[发明专利]一种基于工业WIFI的通信链路保障方法

说明书

本发明公开了一种基于工业WIFI的通信链路保障方法，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。本发明针对机器人在巡检过程中可能出现的异常状况，在通信两端的软件上，通过一定的异常通信状况恢复算法，提高通信链路数据传输的容错性。

技术领域

本发明属于通信链路技术领域，特别涉及一种基于工业WIFI的通信链路保障方法。

背景技术

电力安全生产是电力工业发展的前提和基础，而变电站的运行管理则是电力安全管理的重要组成部分。目前，我国大部分变电站的日常运行维护采用人工巡检的方式，利用手持设备或者通过人工抄表记录的方式对变电站内各个设备依次进行故障排查。为了克服在人工巡检的过程中因为巡检设备数量庞大、种类繁多、人力投入成本高等问题，一些变电站不得不更新电力设备、仪表，通过自动化变电站系统将变电站现场设备的运行状态转化为数字信号发送到后端的控制中心，但是对于一些传统的已经处于高负荷运行状态的变电站设备，由于设备更换成本高、施工难度大、施工窗口期短等问题，很难完全实现真正的数字化。因此，为了解决人工巡检中遇到的问题，同时又避免更新设备带来高昂的费用，越来越多的变电站开始把技术研发方向转到变电站自主巡检机器人上面，旨在不改变原先设备、仪表的同时，通过移动机器人及其所承载的一些信息采集设备，获取变电站设备、仪表的运行状态，实现变电站状态信息采集、远程监控等功能。

但是变电站一般位于偏远的郊区，变电站范围大、电磁干扰强，又具有通信障碍物等问题，且巡检后台监控系统与机器人本体通信的数据类型又具有多类型、大数据量的特点，使得巡检后台控制系统与机器人本体之间的数据传输不稳定。同时，机器人的工作环境是室外无人值守的自动化变电站，所以当通信过程中出现异常，也无法在通信两端的软件控制上进行处理，数据通信链路的连接状态不稳定。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能够使巡检机器人长时间稳定地与后台监控系统保持通信连接的基于工业WIFI的通信链路保障方法。

为此，本发明的技术方案是：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：