专利名称：数控系统中实现数据传输的通信方法
技术领域：
本发明涉及数控系统应用技术领域，特别涉及数控系统中的通信技术领域，具体 是指一种数控系统中实现数据传输的通信方法。
背景技术：
数控系统在目前的自动化生产领域中占据着非常重要的地位，其能够从一个方面 反应国家发展和生产力水平的科技化程度。衡量数控系统优劣的重要指标之一就是其可靠 性，通常，运用数控技术的自动化生产设备的工作环境较为恶劣，受大功率机电的干扰也较 大，因此，数控系统的通讯可靠性和安全性成为衡量数控设备性能的重要指标。现有的数控 系统中缺乏适合其工作环境的专用的通讯技术，导致数控系统中数据传输的实时性、高效 性、安全性以及稳定性都难以得到充分保证。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种适合数控系统的工作环 境，并能有效保证数控系统通讯实时、高效、安全、稳定，且应用范围较为广泛的数控系统中 实现数据传输的通信方法。为了实现上述的目的，本发明的数控系统中实现数据传输的通信方法包括以下步 骤(1)主机接收触发命令，并封装命令帧；(2)主机向从机发送所述的命令帧；(3)从机接收到所述的命令帧并存储；(4)从机检验并执行所接收到的命令帧；(5)从机根据检验结果向主机发送回应帧；(6)主机根据接收到的回应帧判断通信是否成功，若是，则结束本次通信，若否，则 返回步骤O)。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的命令帧和回应帧的结构均顺序 包括帧头、长度码、内容码和校验码。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的帧头、长度码、内容码和校验码 的长度均为一个字节。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的校验码为循环冗余校验码。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的命令帧和回应帧还包括位于内 容码和校验码之间的数据码。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的命令帧的数据码的长度为零到 十个字节。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的回应帧的数据码包括I/O状态 信息、坐标信息、参数信息或通讯结果信息。
该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的命令帧的内容码为命令码，所 述的回应帧的内容码为回应码。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的命令帧还包括位于命令码之后 的子命令码。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的回应帧还包括位于回应码之后 的子回应码。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的步骤(1)具体包括以下步骤(11)主机接收到触发命令；(12)主机将所接收到的触发命令封装为所述的命令帧；(13)主机设置为禁止接收触发命令状态。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的步骤( 具体包括以下步骤(21)主机向从机发送所述的命令帧；(22)主机将命令帧发送次数η设置为η+1。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的步骤0 之后还包括以下步 骤(23)主机启动计时；(24)在经过预设的时间前，若主机收到从机发送的回应帧，则进入步骤(6)，若未 收到，则返回步骤01)。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的步骤C3)具体包括以下步骤(31)从机接收主机发送的命令帧；(32)从机将命令帧接收次数m设置为m+1 ；(33)从机将接收到的命令帧存储于接收缓冲区；(34)从机设置为禁止接收命令帧状态。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的步骤(4)具体包括以下步骤(41)从机检验所接收到的命令帧的帧头是否正确，若是，则进入步骤(42)，若否， 则进入步骤(44)；(42)从机检验所接收到的命令帧的长度码是否正确，若是，则进入步骤(43)，若 否，则进入步骤(44)；(43)从机根据所述的命令帧的校验码检验所接收到的命令帧是否正确，若是，则 进入步骤(47)，若否，则进入步骤(44)；(44)从机判断命令帧接收次数m是否为3，若是，则进入步骤(45)，若否，则进入步 骤(46)；(45)从机发出通信错误信息，将命令帧接收次数m设置为0，并进入步骤06)；(46)生成通信错误回应码，并进入步骤(5)；(47)从机执行所述的命令帧的命令；(48)从机将命令帧接收次数m设置为0 ；(49)从机生成通信正确回应码，并进入步骤(5)。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的步骤G7)具体包括以下步骤(47a)从机执行所述的命令帧中命令码的相关命令；
(47b)从机执行所述的命令帧中子命令码的相关命令。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的步骤( 具体包括以下步骤(51)从机向主机发送所生成的回应码；(52)从机设置为允许接收命令帧状态。该数控系统中实现数据传输的通信方法中，所述的步骤(6)具体包括以下步骤(61)主机判断所接收到的回应码，若为通信正确回应码，则进入步骤(64)，若为 通信错误回应码，则进入步骤(62)；(62)主机判断命令帧发送次数η是否为3，若是，则进入步骤(63)，若否，则返回步 骤⑵；(63)主机发出通信错误信息，并将命令帧发送次数η设置为0 ；(64)主机设置为允许接收触发命令状态，并清零命令帧发送次数η，结束本次通
fn °采用了该发明的数控系统中实现数据传输的通信方法，其由主机发起通信，在主 机接收触发命令，并封装命令帧，并向从机发送所述的命令帧后，从机接收命令帧并检验， 然后向主机发送回应帧，该方法可灵活应用于现有的数控系统中的各种通讯接口上，且该 方法中数据通过帧编码结构传输，能够有效保证数控系统通讯的实时性、高效性、安全性和 稳定性，且本发明的数控系统中实现数据传输的通信方法应用方式简便，应用范围较为广 泛。
图1为本发明的数控系统中实现数据传输的通信方法的步骤流程图。图2利用本发明的方法进行数控系统中的数据传输的通信机制示意图。图3利用本发明的方法在数控系统中的主机中组装并发送命令帧的步骤流程图。图4利用本发明的方法在数控系统中的从机处理命令帧并发送回应帧的步骤流 程图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，为本发明的数控系统中实现数据传输的通信方法的步骤流程 图。在一种实施方式中，所述的数控系统中实现数据传输的通信方法包括以下步骤(1)主机接收触发命令，并封装命令帧；(2)主机向从机发送所述的命令帧；(3)从机接收到所述的命令帧并存储；(4)从机检验并执行所接收到的命令帧；(5)从机根据检验结果向主机发送回应帧；(6)主机根据接收到的回应帧判断通信是否成功，若是，则结束本次通信，若否，则 返回步骤O)。在该实施方式中，所述的命令帧和回应帧的结构均顺序包括帧头、长度码、内容码和校验码。在一种较优选的实施方式中，所述的帧头、长度码、内容码和校验码的长度均为一 个字节。所述的校验码为循环冗余校验码。在另一种较优选的实施方式中，所述的命令帧和回应帧还包括位于内容码和校验 码之间的数据码。所述的命令帧的数据码的长度为零到十个字节。所述的回应帧的数据码 包括I/O状态信息、坐标信息、参数信息或通讯结果信息。在又一种较优选的实施方式中，所述的命令帧的内容码为命令码，所述的回应帧 的内容码为回应码。在一种进一步优选的实施方式中，所述的命令帧还包括位于命令码之后的子命令 码。所述的回应帧还包括位于回应码之后的子回应码。在一种优选的实施方式中，本发明的数控系统中实现数据传输的通信方法的步骤 (1)具体包括以下步骤(11)主机接收到触发命令；(12)主机将所接收到的触发命令封装为所述的命令帧；(13)主机设置为禁止接收触发命令状态，所述的步骤( 具体包括以下步骤(21)主机向从机发送所述的命令帧；
(22)主机将命令帧发送次数η设置为n+1，所述的步骤(3)具体包括以下步骤(31)从机接收主机发送的命令帧；(32)从机将命令帧接收次数m设置为m+1 ；(33)从机将接收到的命令帧存储于接收缓冲区；(34)从机设置为禁止接收命令帧状态，所述的步骤具体包括以下步骤(41)从机检验所接收到的命令帧的帧头是否正确，若是，则进入步骤(42)，若否， 则进入步骤(44)；(42)从机检验所接收到的命令帧的长度码是否正确，若是，则进入步骤(43)，若 否，则进入步骤(44)；(43)从机根据所述的命令帧的校验码检验所接收到的命令帧是否正确，若是，则 进入步骤(47)，若否，则进入步骤(44)；(44)从机判断命令帧接收次数m是否为3，若是，则进入步骤(45)，若否，则进入步 骤(46)；(45)从机发出通信错误信息，将命令帧接收次数m设置为0，并进入步骤06)；(46)生成通信错误回应码，并进入步骤(5)；(47)从机执行所述的命令帧的命令；(48)从机将命令帧接收次数m设置为0 ；(49)从机生成通信正确回应码，并进入步骤(5)，所述的步骤(5)具体包括以下步骤(51)从机向主机发送所生成的回应码；
(52)从机设置为允许接收命令帧状态，所述的步骤(6)具体包括以下步骤(61)主机判断所接收到的回应码，若为通信正确回应码，则进入步骤(64)，若为 通信错误回应码，则进入步骤(62)；(62)主机判断命令帧发送次数η是否为3，若是，则进入步骤(63)，若否，则返回步 骤⑵；(63)主机发出通信错误信息，并将命令帧发送次数η设置为0 ；(64)主机设置为允许接收触发命令状态，并清零命令帧发送次数η，结束本次通在一种更优选的实施方式中，在所述的步骤O)中，于步骤0 之后还包括以下 步骤(23)主机启动计时；(24)在经过预设的时间前，若主机收到从机发送的回应帧，则进入步骤(6)，若未 收到，则返回步骤01)。在另一种更优选的实施方式中，所述的步骤中的步骤07)具体包括以下步 骤(47a)从机执行所述的命令帧中命令码的相关命令；(47b)从机执行所述的命令帧中子命令码的相关命令。在实际应用中，本发明的数控系统中实现数据传输的通信方法的主要设计目的在 于提供一种工业数控设备间可靠的通信方法，其分为主机发送命令帧和从机发送回应帧。如图2所示，主机与从机间的每一次通信会话均由主机发起，主机先发出命令给 从机，触发从机中断，在从机中断处理任务中对命令帧解析，然后反馈给主机相应数据信 肩、ο主机组装并发送命令帧的步骤，如图3所示，主要包括以下内容主机命令触发使 能清零；发送当前命令；等待发送完毕信号(包括超时处理)；处理从机回应；主机命令触 发使能置1 ；命令处理完毕。主机接收指令使能清零时，主机不允许去接收其他命令。直到 主机接收指令使能置1，主机才能接收新的命令。在批量文件的传输过程中，从机对传输的 每一帧数据进行CRC校验(循环冗余校验)，并将校验结果发回主机。若主机接收到的回应是校验正确，进行下一帧数据的传输；若主机接收到的回应 是校验错误，主机将上次发出的帧重新传输一次。—帧数据主机最多可以重复传输3次，若重复传输次数小于3次时收到了校验正 确的回应，则进行下一帧数据的传输；若该帧数据重复传输了 3次，仍然收到的是校验错误 的回应，则立即停止当前文件的传输，并给出提示。对于一帧数据从机最多进行3次接收。若3次以内正确接收到当前帧，重复接收 计数清零，准备接收下一帧数据。若3次都接收错误，从机将第三次校验结果发送给主机以 后，立即停止对当前文件的接收。如图4所示，在收到一帧命令数据后，从机将做以下处理1、保存接收数据到接收缓冲区中；2、禁止接收使能。
3、判断命令头是否正确，如果不是则给主机发送命令接收错误的回应帧，然后进 入步骤8，如果是则进入步骤4。4、判断接收数据长度是否等于命令帧中第二字节的长度，如果不等则给主机发送 命令接收错误的回应帧，然后进入步骤8，如果相等就进入步骤5。5、对命令帧中有效的数据进行CRC校验，如果没有通过则给主机发送命令接收错 误的回应帧，然后进入步骤8，如果通过校验，需要给主机发出回应帧，然后进入步骤6。6、根据命令不同种类去设置相应系统参数然后进入步骤7。7、根据子命令的不同种类去设置相应系统参数然后进入步骤8。8、使能接收。本发明中主机发送的命令帧和回应帧的基本格式如下
权利要求
1.一种数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤(1)主机接收触发命令，并封装命令帧；(2)主机向从机发送所述的命令帧；(3)从机接收到所述的命令帧并存储；(4)从机检验并执行所接收到的命令帧；(5)从机根据检验结果向主机发送回应帧；(6)主机根据接收到的回应帧判断通信是否成功，若是，则结束本次通信，若否，则返回 步骤(2)。
2.根据权利要求1所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述的 命令帧和回应帧的结构均顺序包括帧头、长度码、内容码和校验码。
3.根据权利要求2所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述的 帧头、长度码、内容码和校验码的长度均为一个字节。
4.根据权利要求2所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述的 校验码为循环冗余校验码。
5.根据权利要求2所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述的 命令帧和回应帧还包括位于内容码和校验码之间的数据码。
6.根据权利要求5所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述的 命令帧的数据码的长度为零到十个字节。
7.根据权利要求5所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述的 回应帧的数据码包括I/O状态信息、坐标信息、参数信息或通讯结果信息。
8.根据权利要求2所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述的 命令帧的内容码为命令码，所述的回应帧的内容码为回应码。
9.根据权利要求8所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述的 命令帧还包括位于命令码之后的子命令码。
10.根据权利要求8所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述的 回应帧还包括位于回应码之后的子回应码。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特 征在于，所述的步骤(1)具体包括以下步骤(11)主机接收到触发命令；(12)主机将所接收到的触发命令封装为所述的命令帧；(13)主机设置为禁止接收触发命令状态。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特 征在于，所述的步骤( 具体包括以下步骤(21)主机向从机发送所述的命令帧；(22)主机将命令帧发送次数η设置为η+1。
13.根据权利要求12所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述 的步骤0 之后还包括以下步骤(23)主机启动计时；(24)在经过预设的时间前，若主机收到从机发送的回应帧，则进入步骤(6)，若未收 到，则返回步骤01)。
14.根据权利要求1至10中任一项所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特 征在于，所述的步骤C3)具体包括以下步骤(31)从机接收主机发送的命令帧；(32)从机将命令帧接收次数m设置为m+1；(33)从机将接收到的命令帧存储于接收缓冲区；(34)从机设置为禁止接收命令帧状态。
15.根据权利要求1至10中任一项所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特 征在于，所述的步骤(4)具体包括以下步骤(41)从机检验所接收到的命令帧的帧头是否正确，若是，则进入步骤(42)，若否，则进 入步骤(44)；(42)从机检验所接收到的命令帧的长度码是否正确，若是，则进入步骤(43)，若否，则 进入步骤(44)；(43)从机根据所述的命令帧的校验码检验所接收到的命令帧是否正确，若是，则进入 步骤(47)，若否，则进入步骤(44)；(44)从机判断命令帧接收次数m是否为3，若是，则进入步骤(45)，若否，则进入步骤 (46)；(45)从机发出通信错误信息，将命令帧接收次数m设置为0，并进入步骤06)；(46)生成通信错误回应码，并进入步骤(5)；(47)从机执行所述的命令帧的命令；(48)从机将命令帧接收次数m设置为0；(49)从机生成通信正确回应码，并进入步骤(5)。
16.根据权利要求15所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特征在于，所述 的步骤G7)具体包括以下步骤(47a)从机执行所述的命令帧中命令码的相关命令； (47b)从机执行所述的命令帧中子命令码的相关命令。
17.根据权利要求1至10中任一项所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特 征在于，所述的步骤( 具体包括以下步骤(51)从机向主机发送所生成的回应码；(52)从机设置为允许接收命令帧状态。
18.根据权利要求1至10中任一项所述的数控系统中实现数据传输的通信方法，其特 征在于，所述的步骤(6)具体包括以下步骤(61)主机判断所接收到的回应码，若为通信正确回应码，则进入步骤(64)，若为通信 错误回应码，则进入步骤(62)；(62)主机判断命令帧发送次数η是否为3，若是，则进入步骤(63)，若否，则返回步骤⑵；(63)主机发出通信错误信息，并将命令帧发送次数η设置为0；(64)主机设置为允许接收触发命令状态，并清零命令帧发送次数η，结束本次通信。
全文摘要
本发明涉及一种数控系统中实现数据传输的通信方法，其包括以下步骤主机接收触发命令，并封装命令帧；主机向从机发送命令帧；从机接收到命令帧并存储；从机检验并执行命令帧；从机根据检验结果向主机发送回应帧；主机判断通信是否成功，若是，则结束本次通信，若否，则返回发送命令帧步骤。采用了该发明的数控系统中实现数据传输的通信方法可灵活应用于现有的数控系统中的各种通讯接口上，且该方法中数据通过帧编码结构传输，能够有效保证数控系统通讯的实时性、高效性、安全性和稳定性，且本发明的数控系统中实现数据传输的通信方法应用方式简便，应用范围较为广泛。
文档编号H04L1/00GK102123007SQ20111004966
公开日2011年7月13日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者李清涛, 汪定军, 白飞鹏, 郭绪逢 申请人:上海奈凯电子科技有限公司, 上海维宏电子科技有限公司