關(guān)數(shù)據(jù)及對協(xié)議幀進行編解碼。
在本發(fā)明所述的通訊終端中，所述外部控制站與所述通訊終端建立的異步通訊方式包括串口、TCP以及UDP。
在本發(fā)明所述的通訊終端中，所述協(xié)議模塊的具體表現(xiàn)形式包括IEC60870-5-101 協(xié)議和IEC60870-5-104協(xié)議。
本發(fā)明還構(gòu)造一種通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法，所述通訊終端為上述權(quán)利要求任一項所述的通訊終端，所述方法包括主動建立通訊鏈路流程、被動響應(yīng)建立通訊鏈路流程以及主動斷開通訊鏈路流程，其中，主動建立通訊鏈路流程具體包括以下步驟Al.初始化對應(yīng)外部控制站的連接狀態(tài)參數(shù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至通訊管理單元； Bi.通訊管理單元接收到該數(shù)據(jù)后，主動與外部控制站建立通訊連接； Cl.在建立通訊連接后修改對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)； 被動響應(yīng)建立通訊鏈路流程具體包括以下步驟 A2.外部控制站主動與通訊管理單元建立通訊連接；B2.通訊管理單元保存連接狀態(tài)參數(shù)，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，以將數(shù)據(jù)發(fā)送至外部交互單元；C2.外部交互單元接收到該數(shù)據(jù)后，初始化對應(yīng)外部控制站的連接狀態(tài)參數(shù)； 主動斷開通訊鏈路流程具體包括以下步驟A3.清除外部交互單元對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)，并將主動斷開信息發(fā)送至通訊管理單元；B3.通訊管理單元接收到主動斷開信息后，關(guān)閉對應(yīng)的連接，并清除對應(yīng)的連接參數(shù)和數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)。
在本發(fā)明所述的方法中，所述方法還包括被動斷開通訊鏈路流程，其具體包括以下步驟A4.通訊管理單元或數(shù)據(jù)通知單元發(fā)現(xiàn)連接斷開時，清除對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)和數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，并將被動斷開信息發(fā)送至外部交互單元；B4.外部交互單元接收到該被動響應(yīng)斷開信息后刪除對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)。
在本發(fā)明所述的方法中，所述方法還包括被動響應(yīng)數(shù)據(jù)通訊流程，其具體包括以下步驟A5.外部控制站將數(shù)據(jù)幀發(fā)送至通訊管理單元，并在接收該數(shù)據(jù)幀后將其保存至與之對應(yīng)連接的數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)；B5.通過調(diào)用協(xié)議模塊所提供的回調(diào)函數(shù)截取一個完整的數(shù)據(jù)幀，并將該數(shù)據(jù)幀保存到公共緩沖區(qū)，以經(jīng)由外部交互單元從公共緩沖區(qū)提取該數(shù)據(jù)幀； C5.外部交互單元對該數(shù)據(jù)幀進行協(xié)議編解碼；D5.判斷是否需要回應(yīng)該數(shù)據(jù)幀，若是，則執(zhí)行步驟E5，若否，則步驟結(jié)束； E5.生成回應(yīng)幀，并將其保持至公共緩沖區(qū)，以經(jīng)由數(shù)據(jù)發(fā)送單元從公共緩沖區(qū)提取該回應(yīng)幀；F5.將該回應(yīng)幀發(fā)送至對應(yīng)的外部控制站。
在本發(fā)明所述的方法中，所述方法還包括主動建立數(shù)據(jù)通訊流程，其具體包括以下步驟A6.生成回應(yīng)幀，并將其保存到公共緩沖區(qū)，以經(jīng)由數(shù)據(jù)發(fā)送單元從公共緩沖區(qū)提取回應(yīng)幀；B6.根據(jù)用戶需要將該回應(yīng)幀發(fā)送至指定的外部控制站或者通過廣播或組播方式發(fā)送至多個外部控制站。
實施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果通過將通訊終端劃分為相互獨立的通訊模塊和協(xié)議模塊，并實現(xiàn)該通訊終端與外部控制站建立異步通訊連接，可有效提高程序代碼的復(fù)用性、可閱讀性以及可測試性；且在產(chǎn)品研發(fā)期間可節(jié)約資源，提高研發(fā)人員的開發(fā)效率。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中 圖1是本發(fā)明通訊終端的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例一的流程圖； 圖3是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例二的流程圖； 圖4是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例三的流程圖； 圖5是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例四的流程圖； 圖6是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例五的流程圖； 圖7是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例六的流程圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
應(yīng)當(dāng)說明的是，本發(fā)明通訊終端所涉及的異步通訊方式包括串口、TCP以及UDP，另外，通訊終端中的協(xié)議模塊的具體表現(xiàn)形式包括IEC60870-5-101協(xié)議和 IEC60870-5-104協(xié)議，在下述實施例中，以TCP的通訊方式為例實施本發(fā)明的技術(shù)方案。
請參閱圖1，圖1是本發(fā)明通訊終端的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述通訊終端與用于監(jiān)控所述通訊終端的外部控制站建立異步通訊連接，所述通訊終端包括相互獨立的通訊模塊和協(xié)議模塊，其中，所述通訊模塊包括通訊管理單元、數(shù)據(jù)通知單元以及數(shù)據(jù)發(fā)送單元，所述協(xié)議模塊包括外部交互單元和內(nèi)部處理單元。下面具體介紹各個部分的作用通訊管理單元，用于主動建立通訊鏈路、被動響應(yīng)建立通訊鏈路以及主動斷開通訊鏈路。
外部交互單元，用于響應(yīng)外部連接請求、主動請求建立連接、響應(yīng)連接斷開、主動斷開連接、協(xié)議幀編解碼以及協(xié)議請求響應(yīng)處理。
數(shù)據(jù)通知單元，用于在通訊鏈路斷開時將斷開連接信息通知外部交互單元，并保存外部控制站所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀。
數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于根據(jù)協(xié)議要求將外部交互單元所保存的回應(yīng)幀發(fā)送至外部控制站。
內(nèi)部處理單元，用于在所述通訊終端內(nèi)部處理協(xié)議相關(guān)數(shù)據(jù)及對協(xié)議幀進行編解碼。
結(jié)合參考圖1，所述方法包括主動建立通訊鏈路流程、被動響應(yīng)建立通訊鏈路流程、主動斷開通訊鏈路流程、被動斷開通訊鏈路流程、被動響應(yīng)數(shù)據(jù)通訊流程以及主動建立數(shù)據(jù)通訊流程，下面具體介紹各個流程的具體步驟。
請參閱圖2，圖2是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例一的流程圖，如圖 2所示，主動建立通訊鏈路流程具體包括以下步驟在步驟Al中，初始化對應(yīng)外部控制站的連接狀態(tài)參數(shù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至通訊管理單元；在步驟Bl中，通訊管理單元接收到該數(shù)據(jù)后，主動與外部控制站建立通訊連接； 在步驟Cl中，在建立通訊連接后修改對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)； 請參閱圖3，圖3是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例二的流程圖，如圖3所示，被動響應(yīng)建立通訊鏈路流程具體包括以下步驟在步驟A2中，外部控制站主動與通訊管理單元建立通訊連接； 在步驟B2中，通訊管理單元保存連接狀態(tài)參數(shù)，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，以將數(shù)據(jù)發(fā)送至外部交互單元；在步驟C2中，外部交互單元接收到該數(shù)據(jù)后，初始化對應(yīng)外部控制站的連接狀態(tài)參數(shù)；請參閱圖4，圖4是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例三的流程圖，如圖4所示，主動斷開通訊鏈路流程具體包括以下步驟在步驟A3中，清除外部交互單元對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)，并將主動斷開信息發(fā)送至通訊管理單元；在步驟B3中，通訊管理單元接收到主動斷開信息后，關(guān)閉對應(yīng)的連接，并清除對應(yīng)的連接參數(shù)和數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)。
請參閱圖5，圖5是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例四的流程圖，如圖 5所示，被動斷開通訊鏈路流程具體包括以下步驟在步驟A4中，通訊管理單元或數(shù)據(jù)通知單元發(fā)現(xiàn)連接斷開時，清除對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)和數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，并將被動斷開信息發(fā)送至外部交互單元；在步驟B4中，外部交互單元接收到該被動斷開信息后刪除對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)。
請參閱圖6，圖6是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例五的流程圖，如圖 6所示，被動響應(yīng)數(shù)據(jù)通訊流程具體包括以下步驟在步驟A5中，外部控制站將數(shù)據(jù)幀發(fā)送至通訊管理單元，并在接收該數(shù)據(jù)幀后將其保存至與之對應(yīng)連接的數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)；在步驟B5中，通過調(diào)用協(xié)議模塊所提供的回調(diào)函數(shù)截取一個完整的數(shù)據(jù)幀，并將該數(shù)據(jù)幀保存到公共緩沖區(qū)，以經(jīng)由外部交互單元從公共緩沖區(qū)提取該數(shù)據(jù)幀； 在步驟C5中，外部交互單元對該數(shù)據(jù)幀進行協(xié)議編解碼；在步驟D5中，判斷是否需要回應(yīng)該數(shù)據(jù)幀，若是，則執(zhí)行步驟E5，若否，則步驟結(jié)束； 在步驟E5中，生成回應(yīng)幀，并將其保持至公共緩沖區(qū)，以經(jīng)由數(shù)據(jù)發(fā)送單元從公共緩沖區(qū)提取該回應(yīng)幀；在步驟F5中，將該回應(yīng)幀發(fā)送至對應(yīng)的外部控制站。
請參閱圖7，圖7是本發(fā)明通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法實施例六的流程圖，如圖7所示，主動建立數(shù)據(jù)通訊流程具體包括以下步驟在步驟A6中，生成回應(yīng)幀，并將其保存到公共緩沖區(qū)，以經(jīng)由數(shù)據(jù)發(fā)送單元從公共緩沖區(qū)提取回應(yīng)幀；在步驟B6中，根據(jù)用戶需要將該回應(yīng)幀發(fā)送至指定的外部控制站或者通過廣播或組播方式發(fā)送至多個外部控制站。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，通過將通訊終端劃分為相互獨立的通訊模塊和協(xié)議模塊，并實現(xiàn)該通訊終端與外部控制站建立異步通訊連接，可有效提高程序代碼的復(fù)用性、可閱讀性以及可測試性；且在產(chǎn)品研發(fā)期間可節(jié)約資源，提高研發(fā)人員的開發(fā)效率。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種通訊終端，其特征在于，所述通訊終端與用于監(jiān)控所述通訊終端的外部控制站建立異步通訊連接，所述通訊終端包括相互獨立的通訊模塊和協(xié)議模塊，所述通訊模塊包括通訊管理單元、數(shù)據(jù)通知單元以及數(shù)據(jù)發(fā)送單元，所述協(xié)議模塊包括外部交互單元和內(nèi)部處理單元，其中，通訊管理單元，用于主動建立通訊鏈路、被動響應(yīng)建立通訊鏈路以及主動斷開通訊鏈路；數(shù)據(jù)通知單元，用于在通訊鏈路斷開時將斷開連接信息通知外部交互單元，并保存外部控制站所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀；數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于根據(jù)協(xié)議要求將外部交互單元所保存的回應(yīng)幀發(fā)送至外部控制站；外部交互單元，用于響應(yīng)外部連接請求、主動請求建立連接、響應(yīng)連接斷開、主動斷開連接、協(xié)議幀編解碼以及協(xié)議請求響應(yīng)處理；內(nèi)部處理單元，用于在所述通訊終端內(nèi)部處理協(xié)議相關(guān)數(shù)據(jù)及對協(xié)議幀進行編解碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊終端，其特征在于，所述外部控制站與所述通訊終端建立的異步通訊方式包括串口、TCP以及UDP。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通訊終端，其特征在于，所述協(xié)議模塊的具體表現(xiàn)形式包括 IEC60870-5-101 協(xié)議和 IEC60870-5-104 協(xié)議。
4.一種通訊終端實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法，其特征在于，所述通訊終端為上述權(quán)利要求1 至3任一項所述的通訊終端，所述方法包括主動建立通訊鏈路流程、被動響應(yīng)建立通訊鏈路流程以及主動斷開通訊鏈路流程，其中，主動建立通訊鏈路流程具體包括以下步驟Al.初始化對應(yīng)外部控制站的連接狀態(tài)參數(shù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至通訊管理單元； Bi.通訊管理單元接收到該數(shù)據(jù)后，主動與外部控制站建立通訊連接； Cl.在建立通訊連接后修改對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)； 被動響應(yīng)建立通訊鏈路流程具體包括以下步驟 A2.外部控制站主動與通訊管理單元建立通訊連接；B2.通訊管理單元保存連接狀態(tài)參數(shù)，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，以將數(shù)據(jù)發(fā)送至外部交互單元；C2.外部交互單元接收到該數(shù)據(jù)后，初始化對應(yīng)外部控制站的連接狀態(tài)參數(shù)； 主動斷開通訊鏈路流程具體包括以下步驟A3.清除外部交互單元對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)，并將主動斷開信息發(fā)送至通訊管理單元；B3.通訊管理單元接收到主動斷開信息后，關(guān)閉對應(yīng)的連接，并清除對應(yīng)的連接參數(shù)和數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括被動斷開通訊鏈路流程， 其具體包括以下步驟A4.通訊管理單元或數(shù)據(jù)通知單元發(fā)現(xiàn)連接斷開時，清除對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)和數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，并將被動斷開信息發(fā)送至外部交互單元；B4.外部交互單元接收到該被動響應(yīng)斷開信息后刪除對應(yīng)的連接狀態(tài)參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括被動響應(yīng)數(shù)據(jù)通訊流程， 其具體包括以下步驟A5.外部控制站將數(shù)據(jù)幀發(fā)送至通訊管理單元，并在接收該數(shù)據(jù)幀后將其保存至與之對應(yīng)連接的數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)；B5.通過調(diào)用協(xié)議模塊所提供的回調(diào)函數(shù)截取一個完整的數(shù)據(jù)幀，并將該數(shù)據(jù)幀保存到公共緩沖區(qū)，以經(jīng)由外部交互單元從公共緩沖區(qū)提取該數(shù)據(jù)幀；C5.外部交互單元對該數(shù)據(jù)幀進行協(xié)議編解碼；D5.判斷是否需要回應(yīng)該數(shù)據(jù)幀，若是，則執(zhí)行步驟E5，若否，則步驟結(jié)束；E5.生成回應(yīng)幀，并將其保持至公共緩沖區(qū)，以經(jīng)由數(shù)據(jù)發(fā)送單元從公共緩沖區(qū)提取該回應(yīng)幀；F5.將該回應(yīng)幀發(fā)送至對應(yīng)的外部控制站。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括主動建立數(shù)據(jù)通訊流程， 其具體包括以下步驟A6.生成回應(yīng)幀，并將其保存到公共緩沖區(qū)，以經(jīng)由數(shù)據(jù)發(fā)送單元從公共緩沖區(qū)提取回應(yīng)幀；B6.根據(jù)用戶需要將該回應(yīng)幀發(fā)送至指定的外部控制站或者通過廣播或組播方式發(fā)送至多個外部控制站。
全文摘要
本發(fā)明公開一種通訊終端及其實現(xiàn)通訊協(xié)議的方法，通訊終端與用于監(jiān)控所述通訊終端的外部控制站建立異步通訊連接，通訊終端包括相互獨立的通訊模塊和協(xié)議模塊，所述通訊模塊包括通訊管理單元、數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)通知單元以及數(shù)據(jù)發(fā)送單元，所述協(xié)議模塊包括外部交互單元和內(nèi)部處理單元。通過將通訊終端劃分為相互獨立的通訊模塊和協(xié)議模塊，并實現(xiàn)該通訊終端與外部控制站建立異步通訊連接，可有效提高程序代碼的復(fù)用性、可閱讀性以及可測試性；且在產(chǎn)品研發(fā)期間可節(jié)約資源，提高研發(fā)人員的開發(fā)效率。
文檔編號H04L29/06GK102546637SQ201210008090
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者劉海濤, 周道平 申請人:航天科工深圳(集團)有限公司