多接口通用协议解析方法研究与实现

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现代化矿井存在各种安全监测系统,其保障着煤矿的安全生产。在这些监测系统中采用了各种各样的数据采集分站和传感器,而这些数据采集分站和传感器由不同厂家生产,且在数据传输方面使用着不同的数据传输协议和数据传输接口。致使监测系统中添加不同协议监测设备时,便需要重新开发数据采集程序,系统的扩展性、通用性差。因此研究一种方法使煤矿安全监测系统可以方便的接入不同协议的监测设备,具有重重重要的现实意义和实用价值。本课题首先调研并分析了煤矿安全监测设备的通讯方式与通讯接口,设计多接口通讯方法,将各种模式、接口的监测设备统一处理,由此将协议解析分为协议识别和数椐解析。然后分析了Modbus协议、唐山大方汇中仪表明渠流量计通讯协议等多种煤矿安全监测设备的通讯协议,给出了其报文上行帧与下行帧通用结构。协议报文下行帧通用结构分为站号属性、数据属性、命令属性、帧长属性、帧头特征、帧尾特征和校验;协议报文上行帧通用结构分为帧头组、数据组和帧尾组。其次设计了一种协议标识、设备标识、帧头、帧长和帧尾相结合的协议识别方法和通用协议解析方法。最后在此基础上设计并实现了多接口通用协议解析系统,该系统为用户提供了协议编辑功能、设备添加功能和通讯接口配置功能;能根据用户设置的通讯串口个数和参数生成对应的串行通讯接口,并建立UDP服务端和TCP服务端;根椐分站的通讯模式和巡检同期对分站进行巡检;能够按照协议项结构信息生成下行帧,对上行帧进行识别和解析。系统使用多线程技术,有效的提高了数据处理效率;采用数据缓冲区存储监测数据帧,有效的避免了数据包丢失的情况出现。最终测试结果表明,多接口通用协议解析系统能满足功能指标要求,并且具有良好的可扩展性和通用性。
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