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[SuperIO教程]1.应用场景和通讯机制

2015-8-31 21:07| 发布者: admin| 查看: 7241| 评论: 0

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1.1    应用场景

   通讯平台的交互对象包括两方面:第一、与硬件产品交互。第二、与软件产品交互。基本这两方面考虑,通讯平台一般会应用在两个场景:

1)通讯平台应用在PC机上

   主要应用在自动站的工控机上,通过RS485/RS232RJ454-20mA等方式采集硬件设备的数据信息。同时,通讯平台与服务器端的软件进行交互,负责上传数据信息,以及接收控制命令等。

2)通讯平台应用在服务器端上

   终端设备以3G/4G、有线专网、卫星等与通讯平台连接,进行数据交互,终端设备包括:PC机、移动终端(手机)、监测设备等。



1.2    通讯机制概述

   对于通讯平台来说,通讯部分始终是软件的核心,要求高实时性、高稳定性。软件架构决定了软件运行的稳定性,以及以后的扩展性,所以需要对通讯机制、控制方式进行良好的设计。

   一般采用的通讯机制为呼叫应答方式,或叫主从方式。主机发送请求命令,从机接到命令后进行校验数据的完整性,以及确定是否发给自己的命令,校验成功后,返回指定的数据信息,完成一次完整的通讯。

   呼叫应答通讯机制如下图:




1.3   串口、网络的整合

    在开发设备驱动或协议驱动的时候,对于同一个驱动模块要同时支持RS485/RS232RJ45通讯方式,避免因为协议的不同或是通讯方式的不同进行多次重复性的开发。保证业务逻辑统一的情况下,尽量减少工作量。所以,在通讯方式方面要在逻辑上统一接口,以保证整个通讯平台的通用性。

    接口设计如下图:



1.4   串口通讯机制

    由于串口通讯的特性限制,避免多个硬件设备连接到串口总线出现数据混乱现象,主要采用轮询模式的呼叫应答通迅机制。


(1)  轮询模式

   当有多个设备连接到通讯平台时,通讯平台会轮询调度设备进行通讯任务。某一时刻只能有一个设备进行发送请求命令、等待接收返回数据,这个设备完成发送、接收后,下一个设备才进行通讯任务,依次轮询设备。如下图:




1.5   网络通讯机制

    轮询通讯机制是保证数据有序的发送、接收,避免并发数据在总线上出现混乱,但是这种通讯机制是以降低性能为代价的,适用于串口通讯,在以太网通讯中显然无法充分利用网络通讯的优势。

    以太网是独立信道、可以全双工通讯。为了充分发挥以太网的优势,在轮询通讯机制的基础上增加了并发通讯模式、自控通讯模式通迅机制。一是为了提高通讯的性能,二是为了二次开发有更多自主控制权。


(1)  轮询模式

    以太网轮询通讯模式与串口通讯模式一致,如下图:



(2) 并发模式

    并发通讯模式是集中发送所有设备的请求指令,硬件设备接收到指令后进行校验,校验成功后返回对应指令的数据,通讯平台监听到数据信息后,进行接收操作,然后再进行数据的分发、处理等。如下图:



(3)  自控模式

    自控通讯模式与并发通讯模式类似,区别在于发送指令操作交给设备本身,或者说交给二次开发者,二次开发者可以自主通过事件驱动发送指令。硬件设备接收到指令后进行校验,校验成功后返回对应指令的数据,通讯平台监听到数据信息后,进行接收操作,然后再进行数据的分发、处理等。

    自控通讯模式可以为二次开发者提供精确的定时请求实时数据机制,使通讯机制更灵活。也可以利用自控通讯模式,在不发送任何数据的情况下,进行被动接收数据。如下图:



鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

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