[发明专利]一种符合ISA100.11a标准的工业无线传感网终端实现方法

摘要

本发明提供了一种符合ISA100.11a标准的工业无线传感网终端实现方法，从软件实现的角度将无线网络通信功能和终端采集控制功能分开，分别定义为通信模块和应用模块，并且在这两个模块之间设计了可扩展的API消息通信机制以将其组合起来。每个API消息都由通信模块根据终端装置与ISA100.11a网络沟通的需求而创建，并将其作为请求消息发送至应用模块，应用模块根据消息内容完成采集与控制任务后回复该消息对应的响应消息，通信模块再根据响应消息的内容进一步与ISA100.11a网络交互。本发明能够实现通信协议的通用性与具体用户应用的灵活性之间的结合。

主权项

1.一种符合ISA100.11a标准的工业无线传感网终端实现方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1，定义通信模块和应用模块；所述的通信模块负责执行无线网络通信功能，硬件平台满足ISA100.11a标准物理层需求；所述的应用模块负责终端采集控制功能，能够搭载传感器和控制器；步骤2，定义API消息作为应用模块和通信模块之间的交互规则；通信模块向应用模块发送API请求消息，应用模块针对每个处理后的API请求消息，向通信模块回复其响应消息；步骤3，通信模块初始化之后向应用模块发送GetInitialInfo请求消息，通知应用模块进行初始化，应用模块收到该消息后进行初始化并回复GetInitialInfo响应消息，通信模块获取响应消息后执行ISA100.11a协议栈并代表终端设备开始入网；步骤4，通信模块完成ISA100.11a终端入网，入网后向应用模块发送NotifyJoin请求消息，请求消息Payload内容为0或者1，为0表示通信模块当前处于未入网的掉线状态，为1表示通信模块已经正常入网；应用模块根据请求消息Payload内容做出不同处理，内容为0则应用模块停止对传感器和控制器的访问以待下一次消息通知，内容为1则应用模块开始初始化传感器和控制器以准备使用；应用模块处理完成后，向通信模块回复NotifyJoin响应消息；通信模块收到NotifyJoin响应消息后，若终端确实已经入网，则进入步骤5；若终端未入网，则继续代表终端设备向ISA100.11a网络申请入网；步骤5，通信模块申请Contract资源，周期性Contract用于终端向ISA100.11a网络中传输所采集的数据，非周期性Contract用于终端向控制器发送来自ISA100.11a网络的控制指令；申请完成后由通信模块向应用模块发送NotifyAddContract请求消息，消息Payload内容为ISA100.11a标准规定的Contract属性参数，应用模块收到请求消息后记录所有Contract的属性参数信息；应用模块向通信模块回复NotifyAddContract响应消息，消息的Payload至少包括所涉及的Contract属性参数中的ContractID，即每个Contract在整个无线网络中的唯一标识符，将其作为NotifyAddContract响应消息的Payload内容通知通信模块相关的Contract确实有效而无需重新申请；Contract准备完毕后，进行采集功能或控制功能；执行采集功能进入步骤6，执行控制功能进入步骤7；步骤6，通信模块的集中器对象CO向应用模块发送APDURequest请求消息，消息的Payload至少包括所使用的周期性Contract的ContractID，以指明所需要的传感器数据将使用该Contract完成Publish/Subscribe传输；应用模块收到请求消息后将各个传感器的数据集中起来，再以ISA100.11a协议标准规定的Publish/Subscribe服务要求的方式和所记录的Contract属性参数结合为应用层协议数据单元APDU，作为Payload随着APDURequest响应消息回复给集中器对象CO；最后由集中器对象CO使用Publish/Subscribe服务向ISA100.11a网关传输包含传感器数据和Contract属性参数的数据集，网关根据Contract的内容识别终端的传感器数据的合法性；步骤7，通信模块的接口对象IO向应用模块发送APDUIndicate请求消息，消息的Payload内容除控制指令数据以外包括所使用的非周期性Contract的ContractID，以指明所要使用的控制器将使用该Contract完成Client/Server传输；应用模块收到请求消息后，根据控制指令的内容使用具体的控制器完成控制功能，然后以ISA100.11a协议标准规定的Client/Server服务要求的方式将控制结果和所记录的Contract属性参数结合为应用层协议数据单元APDU，作为Payload随着APDUIndicate响应消息回复给通信模块的接口对象IO；最后由接口对象IO使用Client/Server服务向ISA100.11a网关反馈包含控制结果和Contract属性参数的数据集，网关根据Contract的内容识别终端的控制结果数据的合法性以判定控制是否成功。