本發(fā)明屬于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸，具體涉及一種多協(xié)議工業(yè)數(shù)據(jù)采集流程可視化組態(tài)的方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、在工業(yè)數(shù)據(jù)采集時，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集流程需要針對不同的協(xié)議開發(fā)不同的數(shù)據(jù)采集驅動程序。目前工業(yè)數(shù)據(jù)采集協(xié)議標準較多，比如opc?da、opc?ua、modbus、101~104電力規(guī)約及各種基于232/485串口、tcp、udp通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)采集協(xié)議、以及一些廠家提供的自研協(xié)議等。因為每支持一種數(shù)據(jù)采集協(xié)議需要新開發(fā)一種數(shù)據(jù)采集驅動程序，所以數(shù)據(jù)采集工作需要耗費大量的開發(fā)、測試及實施成本。支持新的數(shù)據(jù)采集協(xié)議也需要項目團隊中的開發(fā)、測試以及工程實施人員對數(shù)據(jù)采集協(xié)議進行學習和理解，以應對項目中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)采集失敗的場景，數(shù)據(jù)采集協(xié)議的學習成本較高，尤其是一些復雜的數(shù)據(jù)采集協(xié)議。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有工業(yè)數(shù)據(jù)采集時存在的時間及人力成本較高的問題，提供一種多協(xié)議工業(yè)數(shù)據(jù)采集流程可視化組態(tài)的方法及系統(tǒng)。對于特殊的新的數(shù)據(jù)采集協(xié)議，使用本發(fā)明提供的系統(tǒng)及方法，現(xiàn)場工程實施人員可直接制作出對應采集協(xié)議的指令碼以采集數(shù)據(jù)，開發(fā)人員不再需要針對不同的數(shù)據(jù)采集協(xié)議開發(fā)數(shù)據(jù)采集驅動程序，節(jié)省了開發(fā)成本，提高了工業(yè)數(shù)據(jù)采集的效率。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

3、本發(fā)明第一個目的是提供一種多協(xié)議工業(yè)數(shù)據(jù)采集流程可視化組態(tài)系統(tǒng)，包括：

4、協(xié)議通信流程邏輯拓撲組態(tài)模塊，用于新建數(shù)據(jù)采集協(xié)議以及對協(xié)議中的數(shù)據(jù)格式及交互流程進行可視化圖形編輯，編輯完成后生成協(xié)議邏輯拓撲圖；

5、協(xié)議管理模塊，用于提供對現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集協(xié)議的命名，保存，導入方法，協(xié)議以自定義文本格式存儲;

6、協(xié)議邏輯拓撲圖編譯模塊，用于提供編譯功能，對協(xié)議通信流程邏輯拓撲組態(tài)模塊生成的協(xié)議邏輯拓撲圖編譯，生成可以運行的指令碼；

7、運行環(huán)境模塊，用于數(shù)據(jù)采集軟件為指令碼提供的運行環(huán)境，通過固定接口以驅動模式加載指令碼，并控制指令碼對應采集協(xié)議的啟停。

8、進一步，還包括：

9、基礎通信庫模塊，用于提供tcp、udp網(wǎng)絡通信和232/485串口通信的封裝；

10、邏輯運算庫模塊，用于提供邏輯運算的封裝；

11、數(shù)學運算庫模塊，用于提供數(shù)學運算的封裝；

12、校驗算法庫模塊，用于提供數(shù)據(jù)校驗算法，并支持自定義校驗算法擴展；

13、組包/解包庫模塊，用于提供動態(tài)數(shù)組、通信流程中組包/解包算法；

14、圖形組態(tài)模塊，提供圖形組態(tài)的方法，支持常見圖形如矩形、橢圓、直線、箭頭等形狀的創(chuàng)建和屬性編輯。

15、本發(fā)明第二個目的是提供一種多協(xié)議工業(yè)數(shù)據(jù)采集流程可視化組態(tài)方法，包括以下步驟：

16、采集協(xié)議通信流程邏輯拓撲組態(tài)，并生成采集協(xié)議通信邏輯拓撲圖，基于圖形組態(tài)模塊編輯數(shù)據(jù)采集協(xié)議中的數(shù)據(jù)采集流程；

17、對采集協(xié)議通信邏輯拓撲圖編譯，生成指令碼；

18、響應于數(shù)據(jù)采集軟件以驅動模式加載所述指令碼并配置通信參數(shù)，采集對應數(shù)據(jù)采集協(xié)議的數(shù)據(jù)。

19、作為本發(fā)明進一步改進，所述生成采集協(xié)議通信邏輯拓撲圖是，基于圖形庫和基礎算法庫對采集協(xié)議數(shù)據(jù)發(fā)送/接收流程進行組包/解包邏輯拓撲編輯，形成采集通信邏輯拓撲圖。

20、作為本發(fā)明進一步改進，所述數(shù)據(jù)采集協(xié)議包含多個數(shù)據(jù)采集流程，根據(jù)采集協(xié)議不同，用戶能夠定義不同的數(shù)據(jù)采集流程，采集協(xié)議通信邏輯拓撲圖可以另存為自定義文本格式；

21、作為本發(fā)明進一步改進，對采集協(xié)議通信邏輯拓撲圖編譯，生成指令碼，包括，根據(jù)采協(xié)議集通信邏輯拓撲圖生成中間代碼，并對中間代碼優(yōu)化生成指令碼。

22、作為本發(fā)明進一步改進，對采集協(xié)議通信流程邏輯拓撲組態(tài)和生成指令碼，包括以下步驟：

23、步驟s201:新建采集協(xié)議組態(tài)，新建或者導入現(xiàn)有采集協(xié)議文本，設置采集協(xié)議觸發(fā)周期；

24、步驟s202:選擇采集協(xié)議基礎通信庫，通信協(xié)議基礎參數(shù)變量定義；

25、步驟s203:新增數(shù)據(jù)采集流程，采集流程分為數(shù)據(jù)發(fā)送流程和數(shù)據(jù)接收流程兩種類型；

26、步驟s204:如果選擇采集流程為數(shù)據(jù)發(fā)送流程，對數(shù)據(jù)組包流程進行拓撲編輯，使用組包庫編輯數(shù)據(jù)包頭，根據(jù)協(xié)議需求填充數(shù)據(jù)，根據(jù)協(xié)議需求增加數(shù)據(jù)校驗域，根據(jù)協(xié)議需求增加數(shù)據(jù)包尾；

27、步驟s205:如果選擇采集流程為數(shù)據(jù)接收流程，對數(shù)據(jù)解包流程進行拓撲編輯，使用解包庫解析數(shù)據(jù)包頭，根據(jù)協(xié)議需求解析數(shù)據(jù)，根據(jù)協(xié)議需求解析數(shù)據(jù)校驗域，根據(jù)協(xié)議需求解析數(shù)據(jù)包尾；

28、步驟s206:判斷數(shù)據(jù)采集協(xié)議流程是否結束，如果協(xié)議流程未結束，按照采集協(xié)議順序添加數(shù)據(jù)采集流程，重復執(zhí)行步驟s203、步驟s204、步驟s205，如果協(xié)議流程結束，則進入下一步驟；

29、步驟s207:完成采集協(xié)議組態(tài)，用戶基于圖形組態(tài)模塊對采集協(xié)議的數(shù)據(jù)和流程進行檢查，生成采協(xié)議集通信邏輯拓撲圖，對采集通信邏輯拓撲圖命名和保存，支持以自定義文本格式另存數(shù)據(jù)采集協(xié)議；

30、步驟s208:協(xié)議邏輯拓撲圖編譯模塊根據(jù)采協(xié)議集通信邏輯拓撲圖生成中間代碼，并對中間代碼優(yōu)化生成指令碼。

31、作為本發(fā)明進一步改進，響應于數(shù)據(jù)采集軟件以驅動模式加載所述指令碼并配置通信參數(shù)后，通過預定義的接口控制指令碼的啟停以完成對應數(shù)據(jù)采集協(xié)議的數(shù)據(jù)采集。

32、作為本發(fā)明進一步改進，響應于數(shù)據(jù)采集軟件以驅動模式加載所述指令碼并配置通信參數(shù)，采集對應數(shù)據(jù)采集協(xié)議的數(shù)據(jù)，包括以下步驟：

33、步驟s301:加載指令碼，數(shù)據(jù)采集軟件通過預置接口在指定路徑加載指令碼；

34、步驟s302:加載基礎算法庫，基礎算法庫包括：基礎通信庫、邏輯運算庫、數(shù)學運算庫、算法校驗庫、組包/解包庫；

35、步驟s303:判斷采集周期是否到達，如果時間未到達采集周期，延遲固定間隔時間后繼續(xù)判斷，如果時間已經(jīng)到達采集周期，則進入數(shù)據(jù)采集流程；

36、步驟s304:加載一條數(shù)據(jù)采集流程，并判斷當前加載數(shù)據(jù)采集流程類型；

37、步驟s305:如果數(shù)據(jù)采集流程是數(shù)據(jù)發(fā)送流程，指令碼進入組包流程，按照指令碼中數(shù)據(jù)格式填充數(shù)據(jù)包頭、填充數(shù)據(jù)域，如果有多條數(shù)據(jù)，則循環(huán)填充，組包校驗域、組包數(shù)據(jù)包尾，數(shù)據(jù)組包完后，調用發(fā)送接口發(fā)送數(shù)據(jù)；

38、步驟s306:如果數(shù)據(jù)流程是數(shù)據(jù)接收流程，判斷基礎協(xié)議類型，如果基礎協(xié)議是tcp，先接收數(shù)據(jù)包頭，解析數(shù)據(jù)包頭，再按照包頭或者指令碼協(xié)議中定義數(shù)據(jù)長度接收剩余數(shù)據(jù)，如果基礎協(xié)議是udp或者232/485串口，則一次接收1條完整的數(shù)據(jù)；各協(xié)議按格式解析數(shù)據(jù)包頭，并根據(jù)協(xié)議可選解析數(shù)據(jù)，如果有多條數(shù)據(jù)，則循環(huán)解析，根據(jù)協(xié)議解析數(shù)據(jù)校驗域并驗證、根據(jù)協(xié)議可選解析包尾；

39、步驟s307:如正確接收并解析到數(shù)據(jù)且當前數(shù)據(jù)包中含有最終需要采集的數(shù)據(jù)，則轉發(fā)數(shù)據(jù)至采集軟件業(yè)務接口；

40、步驟s308:如接收或者解析數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，給出相應提示后進入采集下一周期；

41、步驟s309:判斷所有數(shù)據(jù)采集流程是否加載完成，如果未完成，則繼續(xù)加載下一采集流程，重復執(zhí)行步驟s304—步驟s308，如果所有數(shù)據(jù)采集流程加載完成，則判斷是否需要執(zhí)行下一采集周期繼續(xù)采集數(shù)據(jù)；

42、步驟s310:如果需要執(zhí)行下一采集周期繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，則重復執(zhí)行步驟s303—步驟s309，否則完成指令碼對應的協(xié)議數(shù)據(jù)采集。

43、第三個目的是提供一種多協(xié)議工業(yè)數(shù)據(jù)采集流程可視化組態(tài)系統(tǒng)，包括：

44、圖形組態(tài)單元，用于采集協(xié)議通信流程邏輯拓撲組態(tài)，并生成采集協(xié)議通信邏輯拓撲圖，基于圖形組態(tài)模塊編輯數(shù)據(jù)采集協(xié)議中的數(shù)據(jù)采集流程；

45、編譯單元，用于對采集協(xié)議通信邏輯拓撲圖編譯，生成指令碼；

46、數(shù)據(jù)采集單元，用于響應于數(shù)據(jù)采集軟件以驅動模式加載所述指令碼并配置通信參數(shù)，采集對應數(shù)據(jù)采集協(xié)議的數(shù)據(jù)。

47、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下技術效果：

48、本發(fā)明提供系統(tǒng)包括：圖形組態(tài)模塊、基礎通信庫、邏輯運算庫、數(shù)學運算庫、算法校驗庫、組包/解包庫、協(xié)議通信流程邏輯拓撲組態(tài)、協(xié)議管理模塊、協(xié)議邏輯拓撲圖編譯模塊、運行環(huán)境模塊。在新增或修改數(shù)據(jù)采集協(xié)議時，用戶通過本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)采集流程可視化組態(tài)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集協(xié)議通信流程進行組態(tài)，生成采集協(xié)議通信邏輯拓撲圖，協(xié)議邏輯拓撲圖編譯模塊編譯采集協(xié)議通信邏輯拓撲圖為指令碼，指令碼可放入采集軟件運行以完成對應的協(xié)議的數(shù)據(jù)采集。

49、本發(fā)明在工業(yè)數(shù)據(jù)采集時，對于特殊的新的數(shù)據(jù)采集協(xié)議，使用本發(fā)明提供的方法，現(xiàn)場工程實施人員可直接制作出對應采集協(xié)議的指令碼以采集數(shù)據(jù)，開發(fā)人員不再需要針對不同的數(shù)據(jù)采集協(xié)議開發(fā)數(shù)據(jù)采集驅動程序，節(jié)省了開發(fā)成本，提高了工業(yè)數(shù)據(jù)采集的效率；同時以圖形化的方式展示數(shù)據(jù)采集協(xié)議，使數(shù)據(jù)采集協(xié)議易于理解，降低了項目團隊的學習成本。在新增數(shù)據(jù)采集協(xié)議時，用戶通過可視化圖形組態(tài)的方式對數(shù)據(jù)采集協(xié)議進行定義，本發(fā)明可以編譯用戶定義的數(shù)采集協(xié)議文本，生成指令碼在數(shù)據(jù)采集軟件的支持下可以直接用于對應數(shù)據(jù)采集協(xié)議的數(shù)據(jù)采集。在對標準協(xié)議進行少量修改時同樣適用，用戶導入標準協(xié)議文本后，對需要修改的流程進行可視化編輯并保存，并生成修改后的適配非標準協(xié)議的數(shù)據(jù)采集指令碼。