[发明专利]一种基于上、下位机结构的自动化控制设备的通信方法

说明书

本发明涉及一种通信方法，尤其涉及一种基于上、下位机结构的自动化控制设备、不需要更换系统软件就可以实现对新设备、新通信协议的支持的通信方法，属于自动化控制设备生产领域。

背景技术

当前，在工业自动化控制领域，基于查询/应答机制的通信类协议应用十分广泛，如I2C、SPI、串口通信(RS232、RS422、RS485等)、CAN总线等总线接口上都在广泛的使用这类通信协议。

为了实现与上述总线设备进行通信，当前的做法都是采用在本端系统中采用硬编码的形式固化对应的通信协议，采用该通信协议与对应的设备进行通信。这种方式存在着一个问题：当需要添加一种当前系统中无法支持的设备或者通信协议时，无法在不修改系统代码的情况下对新设备(使用新的通信协议)提供支持。如果要对该新出现的设备进行支持，需要在系统软件(包括上位机系统和下位机系统的软件)中通过硬编码置入该设备协议的处理程序，然后更新整个系统的软件。该方式必然将提高系统的后期维护成本，增加软件版本管理难度，同时给使用的客户带来额外的维护麻烦，不利于自动化控制设备的扩容和自动化控制行业的发展。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种基于上、下位机结构的自动化控制设备的通信方法，这种方法不需要更换系统软件就可以实现对新设备、新通信协议的支持。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明用于实现用户界面、上位机系统、下位机系统和外部设备之间的互动通讯，其创新之处在于：在上位机系统中设置模板数据处理模块和模板数据库，在下位机系统中设置查询/应答机制通用通信方法处理模块；所述模板数据库的数据包括各外部设备的设备列表、设备描述表、协议列表、协议描述数据和描述符定义表，所述模板数据处理模块根据用户对外部设备的设置参数，动态地按照模板数据生成查询/应答协议通用通信数据，并把所述通用通信数据下传到下位机系统，同时，所述模板数据处理模块根据模板配置数据对下位机系统返回的未处理的应答数据进行动态解析，并把解析后的数据按照用户数据格式提交给用户界面；下位机系统对所述模板数据处理模块下发的所述通用通信数据进行存储，所述查询/应答机制通用通信方法处理模块在需要时读取对应设备的通用通信数据进行解析，并发送对应的查询指令到对应的外部设备，等待并接收外部设备的应答数据，在接收到所述外部设备的应答数据后，根据需要不解析所述应答数据，或根据配置的协议数据对所述应答数据进行解析并得到解析后数据，并将未解析的所述应答数据或解析后数据返回到上位机系统。

由于模板数据处理模块根据用户对外部设备的设置参数，动态地按照模板数据生成查询/应答协议通用通信数据，并把所述通用通信数据下传到下位机系统，查询/应答机制通用通信方法处理模块在需要时读取对应设备的通用通信数据进行解析，再与外部设备之间进行互动通信，并将应答数据返回到上位机系统，从而形成用户界面、上位机系统、下位机系统和外部设备之间的互动通讯，完成对外部设备的自动化控制，并可任意增加基于查询/应答协议的外部设备，经过比较简化的过程(只需要在本端上位机系统数据库中添加一组该新设备或者协议的抽象描述数据)即可实现对新设备的自动化控制，不需对系统软件(包括上位机系统和下位机系统的软件)作任何更换或升级的处理。

具体地，所述外部设备的设备列表为记录当前数据库中能提供支持的设备名称、设备型号的列表，对每一个设备型号使用一个唯一的ID值进行标记，一个模板数据处理模块中只有一个设备型号列表，每个设备型号列表可以记录若干个设备型号，使用设备ID值进行检索；所述的设备描述表为记录设备列表中对应设备的详细信息，包括描述该设备使用的通信接口，以及该通信接口的默认参数配置的通信参数；所述协议列表为：对每一个通信内容使用一个唯一的ID值进行标记，记录通信内容的各种信息，每个设备型号对应一个协议列表，每个协议列表可以记录若干个通信内容；所述协议描述数据为使用系统中定义的描述符对通信内容进行描述的数据，所述协议描述数据分为两个部分，分别用于描述本通信内容的查询指令和设备应答数据；所述描述符定义表，用于记录每个协议描述数据中所使用的描述符的ID号以及对应的描述定义数据，供所述协议描述数据使用。