[发明专利]通信系统及其通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及上位机与外围设备的通信，具体地，涉及一种通信系统和该通信系统的通信方法。

背景技术

在现代的工业生产中通常包括多个进行不同工序的生产设备（即，外围设备），为了了解不同生产设备的生产进度以及生产设备自身的参数，通常需要利用上位机对不同的生产设备进行监控。目前多通过控制柜的串口实现外围设备与上位机之间的通信。即，控制柜通过串口与外围设备通信，以获取外围设备的数据，并且控制柜通过串口与上位机通信，以将从外围设备中获取的数据传送给上位机。

随着工业生产中数据传输的多样性，控制柜中的串口的个数不一定能满足该控制柜与上位机以及外围设备之间传输数据的需求。常见的解决方案有两种：第一种，增加控制柜的串口数量；第二种，通过传输报文协议解析，即控制柜中的一个串口同时与两个以上的串口设备（包括上位机和外围设备）通信，通过不同的报文协议解析对不同的串口设备加以区别。

第一种解决方案会增加成本和硬件体积，第二种解决方案容易出现两种串口设备的数据混在一起的情况，一旦两种串口设备的数据混在一起解析错误就会出现乱码。

因此，如何在不增加设备成本和硬件体积的情况下，可靠地实现控制柜与上位机以及外围设备之间的通信成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信系统和一种通信方法，所述通信系统中的控制柜可以可靠地与上位机和外围设备进行通信，且不会增加通信系统的成本和硬件体积。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种通信系统，所述通信系统包括上位机、控制柜和外围设备，所述控制柜包括用于所述外围设备与所述上位机之间通信的串口，其中，当所述通信系统处于工作阶段时，所述通信系统的系统周期包括轮询阶段和自由通信阶段，所述上位机能够在所述轮询阶段向所述控制柜发送查询指令，所述控制柜能够在所述自由通信阶段与所述外围设备通信。

优选地，所述上位机包括上位机处理器和与所述上位机处理器电连接的上位机数传电台，所述上位机数传电台与所述控制柜进行通信，所述上位机处理器通过所述上位机数传电台获取所述控制柜中的数据实现对所述外围设备和所述控制柜的监控。

优选地，所述控制柜包括控制装置、能够与所述上位机通信的控制柜数传电台和能够与所述外围设备通信的无线收发器，所述控制柜数传电台和所述无线收发器通过同一个串口与所述控制装置通信，所述上位机能够在所述轮询阶段向所述控制柜数传电台发送所述查询指令，所述控制装置能够在所述自由通信阶段通过所述无线收发器与所述外围设备通信。

优选地，所述上位机中设置有上级计时器，所述控制柜中设置有下级计时器，在所述轮询阶段，所述上位机向所述控制柜发送目的报文，所述目的报文中包括所述上级计时器的时钟值，所述控制柜能够将所述上级计时器的时钟值与所述下级计时器的时钟值比较，并将所述下级计时器与所述上级计时器同步。

优选地，在所述通信系统的同步阶段内，所述上位机能够向所述控制柜发送握手报文，所述握手报文中包括所述上级计时器的时钟值，接收到所述握手报文的控制柜能够将所述上级计时器的时钟值与所述下级计时器的时钟值比较，以使所述上级计时器和所述下级计时器同步。

优选地，在一个系统周期内，所述轮询阶段占1个时间片，所述自由通信阶段占至少一个时间片。

优选地，所述上位机中设置有与所述上位机处理器电连接的第一运算单元，所述控制柜中设置有与所述控制装置电连接的第二运算单元，所述第一运算单元用于计算所述上级计时器的时钟值除以所述系统周期所得的第一余数，所述上位机处理器根据所述第一余数判断所述上位机是否处于所述轮询阶段，所述第二运算单元用于计算所述下级计时器的时钟值除以所述系统周期所得的第二余数，所述控制装置根据所述第二余数判断所述控制柜是否处于所述自由通信阶段。

作为本发明的另一个方面，提供一种利用本发明所提供的上述的通信系统的通信方法，其中，所述通信方法包括在工作阶段内进行的查询步骤，该查询步骤包括：

S2、判断所述通信系统的时间状态；

当所述通信系统处于轮询阶段时，则执行步骤S32：上位机向控制柜发送查询指令；

当所述通信系统处于自由通信阶段时，则执行步骤S33：控制柜与外围设备通信。

优选地，所述步骤S32之前还包括：

S31、所述上位机向所述控制柜发送空闲监测指令，当监测到所述控制柜空闲时，则执行步骤S32；当监测到所述控制柜繁忙时，重复所述步骤S31，直至监测到所述控制柜空闲为止。