CN110768939B - 数据帧的配置方法、设备控制方法和设备控制*** - Google Patents
数据帧的配置方法、设备控制方法和设备控制*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种数据帧的配置方法、设备控制方法和设备控制***。其中，数据帧的配置方法包括：根据将要处理的功能，确定功能对应的功能码和功能数据；根据功能码和功能数据，配置数据帧，其中，其中，功能码被配置在功能码字段中，功能码字段位于数据帧的数据部分的头部，功能数据被配置在数据帧的有效数据字段中。通过本发明，按照将要处理的功能配置数据帧，解决了相关技术中电力调峰***的帧格式导致***的扩展性差的问题，提高了电力调峰***的扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种数据帧的配置方法、设备控制方法和设备控制***。
背景技术
通常电力调峰***中设备与集中器之间的数据传输是通过协议的方式来约定好通信规则。大多数电力调峰***集中器与设备间所采用通信方式为无线通信或电力线载波通信，此种方式的数据传输为主从点名式，即由集中器点名从机数据。在电力调峰***中通过调峰动作是对同种或功能相似的设备做相同的数据下发，其中数据为固定的帧格式即头码+设备地址+有效数据+校验码+尾码，获取设备的状态或控制设备，这种方式需要知道设备的地址，并对整体数据获取或发送。由于所有的数据只能一帧发送或接收，当有新的功能增加时，每个设备都需更改整体帧的解析位。
例如，当前电力调峰***中有10台空调和10台风扇，其原本控制数据组成如表1所示。
表1现有技术中的设备的功能与控制数据的对应关系表
由于数据帧的格式为：头码+设备地址+有效数据+校验码+尾码，在这种格式下由于并没有指示数据起始地址以及数据个数的字段，所以有效数据只能将Byte0到Byte3全部发送(即每个设备均知道有效数据的长度，该长度是固定的)。如果此时需要再增加对空调“运行模式”的控制，则每台空调都需要更新整体帧的解析；同样如果风扇增加“运行模式”的控制，则每台风扇都需要更新整体帧的解析。此处的更新是无论风扇或空调是否执行“运行模式”的控制，均需要更新解析，否则按照新的帧格式，由于有效数据被加长一个字节，将无法按照原来有效数据的长度做校验。
由此可见，现有的电力调峰***的帧格式导致通信扩展性差；现有的电力调峰***的帧格式按照设备地址控制设备也导致了通信效率低的问题。
发明内容
本发明提供了一种数据帧的配置方法、设备控制方法和设备控制***，以至少解决相关技术中电力调峰***的帧格式导致***的扩展性差的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种数据帧的配置方法，所述方法包括：
根据将要处理的功能，确定所述功能对应的功能码和功能数据；
根据所述功能码和所述功能数据，配置数据帧，其中，其中，所述功能码被配置在功能码字段中，所述功能码字段位于所述数据帧的数据部分的头部，所述功能数据被配置在所述数据帧的有效数据字段中。
第二方面，本发明实施例提供了一种设备控制方法，所述方法包括：
控制端根据第一方面所述的数据帧的配置方法配置第一数据帧，其中，所述第一数据帧的功能码字段中配置的功能码为控制码或者查询码；
所述控制端发送所述第一数据帧给设备，以供所述设备根据所述第一数据帧进行功能处理。
第三方面，本发明实施例提供了一种设备控制***，所述***包括：控制端和设备，其中，所述控制端根据第一方面所述的设备控制方法控制所述设备。
通过本发明实施例提供的数据帧的配置方法、设备控制方法和设备控制***，采用根据将要处理的功能，确定功能对应的功能码和功能数据；根据功能码和功能数据，配置数据帧，其中，其中，功能码被配置在功能码字段中，功能码字段位于数据帧的数据部分的头部，功能数据被配置在数据帧的有效数据字段中的方式，按照将要处理的功能配置数据帧，解决了相关技术中电力调峰***的帧格式导致***的扩展性差的问题，提高了电力调峰***的扩展性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的数据帧的配置方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的数据帧的帧结构示意图；
图3是根据本发明实施例的设备控制方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的设备控制***的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的电力调峰***的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本实施例中提供了一种数据帧的配置方法，图1是根据本发明实施例的数据帧的配置方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
步骤S101，根据将要处理的功能，确定功能对应的功能码和功能数据；
步骤S102，根据功能码和功能数据，配置数据帧，其中，功能码被配置在功能码字段中，功能码字段位于数据帧的数据部分的头部，功能数据被配置在数据帧的有效数据字段中。
通过上述步骤，根据将要处理的功能来确定功能对应的功能码和功能数据，并且将功能码字段配置在位于数据帧的数据部分的头部的功能码字段中，从而实现了根据功能控制设备，并且设备能够根据在数据部分中最先解析出来的功能码来确定该数据帧是否与自身有关，进而提高了通信效率。在需要对功能进行扩展时，只需要对有关的设备的解析协议进行更新，而与扩展无关的设备无需进行解析协议更新，提高了***的扩展性。在电力调峰***中应用上述数据帧的配置方法，就能够解决电力调峰***的扩展性差的问题。
可选地，数据帧至少包括但不限于：功能码字段、数据长度字段、数据类别字段、起始地址字段、有效数据字段和校验字段。
其中，功能码字段用于表示对数据应用属性的描述，对其功能进行划分；数据长度字段用于表示有效数据的具体长度；数据类别字段用于根据功能码定义有效数据。起始地址字段用于根据功能码定义有效数据的位置。
其中，在有效数据字段中的数据包括：对应于功能码的具体功能数据。例如，当功能码为有关风速的控制码时，这些具体功能数据可用于表示需要调整的风速的具体数值；当功能码为有关风速的状态码时，这些具体功能数据可用于表示设备调整风速后的风速的具体数值或者设备调整风速是否成功的状态值；当功能码为有关风速的查询码时，这些具体功能数据可以为空；当功能码为有关风速的应答码时，这些具体功能数据可用于表示设备当前风速的具体数值。
需要说明的是，一个完整的数据帧包括帧头(又称为头码)、数据部分和帧尾(又称为尾码)，在本实施例中所称的功能码字段是指数据帧的数据部分(功能码字段、数据长度字段、数据类别字段、起始地址字段、有效数据字段和校验字段)的第一个字段。
可选地，在数据帧中不再包含表示设备地址的地址字段。
可选地，数据帧中的功能码字段、数据长度字段、数据类别字段、起始地址字段和校验字段的数据长度固定。
可选地，数据帧中的有效数据字段的数据长度可变。
图2是根据本发明实施例的数据帧的帧结构示意图。需要说明的是，由于在本实施例中不涉及帧头、帧尾的改造，因此在本发明实施例的帧结构示意图中均未示出帧头和帧尾。
如图2所示，可选地，数据帧中的功能码字段的数据长度为1字节(Byte)、数据长度字段的数据长度为1字节、数据类别字段的数据长度为1字节、起始地址字段的数据长度为1字节、有效数据字段的数据长度为N字节和校验字段的数据长度为2字节，其中N为大于或等于1的正整数。需要说明的是，上述的各项数据长度仅仅为一个优选的示例，在实际应用时，数据长度可以根据需要进行调整。
可选地，功能码包括以下之一：控制码、状态码、查询码、应答码。携带控制码的数据帧用于控制端对设备的控制，携带状态码的数据帧用于设备响应控制端发送的携带控制码的数据帧；携带查询码的数据帧用于控制端查询设备的状态，携带应答码的数据帧用于设备响应控制端发送的携带查询码的数据帧。
在本实施例中还提供了一种设备控制方法，图3是根据本发明实施例的设备控制方法的流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤：
步骤S301，控制端根据数据帧的配置方法配置第一数据帧，其中，第一数据帧的功能码字段中配置的功能码为控制码或者查询码；
步骤S302，控制端发送第一数据帧给设备，以供设备根据第一数据帧进行功能处理。
可选地，方法还包括：设备接收第一数据帧；设备从功能码字段开始解析第一数据帧；在解析出功能码字段中的功能码为与设备相关的功能码的情况下，设备继续解析第一数据帧的其他字段；设备根据有效数据字段中的功能数据，处理设备与功能码相应的功能。
可选地，方法还包括：在解析出功能码字段中的功能码为与设备不相关的功能码的情况下，设备不再解析第一数据帧的其他字段，并丢弃第一数据帧。
可选地，在设备根据有效数据字段中的功能数据，处理设备与功能码相应的功能之后，方法还包括：设备根据上述数据帧的配置方法配置第二数据帧，其中，第二数据帧的功能码字段中配置的功能码为状态码或者应答码；设备发送第二数据帧至控制端。
在本实施例中还提供了一种设备控制***，图4是根据本发明实施例的设备控制***的结构示意图，如图4所示，该***包括：控制端41和设备42，其中，控制端41根据上述的设备控制方法控制设备。
上述设备控制方法可以应用到电力调峰***中，图5是根据本发明实施例的电力调峰***的结构示意图，如图5所示，该***中控制端包括：远程客户端、主/备服务器、网络(因特网，以及移动通信网络)、集中器；设备可通过无线通信模块(例如图5中所示的LoRa模块)或者有线通信(包括但不限于以太网通信、电力线载波通信等)与集中器进行无线通信。
另外，结合上述实施例中的的数据帧的配置方法或者设备控制方法，本发明实施例可分别提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种数据帧的配置方法或者设备控制方法。
为了使本发明实施例的描述更加清楚，下面结合优选实施例进行描述和说明。
本优选实施例提供了一种基于上述的数据帧的配置方法和设备控制方法的电力调峰方法。
参考图2所示的帧结构，在本优选实施例中数据帧是去除掉设备地址，不再对设备进行地址区分，所有设备的数据进行分类整合，不同类型的设备均解析同样的一条数据帧。以控制码为例，在表2中示出了控制功能码与被控制功能的对应关系。
表2本实施例中控制功能码与被控制功能的对应关系表
当上层需要做电力调峰，需对设备进行限制用电，则下发一帧控制功能码的指令，此时转发到设备中只有一帧数据，而风扇和空调则根据这帧数据的功能码做判断，如果是控制功能码则按照协议解析寻找是否有包含自身控制信息的数据帧，如果存在则设备按照该功能帧进行相应。
使用这种方式当空调和风扇中有需要新增“运行模式”，此时只需要在协议的任意地方增加，并对需要解析的设备进行升级或直接加入通信网络，上层下发控制“运行模式”时已有或不需要升级的设备则不会响应“运行模式”的操作，当下层下发控制原有的功能时，也依然能够响应。
根据设备之间不同功能应用，对协议数据以及设备进行划分，通过功能码的方式来区分数据以及设备不同的用途，被分配为同一功能的数据和设备，设备只解析其功能码的数据，使数据发送时不需要知道设备的地址，某一帧功能数据的改变不会影响其它的数据帧发送，当有新功能增加时，只需要相关的设备增加对应的功能码解析，其余不涉及的设备保持原有的数据解析，大大增加协议的通用性，扩展性，提升通信效率。
上述优选实施例是以功能码为控制码为例进行说明的，除此以外，功能码还可以是状态码、查询码或者应答码。其中，控制码对应于状态码，合称为控制/状态码，携带控制/状态码的数据帧称为控制/状态功能帧。查询码对应于应答码，合称为查询/应答码，携带查询/应答码的数据帧称为查询/应答功能帧。
控制/状态功能帧功能用于主机发送控制数据，子机发送自身的状态数据。其数据类别包含涉及被控制设备下的具体控制数据类别，联合功能码用以关联数据和设备；起始地址包含具体数据的位置，同时也可联合功能码、数据类别以及起始地址完成数据与设备的关联；其有效数据包含主要控制/状态数据。
查询/应答功能帧的功能用于查询设备节点数据，其数据类别包含涉及被控制设备下的具体控制数据类别，联合功能码用以关联数据和设备；其起始地址包含具体数据的位置，同时也可联合功能码、数据类别以及起始地址完成数据与设备的关联；其有效数据包含查询的数据。
综上所述，通过本发明实施例，对应用数据以及设备的功能进行划分，可对不同功能的数据以及设备直接进行分类，当有新功能增加时，只需要相关的设备增加对应的功能码解析，其余不涉及的设备保持原有的数据解析，大大增加协议的通用性，扩展性，提升通信效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种数据帧的配置方法，其特征在于，所述方法包括：
根据将要处理的功能，确定所述功能对应的功能码和功能数据；
根据所述功能码和所述功能数据，配置数据帧，其中，所述功能码被配置在功能码字段中，所述功能码字段位于所述数据帧的数据部分的头部，所述功能数据被配置在所述数据帧的有效数据字段中；所述功能数据是对应于功能码的具体数值或状态值；在数据帧中不再包含表示设备地址的地址字段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据帧至少包括：功能码字段、数据长度字段、数据类别字段、起始地址字段、有效数据字段和校验字段。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据帧中的功能码字段、数据长度字段、数据类别字段、起始地址字段和校验字段的数据长度固定。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据帧中的有效数据字段的数据长度可变。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数据帧中的功能码字段的数据长度为1字节、数据长度字段的数据长度为1字节、数据类别字段的数据长度为1字节、起始地址字段的数据长度为1字节、有效数据字段的数据长度为N字节和校验字段的数据长度为2字节，其中N为大于或等于1的正整数。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述功能码包括以下之一：控制码、状态码、查询码、应答码。
7.一种设备控制方法，其特征在于，所述方法包括：
控制端根据权利要求1至5中任一项所述的数据帧的配置方法配置第一数据帧，其中，所述第一数据帧的功能码字段中配置的功能码为控制码或者查询码；
所述控制端发送所述第一数据帧给设备，以供所述设备根据所述第一数据帧进行功能处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述设备接收所述第一数据帧；
所述设备从所述功能码字段开始解析所述第一数据帧；
在解析出所述功能码字段中的功能码为与所述设备相关的功能码的情况下，所述设备继续解析所述第一数据帧的其他字段；
所述设备根据所述有效数据字段中的功能数据，处理所述设备与所述功能码相应的功能。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在解析出所述功能码字段中的功能码为与所述设备不相关的功能码的情况下，所述设备不再解析所述第一数据帧的其他字段，并丢弃所述第一数据帧。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述设备根据所述有效数据字段中的功能数据，处理所述设备与所述功能码相应的功能之后，所述方法还包括：
所述设备根据权利要求1至5中任一项所述的数据帧的配置方法配置第二数据帧，其中，所述第二数据帧的功能码字段中配置的功能码为状态码或者应答码；
所述设备发送所述第二数据帧至所述控制端。
11.一种设备控制***，其特征在于，所述***包括：控制端和设备，其中，所述控制端根据权利要求7至10中任一项所述的设备控制方法控制所述设备。
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