通讯节点、上位机对下位机的通信分帧优化方法技术

本发明专利技术公开了一种通讯节点、上位机对下位机的通信分帧优化方法。其中通讯节点的通信分帧优化方法，包括：根据通讯协议以及通讯节点的有效数据地址的连续性来分段，形成初始分帧配置，并得到初始分帧配置对应的通讯时间；在一轮迭代过程中以初始分帧配置为基础不断合并数据帧，直至前次分帧配置的通讯时间无明显改善，将该前次分帧配置作为最终分帧配置，同时截止该轮迭代过程。本发明专利技术能够解决查询数据固定分帧带来查询效率低下。固定分帧带来查询效率低下。固定分帧带来查询效率低下。

【技术实现步骤摘要】
通讯节点、上位机对下位机的通信分帧优化方法


[0001]本专利技术涉及计算机通信以及工业通信领域，尤其涉及一种通讯节点的通信分帧优化方法，进一步涉及上位机对下位机的通信分帧优化方法。

技术介绍

[0002]现有的通信过程，存在通讯数据较大的情况，因此，如何划分通讯的数据帧来提高通讯效率是业界的一个发展方向。
[0003]以组态软件的应用程序的通信过程举例，组态软件开发的应用程序工作于多种工业控制场景，需要支持很多通讯协议，比如多达几百种。而这些协议有部分会涉及到数据查询，比如类似Modbus这样的主从式通讯协议，上位机采用轮询的方式去各个下位机进行数据查询。
[0004]然而，当需要查询的数据比较大，比如需要查询的数据存在上千个数据点时，且数据点之间对应的数据地址不连续时，此时上位机如果没有合理划分数据帧，计算清楚每轮查询需要分几帧来查询下位机上的数据从而达到总的通讯时间开销最小的话，就会导致查询效率较低。这里所指的数据点就是一个数据。从效率出发，上位机一次查询会查询很多个数据。以空调设备作为下位机举例，上位机对空调设备的一次查询将会包含环境温度[一个数据点]、制冷温度[一个数据点]、压缩机频率[一个数据点]等等。
[0005]再比如某个下位机设备上的数据点有1000个，按照modbus协议规约，其每个查询帧最大传输的数据量不能超过250个数据点（对寄存器而言）；那么上位机需要在一轮查询中分成最少4个查询数据帧才可以读取完1000个数据。
[0006]现有的组态软件在处理这类协议时，通常的做法是使用固定分帧，如第一帧数据帧查询设备数据地址0~242的数据点 ，第二帧数据帧查询设备数据地址243~485的数据点等等，然而，这种固定分帧查询方法，当被查询的数据地址刚好空缺时，会因此白白浪费一次查询，导致查询数据效率低下。

技术实现思路

[0007]本专利技术为了解决现有技术中采用固定分帧的通信方式导致的通讯效率低下的技术问题，提出一种通讯节点、上位机对下位机的通信分帧优化方法。
[0008]本专利技术提出一种通讯节点的通信分帧优化方法，包括：步骤1，根据通讯协议以及预存的通讯节点的有效数据地址的连续性，将有效数据地址的数据进行分段，每一段作为一数据帧，形成初始分帧配置；步骤2，根据初始分帧配置所划分的数据帧与通讯节点通信，得到初始分帧配置对应的通讯时间，同时将初始分帧配置作为前次分帧配置开始一轮迭代过程；步骤3，根据一定的规则从前次分帧配置中选择一数据帧与其一侧相邻的数据帧合并，形成当前分帧配置，再根据当前分帧配置所划分的数据帧与通讯节点通信，得到当前分帧配置对应的通讯时间；
步骤4，对比当前分帧配置对应的通讯时间和前次分帧配置对应的通讯时间，从中选择通讯时间少的分帧配置作为前次分帧配置，并返回步骤3，直至连续多次得到的当前分帧配置对应的通讯时间相比较于前次分帧配置的通讯时间均在预设改善效果范围之外时，将该前次分帧配置作为最终分帧配置，同时截止该轮迭代过程。
[0009]进一步，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第一次执行所述步骤3时，随机选择初始分帧配置中的任意一数据帧，沿着第一方向将该数据帧与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间。
[0010]进一步，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行所述步骤3时，若上一次所选择的数据帧沿着第一方向合并数据帧未成功，则将前次分帧配置所选择的数据帧沿着与第一方向相反的第二方向，与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间，n≥2。
[0011]进一步，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行所述步骤3时，若前次分帧配置不是初始分帧配置，且上一次沿着第一方向合并数据帧成功，则将前次分帧配置中合并成功后的数据帧继续沿着第一方向与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间，n≥2。
[0012]进一步，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行所述步骤3时，若前次分帧配置不是初始分帧配置，且上一次沿着第一方向合并数据帧未成功，则将前次分帧配置中合并成功后的数据帧沿着与第一方向相反的第二相反与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间，n≥2。
[0013]进一步，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行所述步骤3时，若前次分帧配置不是初始分帧配置，且上一次沿着第二方向合并数据帧成功，则将前次分帧配置中合并成功后的数据帧沿着第二方向将该数据帧与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间，n≥2。
[0014]进一步，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行所述步骤3时，若前次分帧配置不是初始分帧配置，且上一次沿着第二方向合并数据帧未成功，则随机选择初始分帧配置中还未被选择或合并的任意一数据帧，沿着第一方向将该数据帧与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间，n≥2。
[0015]进一步，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行步骤3时，若前次分帧配置是初始分帧配置，且上一次沿着第二方向合并数据帧未成功，则随机选择初始分帧配置中还未被选择或合并的任意一数据帧，沿着第一方向将该数据帧与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间，n≥2。
[0016]本专利技术的通信分帧优化方法，进一步还包括：根据预设次数循环执行所述迭代过程，当最新得到的m个最终分帧策略之间的差值绝对值均小于等于预设差值，则结束所述迭代过程的循环，m≥2；将所执行的所有迭代过程所得到的最终分帧配置对应的通讯时间进行比较，从中选择
通讯时间最少的最终分帧配置作为该通讯节点的正常通信分帧配置。
[0017]本专利技术的通信分帧优化方法，进一步还包括：根据预设次数循环执行所述迭代过程，当预设次数循环完毕，最新得到的m个最终分帧策略之间的差值绝对值中，存在所述差值绝对值＞预设差值，则继续循环所述迭代过程至预设最大次数，将预设最大次数对应的所有迭代过程所得到的最终分帧配置对应的通讯时间进行比较，从中选择通讯时间最少的最终分帧配置作为该通讯节点的正常通信分帧配置，m≥2。
[0018]进一步，所述当前分帧配置相比较于前次分帧配置，当前分帧配置的通讯时间均在预设改善效果范围之外具体为当前分帧配置对应的通讯时间减去前次分帧配置对应的通讯时间的差值绝对值≤预设阈值。
[0019]本专利技术提出的上位机对下位机的通信分帧优化方法，上位机采用上述技术方案所述的通讯节点的通信分帧优化方法对作为通讯节点的下位机进行通信分帧优化。
[0020]进一步，当有新的下位机与上位机连接时，所述上位机判断是否有历史连接的下位机与新的下位机所对应的设备种类相同，若有，则将历史连接的下位机的正常通信分帧配置作为新的下位机的正常通信分帧配置，并在通信时以该正常通信分帧配置对新的下位机进行通信分帧。
[0021]进一步，上位机对作为通讯节点的下位机的数据进行通信包括：上位机对下位机的数据进行查询。
[0022]进一步，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通讯节点的通信分帧优化方法，其特征在于，包括：步骤1，根据通讯协议以及预存的通讯节点的有效数据地址的连续性，将有效数据地址的数据进行分段，每一段作为一数据帧，形成初始分帧配置；步骤2，根据初始分帧配置所划分的数据帧与通讯节点通信，得到初始分帧配置对应的通讯时间，同时将初始分帧配置作为前次分帧配置开始一轮迭代过程；步骤3，根据一定的规则从前次分帧配置中选择一数据帧与其一侧相邻的数据帧合并，形成当前分帧配置，再根据当前分帧配置所划分的数据帧与通讯节点通信，得到当前分帧配置对应的通讯时间；步骤4，对比当前分帧配置对应的通讯时间和前次分帧配置对应的通讯时间，从中选择通讯时间少的分帧配置作为前次分帧配置，并返回步骤3，直至连续多次得到的当前分帧配置对应的通讯时间相比较于前次分帧配置的通讯时间均在预设改善效果范围之外时，将该前次分帧配置作为最终分帧配置，同时截止该轮迭代过程。2.如权利要求1所述的通讯节点的通信分帧优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第一次执行所述步骤3时，随机选择初始分帧配置中的任意一数据帧，沿着第一方向将该数据帧与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间。3.如权利要求2所述的通讯节点的通信分帧优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行所述步骤3时，若上一次所选择的数据帧沿着第一方向合并数据帧未成功，则将前次分帧配置所选择的数据帧沿着与第一方向相反的第二方向，与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间，n≥2。4.如权利要求2所述的通讯节点的通信分帧优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行所述步骤3时，若前次分帧配置不是初始分帧配置，且上一次沿着第一方向合并数据帧成功，则将前次分帧配置中合并成功后的数据帧继续沿着第一方向与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间，n≥2。5.如权利要求2所述的通讯节点的通信分帧优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行所述步骤3时，若前次分帧配置不是初始分帧配置，且上一次沿着第一方向合并数据帧未成功，则将前次分帧配置中合并成功后的数据帧沿着与第一方向相反的第二相反与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间，n≥2。6.如权利要求2所述的通讯节点的通信分帧优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行所述步骤3时，若前次分帧配置不是初始分帧配置，且上一次沿着第二方向合并数据帧成功，则将前次分帧配置中合并成功后的数据帧沿着第二方向将该数据帧与其相邻的一数据帧合并，形成当前分帧配置并得到对应的通讯时间，n≥2。7.如权利要求2所述的通讯节点的通信分帧优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：每一轮迭代过程中第n次执行所述步骤3时，若前次分帧配置不是初始分帧配置，且上一次沿着第二方向合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灵军，刘鑫，夏元仕，李杰，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：