一种嵌入式终端设备的通信通道管理方法及系统技术方案

一种嵌入式终端设备的通信通道管理方法及系统。本发明专利技术在物理通道接口和各进程的报文接口之间加设虚通道管理器、和协议解析器管理器，对报文的收、发和物理通道状态进行统一的管理：为终端设备内每一个进程所需的每一种物理通道接口设计相应的虚通道对象，结合物理通道状态表内的信息，通过各虚通道对象，实现进程与物理通道接口间的通信。由于所有通信均由虚通道管理器进行统一的调度与控制，本发明专利技术可对进程隐藏其通信过程中对物理通道的具体操作，简化通信操作流程，同时可有效解决物理通道被独占的问题，还可实现多通道并发通信。本发明专利技术所提供的通信信道管理系统，在并发性、实时性、可扩展性等方面满足均能满足用电信息采集平台化的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式终端设备的通信通道管理方法及系统
本专利技术涉及用电信息采集终端技术，尤其涉及一种针对嵌入式终端设备的通信通道管理方法及系统。
技术介绍
用电信息采集终端通常配置多个上下行通道，并同时支持多种通信方式。上行通道通常配置以太网、无线公网、无线专网、红外等物理通道，与主站或手持设备通信。下行通道通常配置RS485、RS232、载波、ModBus等物理通道，与下级采集设备、智能电能表等设备通信。传统的通道管理方法，通常是由各个应用自行维护管理这些物理通道，上下文报文由各应用自行处理。各个应用之间如果出现物理通道竞争的情况，通常需采用加锁、信号量等策略进行处理。尽管，目前的管理策略可以解决设备竞争的问题，但，由于通信策略管理模式的缘故，不可避免地会带来如下的缺陷：(1)由于物理通道由各应用自行维护管理，那么对于总线型的通道，例如RS485，该通道在被某个应用打开之后，直到时被该应用关闭前，在整个周期内，均由该应用独占通信资源。因而该总线型通道无法支持各应用之间并发的通信需求。事实上，这是个相当严重的缺陷，因为这将导致使用该物理通道的某些应用要么处于饥饿状态，要么不得不频繁打开/关闭该物理通道，从而拖累系统的整体效率和响应速度；(2)对于下级设备发起的报文，例如状态通报，如果该报文无法由当前打开该通道的应用处理，现有技术下，该报文会被当前的应用丢弃。即使设计相应的管理机制对该报文进行转发，也必将涉及到构建应用间通信。这无疑会对嵌入式系统的设计带来更高要求，并且使用中也需要占据较多的系统资源，处理效率不高。(3)现有的策略难以支持广播。尤其，在对所有下级设备校时时，需要维护全部物理通道的所有应用同时执行同样的操作，而实时的应用间通信技术实现难度较大，如何通知这些应用执行同样的操作，这实际上是相对复杂的事情。为了解决上述的问题，目前有些终端使用一个独立的应用管理和维护这些物理通道。其具体做法是为每个通道分配一个ID，其他的应用以该ID为关键字向该管理应用请求报文转发等服务。然而，这个方案虽然解决了如上所述的总线类型设备的并发等缺陷，但是，却产生了服务器模式下每个通道只维持一个有效通信连接，等，新的问题。下级设备发起的报文，例如，状态通报报文如何递交至相应目标应用进行处理的问题，仍然没有得到解决。因此，如何在嵌入式Linux操作系统中有效地对通信通道进行管理和维护，在并发性、实时性、可扩展性等方面满足用电信息采集平台化的要求，成为了本领域迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种嵌入式终端设备的通信通道管理方法及系统。首先，为实现上述目的，提出一种嵌入式终端设备的通信通道管理方法，包括以下步骤：第一步，读取嵌入式终端设备的配置文档信息，并根据所述配置文档信息创建虚通道管理器、物理通道状态表、协议解析器管理器；第二步，根据所述虚通道管理器内的信息以及当前通信状态创建相应的虚通道对象；根据所述协议解析器管理器内的信息以及所述虚通道对象的状态(包括所述虚通道对象是否需要发送报文，是否需要接收报文，等)动态创建协议解析器对象；更新所述虚通道管理器、物理通道状态表、协议解析器管理器内的信息；第三步，根据所述嵌入式终端设备内各进程的通信模式通过对应的虚通道对象调用相应的协议解析器对象，接收或发送报文信息；更新所述物理通道状态表；第四步，当所述嵌入式终端设备内的进程发起撤销请求时，撤销对应的虚通道对象，更新所述物理通道状态表；监测并关闭所述物理通道状态表内记录为空闲状态的物理通道。进一步，上述的方法中，所述第二步中，所述当前通信状态包括：侦听到新物理通道连接，或，侦听到所述嵌入式终端设备内的进程请求登记；其中，在侦听到新物理通道连接，创建相应的虚通道对象后，还包括通知嵌入式终端设备内相应进程的步骤。具体的，上述的方法中，所述第三步中，所述嵌入式终端设备内各进程的所述通信模式包括：接收模式、发送模式和广播模式：所述接收模式下，先通过对应的虚通道对象读取对应物理通道内的报文，然后根据所述报文预判断协议类型，根据所述协议类型调用相应的协议解析器对象接收并解析所述报文，根据所述虚通道管理器确定该报文所对应的目标进程，向对应的目标进程转发所述报文，更新所述物理通道状态表；所述发送模式下，先通过对应的虚通道对象开启所述进程所请求的物理通道，通过对应的虚通道对象根据报文特征生成待发送报文信息，在所述物理通道空闲时依次发送所述待发送报文信息；所述广播模式下，查找该进程对应的全部虚通道对象及其所对应的物理通道，开启所述物理通道，通过对应的虚通道对象根据报文特征生成待发送报文信息，在所述物理通道未被占用时依次发送所述待发送报文信息。上述方法中，所述接收模式和所述发送模式之间按照如下规则切换：S1，设置接收时限；S2，若物理通道未被占用，则更新所述物理通道状态表，切换至发送模式；否则，在接收时限内切换至接收模式，在接收时限结束时切换至发送模式，并在每次切换时更新所述物理通道状态表；S3，若在接收时限内无法读取该物理通道内的报文，则判断所述物理通道关闭，更新所述物理通道状态表。更进一步，上述方法中，所述虚通道管理器内还记录有所述嵌入式终端设备内各进程的缺省处理进程信息；所述缺省处理进程信息用于：在所述接收模式下，根据所述虚通道管理器确定该报文所对应的目标进程时，将开启所述缺省处理进程的全部进程均列为目标进程，向全部所述目标进程转发所述报文。同时，上述方法中，所述虚通道管理器内还记录有所述嵌入式终端设备内各进程的启动信息；所述启动信息用于，所述第二步中，根据所述虚通道管理器内的信息以及当前通信状态创建相应的虚通道对象时，若所述虚通道对象所对应的目标进程未开启，则通过虚通道管理器查询所述目标进程的启动信息，根据所述启动信息开启所述目标进程；若所述目标进程的启动信息标记为不允许虚通道管理器启动，则，不予处理。其次，为实现上述目的，还提出一种嵌入式终端设备的通信通道管理系统，包括：包括物理通道接口和各进程的报文接口，其特征在于，所述物理通道接口和各进程的报文接口之间连接有虚通道管理器、物理通道状态表和协议解析器管理器；所述虚通道管理器用于根据所述嵌入式终端设备的配置文档信息以及当前通信状态，在所述各进程的报文接口与相应的物理通道接口之间连接相应的虚通道对象；所述虚通道对象用于在所述进程的报文接口与相应的物理通道接口之间发送或转发报文；所述协议解析器管理器用于根据所述各虚通道对象的状态动态创建协议解析器对象，在发送或转发所述报文时，解析或生成所述报文；所述物理通道状态表用于根据所述各虚通道对象的状态记录所述各物理通道接口的状态。进一步，上述的系统中，针对同一物理通道接口的所述各个虚通道对象与该物理通道接口之间还设有报文收发缓存；所述报文收发缓存用于缓存并逐一发送所述各虚通道对象需要发送的报文；所述报文收发缓存还用于在需要发送的报文数目为0时向所述虚通道管理器和所述物理通道状态表汇报所述物理通道接口的状态为未被占用。更进一步，上述的系统中，所述虚通道管理器内还设有接收时限定时器，所述接收时限定时器在接收到所述物理通道接口的状态为未被占用的汇报时启动；此时，所述虚通道管理器控制所述虚通道对象在所述接收时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式终端设备的通信通道管理方法，其特征在于，步骤包括：第一步，读取嵌入式终端设备的配置文档信息，并根据所述配置文档信息创建虚通道管理器、物理通道状态表、协议解析器管理器；第二步，根据所述虚通道管理器内的信息以及当前通信状态创建相应的虚通道对象；根据所述协议解析器管理器内的信息以及所述虚通道对象的状态动态创建协议解析器对象；更新所述虚通道管理器、物理通道状态表、协议解析器管理器内的信息；第三步，根据所述嵌入式终端设备内各进程的通信模式通过对应的虚通道对象调用相应的协议解析器对象，接收或发送报文信息；更新所述物理通道状态表；第四步，当所述嵌入式终端设备内的进程发起撤销请求时，撤销对应的虚通道对象，更新所述物理通道状态表；监测并关闭所述物理通道状态表内记录为空闲状态的物理通道。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式终端设备的通信通道管理方法，其特征在于，步骤包括：第一步，读取嵌入式终端设备的配置文档信息，并根据所述配置文档信息创建虚通道管理器、物理通道状态表、协议解析器管理器；第二步，根据所述虚通道管理器内的信息以及当前通信状态创建相应的虚通道对象；根据所述协议解析器管理器内的信息以及所述虚通道对象的状态动态创建协议解析器对象；更新所述虚通道管理器、物理通道状态表、协议解析器管理器内的信息；第三步，根据所述嵌入式终端设备内各进程的通信模式通过对应的虚通道对象调用相应的协议解析器对象，接收或发送报文信息；更新所述物理通道状态表；第四步，当所述嵌入式终端设备内的进程发起撤销请求时，撤销对应的虚通道对象，更新所述物理通道状态表；监测并关闭所述物理通道状态表内记录为空闲状态的物理通道。2.如权利要求1所述的嵌入式终端设备的通信通道管理方法，其特征在于，所述第二步中，所述当前通信状态包括：侦听到新物理通道连接，或，侦听到所述嵌入式终端设备内的进程请求登记；其中，在侦听到新物理通道连接，创建相应的虚通道对象后，还包括通知嵌入式终端设备内相应进程的步骤。3.如权利要求1所述的嵌入式终端设备的通信通道管理方法，其特征在于，所述第三步中，所述嵌入式终端设备内各进程的所述通信模式包括：接收模式、发送模式和广播模式；所述接收模式下，先通过对应的虚通道对象读取对应物理通道内的报文，然后根据所述报文预判断协议类型，根据所述协议类型调用相应的协议解析器对象接收并解析所述报文，根据所述虚通道管理器确定该报文所对应的目标进程，向对应的目标进程转发所述报文，更新所述物理通道状态表；所述发送模式下，先通过对应的虚通道对象开启所述进程所请求的物理通道，通过对应的虚通道对象根据报文特征生成待发送报文信息，在所述物理通道空闲时依次发送所述待发送报文信息；所述广播模式下，查找该进程对应的全部虚通道对象及其所对应的物理通道，开启所述物理通道，通过对应的虚通道对象根据报文特征生成待发送报文信息，在所述物理通道未被占用时依次发送所述待发送报文信息。4.如权利要求3所述的嵌入式终端设备的通信通道管理方法，其特征在于，所述接收模式和所述发送模式之间按照如下规则切换：设置接收时限；若物理通道未被占用，则更新所述物理通道状态表，切换至发送模式；否则，在接收时限内切换至接收模式，在接收时限结束时切换至发送模式，并在每次切换时更新所述物理通道状态表；若在接收时限内无法读取该物理通道内的报文，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，
申请(专利权)人：宿州学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34