一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法技术

本发明专利技术涉及应用于船舶燃气轮机健康管理网络中进行测点信息的传输与解析，更具体的说是一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法，该方法包括以下步骤：S1：帧信息预处理；S2：测点信息加密处理；S3：接收报文分类处理；S4：报文解析；所述帧信息预处理为根据总线数据要求将需要发送的测点信息按总线格式处理；所述测点信息加密处理为将单个测点编号与测点数据合并成的8字节的帧信息由浮点数变为十六进制数，形成帧报文；能够在船舶燃气轮机健康管理系统网络中实现测点数据的实时共享，同时由于算法的特点，可以保证报文解析的完整性以及周期性，并达到总线软件级防抖。并达到总线软件级防抖。并达到总线软件级防抖。

【技术实现步骤摘要】
一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法


[0001]本专利技术涉及应用于船舶燃气轮机健康管理网络中进行测点信息的传输与解析，更具体地说是一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法。

技术介绍

[0002]随着燃气轮机自动化水平的发展，各设备之间相互关联的复杂通信系统应用也在不断加强，特别是船舶燃气轮机运行的实时数据，需要高效快速地发送到中控系统，用以监测燃气轮机的运行状态。目前，船舶系统内部各设备之间用以太网技术实现数据的通信，以太网通信拥有经济性强、成本低廉、应用效率高、过渡短、方案成熟等优点，同样适合大量数据地快速响应。但在实际使用中，易出现数据丢包，网络堵塞等问题。若船舶运行时出现信息通信问题，极有可能影响船员做出正确反应。因此，在船舶通信过程中，能够周期性收发大量数据，保证数据量完整，同时响应速度快的通信方式尤其重要。
[0003]船舶燃气轮机设备通信方式的优劣不仅要看硬件的选择，同时还要看报文生成与解析的过程，两者相得益彰。采用总线协议对船舶燃气轮机测点数据进行传输，并提供独立算法进行报文解析，提高了报文解析速率与完整性，充分利用总线协议带来的便利。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法，能够在船舶燃气轮机健康管理系统网络中实现测点数据的实时共享，同时由于算法的特点，可以保证报文解析的完整性以及周期性，并达到总线软件级防抖。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法，该方法包括以下步骤：
[0007]S1：帧信息预处理；
[0008]S2：测点信息加密处理；
[0009]S3：接收报文分类处理；
[0010]S4：报文解析；
[0011]所述帧信息预处理为根据总线数据要求将需要发送的测点信息按总线格式处理；
[0012]所述帧信息预处理包括测点编号和测点数据的处理过程，测点编号由4字节十六进制数组成，测点数据占4字节空间，将单个测点编号与测点数据合并为8字节的帧信息；
[0013]所述测点编号包含测点所在设备、测点类型和测点顺序信息；
[0014]所述测点信息加密处理为将单个测点编号与测点数据合并成的8字节的帧信息由浮点数变为十六进制数，形成帧报文；
[0015]所述测点信息加密处理包括测点加密与报文解析，测点加密与报文解析均包含阶码的应用，阶码为测点数据精度，测点数据通过10的阶码次方的乘除完成由浮点数向整数与整数向浮点数的转变，即数据的加密与解密；
[0016]所述接收报文分类处理包含帧ID设置、测点周期判别和设备软件级防抖；
[0017]所述ID设置为设置包含帧ID在一个传输周期内从1逐次递增；测点周期判别包含接收的帧ID临时储存用于跟下一帧ID对比，判断是否完全接收一个周期的全部测点；设备软件级防抖包含接收的帧ID在与下一帧ID对比时，当存在当前接收ID小于或等于下一帧则舍弃此帧信息；
[0018]所述接收报文分类处理为通过总线接收到报文，通过对帧ID与上一帧ID的对比判断当前帧信息是否与上一帧处于同一传输周期，将接收到的报文进行周期性分类；
[0019]所述接收报文分类处理和报文解析中包含蜗牛算法。
[0020]本专利技术的有益效果为：
[0021]一、通过对船舶燃气轮机系统测点数据进行加密、传输、解析完成测点数据在设备网络中的周期性共享；
[0022]二、建立了一套总线解析算法，利用仿生模型完成对报文的周期性隔离，保证测点数据在循环传输的过程中保持完整性，并在算法层面排除因未知因素带来的报文传输问题；
[0023]三、测点名称及信息进行加密处理，在传输过程中不会导致重要信息泄露；
[0024]四、通过总线传输，使得信息传输距离长，速度快，保证测点信息的完整性；
[0025]五、蜗牛算法的应用解决了测点报文周期性隔离的问题，并且实现对报文传输过程中的未知错误有一定的抵抗能力。
附图说明
[0026]下面结合附图和具体实施方法对本专利技术做进一步详细的说明。
[0027]图1是本专利技术的基于蜗牛算法的总线报文解析方法流程示意图；
[0028]图2是本专利技术的测点ID所占字节示意图；
[0029]图3是本专利技术的通信数据所占字节示意图；
[0030]图4是本专利技术的数据处理流程图；
[0031]图5是本专利技术的接收报文错误方式示意图；
[0032]图6是本专利技术的仿生爬井壁过程示意图；
[0033]图7是本专利技术的蜗牛算法核心示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术的一次实例来对本法专利技术的技术方案进行全面描述，此实例是对本专利技术的一次基础性应用，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围；
[0035]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1至7和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明；
[0036]本专利技术提供了一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：S1：帧信息预处理；S2：测点信息加密处理；S3：接收报文分类处理；S4：报文解析；
[0037]所述帧信息预处理在于每台设备包含多个测点，对于单个测点名称用测点ID替代，测点ID为十六进制4字节数字，即8位十六进制数组成，第一位为起始位，固定为1；第二、三位为设备位，从1H到FFH分别代表不同设备，最大可表示255个设备；第四位为类型位，代
表此ID类型，一般分为模拟量与开关量，模拟量为5，开关量为2；第五、六、七位为顺序位，代表单个设备中的不同测点，最大可表示4095个测点；第八位为结束位，固定为0，作为ID字节与数据字节隔离判定点。一帧报文所占前四字节为测点ID，后四字节为数据字节，包含该测点的实时数据。
[0038]其中，所述帧信息预处理，根据总线数据要求将需要发送的测点信息按总线格式处理，总线传输一帧数据包括ID、TimeStamp、TimeFlag、SendType、RemoteFlag、ExternFlag、Data、Reserved。ID为报文帧ID。TimeStamp为接收到信息帧时的时间标识，从控制器初始化开始计时，单位微秒。TimeFlag为是否使用时间标识，为1时TimeStamp有效，TimeFlag和TimeStamp只在此帧为接收帧时有意义。SendType为发送帧类型。＝0时为正常发送，＝1时为单次发送(不自动重发)，＝2时为自发自收(用于测试卡是否损坏)，＝3时为单次自发自收(只发送一次，用于自测试)，只在此帧为发送帧时有意义。RemoteFlag为是否是远程帧。＝0时为数据帧，＝1时为远程帧。ExternFlag为是否是扩展帧。＝0时为标准帧(11位帧ID)，＝1时为扩展帧(29位帧ID)。DataLen为数据长度DLC(<＝＝8)，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：帧信息预处理；S2：测点信息加密处理；S3：接收报文分类处理；S4：报文解析。2.根据权利要求1所述的一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法，其特征在于：所述帧信息预处理为根据总线数据要求将需要发送的测点信息按总线格式处理。3.根据权利要求1所述的一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法，其特征在于：所述帧信息预处理包括测点编号和测点数据的处理过程，测点编号由4字节十六进制数组成，测点数据占4字节空间，将单个测点编号与测点数据合并为8字节的帧信息。4.根据权利要求3所述的一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法，其特征在于：所述测点编号包含测点所在设备、测点类型和测点顺序信息。5.根据权利要求1所述的一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法，其特征在于：所述测点信息加密处理为将单个测点编号与测点数据合并成的8字节的帧信息由浮点数变为十六进制数，形成帧报文。6.根据权利要求1所述的一种基于蜗牛算法的总线报文解析方法，其特征在于：所述测点信息加密处理包括测点加密与报文解析，测点加密与报...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈东生，曹云鹏，韩逍豫，李淑英，冯伟兴，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：