CN109756491A - 数据发送及接收方法、装置、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了数据发送及接收方法、装置、电子设备，其中所述数据发送方法包括：将待发送数据组成预定格式数据包；将所述预定格式数据包转换为实际通讯数据包；所述预定格式数据包符合预定数据包格式，所述实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求；通过对应的实际线路发送所述实际通讯数据包。通过本发明，不论采用什么线路发送数据，电气设计人员都只需将待发送数据转换为预定格式数据包即可，而无需根据传输线路的协议要求来组包，这使得电气设计人员所编写的应用层代码可重用性较好，针对一种线路的传输协议编写的代码能够较容易地移植用于另一种线路上使用；只需针对线路的传输协议更换协议转换组件代码便可以使移植后代码稳定运行。

Description

数据发送及接收方法、装置、电子设备

技术领域

本发明涉及控制技术领域，具体涉及数据发送及接收方法、装置、电子设备。

背景技术

在一些控制场景(例如控制火箭飞行)下，为保证控制数据的高可靠性及实时性，电气***往往采用高实时性的现场总线技术或串口，如1553B、CAN总线、RS422串口通讯等；这些技术的通讯方式、内容及应用差别极大，电气及软件工程师往往需要针对这些技术专门设计一套或多套适应目标环境的通讯协议，这些“定制化”设计使得通讯软件代码的可重用性及稳定性较差。

具体而言：(1)通讯数据长度差别：1553B总线通讯协议1次最多传输32个字(即64个字节)，CAN总线包长度最长是8个字节，而采用RS422串口1次传输的数据长度是不定的(或者可以理解为1次只能传输1个字节)；(2)通讯方式不同：1553B总线通讯协议采用主从控制模式，即由主控发起命令，控制从设备向主设备发出数据或主设备直接向从设备发出数据；CAN总线通讯方式则为平等竞争式，挂载在总线上的设备可同时向总线发送数据；而RS422串口则无总线通讯特征，采用全双工方式实现对端设备间数据互传；(3)通讯协议设计方法不同：依据1553总线特点，协议往往依据设备RT地址进行设计；CAN总线由于1次只能通讯8个字节数据，故得设计组包协议，同时还要考虑仲裁帧；RS422串口则一般需要进行帧头、长度设计等。

由此可见，电气软件设计人员必须特别熟悉这些总线的特点，才能设计出稳定可靠的通讯方法和协议内容，但由于应用场景的改变(总线通讯数据的更改，设备的增加，总线重新选型)，之前设计的内容又可能出现颠覆性更改，降低了原有设计成果的可重用性，不利于维护及推广应用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了数据发送及接收方法、装置、电子设备，以解决现有方法导致通讯软件代码的可重用性较差的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种数据发送方法，包括：将待发送数据组成预定格式数据包；将所述预定格式数据包转换为实际通讯数据包；所述预定格式数据包符合预定数据包格式，所述实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求；通过对应的实际线路发送所述实际通讯数据包。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种数据接收方法，包括：接收实际线路所发送的实际通讯数据包；所述实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求；将所述实际通讯数据包转换为预定格式数据包；所述预定格式数据包符合预定数据包格式；当需要读取所接收的数据时，根据预定数据包格式从所述预定格式数据包解析得到数据。

作为第一方面或第二方面的一种可选实施方式，所述预定数据包格式包括以下字段：消息标识符、发送设备标识符、接收设备标识符、数据长度、数据内容。

作为第一方面或第二方面的一种可选实施方式，所述预定数据包格式还包括以下字段：消息帧序号，用于表示与其对应的消息标识符所标识的消息发送的次数及顺序。

作为第一方面或第二方面的一种可选实施方式，所述实际通讯数据包的格式包括以下字段：数据内容；所述实际通讯数据包与所述预定格式数据包之间进行转换时，包含于所述预定数据包格式、但在所述实际通讯数据包中没有对应字段的字段，与第一个所述实际通讯数据包的数据内容字段的非数据内容对应。

作为第一方面或第二方面的一种可选实施方式，当所述实际通讯数据包的格式为串行通信数据包格式时，所述串行通信数据包格式包括以下字段：数据帧头、串行数据长度、所述预定数据包中的数据内容、校验字段。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种数据发送装置，包括：组包单元，用于将待发送数据组成预定格式数据包；第一转换单元，用于将所述预定格式数据包转换为实际通讯数据包；所述预定格式数据包符合预定数据包格式，所述实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求；发送单元，用于通过对应的实际线路发送所述实际通讯数据包。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种数据接收装置，包括：接收单元，用于接收实际线路所发送的实际通讯数据包；所述实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求；第二转换单元，用于将所述实际通讯数据包转换为预定格式数据包；所述预定格式数据包符合预定数据包格式；当需要读取所接收的数据时，根据预定数据包格式从所述预定格式数据包解析得到数据。

根据第五方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述存储器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面、第二方面或者其任意可选实施方式所述的方法。

根据第六方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面、第二方面或者其任意可选实施方式所述的方法。

本发明实施例所提供的数据发送及接收方法、装置、电子设备，对于不论采用什么线路发送数据，电气设计人员都只需将待发送数据转换为预定格式数据包即可，而无需根据传输线路的协议要求来组包，这使得电气设计人员所编写的应用层代码可重用性较好，针对一种线路的传输协议编写的代码能够较容易地移植用于另一种线路上使用；只需针对线路的传输协议更换协议转换组件代码便可以使移植后代码稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的一种数据发送方法的流程图；

图2示出了根据本发明实施例的一种数据接收方法的流程图；

图3示出了根据本发明实施例的数据发送及接收方法的示意图；

图4示出了实际通讯数据包分别为1553B数据包、CAN总线数据包、串行数据包时的数据发送及接收方法的示意图；

图5示出了预定格式数据包的格式示意图；

图6A示出了1553B数据包的格式示意图；

图6B示出了预定格式数据包转换为1553B数据包之后的1553B首包数据内容示意图；

图6C示出了预定格式数据包转换为1553B数据包之后的1553B其他包数据内容示意图；

图7A示出了CAN总线数据包的格式示意图；

图7B示出了预定格式数据包转换为CAN总线数据包之后的CAN首包数据内容示意图；

图7C示出了预定格式数据包转换为CAN总线数据包之后的CAN其他包数据内容示意图；

图8示出了预定格式数据包转换为串行总线数据包之后的串行总线数据包的格式示意图；

图9示出了根据本发明实施例的一种数据发送装置的原理框图；

图10示出了根据本发明实施例的一种数据接收装置的原理框图；

图11示出了根据本发明实施例的一种电子设备的原理框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1示出了根据本发明实施例的一种数据发送方法的流程图。如图1所示，该数据发送方法包括如下步骤：

S101：将待发送数据组成预定格式数据包。

S102：将预定格式数据包转换为实际通讯数据包。预定格式数据包符合预定数据包格式，实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求。

S103：通过对应的实际线路发送实际通讯数据包。

如图3所示，上述数据发送方法先将待发送数据组包形成预定格式数据包，该预定格式数据包可以为用于较容易理解的一种通用格式数据包；再将预定格式数据包转换为实际通讯数据包，具体可以通过采用协议转换组件代码来实现。从而，电气软件设计人员需要采用A线路发送数据时，只需要将待发送数据组包形成预定格式数据包，采用协议转换组件代码将预定格式数据包转换为A格式数据包(与A线路的协议要求对应)；需要采用B线路发送数据时，只需要将待发送数据组包形成预定格式数据包，采用协议转换组件代码将预定格式数据包转换为B格式数据包(与B线路的协议要求对应)；需要采用C线路发送数据时，只需要将待发送数据组包形成预定格式数据包，采用协议转换组件代码将预定格式数据包转换为C格式数据包(与C线路的协议要求对应)。

由此可见，不论采用什么线路发送数据，电气设计人员都只需将待发送数据转换为预定格式数据包即可，而无需根据传输线路的协议要求来组包，这使得电气设计人员所编写的应用层代码可重用性较好，针对一种线路的传输协议编写的代码能够较容易地移植用于另一种线路上使用；只需针对线路的传输协议更换协议转换组件代码便可以使移植后代码稳定运行。

实施例二

图2示出了根据本发明实施例的一种数据接收方法的流程图。如图2所示，该数据接收方法包括如下步骤：

S201：接收实际线路所发送的实际通讯数据包。实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求。

S202：将实际通讯数据包转换为预定格式数据包。预定格式数据包符合预定数据包格式。当需要读取所接收的数据时，根据预定数据包格式从预定格式数据包解析得到数据。

上述数据接收方法与实施例一所述的数据发送方法对应，能够使得电气设计人员所编写的应用层代码可重用性较好，针对一种线路的传输协议编写的代码能够较容易地移植用于另一种线路上使用；只需针对线路的传输协议更换协议转换组件代码便可以使移植后代码稳定运行。具体请参见实施例一。

作为实施例一或实施例二的一种可选实施方式，预定数据包格式包括以下字段：消息标识符、发送设备标识符、接收设备标识符、数据长度、数据内容。进一步地，预定数据包格式还可以包括以下字段：消息帧序号，用于表示与其对应的消息标识符所标识的消息发送的次数。

作为实施例一或实施例二的一种可选实施方式，实际通讯数据包的格式包括以下字段：数据内容。实际通讯数据包与预定格式数据包之间进行转换时，包含于预定数据包格式、但在实际通讯数据包中没有对应字段的字段，与第一个实际通讯数据包的数据内容字段的非数据内容对应。

作为实施例一或实施例二的一种可选实施方式，当实际通讯数据包的格式为串行通信数据包格式时，串行通信数据包格式包括以下字段：数据帧头、串行数据长度、预定数据包中的数据内容、校验字段。

下面以实际通讯数据包分别为1553B数据包、CAN总线数据包、串行数据包为例来具体说明上述实施例一和实施例二所述的方法。

如图4所示，在发送端，当有应用层数据需要发送数据时，先将应用数据组包形成预定格式数据包，然后通过设置在应用层与底层驱动层(底层驱动层用于通过1553B、CAN或串行数据包发送或接收数据)之间的协议转换组件将预定格式数据包转换为1553B、CAN或串行数据包；在接收端，底层驱动层接收1553B、CAN或串行数据包，然后通过设置在应用层与底层驱动层之间的协议转换组件将其转换为预定格式数据包，当需要读取接收的数据时，直接从预定格式数据包解析得到数据即可得到发送端应用层所发送的数据。

如图5所示，预定格式数据包的格式包括以下字段：消息ID(本申请将标识符简称为ID)，用于约定消息的类型；发送设备ID，用于标识发送设备；接收设备ID，用于标识接收设备。

预定格式数据包的格式还包括以下字段：消息帧序号，用于标识与其对应的消息ID所标识的消息发送的次数及顺序。例如消息ID＝5，对应消息帧序号＝0，则表示ID为5的消息只发送了这一次，并未重发；若消息帧序号＝2，则表示重新发送了2次，即一共发送了3次。接收端可以根据消息帧序号判断消息是否重复或属于重发，从而判断是否应当抛弃收到的数据包。

当然，预定格式数据包的格式还包括以下字段：数据长度和数据内容，数据内容字段用于填充应用层所要发送的数据，是数据包中的实际有效内容，可以以字节及小端模式存储；数据长度是指其所在数据包中的数据内容的长度。

下面将具体阐述预定格式数据包分别与1553B数据包、CAN总线数据包、串行数据包之间的协议转换方法。

一、实际通讯数据包为1553B数据包

1553B采用数据字形式进行通讯，图6A示出了1553B数据包的格式，从图中可以看出，1553B数据包的1次数据帧内容最长为64个字节，最少为4个字节，包括以下字段：当前数据包序号、总数据包数、当前帧有效数据长度、数据内容和CRC校验和。

当前数据包序号代表组包的包序号，1个字节，有效值范围0～254，代表当前发送的数据包的序号；总数据包数，1个字节，有效值范围1～255，代表所有的数据包的总数，根据这两部分信息，就可以确认当前发送数据所在总数据的位置；当前帧有效数据长度，1个字节，有效值范围为0～60，表明当前1553B数据包中数据内容的长度；最后为8位CRC校验和，校验从当前数据包序号到CRC校验和前的所有数据。

1553B总线***主要由3部分组成：总线控制器BC、远程终端RT、总线监视器BM。1553B数据包在发送时，会指定RT地址，与预定格式数据包的接收设备ID对应。则将预定格式数据包转换为1553B数据包时，将接收设备ID转换为目标地址，与1553B实际的RT地址相匹配，将其余内容封装为1553B待发数据内容。具体地，1553B数据包没有与消息ID、发送设备ID、消息帧序号对应的字段，则将预定格式数据包中的这些字段填充在1553B的第一个数据包(也即1553B首包)的数据内容字段内，首包数据内容字段剩余空间填充一部分“预定格式数据包的数据内容”(如图6B所示)，将“预定格式数据包的数据内容”剩余部分填充在1553B的其他包数据内容字段(如图6C所示)。

当1553B接收端接收到数据时，首先判断当前数据包序号，若为0，则认为这是1个新消息包的首包数据，并将数据接收到缓存中，同时判断总数据包数量和当前帧有效数据长度，判断后续应该发送的数据包数据量和所有数据长度的有效值，并最终组成1条预定格式数据包消息。

当数据包序号发送不连续或CRC校验异常时，则认为该包数据异常，直至重新开始接收到数据包序号为0的数据，这就保证了数据的有效性和连续性。

二、实际通讯数据包为CAN总线数据包

使用CAN总线数据包的数据帧形式进行通讯，并使用扩展帧格式。如图7A所示，CAN总线数据包包括仲裁段和数据段，其中仲裁段包括以下字段：接收设备ID、消息ID、当前数据包序号、总数据包数。

在将CAN总线数据包与预定格式数据包进行转换时，二者的消息ID对应、接收设备ID对应。则将预定格式数据包转换为CAN总线数据包时，由于CAN总线数据包没有与发送设备ID对应的字段，则将发送设备ID段放入第一个CAN总线数据包(也即CAN首包)的仲裁段，并依据预定格式数据包内容拆包，将首包数据内容字段剩余空间填充一部分“预定格式数据包的数据内容”(如图7B所示)，将“预定格式数据包的数据内容”剩余部分填充在CAN的其他包数据内容字段(如图7C所示)；并将拆分后得到的当前数据包序号即总数据包数填充在CAN总线数据包的仲裁段。

接收设备在接收CAN总线数据包时，对仲裁段中的接收设备ID进行判断，属于本接收设备ID的CAN消息才进行接收，接收后，依据当前包数据序号及总数据包数，合并成CAN总数据包，对首包CAN数据的前2个字节，转为发送设备ID及消息帧序号；CAN消息处理可以依据CAN通讯协议本身的DLC段计算获得每包数据实际发送长度，并依据CAN自身的校验结果进行有效性判断。

三、实际通讯数据包为串行数据包

串行通信的数据包可以采用如图8所示的格式，该格式包括以下字段：发送数据帧头、串行数据长度、预定格式数据包中的数据内容和检验字段。其中发送数据帧头用于表示一格数据包的开始，可以人为设置为不常用的值，例如设置为0x55AA。

将预定格式数据包转换为串口数据包时，增加发送数据帧头0x55AA，先发0x55，再发0xAA，然后为预定格式数据包内容长度，然后为预定格式数据包的数据内容，然后是CRC校验和，校验和长度从串行数据长度到CRC校验和之前。

实施例三

图9示出了根据本发明实施例的一种数据发送装置的原理框图。该装置可以用于实现实施例一或者其任意可选实施方式所述的数据发送方法。如图9所示，该装置包括组包单元10、第一转换单元20和发送单元30。

组包单元10用于将待发送数据组成预定格式数据包。

第一转换单元20用于将预定格式数据包转换为实际通讯数据包；预定格式数据包符合预定数据包格式，实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求。

发送单元30用于通过对应的实际线路发送实际通讯数据包。

实施例四

图10示出了根据本发明实施例的一种数据接收装置的原理框图。该装置可以用于实现实施例二或者其任意可选实施方式所述的数据接收方法。如图10所示，该装置包括接收单元40和第二转换单元50。

接收单元40用于接收实际线路所发送的实际通讯数据包；实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求。

第二转换单元50用于将实际通讯数据包转换为预定格式数据包；预定格式数据包符合预定数据包格式；当需要读取所接收的数据时，根据预定数据包格式从预定格式数据包解析得到数据。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图11所示，该拍摄设备可以包括处理器1101和存储器1102，其中处理器1101和存储器1102可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。

处理器1101可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器1101还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器1102作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的数据发送或接收方法对应的程序指令/模块(例如，图9所示的组包单元10、第一转换单元20和发送单元30)。处理器1101通过运行存储在存储器1102中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的数据发送或接收方法。

存储器1102可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器1101所创建的数据等。此外，存储器1102可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器1102可选包括相对于处理器1101远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器1101。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器1102中，当被所述处理器1101执行时，执行如图1-2所示实施例中的数据发送或接收方法。

上述拍摄设备具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种数据发送方法，其特征在于，包括：

将待发送数据组成预定格式数据包；

将所述预定格式数据包转换为实际通讯数据包；所述预定格式数据包符合预定数据包格式，所述实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求；

通过对应的实际线路发送所述实际通讯数据包。

2.一种数据接收方法，其特征在于，包括：

接收实际线路所发送的实际通讯数据包；所述实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求；

将所述实际通讯数据包转换为预定格式数据包；所述预定格式数据包符合预定数据包格式；当需要读取所接收的数据时，根据预定数据包格式从所述预定格式数据包解析得到数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预定数据包格式包括以下字段：消息标识符、发送设备标识符、接收设备标识符、数据长度、数据内容。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定数据包格式还包括以下字段：消息帧序号，用于表示与其对应的消息标识符所标识的消息发送的次数及顺序。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实际通讯数据包的格式包括以下字段：数据内容；

所述实际通讯数据包与所述预定格式数据包之间进行转换时，包含于所述预定数据包格式、但在所述实际通讯数据包中没有对应字段的字段，与第一个所述实际通讯数据包的数据内容字段的非数据内容对应。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述实际通讯数据包的格式为串行通信数据包格式时，所述串行通信数据包格式包括以下字段：数据帧头、串行数据长度、所述预定数据包中的数据内容、校验字段。

7.一种数据发送装置，其特征在于，包括：

组包单元，用于将待发送数据组成预定格式数据包；

第一转换单元，用于将所述预定格式数据包转换为实际通讯数据包；所述预定格式数据包符合预定数据包格式，所述实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求；

发送单元，用于通过对应的实际线路发送所述实际通讯数据包。

8.一种数据接收装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收实际线路所发送的实际通讯数据包；所述实际通讯数据包符合实际线路对数据包的要求；

第二转换单元，用于将所述实际通讯数据包转换为预定格式数据包；所述预定格式数据包符合预定数据包格式；当需要读取所接收的数据时，根据预定数据包格式从所述预定格式数据包解析得到数据。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述存储器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至6任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-6任一项所述的方法。