一种通讯协议转换方法和系统与流程

1.本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种通讯协议转换方法和系统。


背景技术：

2.随着经济的发展和居民生活水平的日益提高，人们的精神消费需求不断扩大，因此，为了满足人们对设备价格、功能和外观等方面的多样化需求，市场上出现了许多由多种品牌、多种型号的设备组合得到的电气自动化装置。然而，目前不同品牌的设备具备不同的通讯方式和通讯协议要求，且用于控制设备的可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)只能支持一至两种通讯协议，比如西门子的plc支持profinet通讯，但不支持罗克韦尔plc的ethernet/ip通讯协议，devicenet的阀岛只能用欧姆龙的plc来控制，等等。
3.当装置中存在多种具备不同通讯协议要求的设备时，则需要配备几种对应的plc，并编写不同plc的设备控制程序，装置才能正常运行，进而导致硬件成本和软件开发运维成本较高。因此，简化控制端与不同设备之间的通讯成为当前的研究重点。目前，在plc内部配置第三方协议转换模块是简化控制端与不同设备之间的通讯的常用技术手段之一，但是采用上述技术手段，则需要在第三方软件配置相应的设备信息方可实现plc和设备的通讯，存在使用配置复杂、调试难度大、维护成本高等问题，并且这种方法往往只能转换两种协议，在多种协议场景下也需要采购多个协议转换模块，成本较高。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种通讯协议转换方法和系统，利用存储于协议库的第一协议特征数据构建协议解析程序，便于协议解析程序根据协议库内部数据进行实时更新，并通过协议解析程序处理控制端和底层设备之间的通讯转换，简化通讯流程，进而提升整体的通讯协议转换效率。
5.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种通讯协议转换方法，包括：
6.当接收到控制端发送的第一控制端数据时，利用若干个协议解析程序，对所述第一控制端数据进行格式转换，获得所述第一控制端数据对应的若干个协议解析数据，并按照预设的规则，分别整合各所述协议解析数据和各底层设备对应的设备通讯标准要求，然后将整合得到的数据分别传输至对应的所述底层设备；
7.当接收到所述底层设备发送的设备数据时，对所述设备数据进行解析，得到对应的第二控制端数据，并将所述第二控制端数据传输至所述控制端；
8.其中，各所述协议解析程序是根据协议库中存储的若干个第一协议特征数据而构建得到的。
9.实施本技术实施例，利用存储于协议库的第一协议特征数据构建对应的协议解析程序，当协议库中的第一协议特征数据有所调整时，协议解析程序能够随之实时更新，以提升协议解析程序对控制端数据的处理效率，进而提升整体的通讯协议转换效率。另外地，通
过硬件和自动化更新的协议解析程序之间的数据传输和处理，将控制端数据转换为适合各底层设备格式的协议解析数据，并将底层设备发送的设备数据解析得到适合控制端格式的第二控制端数据，实现控制端和不同底层设备的同时同步通讯，以简化整体的通讯协议转换流程，进而降低后续的调试维护难度，同时节省硬件成本。
10.作为优选方案，所述一种通讯协议转换方法，还包括：
11.监控协议转换状态，并将所述协议转换状态实时反馈至用户端；
12.接收所述用户端传输的第二协议特征数据和各底层设备对应的第一设备描述文件，并根据所述第二协议特征数据，对所述协议解析程序进行更新；
13.将各所述第一设备描述文件转换为相同格式的第二设备描述文件，并对各所述第二设备描述文件进行解析，获得各所述底层设备对应的设备通讯标准要求。
14.实施本技术实施例的优选方案，将协议转换状态实时反馈至用户端，实现对通讯状态的实时监控，便于用户管理。同时，可以根据实际应用需求，通过用户端，对协议库中的协议特征数据进行调整，使得更新后的协议解析程序能够输出适合具备新增通讯协议要求的底层设备的格式的协议解析数据，进一步提升协议解析程序的实用性。另外地，将不同底层设备对应的第一设备描述文件转换为格式统一的第二设备描述文件，方便统一控制，进而降低控制端和底层设备的通讯难度。
15.作为优选方案，所述协议解析程序的构建，具体为：
16.根据若干种通讯协议，获得若干个对应的所述第一协议特征数据，并将所有所述第一协议特征数据存储至所述协议库；
17.根据各所述第一协议特征数据，构建若干个所述协议解析程序；
18.其中，一种所述通讯协议对应一个所述第一协议特征数据。
19.实施本技术实施例的优选方案，根据实际需求，将若干个不同通讯协议对应的第一协议特征数据存储至协议库，使得构建得到的协议解析程序能够将控制端数据转换为对应不同通信协议的协议解析数据。
20.作为优选方案，所述一种通讯协议转换方法，还包括：
21.通过若干个第一协议芯片，将所有所述通讯协议对应的硬件接口转换为通用接口；其中，一个所述第一协议芯片对应一种所述通讯协议；
22.通过第二协议芯片，将控制端的控制接口转换为所述通用接口。
23.实施本技术实施例的优选方案，通过专用的协议芯片，统一所有通讯协议对应的硬件接口和控制端的控制接口，避免了在实现多种通讯协议转换的过程中接口多的问题，进一步简化控制端与不同设备之间的通讯，降低生产成本。
24.作为优选方案，所述当接收到控制端发送的第一控制端数据时，利用若干个协议解析程序，对所述第一控制端数据进行格式转换，获得所述第一控制端数据对应的若干个协议解析数据，并按照预设的规则，分别整合各所述协议解析数据和各底层设备对应的设备通讯标准要求，然后将整合得到的数据分别传输至对应的所述底层设备，具体为：
25.当接收到所述控制端发送的所述第一控制端数据时，按照预设的解析算法，对所述第一控制端数据进行解析，以确定控制启动指令；
26.根据所述控制启动指令，控制启动各所述协议解析程序对所述控制端数据进行格式转换，获得所述第一控制端数据对应的若干个协议解析数据；
27.根据各所述协议解析数据对应的协议类型，分别整合各所述协议解析数据和各底层设备对应的设备通讯标准要求，并将整合得到的数据分别传输至对应的所述底层设备；
28.其中，一个所述协议解析数据对应一种所述协议类型。
29.实施本技术实施例的优选方案，通过对控制端数据的解析处理，确定用于控制启动各协议解析程序的控制启动指令，以控制协调所有协议解析程序的同步运行，辅助实现控制端和不同底层设备之间的同时同步通讯。此外，基于协议类型整合对应的协议解析数据和设备通讯标准要求，避免数据传输过程出现错漏，进一步提升整体的通讯协议转换效率。
30.为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了一种通讯协议转换系统，包括：
31.第一转换模块，用于当接收到控制端发送的第一控制端数据时，利用若干个协议解析程序，对所述第一控制端数据进行格式转换，获得所述第一控制端数据对应的若干个协议解析数据，并按照预设的规则，分别整合各所述协议解析数据和各底层设备对应的设备通讯标准要求，然后将整合得到的数据分别传输至对应的所述底层设备；其中，各所述协议解析程序是根据协议库中存储的若干个第一协议特征数据而构建得到的；
32.第二转换模块，用于当接收到所述底层设备发送的设备数据时，对所述设备数据进行解析，得到对应的第二控制端数据，并将所述第二控制端数据传输至所述控制端。
33.作为优选方案，所述一种通讯协议转换系统，还包括：
34.交互模块，用于监控协议转换状态，并将所述协议转换状态实时反馈至用户端；接收所述用户端传输的第二协议特征数据和各底层设备对应的第一设备描述文件，并根据所述第二协议特征数据，对所述协议解析程序进行更新；
35.数据获取模块，用于将各所述第一设备描述文件转换为相同格式的第二设备描述文件，并对各所述第二设备描述文件进行解析，获得各所述底层设备对应的设备通讯标准要求。
36.作为优选方案，所述一种通讯协议转换系统，还包括：
37.程序构建模块，用于根据若干种通讯协议，获得若干个对应的所述第一协议特征数据，并将所有所述第一协议特征数据存储至所述协议库；根据各所述第一协议特征数据，构建若干个所述协议解析程序；其中，一种所述通讯协议对应一个所述第一协议特征数据。
38.作为优选方案，所述一种通讯协议转换系统，还包括：
39.接口统一模块，用于通过若干个第一协议芯片，将所有所述通讯协议对应的硬件接口转换为通用接口；其中，一个所述第一协议芯片对应一种所述通讯协议；通过第二协议芯片，将控制端的控制接口转换为所述通用接口。
40.作为优选方案，所述第一转换模块，具体包括：
41.数据转换单元，用于当接收到所述控制端发送的所述第一控制端数据时，按照预设的解析算法，对所述第一控制端数据进行解析，以确定控制启动指令，并根据所述控制启动指令，控制启动各所述协议解析程序对所述控制端数据进行格式转换，获得所述第一控制端数据对应的若干个协议解析数据；
42.整合传输单元，用于根据各所述协议解析数据对应的协议类型，分别整合各所述协议解析数据和各底层设备对应的设备通讯标准要求，然后将整合得到的数据分别传输至对应的所述底层设备；其中，一个所述协议解析数据对应一种所述协议类型。
附图说明
43.图1：为本发明实施例一提供的一种通讯协议转换方法的流程示意图；
44.图2：为本发明实施例一提供的一种通讯协议转换系统的结构示意图；
45.图3：为本发明实施例一提供的一种通讯协议转换系统的第一转换模块的结构示意图。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.实施例一：
48.请参照图1，为本发明实施例提供的一种通讯协议转换方法的流程示意图，该方法包括步骤s1至步骤s2，值得说明的是，步骤s1和步骤s2的先后顺序并不一定限定于此，可以调换顺序，或者同时进行，此处并不做具体限定，视其具体应用环境而定，各步骤具体如下：
49.步骤s1，当接收到控制端发送的第一控制端数据时，利用若干个协议解析程序，对所述第一控制端数据进行格式转换，获得所述第一控制端数据对应的若干个协议解析数据，并按照预设的规则，分别整合各所述协议解析数据和各底层设备对应的设备通讯标准要求，然后将整合得到的数据分别传输至对应的所述底层设备；其中，各所述协议解析程序是根据协议库中存储的若干个第一协议特征数据而构建得到的。
50.作为本实施例的一种优选方案，所述协议解析程序的构建流程，包括步骤s11至步骤s12，各步骤具体如下：
51.步骤s11，根据若干种通讯协议，获得若干个对应的所述第一协议特征数据，并将所有所述第一协议特征数据存储至所述协议库；其中，一种所述通讯协议对应一个所述第一协议特征数据。
52.步骤s12，根据各所述第一协议特征数据，构建若干个所述协议解析程序。
53.目前市面上存在许多不同品牌的底层设备，通常不同品牌的底层设备所支持的通讯协议也不同，而每种协议都有唯一的编码，使用不同通讯协议的设备之间无法通信。
54.因此，在本实施例中，为了实现不同底层设备与控制端之间的有效通讯，根据实际需求，搜集多种主要品牌所用通讯协议。其中，通讯协议包括但不限于以下内容，可根据具体的应用环境进行设定：西门子的profinet和profibus协议、罗克韦尔(allen－bradley，ab)的ethernetip协议、欧姆龙的devicenet协议、三菱cclink协议。然后将若干个不同通讯协议对应的第一协议特征数据存储至协议库，同时确定第一控制端数据对应的通讯协议，并从协议库中选取该通讯协议对应的第一协议特征数据作为第三协议特征数据，进而根据其余各第一协议特征数据与第三协议特征数据，构建若干个协议解析程序，使得协议解析程序能够准确表征控制端数据和其他通讯协议对应的第一协议特征数据之间的转换关系。另外地，当协议库中的第一协议特征数据有所调整时，协议解析程序能够随之实时更新，以提升协议解析程序对第三协议特征数据与其余第一协议特征数据间的转换关系的表征准确度，进而提升整体的通讯协议转换效率。
55.作为本实施例的一种优选方案，所述步骤s1包括步骤s13至步骤s15，各步骤具体如下：
56.步骤s13，当接收到所述控制端发送的所述第一控制端数据时，按照预设的解析算法，对所述第一控制端数据进行解析，以确定控制启动指令。
57.步骤s14，根据所述控制启动指令，控制启动各所述协议解析程序对所述控制端数据进行格式转换，获得所述第一控制端数据对应的若干个协议解析数据。
58.作为一种举例，设置一个总控制器，用于接收并解析控制端数据，并控制协调接口的调用、协议解析程序的启动等内容，使得所有协议解析程序能够同步运行，辅助实现控制端和不同底层设备间的同时同步通讯。
59.步骤s15，根据各所述协议解析数据对应的协议类型，分别整合各所述协议解析数据和各底层设备对应的设备通讯标准要求，并将整合得到的数据分别传输至对应的所述底层设备。
60.在本实施例中，基于协议类型整合对应的协议解析数据和设备通讯标准要求，避免数据传输过程出现错漏，进一步提升整体的通讯协议转换效率。
61.步骤s2，当接收到所述底层设备发送的设备数据时，对所述设备数据进行解析，得到对应的第二控制端数据，并将所述第二控制端数据传输至所述控制端。
62.在本实施例中，由于设备描述文件gsd是由设备厂家定义，不同设备厂家的gsd的文件格式通常不同。为了将不同底层设备发送的数据传输至控制端，则对各底层设备发送的第一设备描述文件进行格式转换，得到适合控制端格式的第二设备描述文件。此外，通过结合步骤s1和步骤s2所述的数据传输和处理流程，将控制端数据转换为适合各底层设备格式的协议解析数据，并将不同底层设备发送的第一设备描述文件转换为适合控制端格式的第二设备描述文件，共同实现控制端和不同底层设备的同时同步通讯，以简化整体的通讯协议转换流程，进而降低后续的调试维护难度。
63.作为本实施例的一种优选方案，所述一种通讯协议转换方法，还包括步骤s3至步骤s5，值得说明的是，步骤s3至步骤s5的先后顺序并不一定限定于此，可以调换顺序，或者个别步骤同时进行，此处并不做具体限定，视其具体应用环境而定，各步骤具体如下：
64.步骤s3，监控协议转换状态，并将所述协议转换状态实时反馈至用户端；接收所述用户端传输的第二协议特征数据和各底层设备对应的第一设备描述文件，并根据所述第二协议特征数据，对所述协议解析程序进行更新。
65.在本实施例中，实时监控协议转换状态，并将监控信息实时反馈给用户端，便于用户的控制管理。作为一种举例，当用户端接收到状态异常的报警信息时，对其故障原因和通讯状态进行分析，实现对多通讯协议转换状态的实时监控。同时，可以根据实际应用需求，经由用户端输入新的协议特征数据和设备描述文件，对协议库中的协议特征数据和设备描述文件进行调整(调整包括增加、减少或修改等操作)，进一步扩大协议解析程序的表征范围，并保障协议解析程序的解析准确性，进而提升该通讯协议转换方法的实用性。其中，用户端可以是联网的远程设备，也可以是本地设备。
66.步骤s4，将各所述第一设备描述文件转换为相同格式的第二设备描述文件，并对各所述第二设备描述文件进行解析，获得各所述底层设备对应的设备通讯标准要求。
67.作为一种举例，设置一个设备解析器，用于将不同底层设备对应的第一设备描述
文件转换为格式统一的第二设备描述文件，方便统一控制，进而降低控制端和底层设备的通讯难度。
68.步骤s5，通过若干个第一协议芯片，将所有所述通讯协议对应的硬件接口转换为通用接口；通过第二协议芯片，将控制端的控制接口转换为所述通用接口；其中，一个所述第一协议芯片对应一种所述通讯协议。
69.在本实施例中，通过在工控机主板上集成不同通讯协议的专用芯片，将不同通讯协议对应的硬件接口和控制端的控制接口转换为统一的通用接口，避免了在实现多种通讯协议转换的过程中接口多的问题，进一步简化控制端与不同设备之间的通讯，降低生产成本。通用接口可以是普通网口，也可以是按需求定制的其他类型的接口，可根据具体的应用环境进行设定，此处不做具体限定。
70.相应地，请参照图2，为本发明实施例提供的一种通讯协议转换系统的结构示意图，所述一种通讯协议转换系统包括第一转换模块1和第二转换模块2，各模块具体如下：
71.第一转换模块1，用于当接收到控制端发送的第一控制端数据时，利用若干个协议解析程序，对所述第一控制端数据进行格式转换，获得所述第一控制端数据对应的若干个协议解析数据，并按照预设的规则，分别整合各所述协议解析数据和各底层设备对应的设备通讯标准要求，然后将整合得到的数据分别传输至对应的所述底层设备；其中，各所述协议解析程序是根据协议库中存储的若干个第一协议特征数据而构建得到的；
72.第二转换模块2，用于当接收到所述底层设备发送的设备数据时，对所述设备数据进行解析，得到对应的第二控制端数据，并将所述第二控制端数据传输至所述控制端。
73.作为本实施例的一种优选方案，请参照图2，所述一种通讯协议转换系统，还包括交互模块3和数据获取模块4，各模块具体如下：
74.交互模块3，用于监控协议转换状态，并将所述协议转换状态实时反馈至用户端；接收所述用户端传输的第二协议特征数据和各底层设备对应的第一设备描述文件，并根据所述第二协议特征数据，对所述协议解析程序进行更新；
75.数据获取模块4，用于将各所述第一设备描述文件转换为相同格式的第二设备描述文件，并对各所述第二设备描述文件进行解析，获得各所述底层设备对应的设备通讯标准要求。
76.作为本实施例的一种优选方案，请参照图2，所述一种通讯协议转换系统，还包括程序构建模块5，具体如下：
77.程序构建模块5，用于根据若干种通讯协议，获得若干个对应的所述第一协议特征数据，并将所有所述第一协议特征数据存储至所述协议库；根据各所述第一协议特征数据，构建若干个所述协议解析程序；其中，一种所述通讯协议对应一个所述第一协议特征数据。
78.作为本实施例的一种优选方案，请参照图2，所述一种通讯协议转换系统，还包括接口统一模块6，具体如下：
79.接口统一模块6，用于通过若干个第一协议芯片，将所有所述通讯协议对应的硬件接口转换为通用接口；其中，一个所述第一协议芯片对应一种所述通讯协议；通过第二协议芯片，将控制端的控制接口转换为所述通用接口。
80.作为本实施例的一种优选方案，请参照图3，所述第一转换模块1，具体包括数据转换单元11和整合传输单元12，各单元具体如下：
81.数据转换单元11，用于当接收到所述控制端发送的所述第一控制端数据时，按照预设的解析算法，对所述第一控制端数据进行解析，以确定控制启动指令，并根据所述控制启动指令，控制启动各所述协议解析程序对所述控制端数据进行格式转换，获得所述第一控制端数据对应的若干个协议解析数据；
82.整合传输单元12，用于根据各所述协议解析数据对应的协议类型，分别整合各所述协议解析数据和各底层设备对应的设备通讯标准要求，并将整合得到的数据分别传输至对应的所述底层设备；其中，一个所述协议解析数据对应一种所述协议类型。
83.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
84.相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
85.本发明提出一种通讯协议转换方法和系统，利用存储于协议库的第一协议特征数据构建协议解析程序，当调整协议库中的第一协议特征数据时，协议解析程序能够随之实时更新，以提升协议解析程序转换控制端数据格式的准确率，进而提升整体的通讯协议转换效率。另外地，结合硬件和自动化更新的协议解析程序之间的数据传输和处理，不仅能将控制端数据转换为符合各底层设备格式要求的协议解析数据，还能将将底层设备发送的设备数据解析得到适合控制端格式的第二控制端数据，实现控制端和不同底层设备之间的同时同步通讯，以简化整体的通讯协议转换流程，进而降低后续的调试维护难度和成本。
86.进一步地，开发交互功能，实现对通讯状态的实时监控，便于用户的控制管理，保障通讯协议转换工作的有效运行。同时，通过专用的协议芯片，统一控制端对应的控制接口和各通讯协议对应的硬件接口，减少接口类型。
87.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。