一种自适应响应间隔时间的设备离线检测方法

1.本发明涉及通信设备检测技术，尤其涉及一种自适应响应间隔时间的设备离线检测方法。


背景技术：

2.rs-485是针对uart串口的一种接口标准，它定义了串行通信系统中发送器和接收器的一系列电气特性。相比于rs-232标准，抗干扰能力较强，可实现长距离数据传输，同时支持多个收发器连接到同一个通信网络中。因此，rs-485接口标准在工业控制领域得到广泛应用。
3.连接rs-485的工业控制设备的稳定运行非常关键。目前rs-485从设备离线，主设备无法获知。导致设备离线的原因有很多，如通信线路故障、从设备故障、从设备受到恶意攻击或替换等，从设备的离线给rs-485通信系统的稳定可靠运行带来不确定性。故rs-485主设备对其众多从设备的运行情况监控显得尤为重要。当前多采用轮询方式检测从设备离线状态，轮询间隔时间固定，灵活性较差，无法满足终端设备超低功耗的需求。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供一种自适应响应间隔时间的设备离线检测方法，该方法可以兼顾从设备的离线检测与超低功耗的需求。
6.(二)技术方案
7.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
8.第一方面，本发明实施例提供一种自适应响应间隔时间的设备离线检测方法，设备所属的通信系统包括：一个主设备和多个从设备，且每一个从设备均通过各自的rs-485接口经由rs-485总线连接主设备；其方法包括：
9.在主设备和从设备均处于低功耗状态下，所述主设备基于自适应问询策略分别与每一个从设备交互，以确定所述从设备是否处于离线状态；
10.所述自适应问询策略包括：主设备向从设备发送询问是否在线的询问消息，基于从设备对询问消息的应答信息，与该从设备交互协商后续问询消息对应的应答时间段，在从设备中断应答则重复询问消息的过程。
11.可选地，所述主设备基于自适应问询策略分别与每一个从设备交互，包括：
12.所述主设备向一从设备发送询问消息，所述询问消息包括：从设备的标识、应答信息的第一间隔时间，用于在第一间隔时间段内应答所述询问消息的第一指令；
13.所述主设备接收所述从设备基于所述询问消息在第一间隔时间段内的应答信息，所述第一间隔时间为1～2秒；
14.所述主设备向所述从设备发送包括约定应答信息的第二间隔时间的第二消息；
15.所述主设备在第二间隔时间内接收所述从设备对所述第二消息的应答信息；所述
第二间隔时间是第一间隔时间的4～5倍；
16.所述主设备向所述从设备发送包括约定应答信息的第n间隔时间的第n消息；所述主设备在第n间隔时间内接收所述从设备对所述第n消息的应答信息；所述第n间隔时间是第n-1间隔时间的4～5倍，n为大于等于2的自然数。
17.可选地，还包括：
18.若主设备在第n间隔时间段内未接收到所述从设备的应答信息，则所述主设备向所述从设备发送询问消息，若接收到询问消息的应答信息在，则重复发送第二消息的过程。
19.可选地，所述询问消息中还包括约定的各第n间隔时间。
20.可选地，所述主设备向所述从设备发送包括约定应答信息的第二间隔时间的第二消息之前，还包括：
21.所述主设备向所述从设备发送用于协商第n间隔时间的协商消息；
22.所述主设备接收所述从设备对所述协商消息中各间隔时间认同的应答消息，
23.相应地，
24.所述主设备按照协商的间隔时间段向所述从设备发送第二消息。
25.可选地，每一从设备均有唯一的身份标识，该身份标识用于使主设备寻址对应的从设备；
26.所述主设备与每一从设备进行交互。
27.第二方面，本发明实施例还提供一种主设备，其包括存储器和处理器，所述存储器中存储计算机指令，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机指令，具体执行上述第一方面任一所述的自适应响应间隔时间的设备离线检测方法的步骤。
28.第三方面，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一所述的自适应响应间隔时间的设备离线检测方法的步骤。
29.(三)有益效果
30.本发明的方法可根据终端设备的健康在线状况，动态地、自适应地调节主、从设备响应间隔时间，每一轮的间隔时间累计之和小于300小时，超过之后可以重新循环实现，通过这种方法可以实现低功耗下设备离线的检测，提高检测的可靠性。
31.本发明的方法能够在满足主设备对从设备在线状态检测的同时，提高了检测间隔时间的灵活性和从设备的低功耗需求，可适应边缘低功耗设备的未来需求，可灵活对从设备在线间隔时间进行调整。即实现了可以兼顾从设备的离线检测与超低功耗的需求。
附图说明
32.图1为本发明一实施例提供的主从设备通信系统的架构图；
33.图2为本发明和现有技术的间隔时间的对比示意图；
34.图3为本发明一实施例提供的方法处理流程图。
具体实施方式
35.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
36.本发明实施例的方法用于工业互联网的边缘侧，即布设在工业互联网边缘区域的各从设备是否离线的检测，其检测中一方面要保证检测的可靠性，另一方面还要保证检测时无需消耗更多的功率即低功耗性，其实现的是在超低功耗下，达到设备离线检测的目的。
37.实施例一
38.结合图1至图3所示，本实施例提供一种自适应响应间隔时间的设备离线检测方法，在本实施例中，设备所属的通信系统(如图1所示)包括：一个主设备和多个从设备，且每一个从设备均通过各自的rs-485接口借助于rs-485总线连接主设备；其方法包括：
39.在主设备和从设备均处于低功耗状态下，所述主设备基于自适应问询策略分别与每一个从设备交互，以确定所述从设备是否处于离线状态；
40.所述自适应问询策略包括：主设备向从设备发送询问是否在线的询问消息，基于从设备对询问消息的应答信息，与该从设备交互协商后续问询消息对应的应答时间段，在从设备中断应答则重复询问消息的过程。
41.在具体实现过程中，上述主设备基于自适应问询策略分别与每一个从设备交互，可包括：
42.所述主设备向一从设备发送询问消息，所述询问消息包括：从设备的标识、应答信息的第一间隔时间，用于在第一间隔时间段内应答所述询问消息的第一指令；
43.所述主设备接收所述从设备基于所述询问消息在第一间隔时间段内的应答信息，第一间隔时间为1～2s，例如1.5s；
44.所述主设备向所述从设备发送包括约定应答信息的第二间隔时间的第二消息；
45.所述主设备在第二间隔时间内接收所述从设备对所述第二消息的应答信息；所述第二间隔时间大于第一间隔时间，例如，第二间隔时间是第一间隔时间的4～5倍，如4倍等；
46.所述主设备向所述从设备发送包括约定应答信息的第n间隔时间的第n消息；所述主设备在第n间隔时间内接收所述从设备对所述第n消息的应答信息；所述第n间隔时间是第n-1间隔时间的4～5倍，n为大于等于2的自然数。
47.当然，在实际应用中，上述主设备基于自适应问询策略与每一个从设备交互还可包括：
48.若主设备在第n间隔时间段内未接收到所述从设备的应答信息，则所述主设备向所述从设备发送询问消息，若接收到询问消息的应答信息在，则重复发送第二消息的过程。
49.在一种可能的实现方式中，所述询问消息中还包括约定的各第n间隔时间，此时，可通过一次询问消息可将各间隔时间均进行约定或协商，有效节省功耗，且自适应调整。
50.在另一种可能的实现方式中，前述的主设备向所述从设备发送包括约定应答信息的第二间隔时间的第二消息之前，还包括：
51.所述主设备向所述从设备发送用于协商第n间隔时间的协商消息；
52.所述主设备接收所述从设备对所述协商消息中各间隔时间认同的应答消息，
53.相应地，所述主设备按照协商的间隔时间段向所述从设备发送第二消息。
54.需要说明的是，本实施例中的每一从设备均有唯一的标识；所述主设备与每一从设备进行交互。
55.本实施例的方法能够在满足主设备对从设备在线状态检测的同时，提高了检测间隔时间的灵活性和从设备的低功耗需求，灵活对从设备在线间隔时间进行调整。即实现了
可以兼顾从设备的离线检测与超低功耗的需求。
56.实施例二
57.结合图2和图3所示，本实施例公开一种自适应响应间隔时间的设备离线检测方法，其通过动态自适应轮询间隔时间的方式实现。本实施例的方法主要用于由主设备和多个从设备构成的通信系统，如图1所示。基于图1所示的通信系统，本实施例的方法包括下述的步骤：
58.主设备分别向每一从设备发送第一信息，所述的第一信息可包含第一指令、所述从设备的识别标识、第一间隔时间。此时，使得具有所述的识别标识的从设备，在第一间隔时间范围内，向主设备发送响应消息，一方面，使主设备获知从设备的在线状态。另一方面，使主设备向具有所述识别标识的从设备发送第二信息。所述从设备的识别标识用以作为从设备的唯一性身份标识，指定通信系统中具有该识别标识的从设备。第二信息用于约定第二间隔时间。在本实施例中，第二间隔时间大于第一间隔时间，且可由主、从设备间协商配置。
59.此后主设备在所述的第二间隔时间内，等待接收该从设备响应消息，一方面，使主设备获知从设备的在线状态。另一方面，使主设备向具有所述识别标识的从设备发送第三信息。第三信息用于约定第三间隔时间。第三间隔时间大于第二间隔时间，且可由主、从设备间协商配置。此后主、从设备在所述的第三间隔时间内，完成发送、接收响应消息。使主设备获知从设备的在线状态。以上所述的第一间隔时间，第二间隔时间，第三间隔时间的关系，如图2所示。
60.为更好的理解本发明实施例方法的具体过程，以下结合流程图3进行详细说明。
61.步骤0：主设备向从设备发送第一信息。
62.步骤1：主设备在第一间隔时间内判断是否收到从设备响应消息。如判断收到从设备响应消息，进行步骤2；如判断未收到从设备响应消息，进行步骤3。
63.步骤2：主设备向从设备发送第二信息，约定第二间隔时间。进行步骤5。该步骤中约定第二间隔时间可为指定第二间隔时间。此时可接收从设备基于第二间隔时间反馈的信息。
64.步骤3：主设备向从设备再次发送第一信息，再次确认从设备在线状态。
65.步骤4：主设备在第一间隔时间内判断是否收到从设备响应消息。如判断收到从设备响应消息，进行步骤2；如判断未收到从设备响应消息，主设备判定该从设备离线。
66.步骤5：主设备在第二间隔时间内判断是否收到从设备响应消息。如判断收到从设备响应消息，进行步骤6；如判断未收到从设备响应消息，进行步骤1。
67.步骤6：主设备向从设备发送第三信息，约定第三间隔时间，进行步骤7。
68.步骤7：从设备按第三间隔时间作为时间间隔，向主设备发送响应。进行步骤8。
69.步骤8：主设备在第三间隔时间内判断是否收到从设备响应消息。如判断收到从设备响应消息，进行步骤9；如判断未收到从设备响应消息，进行步骤1。
70.步骤9：主设备判定该从设备在线。主设备向从设备发送第四信息，约定第四间隔时间。进行步骤10。
71.步骤10：主设备在第四间隔时间内判断是否收到从设备响应消息。如判断收到从设备响应消息，进行步骤11；如判断未收到从设备响应消息，进行步骤1。
72.步骤11：主设备向从设备发送第五信息，约定第五间隔时间。此后，主、从设备间以此规律循环交互。达到间隔时间自适应的效果。
73.本实施例的方法实现了根据终端设备的健康在线状况，动态地、自适应地调节轮询间隔时间。
74.本实施例方法能够在满足主设备对从设备在线状态检测的同时，提高了检测间隔时间的灵活性和从设备的低功耗需求，可适应边缘低功耗设备的未来需求，可灵活对从设备在线间隔时间进行调整。
75.实施例三
76.本实施例还公开一种主设备，该主设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储计算机指令，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机指令，具体执行上述的实施例一或实施例二任一所述的自适应响应间隔时间的设备离线检测方法的步骤。
77.另外，本发明实施例还提供一种通信系统，其包括上述的主设备和多个从设备，所述主设备基于任一所述的自适应响应间隔时间的设备离线检测方法与从设备交互。
78.本实施例的主设备和从设备均可为任一工业系统中的设备/控制器。
79.应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
80.此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
81.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
82.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。