一种串行通信的可靠数据传输和控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于物联终端互联或数据传输时，一种串行通信的可靠数据传输和控制方法。
【背景技术】
[0002]基于2.5G或3G，4G或其他基于电信系统的数据传输方案，对于野外、远距离、恶劣气候等场景下，在物联网中的各个节点之间的数据通讯模式下，是常见的数据传输的方案。
[0003]国内大部分传感器基于485或232等低速串行总线设备，对这些设备的控制，数据传输等通常要求建立由控制端至节点(传感器)层的完整串行链路。这条链路可以是物理的电路连接，也可以是基于IP承载的串行协议虚拟链路，在此链路上的数据传输的可靠性控制，随着系统可靠性要求的提尚而提尚。
[0004]目前基于IP承载的Modbus协议或其他串行通讯，仅在IP分组控制上以单包方式提供数据的收发，对于大块数据的传输，我们也需要一种可靠的、可拆分的、支持重入(断点，断电)续传模式的数据传输方案和控制方法。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种串行通信的可靠数据传输和控制方法，以推动现有低速，低成本串行物联网设备的更广泛使用。
[0006]为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:
一种串行通信的可靠数据传输和控制方法，该方法建立在串行通讯体系上的系统之间进行通讯时，通过对通讯内容的包装和处理，以及在发送端和接收端进行适当控制的基础上，从算法上保证通讯的可靠性的一种数据的传输和和控制；通讯双方以可靠通讯协议进行通讯，并通过控制层控制数据在通讯节点之间的可靠传递；
该方法包括如下步骤:
O发送者和接受者建立收发确认体系；
2)建立通讯双方消息控制和传输协议，通过CR C冗余校验、数据分组模型，压缩算法，哈希算法算法中的一种或者一种以上方式实现数据的可靠性检验；
3)在传输协议的基础上，扩展实现分组，压缩协议以支持大数据和节省带宽；
4)数据发送前确认；
5)连接状态报告。
[0007]进一步的，当发送端发出一包数据；该数据以格式编码，在消息的〃头部"，包含了要发送的消息的一系列可靠性数据标识，包括:
A)、消息ID，该ID在应答包中包含，作为〃回执〃的标记；
B)、消息头CRC:当接收端收到消息后，对头部进行CRC验证；
C)、分组标记:当数据需要多次发送时，标记了消息的第几个/共几个信息； D)、编码格式:标记了消息数据区采用的编码格式；
E)、路由信息:当消息需要进行跨节点路由时，消息要的源地址和目标地址；
接收者收到发送数据后，按数据对应的头部信息各种验证；
接收者发送应答数据，告知发送者收到数据的验证信息；
发送方收到应答后，做后续处理；对方数据是否收到否、收到的数据是否正确、是否还有后续数据要发送。
[0008]进一步的，发送端指要发送的数据，数据是一个流、或一块数据、或文件、或其他固定格式；
发送端中的数据发送控制器提供3种模式来处理数据:
按发送策略分组的流模式数据发送；
按块大小可能需要分组的独立二进制块数据发送；
指定格式的数据，该格式由用户定制。
[0009]进一步的，数据发送控制器.处理下列行为:控制发送策略:重试次数，错误处理；对数据块/命令自动拆包和组包；对收到的数据的分发处理；消息声明周期处理。
[0010]进一步的，接收端，收到数据后按需进行分组处理，接收端收到数据后，告知发送端收到的数据信息。
[0011]进一步的，编码格式为压缩格式。
[0012]通讯双方可基于该协议，在串行电路(协议)上实现分组功能。
[0013]通讯双方可基于该协议，在串行电路(协议)上实现大数据块可靠功能功能。
[0014]本发明的有益效果:
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明为客户提供了面向串行通讯时，对数据可靠性要求所提出的完整的控制方法和方案，通过本方法，可以快速，通用化地实现低速网络上的可靠通讯模型，对支持物联网中低速的串行设备，以及节点间串行数据传输场景下的可靠数据传输，提供了良好的解决方案和实践。
【附图说明】
[0015]图1:为本发明中数据发送/接收模式说明；
图2:为本发明中数据发送结构(消息)说明；
图3:为本发明中大块数据分组发送和接收说明；
图4:为本发明中A向节点B数据发送握手说明；
图5:为本发明中A向B发送心跳说明。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明进行详细描述:
图1说明了数据从发送端到接收端的收发示意:
当发送端发出一包请求数据；该数据以图2格式编码，在消息的"头部"，包含了要发送的消息的一系列可靠性数据标识，包括:
A)、消息ID:该ID在应答包中包含，作为〃回执〃的标记；
B)、消息头CRC:当接收端收到消息后，对头部进行CRC验证； C)、分组标记:当数据需要多次发送时，标记了消息的第几个/共几个信息；
D)、编码格式:标记了消息数据区采用的编码格式，通常为压缩格式；
E)、路由信息:当消息需要进行跨节点路由时，消息要的源地址和目标地址；
接收者收到发送数据后，按数据对应的头部信息各种验证；
接收者发送应答数据，告知发送者收到数据的验证信息；
发送方收到应答数据后，根据应答数据进行后续处理决策:
对方数据收到否；
收到的数据正确否；
是否还有后续数据要发送。
[0017]图2 中:
数据:指要发送的实际数据。
[0018]尾部:对“数据”区域的CRC (冗余循环校验)填充。
[0019]图3:说明了数据需要分组发送时，消息的处理模式发送端
通常指要发送的数据.数据可能是一个流，或一块数据，或文件，或其他固定格式.发送器提供3种模式来处理数据.1.流模式数据发送(按发送策略分组)
2.独立二进制块数据发送(按块大小可能需要分组)
3.指定格式的数据，该格式由用户定制。
[0020]发送
数据发送控制器.处理下列行为:
1.控制发送策略(重试次数，错误处理等等)；
2.对数据块/命令自动拆包和组包；
3.对收到的数据的分发处理；
4.消息声明周期处理。
[0021]物理链路
物理数据接口，本文指串口物理连接通道。
[0022]接收
数据通过实际的物理链路，在接收端收到数据。
[0023]应答包
接收端收到数据后，告知发送端收到的数据信息。
[0024]接收端
接收端，收到数据后按需进行分组处理。
[0025]图4表示了在A向B发送消息前，需要确认接收方是否在线时的消息处理过程.A发出一个握手包，尝试向B发送；
B若受到该握手包，识别发送者信息，，若允许连接，则发送一个握手应答给A ;
A收到握手应答，标识和对方已经建立连接，可以进行数据处理；
A在指定时间内未收到B应答，标记无法和B建立通讯，后续通讯终止； 图5说明了 A定时向B发送心跳，用于告知A存活状态信息，在多个A点同时向B报告的情况下，我们即可实现一个基于串行网络的拓扑图示功能。
【主权项】
1.一种串行通信的可靠数据传输和控制方法，其特征在于: 该方法建立在串行通讯体系上的系统之间进行通讯时，通过对通讯内容的包装和处理，以及在发送端和接收端进行适当控制的基础上，从算法上保证通讯的可靠性的一种数据的传输和和控制；通讯双方以可靠通讯协议进行通讯，并通过控制层控制数据在通讯节点之间的可靠传递； 该方法包括如下步骤: 1)发送者和接受者建立收发确认体系； 2)建立通讯双方消息控制和传输协议，通过CR C冗余校验、数据分组模型，压缩算法，哈希算法算法中的一种或者一种以上方式实现数据的可靠性检验； 3)在传输协议的基础上，扩展实现分组，压缩协议以支持大数据和节省带宽； 4)数据发送前确认； 5)连接状态报告。
2.根据权利要求1所述的串行通信的可靠数据传输和控制方法，其特征在于: 当发送端发出一包数据；该数据以格式编码，在消息的"头部"，包含了要发送的消息的一系列可靠性数据标识，包括: A)、消息ID，该ID在应答包中包含，作为〃回执〃的标记； B)、消息头CRC:当接收端收到消息后，对头部进行CRC验证； C)、分组标记:当数据需要多次发送时，标记了消息的第几个/共几个信息； D)、编码格式:标记了消息数据区采用的编码格式； E)、路由信息:当消息需要进行跨节点路由时，消息要的源地址和目标地址； 接收者收到发送数据后，按数据对应的头部信息各种验证； 接收者发送应答数据，告知发送者收到数据的验证信息； 发送方收到应答后，做后续处理；对方数据是否收到否、收到的数据是否正确、是否还有后续数据要发送。
3.根据权利要求1所述的串行通信的可靠数据传输和控制方法，其特征在于: 发送端指要发送的数据，数据是一个流、或一块数据、或文件、或其他固定格式； 发送端中的数据发送控制器提供3种模式来处理数据: 按发送策略分组的流模式数据发送； 按块大小可能需要分组的独立二进制块数据发送； 指定格式的数据，该格式由用户定制。
4.根据权利要求3所述的串行通信的可靠数据传输和控制方法，其特征在于: 数据发送控制器.处理下列行为: 控制发送策略:重试次数，错误处理； 对数据块/命令自动拆包和组包； 对收到的数据的分发处理； 消息声明周期处理。
5.根据权利要求1所述的串行通信的可靠数据传输和控制方法，其特征在于:接收端，收到数据后按需进行分组处理，接收端收到数据后，告知发送端收到的数据信息。
6.根据权利要求1所述的串行通信的可靠数据传输和控制方法，其特征在于:编码格式为压缩格式。
【专利摘要】本发明涉及基于物联终端互联或数据传输时，一种串行通信的可靠数据传输和控制方法。该方法建立在串行通讯体系上的系统之间进行通讯时，通过对通讯内容的包装和处理，以及在发送端和接收端进行适当控制的基础上，从算法上保证通讯的可靠性的一种数据的传输和控制。本发明为客户提供了面向串行通讯时，对数据可靠性要求所提出的完整的控制方法和方案，通过本方法，可以快速，通用化地实现低速网络上的可靠通讯模型，对支持物联网中低速的串行设备，以及节点间串行数据传输场景下的可靠数据传输，提供了良好的解决方案和实践。
【IPC分类】H04L1-00
【公开号】CN104767590
【申请号】CN201510160552
【发明人】刘建刚, 谢镇
【申请人】江苏飞尚安全监测咨询有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月8日