[发明专利]一种基于单片机系统的数据流断点续传方法

说明书

技术领域

本发明涉及单片机系统网络通讯领域，尤其涉及一种基于单片机系统的数据流断点续传方法。

背景技术

断点续传是指将下载或上传的数据流划分为几个部分，每个部分单独采用一个线程进行上传或下载，当发生网络故障时，可以从已经上传或下载的部分开始继续上传下载，从而可以节省网络传输时间，提高传输速率。在缺乏断点续传技术的支持下，数据的传输效率、速度取决于网络状况和数据流的大小，尤其是在无线网络应用环境（如GPRS、CDMA、Zigbee以及VHF/UHF超短波无线通信），在网络信号无法保证的情况下，传输效率非常低下甚至无法传输。现有断点续传的方法只适用于计算机应用领域，或带操作系统支持的上位机系统，通常采用以HTTP或FTP协议为基础辅以多线程技术实现，这些方法无法直接应用在单片机应用领域。

目前，单片机应用系统或设备应用于众多工业控制、智能化通信、办公设备、家用电器等多个应用领域，越来越多的设备开始需要网络的支持，在这种背景下，数据的传输问题，尤其是大数据流的传输问题日益显现出来。在网络质量不佳、线路干扰的情况下，传输误码率高，耗时漫长，可能多次反复尝试也无法进行数据传输。这不仅造成时间上的浪费，而且在一些商业性运营网络上，如GPRS、CDMA 1.x网络等，还将造成通信费用的极大浪费，因此极有必要实现断点续传的功能，这些典型的应用诸如：音视频文件传输、远程程序升级、远程诊断等。

在计算机应用领域，利用多线程技术和HTTP、FTP等网络传输协议，可以很容易的实现数据流的断点续传。在HTTP/1.1协议中，通过在请求报文头中加入Range段来要求服务器从指定的数据地址开始传送数据，从而将数据流 “分段”传输，达到续传的目的。同样在FTP协议中，通过RETR指令和REST指令也可以实现类似的效果。

而在单片机应用系统中，仅有有限的资源和处理能力，缺乏多线程处理能力，通常也不具备HTTP或FTP这样的应用层网络协议，难以直接采用通行的计算机领域的技术手段实现数据流的断点续传。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种基于单片机系统的数据流断点续传方法，实现数据断点续传的功能，减少因网络质量不佳，出现大流量数据传输误码率高，重复传送校验，耗时长，通信成本浪费的问题。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：

一种基于单片机系统的数据流断点续传方法，基于单片机系统的TCP或UDP基础传输层协议，采用“帧”这种形式的载体作为数据传输的基本单元，采用时间片轮转算法，实现数据的“并发”传输，包括如下步骤：

步骤一，将数据流按照大小拆分为多个数据包，再将数据包封装为“帧”，“帧”是指每次发送的数据包，它是数据流被拆分的最小单位，是独立的逻辑单元；

步骤二，数据发送端首先发送握手信息，向数据接收端请求发送数据，数据接收端收到后，将应答发送端，并做好接收准备，其中握手信息是一个特殊的“帧”，用于表明数据传输任务的开始以及任务的概况，标明本次任务共包含多少个“帧”，总数据长度等，数据接收端收到此握手信息后，便可应答发送端，告知已做好接收准备，可以发送数据了；

步骤三，数据发送端采用时间片轮转算法，将所有“帧”发送至数据接收端；由于数据接收端无须对每个收到的“帧”进行应答，因此数据发送端可以“并发”发送而无须等待数据接收端的应答，数据发送端将所有“帧”组成一个队列，调度进程，首先把处理器分配给队列首进程，执行首个发送任务，并让其执行一个时间片，当时间片用完后，由计时器发出时钟中断请求，调度程序根据这个请求停止发送，将它送到就绪队列的末尾，再把处理器分配给就绪队列中新的进程发送，同时让它也执行一个时间片，由于发送过程主要依赖于网络部件（无线模块或网卡等），只需要很少的处理器处理，因此可以将CPU的效率，以及网络设备的传输能力发挥到极限，不会出现“发送-等待-发送-等待”的低效率过程；

步骤四，数据接收端接收到每个“帧”后，无需做出应答，数据接收端根据每个“帧”的校验码校验“帧”的完整性，如果接收到的“帧”校验正确，接收端将数据项内容取出，并根据帧序号将内容存放在指定的数组中，如果接收到的“帧”校验错误，将直接丢弃，帧序号保存在一个记录错误的数组中；

步骤五，若因网络连接超时只接受到部分“帧”，在网络恢复后，数据发送端和数据接收端重新建立连接，数据发送端将未能传输的“帧”再次发送，数据接收端根据“帧”的标识符确定其所属的传输任务，并将所属的传输任务调出并恢复载入，从而实现断点续传的功能；