專利名稱：多功能電能表通信協(xié)議棧的開發(fā)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能電能表通信協(xié)議棧的開發(fā)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通信協(xié)議是隨著電表行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，從最初的抄讀電量到現(xiàn)在抄讀電量、需量、時時量、負(fù)荷曲線、事件記錄、報警信息等。以后還有事件上報、程序自檢、客戶查詢、程序升級等等功能，客戶的需求越來越豐富，然而現(xiàn)有電表通信協(xié)議的架構(gòu)滯后于客戶需求的發(fā)展(見圖5)，從圖5可見其數(shù)據(jù)處理方式上按交互方式分開，各自為戰(zhàn)并未有效統(tǒng)一。沒有儀表對象管理模塊，客戶條件的變化需要通過大量程序修改體現(xiàn)。通信的協(xié)議處理上是一個.C文件處理到底，沒有有效的模塊化，只有應(yīng)用進(jìn)程，不利于多協(xié)議的并存開發(fā)。其應(yīng)用進(jìn)程包攬了所有任務(wù)，即處理編解碼又處理訪問數(shù)據(jù)和調(diào)度，并且沒有對象管理，程序中使用大量switch語句或條件語句枚舉所有對象并對對象進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，難以滿足日益豐富的客戶需求。客戶條件的變化使得程序員維護(hù)程序時非常困難導(dǎo)致協(xié)議擴(kuò)展或者改變引起的軟件維護(hù)成本很高。在數(shù)據(jù)處理上通信、顯示、事件、計量是各自獨(dú)立的訪問數(shù)據(jù)，寫通信的程序員會書寫一份數(shù)據(jù)訪問函數(shù)，寫顯示的程序也寫一份數(shù)據(jù)訪問函數(shù)，做事件處理的程序員也寫一份數(shù)據(jù)訪問函數(shù)，如此導(dǎo)致大量的單片機(jī)資源被浪費(fèi)，代碼功能的重復(fù)書寫、可維護(hù)性很低，增加了訪問出錯率、程序容量和調(diào)試成本。因此如何降低維護(hù)成本，滿足各種不同的客戶需求、不同的平臺移植，是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能有效降低維護(hù)成本、滿足客戶日益豐富的需求，能兼容不同協(xié)議的多功能電能表通信協(xié)議棧的開發(fā)系統(tǒng)。 本發(fā)明多功能電能表通信協(xié)議開發(fā)系統(tǒng)，包括通信協(xié)議棧和應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元，所述通信協(xié)議棧具有用于識別和調(diào)用不同具體協(xié)議的三層框架和具體協(xié)議三層模塊，所述三層框架由物理層、鏈路層、應(yīng)用層組成，所述具體協(xié)議三層模塊是將所有的具體協(xié)議都劃分成的物理層模塊、鏈路層模塊、應(yīng)用層模塊，所述應(yīng)用數(shù)據(jù)單元包括數(shù)據(jù)處理庫及對象管理模塊，數(shù)據(jù)處理庫中建有函數(shù)庫，該函數(shù)庫基于對象管理的存儲結(jié)構(gòu)建立，所述對象管理模塊對對象采用列表的方式管理，數(shù)據(jù)處理庫為通信、顯示、事件、計量等各種訪問提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理接口。 所述三層框架的物理層嵌入具體協(xié)議三層模塊的物理層處理函數(shù)，三層框架的鏈路層嵌入具體協(xié)議三層模塊的鏈路層模塊處理函數(shù)，三層框架的應(yīng)用層嵌入具體協(xié)議三層模塊的應(yīng)用層模塊處理函數(shù)，通過模式字控制調(diào)用的協(xié)議種類和具體調(diào)用函數(shù)。所述對象管理模塊采用樹型建模方式按數(shù)據(jù)標(biāo)識建樹，由上位機(jī)軟件生成對象管理的.C文件，文件的主體包括對象樹結(jié)構(gòu)和對象對應(yīng)的存儲結(jié)構(gòu)，每一棵樹的葉子對應(yīng)一個具體的存儲結(jié)構(gòu)，存儲結(jié)構(gòu)包括對象、權(quán)限管理、存儲位置、存儲格式、訪問函數(shù)。所述數(shù)據(jù)處理庫的函數(shù)庫由基本函數(shù)庫和擴(kuò)展函數(shù)庫兩部分組成。本發(fā)明系統(tǒng)還具有底層函數(shù)接口模塊，用于通過所述三層框架的物理層實(shí)現(xiàn)不同硬件平臺上的移植。 本發(fā)明系統(tǒng)，由于構(gòu)建了用于調(diào)度多個具體協(xié)議的三層框架，并且無論哪種具體協(xié)議都劃成與之對應(yīng)的三層模塊，這樣便于每一部分的移值，并且可以很好的兼容其他協(xié)議。在應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元部分，提出對象管理模塊，對對象統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)處理庫是基于對象管理的訪問實(shí)現(xiàn)。并給出和底層的交互接口，便于平臺改變移植。因此本發(fā)明系統(tǒng)能對各種交互方式進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)一訪問、減少程序空間資源開銷，減少不同程序員書寫導(dǎo)致的兼容性錯誤，能實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的管理，有利于多協(xié)議的并存開發(fā)，方便增、減、修改，有效降低了電表通信程序維護(hù)的成本，很好地滿足了客戶的不同需求及實(shí)現(xiàn)平臺的改變移植。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖。
圖2本發(fā)明系統(tǒng)中協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明系統(tǒng)中函數(shù)庫的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明系統(tǒng)中對象模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1反映了本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，圖中可以看出本發(fā)明系統(tǒng)主要由應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元和通信協(xié)議棧組成，交互方式和底層接口是系統(tǒng)與外圍的聯(lián)系。應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元由數(shù)據(jù)處理庫和對象管理兩部分組成。此系統(tǒng)與外圍的交互方式豐富，不但可以應(yīng)用于通信，還應(yīng)用于顯示和事件記錄等其他。系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問需要調(diào)用底層接口。接口部分根據(jù)硬件平臺不同而不同。 圖2反映了通信協(xié)議棧的具體構(gòu)成，該協(xié)議棧具有用于識別和調(diào)用具體協(xié)議的三層框架和具體協(xié)議三層模塊，三層框架是圖左半邊的物理層，鏈路層和應(yīng)用層。具體協(xié)議三
層模塊是將所有的具體協(xié)議都劃分成的物理層模塊、鏈路層模塊、應(yīng)用層模塊。 圖3是應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元部分的數(shù)據(jù)處理庫組成，其構(gòu)成方式由基本函數(shù)庫和擴(kuò)
展函數(shù)庫組成?；竞瘮?shù)庫的調(diào)用是基于對象管理中的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)。其函數(shù)主體不會根
據(jù)協(xié)議不同而改變。擴(kuò)展函數(shù)庫是根據(jù)客戶需要和協(xié)議不同擴(kuò)展出的函數(shù)庫。 圖4是應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元部分的對象管理框圖。包括對象建模和對象存儲結(jié)構(gòu)兩
部分。對象建模根據(jù)協(xié)議的不同可以有所不同，本系統(tǒng)實(shí)例的DLT645-2007協(xié)議是樹形建
模管理。對象存儲結(jié)構(gòu)內(nèi)容固定包括權(quán)限管理、存儲位置、存儲格式、訪問函數(shù)4部分組成。 下面以通信協(xié)議DL/T645-2007的實(shí)施為例對本發(fā)明做詳細(xì)介紹 首先設(shè)計物理層、鏈路層、應(yīng)用層三層框架，建立格式為^.(:， PH.H; ， DL.C， D
L.H;AP.C， AP.H文件。這些文件是用于多協(xié)議并存的總的調(diào)度接口，具有框架性質(zhì)，一旦
設(shè)計完成，后續(xù)維護(hù)無需重新繼續(xù)。其實(shí)現(xiàn)方式是定義一個消息機(jī)制的模式字和一個協(xié)議
模式字。消息機(jī)制模式字中包含有物理層解碼、編碼標(biāo)志；鏈路層解碼、編碼標(biāo)志；應(yīng)用層
的解碼、編碼標(biāo)志；應(yīng)用進(jìn)程的執(zhí)行操作標(biāo)志。協(xié)議模式字中包含各種不同協(xié)議的標(biāo)志，如
DL645-1997， DL645-2007， mudbus， IEC62056協(xié)議等。消息機(jī)制模式字是用于三層行為交
互，協(xié)議模式字用于協(xié)議模塊的選擇。當(dāng)物理層編碼或解碼標(biāo)志有效時，程序開始調(diào)度具體協(xié)議的物理層模塊，根據(jù)查找協(xié)議模式字決定執(zhí)行的那種協(xié)議的物理層，如果有多個協(xié)議 并存，則順序執(zhí)行所有協(xié)議的物理層，執(zhí)行完畢后設(shè)置相應(yīng)的鏈路層消息模式字已備鏈路 層執(zhí)行時判斷。鏈路層和應(yīng)用層執(zhí)行方式雷同。 2、設(shè)計具體協(xié)議三層模塊，即將所有通信協(xié)議都設(shè)計成具有物理層模塊、鏈路層
模塊、應(yīng)用層模塊的三層模塊形式，設(shè)計DL/T645-2007的三層模塊就是PH_645_2007. C， PH_645_2007. H ;DL_645_2007. C， DL_645_2007. H ;AP_645_2007. C， AP_645_2007. H。 這些文件分別設(shè)計各自層的編解碼函數(shù)。 3、設(shè)計應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元中的對象管理，例如DL/T645-2007通信協(xié)議的儀表對
象OBIS. C文件。對于這個對象管理可以采用各種存儲建模方式樹型建模、無序列表、有序
列表、堆棧結(jié)構(gòu)等。每一個數(shù)據(jù)對象必須包含自身的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，這個數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)用于
存儲訪問的信息。其內(nèi)容包括權(quán)限管理，存儲位置，存儲格式，訪問函數(shù)。 對象權(quán)限管理。包括通信權(quán)限，顯示權(quán)限，密碼等級要求，是否鉛封等。 存儲位置，指對象存儲的地址。存儲格式，包括單位和尺度。
訪問函數(shù)包括寫前檢查函數(shù)，寫后執(zhí)行函數(shù)，讀取調(diào)用函數(shù)。 所有對象存儲結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性是保證數(shù)據(jù)處理函數(shù)的統(tǒng)一性。 4、設(shè)計應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元。應(yīng)用數(shù)據(jù)單元包括數(shù)據(jù)處理庫及對象管理模塊 先設(shè)計對象管理模塊。以對象數(shù)據(jù)標(biāo)識建樹方式管理對象，然后是設(shè)計每個葉子
對應(yīng)的存儲結(jié)構(gòu)。 然后根據(jù)設(shè)計的存儲結(jié)構(gòu)結(jié)合實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計數(shù)據(jù)處理庫，建立函數(shù)庫一旦數(shù) 據(jù)處理庫設(shè)計成功，以后基本不需要更改只需要添加功能擴(kuò)展。如果實(shí)現(xiàn)多個協(xié)議，則設(shè)計 多個對象管理。但設(shè)計的帶有基本函數(shù)庫的數(shù)據(jù)處理庫不變，只需添加功能擴(kuò)展函數(shù)。
設(shè)計統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理接口，為通信、顯示、事件、計量等各種訪問提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù) 處理接口 。不同的協(xié)議數(shù)據(jù)處理接口函數(shù)不一樣，這些函數(shù)庫組成DATAACCESS. C文件。下 面提供DL/T645-2007協(xié)議的部分?jǐn)?shù)據(jù)接口函數(shù)?；镜臄?shù)據(jù)處理函數(shù)庫必須包括如下幾 部分 _FindServerRight查找服務(wù)對象的正確性。
_FindRi ght ;查找讀取操作的權(quán)限允許。 _ReadData();讀取數(shù)據(jù)。DLT645-2007協(xié)議ReadData函數(shù)由2大操作組成，第一 是簡單操作讀取，也就是非塊操作讀取第二是塊操作讀取，塊操作讀取可看出是對簡單操 作讀取的重復(fù)循環(huán)操作。 包括子函數(shù)ReadData_single()〃讀取單一數(shù)據(jù)、ReadData_Block () 〃讀取塊 操作數(shù)據(jù) 寫函數(shù)庫包括
_WriteData () 〃寫數(shù)據(jù)
_WriteEvent () 〃寫事件
_WriteFuHe () 〃寫負(fù)荷曲線 DataChange()數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)。根據(jù)訪問方式要求不同，將讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如通信訪問時需要倒壓縮BCD格式，顯示和事件記錄時需要HEX數(shù)據(jù)格式。
本發(fā)明的通信協(xié)議棧和應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元可以并行開發(fā)。 按照上述的設(shè)計方式，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的管理，方便增、減、修改，有效降低了 電表通信程序維護(hù)的成本，很好地滿足了客戶的不同需求及實(shí)現(xiàn)平臺的改變移植。
權(quán)利要求
一種多功能電能表通信協(xié)議開發(fā)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括通信協(xié)議棧和應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元，所述通信協(xié)議棧具有用于識別調(diào)用具體協(xié)議的三層框架和具體協(xié)議三層模塊，所述三層框架由物理層、鏈路層、應(yīng)用層組成，所述具體協(xié)議三層模塊是將所有的具體協(xié)議都劃分成的物理層模塊、鏈路層模塊、應(yīng)用層模塊，用于所述三層框架調(diào)用某個具體協(xié)議；所述應(yīng)用數(shù)據(jù)單元包括數(shù)據(jù)處理庫及對象管理模塊，數(shù)據(jù)處理庫中建有函數(shù)庫，該函數(shù)庫基于對象管理的存儲結(jié)構(gòu)建立，所述對象管理模塊對對象采用列表的方式管理，數(shù)據(jù)處理庫為通信、顯示、事件、計量等各種訪問提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理接口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電能表通信協(xié)議開發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述三層框架 的物理層嵌入具體協(xié)議三層模塊的物理層處理函數(shù)，三層框架的鏈路層嵌入具體協(xié)議三層 模塊的鏈路層模塊處理函數(shù)，三層框架的應(yīng)用層嵌入具體協(xié)議三層模塊的應(yīng)用層模塊處理 函數(shù)，通過模式字控制調(diào)用的協(xié)議種類和具體調(diào)用函數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能電能表通信協(xié)議開發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述對 象管理模塊采用樹型建模方式按數(shù)據(jù)標(biāo)識建樹，由上位機(jī)軟件生成對象管理的.C文件，文 件的主體包括對象樹結(jié)構(gòu)和對象對應(yīng)的存儲結(jié)構(gòu)，每一棵樹的葉子對應(yīng)一個具體的存儲結(jié) 構(gòu)，存儲結(jié)構(gòu)包括對象、權(quán)限管理、存儲位置、存儲格式、訪問函數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能電能表通信協(xié)議開發(fā)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還 具有底層函數(shù)接口模塊，用于通過所述三層框架的物理層實(shí)現(xiàn)不同硬件平臺上的移植。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能電能表通信協(xié)議開發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù) 處理庫的函數(shù)庫由基本函數(shù)庫和擴(kuò)展函數(shù)庫兩部分組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能電能表通信協(xié)議棧的開發(fā)系統(tǒng)，包括通信協(xié)議棧和應(yīng)用數(shù)據(jù)處理單元，所述通信協(xié)議棧具有用于識別和調(diào)用不同具體協(xié)議的三層框架和具體協(xié)議三層模塊，所述三層框架由物理層、鏈路層、應(yīng)用層組成，所述具體協(xié)議三層模塊是將所有的具體協(xié)議都劃分成的物理層模塊、鏈路層模塊、應(yīng)用層模塊，所述應(yīng)用數(shù)據(jù)單元包括數(shù)據(jù)處理庫及對象管理模塊，數(shù)據(jù)處理庫中建有函數(shù)庫，該函數(shù)庫基于對象管理的存儲結(jié)構(gòu)建立，所述對象管理模塊對對象采用列表的方式管理，數(shù)據(jù)處理庫為通信、顯示、事件、計量等各種訪問提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理接口。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的管理，方便修改，有效降低了電表通信程序維護(hù)的成本，很好地滿足了客戶的不同需求及實(shí)現(xiàn)平臺的改變移植。
文檔編號G06F17/30GK101789944SQ20101010704
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者劉益群, 張利平, 李先懷, 童嶸 申請人:威勝集團(tuán)有限公司