本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種SCADA系統(tǒng)中通用通信框架，其特征在于：它包括通信規(guī)約模塊、通信傳輸模塊與應(yīng)用接口模塊，所述通信規(guī)約模塊負(fù)責(zé)應(yīng)用數(shù)據(jù)的封裝與解析；所述通信傳輸模塊負(fù)責(zé)通過通信通道傳輸數(shù)據(jù)；所述應(yīng)用接口模塊負(fù)責(zé)上層應(yīng)用與通信規(guī)約模塊之間的交互。通信框架中每個組件定義了一套接口作為基類，滿足組件之間的數(shù)據(jù)交互。每個針對具體實現(xiàn)定義的子類繼承相應(yīng)的基類，實現(xiàn)基類中定義的接口。本發(fā)明專利技術(shù)通過應(yīng)用現(xiàn)代計算機(jī)軟件技術(shù)，將數(shù)據(jù)通信各過程分開實現(xiàn)，獨立工作，并為各過程模塊之間的組合提供了靈活方便的配置方法，可依據(jù)特定需求對過程進(jìn)行配置與裁剪，從而達(dá)到適應(yīng)各種不同應(yīng)用場景的目的。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本設(shè)計通過解構(gòu)數(shù)據(jù)通信過程，將各過程模塊分開實現(xiàn)，通過面向?qū)ο笈c中間件技術(shù)減少各模塊之間的藕合度，同時為各模塊保留了足夠的自定義空間，在適應(yīng)各種復(fù)雜通信需求的情況下最大限 度復(fù)用已有的功能模塊，提高開發(fā)效率，擴(kuò)大通信模塊在SCADA領(lǐng)域的使用范圍。
技術(shù)介紹
數(shù)據(jù)通信作為一項公共功能，是各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要組成部分。單就SCADA系統(tǒng)的上位機(jī)來說，需要收集各種下位機(jī)設(shè)備上送的現(xiàn)場狀態(tài)數(shù)據(jù)，這些下位機(jī)設(shè)備上送數(shù)據(jù)時使用的通信方式、通信規(guī)約、數(shù)據(jù)格式等都各不相同，給SCADA上位機(jī)帶來了繁重的通信規(guī)約維護(hù)工作。實際上，數(shù)據(jù)通信功能涉及到的無非通信方式、通信規(guī)約、數(shù)據(jù)格式與后臺數(shù)據(jù)庫讀寫四個方面。在實際工作中，通信工作的復(fù)雜性主要由四者各自的細(xì)節(jié)要求與互相之間的不同組合帶來。在目前SCADA領(lǐng)域的數(shù)據(jù)通信功能實現(xiàn)方式中，一般采用的是將通信方式單獨實現(xiàn)，而將規(guī)約報文處理與后臺數(shù)據(jù)庫讀寫捆綁在一起。這種方式復(fù)用了通信功能模塊，又由于大多數(shù)SCADA系統(tǒng)集成商只使用一套后臺系統(tǒng)，因此這種方式在很多時候能夠顯著減少通信規(guī)約開發(fā)的工作量。然而，隨著SCADA系統(tǒng)應(yīng)用的日益廣泛,系統(tǒng)集成商已很難使用一套后臺系統(tǒng)來應(yīng)對各種不同規(guī)模的SCADA應(yīng)用，這樣就意味著需要大量的數(shù)據(jù)通信功能移植的工作。此夕卜，數(shù)據(jù)通信的需求廣泛存在于一套SCADA系統(tǒng)實施的各個階段，與后臺數(shù)據(jù)庫緊密耦合的通信模塊面向特定應(yīng)用，限制了模塊的復(fù)用范圍，而同一種功能的多次實現(xiàn)也為后期的管理與維護(hù)帶來了很多麻煩。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本專利技術(shù)提出了一種可以涵蓋SCADA領(lǐng)域各種數(shù)據(jù)通信需求的軟件框架，通過應(yīng)用現(xiàn)代計算機(jī)軟件技術(shù)，將數(shù)據(jù)通信各過程分開實現(xiàn)，獨立工作，并為各過程模塊之間的組合提供了靈活方便的配置方法，可依據(jù)特定需求對過程進(jìn)行配置與裁剪，從而達(dá)到適應(yīng)各種不同應(yīng)用場景的目的。在軟件框架上，遵循如下四個原則 O過程解構(gòu)。將數(shù)據(jù)通信解構(gòu)為通信方式、通信規(guī)約與數(shù)據(jù)解析、應(yīng)用交互三個過程，每個過程分別實現(xiàn)為一個獨立的模塊加以復(fù)用。2)面向接口。為每個模塊分別定義一套統(tǒng)一的接口，各模塊之間利用多態(tài)技術(shù)通過接口進(jìn)行交互。同時，通過接口繼承為模塊的每個具體實現(xiàn)定義一個類型。3)面向數(shù)據(jù)。通過中間件技術(shù)，降低應(yīng)用交互模塊與應(yīng)用的藕合度。4)分層配置。分層配置指的是各模塊本身的細(xì)節(jié)配置與模塊實例組合配置。本專利技術(shù)的技術(shù)方案為一種SCADA系統(tǒng)中通用通信框架，其特征在于它包括通信規(guī)約模塊、通信傳輸模塊與應(yīng)用接口模塊，所述通信規(guī)約模塊負(fù)責(zé)應(yīng)用數(shù)據(jù)的封裝與解析；所述通信傳輸模塊負(fù)責(zé)通過通信通道傳輸數(shù)據(jù)；所述應(yīng)用接口模塊負(fù)責(zé)上層應(yīng)用與通信規(guī)約模塊之間的交互。通信框架中每個組件定義了一套接口作為基類，滿足組件之間的數(shù)據(jù)交互。每個針對具體實現(xiàn)定義的子類繼承相應(yīng)的基類，實現(xiàn)基類中定義的接口。附圖說明圖I為本專利技術(shù)實施例的通信框架示意圖。 圖2為本專利技術(shù)實施例的配置功能示意圖。圖3為本專利技術(shù)實施例的組件工廠注冊流程示意圖。具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。本專利技術(shù)的通信框架將數(shù)據(jù)通信功能劃分到通信規(guī)約模塊、通信傳輸模塊與應(yīng)用接口模塊。在整個應(yīng)用邏輯中，上層應(yīng)用是通信功能的使用者；通信規(guī)約模塊負(fù)責(zé)應(yīng)用數(shù)據(jù)的封裝與解析；通信傳輸模塊負(fù)責(zé)通過通信通道傳輸數(shù)據(jù)；應(yīng)用接口模塊負(fù)責(zé)上層應(yīng)用與通信規(guī)約模塊之間的交互。如圖I所示，本專利技術(shù)實施例的通信框架示意圖。通信框架中每個組件定義了一套接口作為基類，滿足組件之間的數(shù)據(jù)交互。每個針對具體實現(xiàn)定義的子類繼承相應(yīng)的基類，實現(xiàn)基類中定義的接口。I.應(yīng)用接口 應(yīng)用接口的工作是將通信規(guī)約解析后數(shù)據(jù)傳遞給上層應(yīng)用，并接收上層應(yīng)用下傳的數(shù)據(jù)，將其交由通信規(guī)約打包并發(fā)送出去。由此可見應(yīng)用接口的工作方式是由通信規(guī)約決定的，而且一個通信規(guī)約可應(yīng)用于多個上層應(yīng)用，相對于上層應(yīng)用來說，通信規(guī)約是變化較少的，因此此處將應(yīng)用接口設(shè)計為與通信規(guī)約模塊緊密藕合，與上層應(yīng)用通過中間件交互的松散藕合方式。應(yīng)用接口的基類中僅定義了異常處理與配置載入接口，在實際使用時，需擴(kuò)充其接口以適應(yīng)某一特定的規(guī)約，再根據(jù)每一種中間件實現(xiàn)不同的子類。2.通信規(guī)約 通信規(guī)約組件的工作可抽象為接收數(shù)據(jù)并解析與打包數(shù)據(jù)并發(fā)送。從邏輯上來看，數(shù)據(jù)通信的核心是數(shù)據(jù)的打包與解析，通信規(guī)約組件使用通信傳輸組件來收發(fā)數(shù)據(jù)，使用應(yīng)用接口組件與上層應(yīng)用傳遞數(shù)據(jù)。因此，通信規(guī)約組件的基類中除了定義打包與解析數(shù)據(jù)的接口外，還實現(xiàn)了與通信傳輸組件與應(yīng)用接口組件的交互功能。3.通信傳輸 通信傳輸組件的工作是通過讀寫IO設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。通信傳輸組件為底層不同的IO設(shè)備提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)發(fā)送與數(shù)據(jù)通知接口。通信傳輸功能的用戶可通過數(shù)據(jù)發(fā)送接口將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)傳遞給通信傳輸組件，也可以通過注冊數(shù)據(jù)通知，獲得從IO設(shè)備中讀取的數(shù)據(jù)。4.配置功能 對于每一類組件的特定實現(xiàn)，需同時提供相應(yīng)的配置接口，接口中提供了特定實現(xiàn)的信息配置功能。框架僅對配置接口的形式與內(nèi)容格式進(jìn)行了定義。在運行時，框架取出配置節(jié)點后交由相應(yīng)組件進(jìn)行解析，因此在細(xì)節(jié)的實現(xiàn)上保留了足夠的靈活性。框架將組件配置與組件實例化分開處理，先由用戶對組件進(jìn)行配置，再依照配置的內(nèi)容實例化組件。組件配置分為兩個層次，一個是組件本身的信息配置，另一個是對使用組件的選擇進(jìn)行配置。如圖2所示，為本實施的配置功能示意圖。5.組件工廠 每一個組件的特定實現(xiàn)要在組件工廠中加以注冊，用戶在使用組件時，統(tǒng)一通過組件工廠來創(chuàng)建實例。針對組件的功能與配置兩塊內(nèi)容，組件工廠分為實例工廠與配置工廠，組件的功能類型與配置類型須分別在兩個工廠中進(jìn) 行注冊。如圖3所示，組件工廠注冊流程示意圖。6.控制流 通信框架的控制流從將配置文件傳遞組件工廠開始。按先后順序如下所列 應(yīng)用讀取配置文件，取得應(yīng)用接口配置節(jié)點； 根據(jù)應(yīng)用接口配置節(jié)點中的應(yīng)用接口類型名稱在組件工廠中創(chuàng)建其實例，并將應(yīng)用接口配置信息傳遞給新建的實例； 應(yīng)用接口組件根據(jù)配置信息中的內(nèi)容初始化，如初始化成功，從配置信息取得通信規(guī)約配置節(jié)點，否則，返回“錯誤”信號給應(yīng)用； 應(yīng)用接口組件根據(jù)通信規(guī)約配置節(jié)點中的通信規(guī)約類型名稱在組件工廠中創(chuàng)建其實例，并將通信規(guī)約配置信息傳遞給新建的通信規(guī)約組件實例； 通信規(guī)約組件根據(jù)配置信息中的內(nèi)容初始化，如初始化成功，從配置信息中取得通信傳輸配置節(jié)點，否則，返回“錯誤”信號給應(yīng)用接口組件； 通信規(guī)約組件根據(jù)通信傳輸配置節(jié)點中的通信傳輸類型名稱在組件工廠中創(chuàng)建其實例，并將通信傳輸配置信息傳遞給新建的通信傳輸組件實例； 通信傳輸組件根據(jù)配置信息中的內(nèi)容初始化，如初始化成功，返回“準(zhǔn)備好”信號給通信規(guī)約組件，否則，返回“錯誤”信號； 通信規(guī)約組件接收到信號后，將信號如實上送給應(yīng)用接口組件； 應(yīng)用接口組件將收到的信號送給應(yīng)用，由應(yīng)用決定后續(xù)操作。雖然本專利技術(shù)通過具體實施例和附圖進(jìn)行了描述，但實施例并非用來限定本專利技術(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可在本專利技術(shù)的精神范圍內(nèi)，做出各種變形和改進(jìn)，其同樣在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此本專利技術(shù)的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求保護(hù)所界定的相同或等同的范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種SCADA系統(tǒng)中通用通信框架，其特征在于它包括通信規(guī)約模塊、通信傳輸模本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種SCADA系統(tǒng)中通用通信框架，其特征在于：它包括通信規(guī)約模塊、通信傳輸模塊與應(yīng)用接口模塊，所述通信規(guī)約模塊負(fù)責(zé)應(yīng)用數(shù)據(jù)的封裝與解析；所述通信傳輸模塊負(fù)責(zé)通過通信通道傳輸數(shù)據(jù)；所述應(yīng)用接口模塊負(fù)責(zé)上層應(yīng)用與通信規(guī)約模塊之間的交互。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周金國，包德梅，朱恩云，
申請(專利權(quán))人：南京國電南自軌道交通工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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