[发明专利]一种容忍丢包的高稳定度数据通信方法

说明书

技术领域

本发明适用于工业通信领域，应用于工业自动化设备中不同组件间的通信,尤其 涉及一种容忍丢包的高稳定度数据通信方法。

背景技术

现有通信技术主要有两种：一是基于企业内部的自定义协议通信；二是基于国际 通用协议通信，如Modbus，CAN总线等。前者原理简单，技术简单，但功能较少，仅仅是实现数 据传输；后者是工业发展的硕果，技术成熟，功能多，集成度高，但掌握难度大，对特定行业 不适用。分析现有通信技术的优缺点，结合行业自身特点，设计一种介于两者之间的通信方 法。

工业自动化设备现场通信一般由串口和以太网组成，不同的通信方式会对数据服 务集成造成极大地困难，因而设计一种兼顾串口和以太网，或是无线通信的通信方法显得 十分必要。

通信带宽和稳定是通信系统的重要指标，通过设置串口的高波特率，及以太网千 兆通信，可实现高带宽通信。通信稳定性一方面取决于收发端信号强度和通信线缆抗干扰 能力决定，另一方面取决于对通信链路稳定性的检测和及时修复。

发明内容

本发明的目的在于提供一种容忍丢包的高稳定度数据通信方法，实现了兼容不同 自动化设备的数据通信，提高了数据稳定性、自检能力及安全等级。

本发明的技术方案如下：

一种容忍丢包的高稳定度数据通信方法，其特征在于，该方法在通信过程中传输的数 据包中的数据文件包括数据头区、数据区和数据尾区；所述在数据头区用于数据文件开始 的标识并定于数据文件的特征信息；在所述数据头区中设置通信包标识、加密算法编码和 当次通信包长度统计字段；所述通信包标识字段用于检测差值是否稳定，测算出通信链路 的稳定性；所述加密算法编码字段对原始数据进行加密；所述当次通信包长度字段用于通 信长度的扩展；所述数据区细分功能模块，增加指令确认方式，确保数据包丢失的情况下指 令不会丢失。

所述数据文件的物理结构为：开始于数据头区，其后是变长的数据区，数据区之后 是数据尾区，所述数据尾区用于校验。

所述数据头区的格式定义至少包括：数据头、通信包长度、通信包标识、加密算法 编码、校验算法编码和头校验值。

所述数据头的十六进制值为AA。

所述数据尾区的格式定义至少包括：尾校验值和数据尾。

所述数据尾的十六进制值为55。

所述数据区中还包括指令的交互应答通信协议。

所述数据区中还包括计算通信报丢失频率、自动检验通信链路硬件的字段。

在数据头区设置数据包间校验字段，在数据尾区设置数据包内校验字段。

本发明公开了一种容忍丢包的高稳定度数据通信方法，包括：

1、自动化设备通信包括：串口和以太网，主要区别在于半双工、全双工模式，设计一种 指令式的交互应答通信协议，适用于不同的数据链路通信；

2、解决通用协议全而雍、及自定义协议小而弱等缺点，为自定义协议添加通信格式，使 之成为企业版的通用协议，适用于不同自动化设备；

3、优化串口不具有硬件自动校验通信包的功能，修改通信协议，使用数据统一自动校 验，兼容串口和以太网通信，设计一种位于应用层的协议；，

4、检测通信收发终端及中间通信链路的状态，标识通信包，计算通信包丢失频率，自动 检验通信链路硬件、提高自检能力；

5、校验数据，包括包间校验、包内校验，前者检测链路稳定性，后者检测数据稳定性；

6、保护设备间通信数据，加密数据，算法种类内嵌通信中，企业内部自定加密算法，提 高安全等级。

具体实施方式

本发明提供了一种容忍丢包的高稳定度数据通信方法，为使本发明的目的、技术 方案及效果更加清楚、明确，以下举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述 的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本方法使用在工控机与PLC之间通信，串口和以太网是主要通信方式，其主要区别 在于通信模式的不同，前者半双工，后者全双工，具体在于通信节奏的控制，其余是一致的。

使用TCP/IP在以太网上实现设备间通信，协议可自动对数据在传输过程中是否发 生错误进行检验，而串口不具有这种功能，本方法在通信数据中增加通信包标识，连续两帧 的标识差值是固定的，判断检测差值是否稳定，可测算出通信链路的稳定性。