【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业通信和嵌入式系统领域，尤其涉及一种基于循环队列和状态机的报文解析方法及系统。
技术介绍
1、在现代工业通信和嵌入式系统中，报文解析是通信协议中非常关键的一环。常见的通信协议，例如iec101、iec104、modbus、dlt/645、mqtt以及自定义通讯协议等，都是基于帧结构进行数据传输的。帧结构通常包含帧头、长度、帧类型、数据和校验等字段，因此准确解析每一帧数据对于确保通信的稳定性和可靠性至关重要。
2、然而，在传统的报文解析方法中，设备通常通过串口、以太网等通信方式接收数据，接收到的数据会被暂存到缓存或循环队列中。当解析开始时，通常会一次性将缓存或队列中的所有数据全部取出，然后对这些数据进行解析。这种方法的解析步骤通常如下：
3、1.接收数据：设备通过串口或以太网将所有接收到的数据保存到一个临时缓存或循环队列中。
4、2.一次性读取：解析时，一次性从缓存或队列中读取所有的数据，作为一个整体数据块进行处理。
5、3.解析流程：从这个数据块中逐步解析出帧头、长度、帧类型和数据内容等字段。
6、这种传统的解析方法虽然看似简单，但在处理实际通信时会暴露出许多不足，尤其是在实时通信或处理不定长数据帧时，问题尤为突出。具体问题包括：
7、1.数据不完整或多帧情况：在实时通信过程中，接收到的数据可能是部分帧或多帧的组合，数据并不是按帧整齐到达。传统解析方法是一次性取出所有数据进行解析，可能取到的只是一个不完整的帧，这会导致解析出错或出现漏帧的情况
8、2.无帧边界的解析问题：很多协议中的帧并不是固定长度的，帧的边界需要通过帧头和长度字段来确定。传统方法在没有找到明确帧边界的情况下，可能会直接读取整个缓存，导致帧结构被破坏。如果帧头或长度字段在接收到的数据中没有正确解析出来，整个帧的解析就会失败。
9、3.丢帧或漏帧问题：在数据高频传输的情况下，由于缓存可能会出现数据溢出或覆盖，传统方法有时未能及时解析出数据帧，导致漏帧情况。尤其在数据量大、传输速度快的场景中，解析速度与数据接收速率之间的不匹配极易导致数据丢失。
10、综上所述，传统的报文解析方法存在着处理不定长数据帧的局限性，无法准确区分帧边界，容易发生漏帧或丢帧的情况，且处理效率较低，无法满足高频实时通信的需求。这些问题能够直接影响通信协议的可靠性和稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于循环队列和状态机的报文解析方法及系统，解决传统解析方法中因一次性读取所有数据而引发的漏帧、多帧、无法确定帧边界等问题。
2、为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种基于循环队列和状态机的报文解析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
3、创建并初始化循环队列以存储接收到的报文数据，并根据协议类型初始化状态机；
4、判断循环队列中是否有数据，用所述状态机对循环队列中的数据进行逐字节解析；
5、根据解析出的帧头信息确定报文类型；
6、根据报文类型动态调整解析流程，直至解析出完整的报文。
7、优选的，在所述基于循环队列和状态机的报文解析方法中，所述状态机包括多个解析状态，每个所述解析状态对应报文的一个特定字段，并且状态机根据当前解析字段自动切换到下一个解析状态。
8、优选的，在所述基于循环队列和状态机的报文解析方法中，所述方法还包括在解析过程中，当接收到的数据不足以组成一个完整的帧时，系统暂时中断解析，并将已解析到的数据保存到内存中；当新的数据到达后，系统继续从上一次中断的位置进行解析。
9、优选的，在所述基于循环队列和状态机的报文解析方法中，所述方法还包括在解析过程中，如果检测到帧错误或帧边界不明确，系统将丢弃当前数据并重新开始解析。
10、优选的，在所述基于循环队列和状态机的报文解析方法中，所述协议类型包括iec101、iec104、modbus、dlt/645、mqtt以及自定义通讯协议。
11、优选的，在所述基于循环队列和状态机的报文解析方法中，所述方法还包括：
12、根据协议的帧结构，按步骤解析的字段包括帧头、长度、帧类型和数据内容，且在任何时刻只处理当前可用的数据段。
13、此外，在本专利技术的另一方面，还提出了一种基于循环队列和状态机的报文解析系统，其特征在于，所述系统包括：
14、循环队列模块，用于存储接收到的报文数据；
15、状态机模块，用于对循环队列中的数据进行逐字节解析；
16、帧头解析单元，用于根据解析出的帧头信息确定报文类型；
17、流程控制单元，用于根据报文类型动态调整解析流程。
18、优选的，在所述基于循环队列和状态机的报文解析系统中，所述状态机模块包括多个解析状态，每个状态对应于报文的一个特定字段，并且状态机根据当前解析字段自动切换到下一个解析状态。
19、优选的，在所述基于循环队列和状态机的报文解析系统中，所述系统还包括暂存模块，用于在解析过程中，当接收到的数据不足以组成一个完整的帧时，暂存已解析的数据，并在接收到更多数据后继续解析。
20、相比于现有技术，本专利技术至少具有以下技术效果：
21、通过引入循环队列和状态机，能够实现逐字节精确解析报文，避免传统解析中多帧混淆和漏帧的问题，确保在不定长数据传输环境下的准确性与稳定性。另外，状态机对每个协议字段进行分步骤解析，系统能够顺序正确地处理每个协议字段，同时根据帧类型动态调整解析流程，能够提升解析的准确性和灵活性。而且逐字节处理能够减少延时本专利技术具有良好的扩展性，能够适应多种协议类型。
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1.一种基于循环队列和状态机的报文解析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态机包括多个解析状态，每个所述解析状态对应报文的一个特定字段，并且所述状态机根据当前解析字段自动切换到下一个解析状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在解析过程中，当接收到的数据不足以组成一个完整的帧时，系统暂时中断解析，并将已解析到的数据保存到内存中；当新的数据到达后，系统继续从上一次中断的位置进行解析。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在解析过程中，如果检测到帧错误或帧边界不明确，系统将丢弃当前数据并重新开始解析。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协议类型包括IEC101、IEC104、MODBUS、DLT/645、MQTT以及自定义通讯协议。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据协议的帧结构，按步骤解析的字段包括帧头、长度、帧类型和数据内容，且在任何时刻只处理当前可用的数据段。
7.一种基于
8.根据权利要求7所述的报文解析系统，其特征在于，所述状态机模块包括多个解析状态，每个状态对应于报文的一个特定字段，并且状态机根据当前解析字段自动切换到下一个解析状态。
9.根据权利要求7所述的报文解析系统，其特征在于，所述系统还包括暂存模块，用于在解析过程中，当接收到的数据不足以组成一个完整的帧时，暂存已解析的数据，并在接收到更多数据后继续解析。
...【技术特征摘要】
1.一种基于循环队列和状态机的报文解析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态机包括多个解析状态，每个所述解析状态对应报文的一个特定字段，并且所述状态机根据当前解析字段自动切换到下一个解析状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在解析过程中，当接收到的数据不足以组成一个完整的帧时，系统暂时中断解析，并将已解析到的数据保存到内存中；当新的数据到达后，系统继续从上一次中断的位置进行解析。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在解析过程中，如果检测到帧错误或帧边界不明确，系统将丢弃当前数据并重新开始解析。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协议类型包括iec...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晶，刘景龙，赵海雷，林天祝，于义广，俞辉，
申请(专利权)人：上海宏力达信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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