CN103368908A - 网关协议、网关设备及电气设备控制*** - Google Patents
网关协议、网关设备及电气设备控制*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种网关协议、网关设备及电气设备控制***。该网关协议用于设备网与串口设备之间的通信，其包括：若判断出接收到的网络数据为设备网输出报文，根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据，设备网采用整型数进行数据传输；若判断出接收到的网络数据为串口设备输入数据，根据指令代码映射表将串口设备输入数据转换为设备网输入报文。本发明提高了设备网通信效率以及提高了设备网的实时性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备控制技术领域，特别涉及一种网关协议、网关设备及电气设备控制***。
背景技术
在电气设备控制***中，为减少***接线并提高***的可靠性，通常采用设备网(DeviceNet)连接***中的各设备节点。图1为一种电气设备控制***的网络拓扑结构的示意图，如图1所示，网络拓扑结构包括：上位机、设备网集线器(DeviceNet Hub)、设备网设备和串口设备，上位机作为设备网的主站节点，其余设备作为设备网的从站节点。在实际使用过程中，由于部分设备不含设备网接口，例如：串口设备，因此为了方便这些不含设备网接口的设备能够连接到设备网中，需要在不含设备网接口的设备与设备网之间添加网关设备，通过该网关设备完成网关协议的转换。其中，网关设备可以为可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，简称：PLC)或者嵌入式设备。
为了保证设备网和串口设备之间能够进行正常的协议转换，需要制定网关协议以保证协议转换的正确。图2为RS232协议和设备网协议转换的示意图，如图2所示，当上位机有数据需要发送给串口设备时，上位机先向网关设备发送设备网输出报文，该设备网输出报文包括ID字段、数据长度字段、串口输出数据字段和结束符字段。其中ID字段为报文流水号，数据长度字段用于表示实际输出数据的长度，串口输出数据字段为输出给串口设备的实际输出数据，结束符字段为数据结束的标志。网关设备在接收到设备网输出报文后，将ID字段、数据长度字段和结束符字段去除得到RS232输出数据，并将RS2323输出数据通过RS232网络发送到串口设备，其中，该RS232输出数据包括串口输出数据字段。串口设备在返回应答数据时，通过RS232网络将RS232输入数据发送到网关设备，该RS232输入数据包括串口输入数据字段。网关设备在接收到RS232输入数据之后，在串口输入数据字段的头部加上ID字段和数据长度字段以及在串口输入数据字段的尾部加上结束符字段得到设备网输入报文，并通过设备网将设备网输入报文发送给上位机，其中，串口输入数据字段为输入给上位机的实际输入数据。
图3为图2中RS232协议和设备网协议转换的一种实例的示意图，如图3所示，上位机通过设备网向网关设备发送设备网输出报文①，设备网输出报文的ID字段为03、数据长度字段为06、串口输出数据字段为53434F313030以及结束符字段为FF。网关设备在接收到设备网输出报文后，将设备网输出报文的ID字段、数据长度字段和结束符字段去除得到RS232输出数据②，并将RS232输出数据②发送给串口设备，其中，该RS232输出数据包括串口输出数据字段，串口输出数据字段为53434F313030。串口设备在接收到RS232输出数据②后通过RS232将RS232输入数据③发送给网关设备，其中，RS232输入数据③包括串口输入数据字段，该串口输入数据字段为53434F。网关设备在接收到RS232输入数据③后，在RS232输入数据③中的串口输入数据字段头部加上ID字段03和数据长度字段03以及在串口输入数据的尾部加上结束符字段FF得到设备网输入报文④，并通过设备网将设备网输入报文④发送给上位机，其中，设备网输入报文④为030353434FFF。上位机在接收到串口设备的回复后，将ID字段更新为04，并发送下一个设备网输出报文⑤，该设备网输出报文⑤为0406534354323030FF。其中，串口输出数据字段中的53434F为输出指令字段以及313030为输出数据字段，串口输入数据字段中的53434F为输入指令字段。
串口输入数据字段和串口输出数据字段需要采用ASCII字符来表示，即：每个串口输入数据字段和串口输出数据字段均由多位ASCII字符构成，例如图3中的串口输出数据字段53434F313030由6位ASCII字符构成，并且串口输入数据字段和串口输出数据字段均是不定长度的。而根据设备网协议的要求，在通信过程中通过设备网传输的设备网输出报文和设备网输入报文都必须是定长的，因此为了满足设备网协议的要求，串口输出数据字段的字段长度必须设置为大于或者等于最长串口输出数据字段的字段长度，串口输入数据字段的字段长度也必须设置为大于或者等于最长串口输入数据字段的字段长度，而且，设备网输出报文和设备网输入报文都是采用ASCII码表示。这就造成设备网输入报文和设备网输出报文的长度变得非常的冗长，特别是当一个网关设备下挂多个串口设备时，容易导致通过设备网传输的报文的长度成倍增加，使设备网通信的数据量增大，从而引起设备网通信时间变长、通信效率降低以及设备网的实时性降低。
发明内容
本发明提供一种网关协议、网关设备及电气设备控制***，其用以降低设备网通信时间、提高设备网通信效率以及提高设备网的实时性。
为实现上述目的，本发明提供一种网关协议，用于设备网与串口设备之间的通信，所述串口设备采用ASCII码进行数据传输，所述网关协议，包括：
判断接收到的网络数据为上位机发送的设备网输出报文或者串口设备发送的串口设备输入数据，所述设备网采用整型数进行数据传输；
若判断出接收到的网络数据为设备网输出报文，根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据；
若判断出接收到的网络数据为串口设备输入数据，根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文；
其中，所述指令代码映射表包括设备网传输的整型数网络数据与串口设备传输的ASCII码网络数据的对应关系。
其中，所述设备网输出报文包括输出控制字段、设备网输出指令字段和设备网输出数据字段，所述串口设备输入数据包括串口设备输入指令字段；
所述串口设备输出数据包括串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段；
所述设备网输入报文包括输入控制字段、设备网输入指令字段和设备网输入数据字段。
其中，所述根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据包括：
根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述设备网输出指令字段对应的所述串口设备输出指令字段；
根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述设备网输出数据字段对应的所述串口设备输出数据字段；
根据所述串口设备输出指令字段和所述串口设备输出数据字段生成所述串口输出设备数据。
其中，所述根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文包括：
根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段；
根据所述输入控制字段以及所述设备网输入指令字段生成所述设备网输入报文。
其中，所述串口设备输入数据还包括：串口设备输入数据字段；
所述根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文包括：
根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段；
根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述串口设备输入数据字段对应的所述设备网输入数据字段；
根据所述输入控制字段、所述设备网输入指令字段和所述设备网输入数据字段生成所述设备网输入报文。
其中，所述根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据之后还包括：将所述串口设备输出数据发送给所述串口设备；或者
所述根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文之后还包括：将所述设备网输入报文发送给所述上位机。
本发明还提供一种网关设备，用于设备网与串口设备之间的通信，所述网关设备与串口设备之间采用ASCII码进行数据传输，包括：
接收模块，用于接收网络数据；
判断模块，用于判断所述接收模块接收到的网络数据为上位机发送的设备网输出报文或者串口设备发送的串口设备输入数据，所述设备网与所述网关设备之间采用整型数进行数据传输；
第一转换模块，用于若所述判断模块判断出接收到的网络数据为设备网输出报文，根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据；
第二转换模块，用于若所述判断模块判断出接收到的网络数据为串口设备输入数据，根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文；
其中，所述指令代码映射表包括设备网传输的整型数网络数据与串口设备传输的ASCII码网络数据的对应关系。
其中，所述设备网输出报文包括输出控制字段、设备网输出指令字段和设备网输出数据字段，所述串口设备输入数据包括串口设备输入指令字段；
所述串口设备输出数据包括串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段；
所述设备网输入报文包括输入控制字段、设备网输入指令字段和设备网输入数据字段。
其中，所述第一转换模块包括：
第一查询子模块，用于根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述设备网输出指令字段对应的所述串口设备输出指令字段；
第二查询子模块，用于根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述设备网输出数据字段对应的所述串口设备输出数据字段；
第一生成子模块，用于根据所述串口设备输出指令字段和所述串口设备输出数据字段生成所述串口输出设备数据。
其中，所述第二转换模块包括：
第三查询子模块，用于根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码对应关系，查询出与所述串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段；
第二生成子模块，用于根据所述输入控制字段以及所述设备网输入指令字段生成所述设备网输入报文。
其中，所述串口设备输入数据还包括：串口设备输入数据字段；所述第二转换模块包括：
第三查询子模块，用于根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段；
第四查询子模块，用于根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述串口设备输入数据字段对应的所述设备网输入数据字段串口设备输入数据字段；
第二生成子模块，用于根据所述输入控制字段、所述设备网输入指令字段和所述设备网输入数据字段生成所述设备网输入报文。
其中，还包括：
发送模块，用于在所述第一转换模块根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据之后将所述串口设备输出数据发送给所述串口设备，或者在所述第二转换模块根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文之后将所述设备网输入报文发送给所述上位机。
其中，所述发送模块还包括：
重发模块，用于在上位机未接收到串口设备返回的应答时，将需要发送的设备网输出报文的输出控制字段的值加1，而保持其余内容不变，并将所述输出控制字段的值加1的所述设备网输出报文发送至串口设备。
本发明还提供一种电气设备控制***，包括上位机、串口设备以及连接所述上位机和所述串口设备的网关设备，包括：所述网关设备为本发明提供的所述的网关设备。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的网关协议，设备网与网关设备之间采用整型数进行数据传输，并通过指令代码映射表将设备网传输的整型数数据与串口设备传输的ASCII码型数据进行转换，从而实现设备网与串口设备之间的数据通信。由于设备网与网关设备之间采用整型数数据进行传输，从而可以缩短设备网输出报文和设备网输入报文的数据长度，因此降低了设备网通信的数据量，从而降低了设备网与串口设备之间的通信时间，提高了设备网与串口设备之间的通信效率，进而提高了设备网与串口设备之间的实时性和可靠性。
本发明提供的网关设备，设备网与网关设备之间采用整型数进行数据传输，并通过指令代码映射表将设备网传输的整型数数据与串口设备传输的ASCII码型数据进行转换，从而实现设备网与串口设备之间的数据通信。由于设备网与网关设备之间采用整型数数据进行传输，从而可以缩短设备网输出报文和设备网输入报文的数据长度，因此降低了设备网通信的数据量，从而降低了设备网与串口设备之间的通信时间，提高了设备网与串口设备之间的通信效率，进而提高了设备网与串口设备之间的实时性和可靠性。
本发明提供的电气设备控制***中，上位机与网关设备之间采用整型数进行数据传输，缩短了设备网输出报文和设备网输入报文的数据长度，因此降低了设备网与网关设备之间通信的数据量，降低了通信时间，提高了的通信效率，进而提高了电气设备控制***的实时性和可靠性。
附图说明
图1为一种电气设备控制***的网络拓扑结构的示意图；
图2为RS232协议和设备网协议转换的示意图；
图3为图2中RS232协议和设备网协议转换的一种实例的示意图；
图4为本发明实施例一提供的一种网关协议的流程图；
图5为本发明中设备网输出报文的示意图；
图6为本发明串口设备输入数据的示意图；
图7为本发明串口设备输出数据的示意图；
图8为本发明设备网输入报文的示意图；
图9为本发明实施例二提供的网关协议的流程图；
图10为本发明网关协议的应用示意图；
图11为本发明实施例三提供的一种网关设备的结构示意图；
图12为本发明实施例四提供的一种网关设备的结构示意图；
图13为本发明实施例五提供的一种网关设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的网关协议、网关设备及电气设备控制***进行详细描述。
图4为本发明实施例一提供的一种网关协议的流程图，如图4所示，该网关协议用于设备网与串口设备之间的通信，所述串口设备与网关设备之间采用ASCII码进行数据传输，网关协议具体包括：
步骤101、网关设备判断接收到的网络数据为上位机发送的设备网输出报文或者串口设备发送的串口设备输入数据，若判断出接收到的网络数据为设备网输出报文则执行步骤102，若判断出接收到的网络数据为串口设备输入数据则执行步骤103，其中，设备网输出报文包括输出控制字段、设备网输出指令字段和设备网输出数据字段，串口设备输入数据包括串口设备输入指令字段，而且，所述设备网采用整型数进行数据传输，即设备网输出指令字段和设备网输出数据字段采用整型数表示。
本实施例中的各步骤可以由网关设备执行。网关设备接收的网络数据可为上位机发送的设备网输出报文或者串口设备发送的串口设备输入数据。当网关设备接收到一网络数据时，首先需要判断该网络数据为设备网输出报文或者串口设备输入数据。
图5为本发明中设备网输出报文的示意图，如图5所示，设备网输出报文包括输出控制字段、设备网输出指令字段和设备网输出数据字段。其中，输出控制字段可用于对设备网报文进行发送控制和接收控制，该输出控制字段可以为ID字段，该输出控制字段的长度优选为8bit；设备网输出指令字段可用于表示具体的指令，该输出控制字段的长度优选为8bit，8bit的输出控制字段最多可表示28条指令；设备网输出数据字段用于表示设备网输出指令字段的设定值，若设备网输出指令字段无设定值则该设备网输出数据字段默认为全0，该设备网输出数据字段的长度优选为16bit。
本发明的设备网输出报文中，设备网输出指令字段和设备网输出数据字段采用整型数表示，与ASCII码表示的数据相比，整型数表示的数据极大的缩短了设备网输出指令字段和设备网输出数据字段的数据长度。
图6为本发明串口设备输入数据的示意图，如图6所示，该串口设备输入数据包括串口设备输入指令字段。可选地，该串口设备输入数据还可以包括串口设备输入数据字段，该串口设备输入数据字段用于表示该串口设备输入指令字段的设定值。
步骤102、根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据，串口设备输出数据包括串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段，指令代码映射表包括整型数与ASCII码的对应关系，即指令代码映射表包括设备网指令字段和串口设备指令字段的对应关系以及设备网数据字段和串口设备数据字段的对应关系。
图7为本发明串口设备输出数据的示意图，如图7所示，该串口设备输出数据包括串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段。该串口设备输出数据字段用于表示该串口设备输出指令字段的设定值。
设备网输出报文是能够被上位机识别的网络数据，而串口设备输出数据是能够被串口设备识别的网络数据。本实施例中，指令代码映射表用于表示设备网传输的整型数数据与串口设备传输的ASCII码数据的对应关系，即表示了设备网指令字段和串口设备指令字段的对应关系以及设备网数据字段和串口设备数据字段的对应关系，网关设备可通过该指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据，以便于串口设备能够识别。进一步地，在将设备网输出报文转换为串口设备输出数据之后，网关设备会将串口设备输出数据发送给串口设备。
步骤103、根据指令代码映射表将串口设备输入数据转换为设备网输入报文，设备网输入报文包括输入控制字段、设备网输入指令字段和设备网输入数据字段。
图8为本发明设备网输入报文的示意图，如图8所示，该设备网输入报文包括输入控制字段、设备网输入指令字段和设备网输入数据字段。其中，输入控制字段可用于对设备网报文进行发送控制和接收控制，该输入控制字段可以为ID字段，该输入控制字段的长度优选为8bit；设备网输入指令字段可用于对接收到的设备网输出报文中设备网输出指令字段的回复，该设备网输入指令字段可等于接收到的设备网输出报文中的设备网输出指令字段，该设备网输入控制字段的长度优选为8bit；设备网输入数据字段用于表示设备网输入指令字段的设定值，若设备网输入指令字段无设定值则该设备网输入数据字段默认为全0，该设备网输入数据字段的长度优选为16bit。
本发明的设备网输入报文中，设备网输入指令字段和设备网输入数据字段采用整型数表示，与ASCII码表示的数据相比，整型数表示的数据极大的缩短了设备网输出指令字段和设备网输出数据字段的数据长度。
设备网输入报文是能够被上位机识别的网络数据，而串口设备输入数据是能够被串口设备识别的网络数据。本实施例中，网关设备可通过该指令代码映射表将串口设备输入数据转换为设备网输入报文，以便于上位机能够识别。进一步地，在将串口设备输入数据转换为设备网输入报文之后，网关设备会将设备网输入报文发送给上位机。
本实施例提供的网关协议的技术方案中，设备网与网关设备之间采用整型数进行数据传输，并通过指令代码映射表将设备网传输的整型数数据与串口设备传输的ASCII码型数据进行转换，从而实现设备网与串口设备之间的数据通信。由于设备网与网关设备之间采用整型数数据进行传输，从而可以缩短设备网输出报文和设备网输入报文的数据长度，因此降低了设备网通信的数据量，从而降低了设备网与串口设备之间的通信时间，提高了设备网与串口设备之间的通信效率，进而提高了设备网与串口设备之间的实时性和可靠性。
图9为本发明实施例二提供的网关协议的流程图，如图9所示，该网关协议具体包括：
步骤201、网关设备判断接收到的网络数据为上位机发送的设备网输出报文或者串口设备发送的串口设备输入数据，若判断出接收到的网络数据为设备网输出报文则执行步骤202，若判断出接收到的网络数据为串口设备输入数据则执行步骤206，其中，设备网输出报文包括输出控制字段、设备网输出指令字段和设备网输出数据字段，串口设备数据包括串口设备输入指令字段。
对设备网输出报文的描述可参见上述实施例一及图5中的描述，对串口设备输入数据的描述可参见上述实施例一及图6中的描述。
步骤202、网关设备根据指令代码映射表中的设备网指令字段和串口设备指令字段的对应关系，查询出与设备网输出指令字段对应的串口设备输出指令字段，指令代码映射表包括设备网传输的整型数数据与串口设备传输的ASCII码数据的对应关系，即包括设备网指令字段和串口设备指令字段的对应关系以及设备网数据字段和串口设备数据字段的对应关系。
步骤203、网关设备根据指令代码映射表中的设备网数据字段和串口设备数据字段的对应关系，查询出与设备网输出数据字段对应的串口设备输出数据字段。
步骤204、网关设备根据串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段生成串口输出设备数据。
本步骤具体可以为：网关设备将串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段进行合并得到串口设备输出数据。
步骤205、网关设备将串口设备输出数据发送给串口设备，流程结束。
对串口设备输出数据的描述可参见上述实施例一及图7中的描述。
步骤206、网关设备根据指令代码映射表中的设备网指令字段和串口设备指令字段的对应关系，查询出与串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段。
步骤207、网关设备根据输入控制字段以及设备网输入指令字段生成设备网输入报文。
对设备网输入报文的描述可参见上述实施例一及图8中的描述。
本实施例中，网关设备在接收到上位机发送的设备网输出报文时会记录下该设备网输出报文的输出控制字段，而后在生成返回给上位机的设备网输入报文时会将输出控制字段作为输入控制字段放置于设备网输入报文的头部。则本步骤具体可以为：网关设备将输入控制字段和设备网输入指令字段进行合并得到设备网输入报文。
步骤208、网关设备将设备网输入报文发送给上位机，流程结束。
可选地，本实施例中，若串口设备输入数据还包括串口设备输入数据字段；则步骤206之后还可以执行如下步骤：
步骤207a、网关设备根据指令代码映射表中的设备网数据字段和串口设备数据字段的对应关系，查询出与串口设备输入数据字段对应的设备网输入数据字段。
步骤208a、根据输入控制字段、设备网输入指令字段以及设备网输入数据字段生成设备网输入报文。
本步骤具体可以为：网关设备将输入控制字段、设备网输入指令字段和设备网输入数据字段进行合并得到设备网输入报文。
步骤209a、网关设备将设备网输入报文发送给上位机，流程结束。
本实施例提供的网关协议包括判断接收到的网络数据为上位机发送的设备网输出报文或者串口设备发送的串口设备输入数据，设备网输出报文包括输出控制字段、设备网输出指令字段和设备网输出数据字段，串口设备输入数据包括串口设备输入指令字段；若判断出接收到的网络数据为设备网输出报文，根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据，串口设备输出数据包括串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段；若判断出接收到的网络数据为串口设备输入数据，根据指令代码映射表将串口设备输入数据转换为设备网输入报文，设备网输入报文包括输入控制字段、设备网输入指令字段和设备网输入数据字段。本实施例提供的网关协议的技术方案中，设备网输出报文中的设备网输出指令字段和设备网输出数据字段均采用整型数表示，设备网输入报文中的设备网输入指令字段和设备网输入数据字段均采用整型数表示，降低了设备网输出报文和设备网输入报文的长度，因此降低了设备网通信的数据量，从而降低了设备网通信时间、提高了设备网通信效率以及提高了设备网的实时性。
下面通过一个具体的实例对上述实施例二中的技术方案进行具体的描述。此实例的网关协议中，网关设备可实现设备网与RS232之间的通信。图10为本发明网关协议的应用示意图，如图10所示，上位机通过设备网向网关设备发送设备网输出报文①，该设备网输出报文①中的输出控制字段为03、设备网输出指令字段为02、设备网输出数据字段为100。网关设备在接收到设备网输出报文①并对该设备网输出报文①进行判断后，根据指令代码映射表查询出与设备网输出指令字段02对应的串口设备输出指令字段53434F，根据指令代码映射表查询出与设备网输出数据字段100对应的ASCII的16进制表示的串口设备输出数据字段313030，根据串口设备输出指令字段53434F和串口设备输出数据字段313030生成串口设备输出数据②，该串口设备输出数据②为53434F313030，并将该串口设备输出数据②通过RS232网络发送给串口设备。串口设备在接收到该串口设备输出数据②后，会向上位机返回应答，具体地，串口设备通过RS232网络将串口设备输入数据③发送给网关设备，该串口设备输入数据③为53434F。网关设备在接收到该串口设备输入数据③并对串口设备输入数据③进行判断后，根据指令代码映射表查询出与串口指令字段53434F对应的设备网输入指令字段02，根据输入控制字段03和设备网输入指令字段02生成设备网输入报文①，该设备网输入报文①为02030，并将设备网输入报文①通过设备网发送给上位机，其中，由于串口设备输入数据③中无串口设备输入数据字段，因此设备网输入报文①中的设备网输入数据字段为0。上位机在接收到串口设备的回复后，将输出控制字段更新为04，并向网关设备发送下一个设备网输出报文⑤，该设备网输出报文⑤为0403200。
在本实施例的网关协议中，网关设备对于接收到的上位机发送的具有相同控制字段的设备网输出报文，只会向串口设备发送一次串口设备输出数据。当网络或串口设备出现故障时，上位机未接收到串口设备返回的应答，即：未接收到网关设备返回的设备网输入报文时，则在一个固定时间后，上位机会将需要发送的设备网输出报文的输出控制字段的值加1，而保持其余内容不变，并将该输出控制字段的值加1的设备网输出报文发送至网关设备。网关设备识别出该设备网输出报文的控制字段与上一个设备网输出报文的控制字段不同，则会向串口设备发送一次相同内容的串口设备输出数据从而保证了网络通信的可靠性。
图11为本发明实施例三提供的网关设备的结构示意图，如图11所示，该网关设备用于设备网与串口设备之间的通信，所述串口设备与网关设备之间采用ASCII码进行数据传输，其包括：接收模块11、判断模块12、第一转换模块13和第二转换模块14。
接收模块11用于接收网络数据。
判断模块12用于判断接收模块11接收到的网络数据为上位机发送的设备网输出报文或者串口设备发送的串口设备输入数据，设备网输出报文包括输出控制字段、设备网输出指令字段和设备网输出数据字段，串口设备输入数据包括串口设备输入指令字段，设备网采用整型数进行数据传输，即设备网输出指令字段和设备网输出数据字段采用整型数表示。对设备网输出指令字段和设备网输出数据字段的描述可参见上述实施例一。
第一转换模块13用于若判断模块12判断出接收到的网络数据为设备网输出报文，根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据，串口设备输出数据包括串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段，指令代码映射表包括设备网传输的整型数网络数据与串口设备传输的ASCII码网络数据的对应关系，即设备网指令字段和串口设备指令字段的对应关系以及设备网数据字段和串口设备数据字段的对应关系。
第二转换模块14用于若判断模块12判断出接收到的网络数据为串口设备输入数据，根据指令代码映射表将串口设备输入数据转换为设备网输入报文，设备网输入报文包括输入控制字段、设备网输入指令字段和设备网输入数据字段，设备网输入指令字段和设备网输入数据字段采用整型数表示。对设备网输入指令字段和设备网输入数据字段可参见上述实施例一。
本实施例提供的网关设备可用于实现上述实施例一所提供的网关协议。
图12为本发明实施例四提供的一种网关设备的结构示意图，如图12所示，本实施例在上述实施例一的基础上，第一转换模块13包括：第一查询模块131、第二查询子模块132和第一生成子模块133。
第一查询子模块131用于根据指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，即设备网指令字段和串口设备指令字段的对应关系，查询出与设备网输出指令字段对应的串口设备输出指令字段。
第二查询子模块132用于将根据指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，即设备网数据字段和串口设备数据字段的对应关系，查询出与设备网输出数据字段对应的串口设备输出数据字段。
第一生成子模块133用于根据串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段生成串口输出设备数据。
进一步地，第二转换模块14包括：第三查询子模块141和第二生成子模块142。
第三查询子模块141用于根据指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，即设备网指令字段和串口设备指令字段的对应关系，查询出与串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段。
第二生成子模块142用于根据输入控制字段以及设备网输入指令字段生成设备网输入报文。
进一步地，该网关设备还包括：发送模块15。
发送模块15用于在第一转换模块13根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据之后将串口设备输出数据发送给串口设备，或者在第二转换模块14根据指令代码映射表将串口设备输入数据转换为设备网输入报文之后将设备网输入报文发送给上位机。
优选地，该网关设备还包括重发模块(图中未示出)，其用于在上位机未接收到串口设备返回的应答，即：未接收到网关设备返回的设备网输入报文时，则在一个固定时间后，重新发送子模块将需要发送的设备网输出报文的输出控制字段的值加1，而保持其余内容不变，并将该输出控制字段的值加1的设备网输出报文发送至网关设备；网关设备识别出该设备网输出报文的控制字段与上一个设备网输出报文的控制字段不同，则会向串口设备发送一次相同内容的串口设备输出数据，从而提高网络通信的可靠性。
图13为本发明实施例五提供的一种网关设备的结构示意图，如图13所示，本实施例与上述实施例四的区别在于：串口设备输入数据还包括串口设备输入数据字段；第二转换模块14包括：第三查询子模块141、第四查询子模块143和第二生成子模块142。
第三查询子模块141用于根据指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，即设备网指令字段和串口设备指令字段的对应关系，查询出与串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段。
第四查询子模块143用于将根据指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，即设备网数据字段和串口设备数据字段的对应关系，查询出与串口设备输入数据字段对应的设备网输入数据字段。
第二生成子模块142用于根据输入控制字段、设备网输入指令字段和设备网输入数据字段生成设备网输入报文。
实施例四和实施例五提供的网关设备可用于实现上述实施例二所提供的网关协议。
本发明提供的网关设备的技术方案中，设备网输出报文中的设备网输出指令字段和设备网输出数据字段均采用整型数表示，设备网输入报文中的设备网输入指令字段和设备网输入数据字段均采用整型数表示，降低了设备网输出报文和设备网输入报文的长度，因此降低了设备网通信的数据量，从而降低了设备网通信时间、提高了设备网通信效率以及提高了设备网的实时性。
本发明实施例六还提供了一种电气设备控制***，上位机、串口设备以及连接上位机和串口设备的网关设备，该网关设备可采用上述实施例三、实施例四或者实施例五所述的网关设备。
本实施例提供的电气设备控制***中，上位机与网关设备之间采用整型数进行数据传输，可以缩短设备网输出报文和设备网输入报文的数据长度，因此降低了设备网与网关设备之间通信的数据量，降低了通信时间，提高了的通信效率，进而提高了电气设备控制***的实时性和可靠性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种网关协议，用于设备网与串口设备之间的通信，所述串口设备采用ASCII码进行数据传输，其特征在于，所述网关协议，包括：
判断接收到的网络数据为上位机发送的设备网输出报文或者串口设备发送的串口设备输入数据，所述设备网采用整型数进行数据传输；
若判断出接收到的网络数据为设备网输出报文，根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据；
若判断出接收到的网络数据为串口设备输入数据，根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文；
其中，所述指令代码映射表包括设备网传输的整型数网络数据与串口设备传输的ASCII码网络数据的对应关系。
2.根据权利要求1所述的网关协议，其特征在于，所述设备网输出报文包括输出控制字段、设备网输出指令字段和设备网输出数据字段，所述串口设备输入数据包括串口设备输入指令字段；
所述串口设备输出数据包括串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段；
所述设备网输入报文包括输入控制字段、设备网输入指令字段和设备网输入数据字段。
3.根据权利要求2所述的网关协议，其特征在于，所述根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据包括：
根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述设备网输出指令字段对应的所述串口设备输出指令字段；
根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述设备网输出数据字段对应的所述串口设备输出数据字段；
根据所述串口设备输出指令字段和所述串口设备输出数据字段生成所述串口输出设备数据。
4.根据权利要求2所述的网关协议，其特征在于，所述根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文包括：
根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段；
根据所述输入控制字段以及所述设备网输入指令字段生成所述设备网输入报文。
5.根据权利要求2所述的网关协议，其特征在于，所述串口设备输入数据还包括：串口设备输入数据字段；
所述根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文包括：
根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段；
根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述串口设备输入数据字段对应的所述设备网输入数据字段；
根据所述输入控制字段、所述设备网输入指令字段和所述设备网输入数据字段生成所述设备网输入报文。
6.根据权利要求2所述的网关协议，其特征在于，
所述根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据之后还包括：将所述串口设备输出数据发送给所述串口设备；或者
所述根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文之后还包括：将所述设备网输入报文发送给所述上位机。
7.一种网关设备，用于设备网与串口设备之间的通信，所述网关设备与串口设备之间采用ASCII码进行数据传输，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收网络数据；
判断模块，用于判断所述接收模块接收到的网络数据为上位机发送的设备网输出报文或者串口设备发送的串口设备输入数据，所述设备网与所述网关设备之间采用整型数进行数据传输；
第一转换模块，用于若所述判断模块判断出接收到的网络数据为设备网输出报文，根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据；
第二转换模块，用于若所述判断模块判断出接收到的网络数据为串口设备输入数据，根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文；
其中，所述指令代码映射表包括设备网传输的整型数网络数据与串口设备传输的ASCII码网络数据的对应关系。
8.根据权利要求6所述的网关设备，其特征在于，所述设备网输出报文包括输出控制字段、设备网输出指令字段和设备网输出数据字段，所述串口设备输入数据包括串口设备输入指令字段；
所述串口设备输出数据包括串口设备输出指令字段和串口设备输出数据字段；
所述设备网输入报文包括输入控制字段、设备网输入指令字段和设备网输入数据字段。
9.根据权利要求8所述的网关设备，其特征在于，所述第一转换模块包括：
第一查询子模块，用于根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述设备网输出指令字段对应的所述串口设备输出指令字段；
第二查询子模块，用于根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述设备网输出数据字段对应的所述串口设备输出数据字段；
第一生成子模块，用于根据所述串口设备输出指令字段和所述串口设备输出数据字段生成所述串口输出设备数据。
10.根据权利要求8所述的网关设备，其特征在于，所述第二转换模块包括：
第三查询子模块，用于根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码对应关系，查询出与所述串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段；
第二生成子模块，用于根据所述输入控制字段以及所述设备网输入指令字段生成所述设备网输入报文。
11.根据权利要求8所述的网关设备，其特征在于，所述串口设备输入数据还包括：串口设备输入数据字段；所述第二转换模块包括：
第三查询子模块，用于根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述串口设备输入指令字段对应的设备网输入指令字段；
第四查询子模块，用于根据所述指令代码映射表中的整型数与ASCII码的对应关系，查询出与所述串口设备输入数据字段对应的所述设备网输入数据字段串口设备输入数据字段；
第二生成子模块，用于根据所述输入控制字段、所述设备网输入指令字段和所述设备网输入数据字段生成所述设备网输入报文。
12.根据权利要求8所述的网关设备，其特征在于，还包括：
发送模块，用于在所述第一转换模块根据指令代码映射表将设备网输出报文转换为串口设备输出数据之后将所述串口设备输出数据发送给所述串口设备，或者在所述第二转换模块根据所述指令代码映射表将所述串口设备输入数据转换为设备网输入报文之后将所述设备网输入报文发送给所述上位机。
13.根据权利要求12所述的网关设备，其特征在于，所述发送模块还包括：
重发模块，用于在上位机未接收到串口设备返回的应答时，将需要发送的设备网输出报文的输出控制字段的值加1，而保持其余内容不变，并将所述输出控制字段的值加1的所述设备网输出报文发送至串口设备。
14.一种电气设备控制***，包括上位机、串口设备以及连接所述上位机和所述串口设备的网关设备，其特征在于，包括：所述网关设备为权利要求7至13任意一项所述的网关设备。
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