[发明专利]一种基于工业WIFI的通信链路保障方法

权利要求书

1.一种基于工业WIFI的通信链路保障方法，其特征在于：

1）硬件通信链路模块：采用基于5.8G工业WIFI的定向天线技术，通信链路采用IEEE802.11n协议；

2）通信协议栈：在TCP通信协议的基础之上增加一种新的通信协议，即使发送端以字节流的顺序发送给接收方的数据接收缓冲区，能够根据该新的通信协议重新组建每一种数据帧，识别每种数据帧的类型，根据收到的字节数据，解析完成的数据帧；然后再根据不同类型的数据帧，决定该数据帧的数据应该交付到系统的哪一个功能模块进行处理；

a1)给数据加帧的边界符，用来区分不同的帧，防止不同的数据帧混淆；

a2)增加一个字节的确认字段，对于不允许丢失的帧要采用确认机制保证送达；

封装TCP数据的帧结构字段包括帧前边界、数据长度部分、确认位、数据部分和帧后边界；帧前边界是两个字节，分别是十六进制的0xAA和0xBB，这两个字节作为设计的协议帧的前边界符，帧后边界分别是十六进制的0xDD、0xEE、0xDD、0xEE这四个边界符；帧前边界符后面的两个字节就是帧的数据长度部分，代表数据部分和确认位两个部分的长度；

确认位部分占用1个字节，代表这个帧的重要性，判断是否需要回复，如果是1则代表需要回复，如果是0则代表可以不回复，即使丢失也不会影响系统的正常运行；

3）通信异常容错处理：防止由于数据通信异常导致巡检机器人和后台监控系统相互等待，发送死锁的现象；包括以下步骤：

b1) 在每个设备巡检点设定一个定时器，在定时器时间范围内，发送方一直等待接收方的数据应答；

b2) 一旦定时器超时，控制模块再次发送控制命令，通知受控方执行上次命令规定的动作；三次尝试之后，如果还没有收到接收方的任务应答，机器人将启动自我控制模块，自动返航到充电房；

b3) 在返回充电房的过程中，通信模块通过心跳程序一直监听通信的状态；如果通信能够恢复，机器人停止返航充电房，继续上次被中断的任务；如果未能够恢复通信，到达充电房后便启动报警模块，通过声光报警器显示机器人的异常状态；

b4) 后台监控中心在一段时间内没有收到机器人的通信数据便启动报警模块，同时后台变电站工作人员及时对机器人维修处理。

2.如权利要求1所述的一种基于工业WIFI的通信链路保障方法，其特征在于：在发送端数据交付给TCP发送端的时候，需要将数据封装到TCP协议栈中，TCP为传输控制协议，具体的封装步骤：

c1) 把要发送的数据首先加上一个数据帧的类型，现在的数据加上该数据的类型就组成了新设计协议的数据部分，并统计整个数据部分的长度；

c2) 在新的协议的数据部分的前部加上两个字节的协议数据长度部分，表示当前帧的数据部分的长度和确认位长度之和；

c3) 如果该帧数据必须送达，确认位置1；否则，置0；

c4) 在新的协议前边界增加帧前边界，0xAA和0xBB代表前边界符；在新的协议后边界增加帧后边界，0xDD、0xEE、0xDD、0xEE代表后边界符；

c5) 把封装好的新协议的帧交付给TCP发送端，等待其发送数据。

3.如权利要求1所述的一种基于工业WIFI的通信链路保障方法，其特征在于：TCP接收端对接收到的数据帧进行解析，具体的数据帧解析步骤如下：

d1) 接收端拿到TCP接收到的数据，缓存在一个数据缓冲区中，并用一个指针，记录当前缓冲区已经使用的位置；

d2) 依次遍历该缓冲区，直到找到数据帧的前边界符0xAA和0xBB，如果没有找到，说明收到的是垃圾信息，直接过滤掉；

d3) 找到帧前边界符后，如果后面的数据长度大于两个字节的长度，那么就解析这两个字段，分析出帧数据部分的长度；如果小于两个字节的长度，那么就继续等待TCP交付数据；

d4) 根据解析出来的帧数据部分的长度，找到帧的后边界符，如果有0xDD、0xEE、0xDD、0xEE这四个字节，那么就找到了一帧，就可以对该帧的类型进行分析，并交付到相应的功能模块；

d5) 如果确认位为1，向发送方发送确认信息；发送方收到确认消息后认为这个消息发送成功；如果发送方限定时间内没有接收到确认消息，发送方重新发送，直到发送成功或者链路中断发出警报；

d6) 如果接收到的数据不足以找到帧的后边界符，那么就继续等待TCP交付新的数据；

d7) 遍历一次数据缓冲区后，把不够一帧且没有遍历的数据直接拷贝到缓冲区的最前端，覆盖掉已经遍历的数据或者垃圾信息，修改当前待遍历的指针，然后继续等待TCP交付数据。