数控系统的上下位机通讯协议生成方法、系统及存储介质与流程

1.本发明属于数控软件技术领域，特别涉及一种数控软件的上下位机通讯协议生成方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.通过上位机监视嵌入式软件(下位机)工作状态需要建立上下位机通讯，上下位机软件分别独立运行在不同平台上，通过通讯介质实现信息交互。一般上位机的接收协议由下位机的发送协议决定或基于已有的通讯协议分别开发上下位的通讯代码。由于fadec数控系统软件具有安全等级高、开发周期短和软件升级频繁等特点，分别开发上下位机带来的上下位机差异给软件调试造成一定压力，开发效率低，维护性差，对开发进度和产品质量产生较大影响。因此有必要提出一种新的开发方式，满足高安全关键软件快速实现符合既定规则的通讯上下位机代码并能检查通讯协议一致性的要求，达到一次将事情做对，不影响开发进度和产品质量的目的。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明的目的是提出一种数控系统的上下位机通讯协议生成方法，可以一次性建立正确的上下位机通讯，提高软件开发效率和产品质量。
4.本发明的另一目的是提出一种可以实施上述方法的系统，及存储有上述方法实例化的计算机程序的存储介质。
5.技术方案：本发明所述的数控系统的上下位机通讯协议生成方法，包括如下步骤：
6.s1：根据上下位通讯需求，依照数据字段模板使用特定的关键字编写上下位通讯需求文件；
7.s2：根据需要使用的上位机框架加载对应的映射关系，解析上下位通讯需求文件中的关键字并根据加载的映射关系生成标准通讯协议；
8.s3：将标准通讯协议根据预定的转换规则转化为下位机的通讯代码；
9.s4：根据标准通讯协议和映射关系生成上位机的通讯文件；
10.s5：验证通讯代码和通讯文件的一致性，并输出检查结果形成报告。
11.进一步的，所述步骤s5包括以下验证项中的至少一项：
12.验证通讯代码和通讯文件中通讯数据的id的一致性；
13.验证通讯代码和通讯文件中通讯数据长度的一致性；
14.验证通讯代码和通讯文件中参数对应关系的一致性；
15.验证通讯代码和通讯文件中解析字bit位的一致性；
16.验证通讯代码和通讯文件中参数名是否重复；
17.验证通讯代码和通讯文件中数据类型和最大值的匹配关系是否正确。
18.进一步的，所述虚拟数据寄存器采用环形队列存储高速数据。
19.进一步的，所述步骤s3中的转换规则包括函数名、函数参数、返回值、异常处理说
明、函数名长度、变量全局局部设置规则、变量类型转换方式、变量命名规则、计数器类型、需求追溯关系建立方式。
20.本发明所述的数控系统的上下位机通讯协议生成系统，包括：映射关系库，存储有多个不同上位机框架对应的映射关系；数据字段模板库，存储有至少一个数据字段模板；下位机代码模板库，存储有支持不同通讯介质的采用的不同编码格式的通讯代码模板；需求编辑工具，用于加载数据字段模板，引导用户根据上下位通讯需求编写上下位通讯需求文件；标准通讯协议转换工具，用于加载使用的上位机框架对应的映射关系，将上下位通讯需求文件转化为标准通讯协议；下位机通讯代码转换工具，用于将标准通讯协议按照既定规则转化为下位机的通讯代码；上位机通讯文件转换工具，用于根据映射关系及标准通讯协议生成上位机的通讯文件；一致性检验工具，用于检验通讯代码和通讯文件的一致性。
21.本发明所述的存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时实现上述的数控系统的上下位机通讯协议生成方法。
22.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、用户仅需理解需求并编写需求文件，掌握工具的用法，降低开发技术需求，开发成本低。2、下位机的通讯代码和上位机的通讯文件均按照预设的映射关系自动根据需求文件生成，文件标准，代码规范，且保证上下位机的一致性，提高了开发效率和品质。
附图说明
23.图1为本发明实施例的生成方法的流程图；
24.图2为本发明实施例的下位机的通讯代码的模板。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
26.参照图1，根据本发明实施例的数控系统的上下位机通讯协议生成方法，包括如下步骤：
27.s1：根据上下位通讯需求，依照数据字段模板使用特定的关键字编写上下位通讯需求文件；
28.s2：根据需要使用的上位机框架加载对应的映射关系，解析上下位通讯需求文件中的关键字并根据加载的映射关系生成标准通讯协议；
29.s3：将标准通讯协议根据预定的转换规则转化为下位机的通讯代码；
30.s4：根据通讯代码和映射关系生成上位机的通讯文件；
31.s5：验证通讯代码和通讯文件的一致性，并输出检查结果形成报告。
32.其中步骤s2总的数据字段模板中的关键字需要包括字段用于上位机还是下位机，是否需要解析每一bit位的含义，发送方式等，以下面为例：
33.[upper]：该字段生成上位机使用；
[0034]
[lower]：该字段生成下位机使用；
[0035]
[parse]：该字段需要解析每一bit位的含义；
[0036]
[byte]：按字节方式发送该字段；
[0037]
[word]：按字发送该字段；
[0038]
[dword]：按双字发送该字段。
[0039]
[upper][lower][parse]paramname表示该参数上下位机均需使用该字段，该字段需要解析。最小值设置关键字[lower]parammin表示最小值为下位机使用字段。在本技术方案中，使用者可以使用需求编辑工具，加载预设的数据字段模板，根据需要的通讯协议需求在数据字段模板的引导下编写上下位通讯需求文件，并通过标通讯协议转换工具解析关键字，并根据对应的映射关系解析上下位通讯文件中的关键字，生成word版的标准通讯协议。其中标准通讯协议包括通讯协议总表和解析字分表，通讯协议总表如表1所示，包括对每个变量信息的解析，解析字分表如表2所示，包括参数变量的解析字每bit位的定义。
[0040]
表1通讯协议总表
[0041][0042]
表2解析字分表
[0043][0044]
在步骤s3和s4中，标准通讯协议通过下位机通讯代码转换工具按照特定的转换规则转化成下位机的数控软件通讯代码，上位机通讯文件转换工具再根据映射关系将标准通讯协议转化为上位机框架识别使用的固定格式的通讯文件。在本实施例中，以fadec数控软件为例，编码规则如下：
[0045]
a)包含标准注释头，注释头中包含函数名、函数参数、返回值和异常处理的说明；
[0046]
b)使用注释的方式建立需求追溯关系；
[0047]
c)函数名长度不超过32个字符；
[0048]
d)数据变量以全局变量的方式编码；
[0049]
e)全局变量名称的设置以部件名开头；
[0050]
f)全局变量传递时建立显式的类型转换关系；
[0051]
g)计数器的类型使用有符号的十六位整形。
[0052]
实际中，特定的转化规则可以代码模板的方式存储于存储介质中，如图2所示，代码模板中设置有与关键字对应的占位符，转化时下位机通讯代码转换工具按照规则将参数替换掉对应的占位符形成下位机的通讯代码。映射关系中标准通讯协议和上位机的通讯文件部分如表3所示，用户可以根据上位机框架自定义映射关系，由上位机通讯文件转换工具调取转换成上位机的通讯文件。
[0053]
表3标准通讯协议和上位机通讯文件的映射关系
[0054][0055]
在生成完毕上下位机的通讯协议后，还需要通过一致性检验工具，读取通讯代码和通讯文件中的对应字段，检查相应项目是否符合映射关系。在本实施例中，检验项目包括：
[0056]
a)检查上下位机通讯数据的id一致性；
[0057]
b)检查上下位机通讯数据长度一致性；
[0058]
c)检查上下位机参数对应关系的一致性；
[0059]
d)检查上下位机解析字bit位的一致性；
[0060]
e)检查上下位机通讯的容错性，如参数名是否重复、数据类型和最大值的匹配关系是否正确。
[0061]
并将检验结果输出成报告形式存储到指定路径。
[0062]
通过上述方法生成的数控系统的上下位机通讯协议，均是按照预设的映射关系对照标准通讯协议生成，并在生成后经过一致性的再检验，确保开发流程清晰，上下位机软件开发输入源的一致性，满足fadec数控系统软件对外部输入的符合性和快速响应的要求。开发过程中通讯代码和通讯文件均自动生成，不会因为人为低级错误影响开发进度，仅需保证使用人员对通讯需求的理解，以及映射关系的准确即可保证获得符合要求且一致性高的上下位机的通讯协议。开发过程用户只需要理解需求，学习工具的操作，降低了开发的代码能力需求，降低开发成本，解放了技术人员，提高了开发的效率。
[0063]
本发明实施例所述的数控系统的上下位机通讯协议生成系统，包括映射关系库、数据字段模板库、下位机代码模板库、需求编辑工具、标准通讯协议转换工具、下位机通讯代码转换工具、上位机通讯代码转换工具及一致性检验工具。映射关系库存储有多个不同上位机框架对应的映射关系，数据字段模板库存储有至少一个数据字段模板，下位机代码模板库存储有支持不同通讯介质的不同编码格式的通讯代码模板，供用户选择用于根据实际通讯的介质选择相应的模板。需求编辑工具用于加载数据字段模板，引导用户根据上下位通讯需求编写上下位通讯需求文件。标准通讯协议转换工具用于加载使用的上位机框架对应的映射关系，将上下位通讯需求文件转化为标准通讯协议。下位机通讯代码转换工具用于将标准通讯协议按照既定规则转化为下位机的通讯代码。上位机通讯文件转换工具用于根据映射关系及标准通讯协议生成上位机的通讯文件，一致性检验工具用于检验通讯代码和通讯文件的一致性。本发明实施例的存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被设置为运行时实现上述数控系统的上下位机通讯协议生成方法。