用于动力环境中的监控点和监控中心之间的通讯协议

摘要

本发明涉及信号装置类，具体的讲是涉及一种用于动力环境中的监控点和监控中心之间的通讯协议，用于分布式监控系统中，解决系统中各个监控点与监控中心的命令和应答的交互，该协议具有开放型的架构，可根据实际需要灵活扩充命令帧和相应的回应帧；具有检错功能，具有帧头帧尾结构便于在通讯顺序混乱的情况下找出完整的帧；规定了对重要数据需要连续发送三次，以确保监控中心能够收到；具有MI序号，对通讯链路上因延时产生的信息之后进行适当的处理；可规定远程重启命令，通过接收中心的命令，使自身的看门狗复位电路复位，以便在监控中心对下属监控点的各个模块进行重新启动，以解决突发死机问题。

说明书

技术领域

本发明涉及信号装置类，具体的讲是涉及一种用于动力环境中的监控点和监控中心之间的通讯协议，用于分布式监控系统中，解决系统中各个监控点与监控中心的命令和应答的交互。

监控系统中由通讯模块接收监控中心发出的指令，根据指令的要求转发到相应的模块，模块响应后将数据返回通讯模块，再由通讯模块转发给监控中心。本发明规定了通讯模块与监控中心进行应答的通讯波特率、命令帧格式、数据帧格式及纠错机制。

背景技术

动力环境是通讯系统的基础，动力环境的良好工作状态是通讯系统正常工作的关键。一般的通信设备的动力环境要素有：电池的电压和工作状态、交流配电和直流配电的状态、室内温度湿度，以及是否有紧急状态(火警、水浸、非法进入等)。随着大量动力基站的投入使用，维护及管理成本的急剧上升，出于对减少专业人员配置、减轻劳动强度、提高维护质量的考虑，对于动力环境监测系统的建成的需求迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于动力环境中的监控点和监控中心之间的通讯协议，本协议规定了监控点和监控中心互联通讯协议标准，接口包括监控系统内部不同监控模块与监控中心之间通信接口，实现监控模块与监控中心的互相通信，该协议的回应帧具有帧头帧尾结构，便于在通讯顺序混乱的情况下找出完整的帧，具有MI序号，可对通讯链路上因延时产生的信息之后进行适当的处理，在软件中设定，规定了对重要数据需要连续发送三次，以确保监控中心能够收到。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种用于监控系统中的监控点和监控中心之间的通讯协议，包括命令帧和回应帧，其特征在于所述的回应帧由起始标志(SOI)、命令目的地址(DA)、命令源地址(SA)、命令标志(MI)、命令体(MC)、具体数据(DC)、结束标志(EOI)依次排序组成。

所述的命令目的地址(DA)和命令源地址(SA)均为一个字节，分别包括：PC＝0X00、电池监控单元＝0x01-0x04、模拟监控单元＝0x05、数字监控单元＝0x06、时钟及数据记录单元＝0x07、通讯单元＝0X08，扩展设备地址依次为0X0A、0X0B、0X0C、0X0D智能串口。

所述的命令标志(MI)数值为一位16进制数，用以确定一条命令和它的应答数据的对应关系，数值从01-0xCA。

所述命令体(MC)由3位16进制数值表示。

本发明的优点是，具有开放型的架构，可根据实际需要灵活扩充命令帧和相应的回应帧；具有检错功能，具有帧头帧尾结构便于在通讯顺序混乱的情况下找出完整的帧；规定了对重要数据需要连续发送三次，以确保监控中心能够收到；具有MI序号，对通讯链路上因延时产生的信息之后进行适当的处理；可规定远程重启命令，通过接收中心的命令，使自身的看门狗复位电路复位，以便在监控中心对下属监控点的各个模块进行重新启动，以解决突发死机问题。

协议架构清晰，扩展性好；帧结构的形式保证了通讯的可靠、稳定、误码率低；采用累加求模取反加一的校验方法，抗干扰能力强；符合动力环境监控机房设计要求规范，并在此基础上加以提高，进行功能上的扩展。

附图说明

附图1为本发明实施例控制框图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1所示，图中标号分别表示：

FSU：机房(站)现场监控单元；

AUTO DEV：机站智能设备(开关电源、智能门禁等)；

COMM：智能通讯板，负责对外的串口通讯及外接智能设备的通讯；

D+R+T：DRT模块为时钟显示模块，显示模块+记录模块+时钟控制模块，用于显示数据内容，记录数据，时钟显示和设定；

B：电池模块，最大允许4块，对应四组电池，用于采集电池电压、电流，数据超过告警门限则上报；

A+D：模拟量模块+数字量模块，允许外接33个模拟量，16个数字量，通过外接各类传感器进行模拟量、数字量采集，有告警则上报。

本实施例涉及的物理接口和通信方式是：

串行通信口采用标准的RS232或者RS485方式。信息传输方式为异步方式，起始位1位，数据位8位，停止位1位，无校验位。数据传输速率为9.6、19.2、115.2kbit/s可选。

外部接口：4路智能设备输出串口，1路PC调试串口，1路E1输出串口。其中，PC调试串口和E1输出串口共用，通过继电器选择控制输出。预留1路串口以后短消息模块输出。

通信方式：整个FSU有三套通讯系统，采用以串行通信口采用标准的RS232或者RS485连接的主从通讯方式。

1.FSU与外部PC的通讯系统。外部PC为主，FSU为从。

2.FSU与被监控智能设备的通讯系统。FSU为主，被监控智能设备为从。

3.FSU内部的通讯系统，如图一所示中的，COMM、D+R+T、B、A+D、干结点间的通讯，采用485主从方式通讯，其中D+R+T模块为主，别的模块为从。各模块间的通讯都是以D+R+T主发来建立通讯的。

本实施例涉及的用于监控系统中的监控点和监控中心之间的通讯协议，包括两种格式，命令帧和应答帧。

命令帧基本格式

  序号 1  2  3  4  5  6  9  字节数 1  1  1  1  3  N  1  符号 SOI  DA  SA  MI  MC  DC  EOI

帧格式各部分说明

  序  号  符号  表示意义  备注  1  SOI  起始标志(START OF FRAME)  FDH  2  DA  Destination Address DA(命令目的地址)  3  SA  Source Address SA  (命令源地址)  4  MI  命令标志  5  MC  命令体  6  DC  具体数据  9  EOI  结束标志  FEH

回应帧基本格式

  序号 1  2  3  4  5  6  9  字节数 1  1  1  1  3  N  1  符号 SOI  DA  SA  MI  MC  DC  EOI

帧格式各部分说明

  序号  符号  意义  备注  1  SOI  起始标志(START OF INFORMATION)  FDH  2  DA  Destination Address DA(命令目的地址)  3  SA  Source Address SA  (命令源地址)  4  MI  命令标志  5  MC  命令体  6  DC  具体数据

  9  EOI  结束标志  FEH

命令目的地址DA和命令源地址SA均为一个字节，目设备地址：

PC＝0X00

电池监控单元＝0x01-0x04

模拟监控单元＝0x05

数字监控单元＝0x06

时钟及数据记录单元＝0x07

通讯单元＝0X08

扩展设备地址依次为0X0A、0X0B、0X0C、0X0D智能串口。

命令标志ML，用以确定一条命令和它的应答数据的对应关系，即一条命令和它对应的数据帧的MI相同，MI的数值为一位16进制数，数值从01-0xCA。本实施例的MI值主要从PC命令帧中得到，非PC发起端发起的命令帧，MI的值为C1H。

命令体MC，即命令的具体操作内容，由3位16进制数值表示，由DA和MC的内容可以组成上千条命令。

具体数据DC采用BCD码数据表示法，DC为数据帧所带数据内容，其长短为0-50byte，电池组和模拟量的数据用BCD码表示，数字量的数据用二进制数表示。

DRT模块重发三次后没有回应，则向COMM模块发送模块故障上告帧。

该协议可根据应用的具体要求，定义命令体MC和相应的数据DC，从而可以适应不同的分布式控制系统的应用。

本实施例各软件模块功能单一，设计相对简单，容易软件修改，版本升级相对方便。

FSU动力环境监控软件的主要功能是：运行中，通过它对硬件电路的控制，完成对整个基站的动力和环境数据的采集、处理、传送以及相关的控制动作。整个设备的监控软件设计和其硬件结构一样，采用功能化模块设计，不同的软件功能模块装载于不同硬件模块的CPU中，相同的硬件功能模块，它的的软件功能模块也相同，模块化的软件设计有以下特点：

和各硬件模块对应，整个FSU软件由蓄电池检测软件模块、模拟量检测软件模块、数字量检测软件模块、时钟记录软件模块以及全双工通信软件模块组成。

各软件模块互相独立，各模块分工清晰，互不交叉、重叠。

各软件模块通过内部信息流进行数据传送和交换。内部信息流一为各采样检测模块和时钟记录模块之间的信息交换，给数据记录提供信息，内部信息流二为各模块和各全双工通信模块之间的信息交换，外部信息流为全双工通信模块和监控中心的信息交换。各软件模块同时并行运行，运行速度快，数据处理实时性强。

内部和外部的信息交流采用微数据结构，通信帧结构简单灵活，通信速度快，处理效率高，增加或修改控制命令方便。各软件模块功能单一，设计相对简单，容易软件修改，版本升级相对方便。

FSU软件的以下性能使其具有很强的容错纠错能力，确保软件运行安全可靠：

软件的命令帧和数据帧结构中具有“源地址”DS和“目的地址”DA，不同的模块和外接智能设备口，分配有不同的“地址”：1#蓄电池模块地址为01，2#蓄电池模块地址为02，3#蓄电池模块地址为03，4#蓄电池模块地址为04，模拟量检测模块地址为05，数字量检测模块地址为06，时钟记录模块地址为07，全双工通信模块地址为08，1#智能设备口地址为0A，2#智能设备口地址为0B，3#智能设备口地址为0C，4#智能设备口地址为0D。各个软件模块根据自己的“地址”来判断收到的命令和数据，是否属于自己，否则将把不属于自己的信息，或者“地址”错误的信息拒之门外。

软件的命令帧有比较严谨的命令体MC结构，各模块的的“地址”和命令体的组合，使得每一条命令在整个命令集中都是“唯一”的，因此各软件模块很容易将收到的错误命令内容不予理睬。

软件的帧结构中的数据体DC中的数据为BCD码组成，它除了具有比ASCII码高得命令体MC，它们都由16进制数构成-的组成，这样，各软件模块多的表达效率，同时将明显有别于帧结构中其它部分-帧头SOF、帧尾EOF、在接收和发送数据时，不会因为数据值的随机性和随意性发生和帧头SOF、帧尾EOF、命令体MC内容的混淆而发生错误。

各模块具有硬件和软件结合的“看门狗”(Watchdog)重启功能，一旦由于强烈干扰，产生软件模块运行错误时，CPU将自动重启，软件模块恢复正常运行。

FSU内部模块通过通信链路连接，出问题的模块会自动将工作模式改为侦听模式，不会发送数据，因此不会影响其他模块正常运行。