[发明专利]一种基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法

权利要求书

1.一种基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法，其特征在于，应用于包括工控PC机、DTU设备和串口PLC设备的场景，工控PC机端运行虚拟串口管理软件，串口PLC设备通过DTU设备连接外网，所述方法包括以下步骤：

工控PC机端通过服务器发送链接请求给DTU设备；

DTU设备接收请求后，进入准备状态且回复请求使其已进入准备状态被工控PC机端获知；

工控PC机端或DTU设备端中任一端创建UDP通道，并使UDP通道信息被另一端获知；

获知UDP通道信息的另一端同样创建UDP通道并通过该UDP通道回复使其被已创建通道的一端获知；

创建了UDP通道的两端互相通过UDP通道成功发送和接收信号后建立P2P通道；

串口PLC设备和工控PC机之间通信的数据在P2P通道上传输。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法，其特征在于，所述方法包括：DTU设备和运行于工控机上的虚拟串口管理软件分别与服务器建立稳定的TCP连接，所述服务器为NAT穿透服务器。

3.根据权利要求2所述的基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法，其特征在于，所述工控PC机端通过服务器发送链接请求给DTU设备包括：用户通过虚拟串口管理软件，发送链接请求，链接请求通过TCP通道发给NAT穿透服务器，链接请求数据中带有DTU设备ID。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法，其特征在于，所述方法还包括：服务器接收到链接请求后，根据DTU设备ID，找到DTU设备的TCP链接，并把链接请求转发给相应的DTU网关。

5.根据权利要求4所述的基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法，其特征在于，所述DTU设备接收请求后，进入准备状态且回复请求使其已进入准备状态被工控PC机端获知包括：DTU设备回复请求，告知NAT穿透服务器已处于准备状态NAT穿透服务器把DTU的回复转发给虚拟串口管理软件。

6.根据权利要求1所述的基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法，其特征在于，所述UDP通道信息包括：UDP映射在外网上的端口号和IP地址。

7.根据权利要求1至6之一所述的基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法，其特征在于，所述方法包括：在P2P通道上增加可靠通信的协议来保证数据完整性。

8.根据权利要求7所述的基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法，其特征在于，所述可靠通信的协议为KCP通信协议。

9.根据权利要求7所述的基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法，其特征在于，所述可靠通信的协议包括：

数据发送端的发送数据包由依次的前导码、协议序号和数据内容构成；

其中：前导码为保证数据的有效性，并指示区分数据包或管理包；协议序号为2个字节从0x0000～0xFFFF，对于所有的数据报，这个域必须是连续的，不能跳序号；

数据接收端根据协议序号，判端是否有丢包发生，如果正常接收，则回复该序号的ACK，否则回复丢失数据序号的NAK；

数据发送端根据接收到的ACK或NAK信号，判断数据是否需要重发。

10.根据权利要求1所述的基于虚拟串口的PLC设备远程数据通信实现方法，其特征在于，所述P2P通道是在需要数据通信时建立的。