阅读说明：本技术 一种串口通讯协议的自动构建方法 (Automatic construction method of serial communication protocol ) 是由 刘涛 朱建国 吴国华 刘友恒 张金磊 于 2020-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种串口通讯协议的自动构建方法,包括：确认通讯协议的交互内容；根据指定格式编辑excel；通过解析工具进行解析,生成上位机、设备主机、设备从机所需要的文件；其中指定格式包括映射的变量名、数据类型、数据属性、地址偏移ID。该方法能极大减少开发工作量和周期,同时能提高协议本身的稳定性,消除了因人员开发差异性带来的问题。(The invention provides an automatic construction method of a serial communication protocol, which comprises the following steps: confirming interactive contents of a communication protocol; editing excel according to a specified format; analyzing by an analyzing tool to generate files required by an upper computer, an equipment host and an equipment slave; wherein the specified format comprises mapped variable name, data type, data attribute, address offset ID. The method can greatly reduce the development workload and the development period, improve the stability of the protocol and eliminate the problem caused by the development difference of personnel.)

一种串口通讯协议的自动构建方法

技术领域

本发明属于嵌入式通讯领域，具体涉及一种串口通讯协议的自动构建方法。

背景技术

目前串口通讯在嵌入式领域广泛应用，在嵌入式领域底层设备之间，由于其通讯稳定，且成本非常低，低端MCU就可适配，因此在各行业都大量应用。而串口属于物理媒介，是通讯数据的载体，具体的通讯协议、通讯速率等都由软件配置和实现。在目前串口应用的场合中，所有产品基本都涉及到协议开发。目前主流的串口协议有modbus、ydt等等，但是这些都只是协议框架，具体协议内容还是需要开发者去开发设计，组包、解包都必不可少。同时更让开发人员头疼的是针对整体系统解决方案，可能还需要开发对应的设备通讯协议接口，同时还需要开发相应的上位机软件协议。这涉及到大量的工作，并且工作重复性非常高。现有技术中的设备通讯模式如图1所示。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种串口通讯协议的自动构建方法，参见图2，该方法将设备主机、设备从机、上位机之间自动构建一套协议。该方法将协议开发的工作合3为1，按指定格式填写excel，就能完成通讯协议的自动构建。

本发明提出的串口通讯协议的自动构建方法，包括：确认通讯协议的交互内容；根据指定格式编辑excel；通过解析工具解析excel，生成上位机、设备主机、设备从机所需要的文件；其中指定格式包括映射的变量名、数据类型、数据属性、地址偏移ID。其中数据类型是协议通讯时指定使用的数据类型；映射的变量名是从机程序中使用的需要通讯的数据变量；地址偏移ID是根据分包机制，唯一标记了该变量在协议中的通讯地址；数据属性是标记了该数据变量的读写属性。其中确认通讯协议的交互内容包括：在从机程序中，梳理出具体需要交互的数据变量、数据类型、数据属性。根据指定格式编辑excel之前还包括：根据通讯要求，确定分包的包数及每包对应的地址偏移ID。

其中根据指定格式编辑excel包括：根据excel指定格式及包数，进行excel表格填写，excel表格包括所有包以及每一包内部的每一个数据变量的内容。其中通过解析工具进行解析包括：加载excel内容，获得数据链表，然后根据数据链表和指定的xml规则、主机文件和从机文件的模板，构建出相应的的xml文件、主机文件、从机文件。将从机文件放入到从机程序中；将主机文件放入到主机程序中，并且根据需求，由主机的应用层进行主机文件数据的接***互；将xml文件放入到上位机工具的根目录下，上位机按照xml格式进行解析，即可实现和从机进行通讯。

该方法能极大减少开发工作量和周期，同时能提高协议本身的稳定性，消除了因人员开发差异性带来的问题。

附图说明

图1为现有技术中设备通讯模式；

图2为根据本发明的串口通讯协议的自动构建协议框图；

图3串口通讯协议的自动构建协议原理框图；

图4串口通讯协议的构建表格属性图；

图5串口通讯协议的解析工具工作原理图；

图6串口通讯协议的协议分包机制图；

图7 串口通讯协议的xml文件格式图；

图8为串口通讯协议的自动构建的操作流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域人员更好的了解本发明实施方案，下面结合附图和实施方式对本发明进一步的详细说明。

参见图3，本发明提出的协议自动构建方法，主要是根据指定格式编辑excel，通过解析工具进行解析，生成上位机、设备主机、设备从机所需要的文件，这些文件中，默认已经集成了所有协议的收发机制以及组包、解包的内容。

本发明提出的协议自动构建方法中，excel表格规定了具体格式要求。图4为协议构建表格属性图。

协议格式中，数据类型是协议通讯时指定使用的数据类型。映射的变量名是从机程序中使用的需要通讯的数据变量。地址偏移ID，根据分包机制，唯一标记了该变量在协议中的通讯地址。数据属性，标记了该数据变量的读写属性。

参见图5，所述的解析工具，是PC端开发的一套工具，主要根据指定规则，加载excel内容，获得数据链表，然后根据数据链表和指定的xml规则、主机文件从机文件的模板，构建出相应的的xml文件、主机文件、从机文件。

其中指定规则是指解析工具根据excel的编写格式，通过分包数量，确定链表的节点数，每个节点再对应excel中的具体每包的数据内容，分别进行加载该包中每一个映射的变量名、数据类型、数据属性、地址偏移ID，最终形成完整的数据链表。

所述的分包机制，是指用户根据需求将所有通讯数据内容进行分批次定义。为了提高通讯效率和质量，分包机制规定了每包数据的大小不能大于240字节。图6为协议分包机制图。

Excel在解析工具解析完成后，会自动构建出3类文件，上位机需要的xml文件，设备主机需要的主机文件x_master.c，x_master.h，设备从机需要的x_slave.c，x_ slave.h。图7为xml文件格式图。

xml文件和指定要求填写的格式一致，具备数据类型、地址偏移ID、数据属性等要求，同时通过Module字段进行分包。上位机通过解析该xml文件，即可完整的实现和设备从机进行通讯，而无需去开发上位机的收发接收协议。

设备从机所需要的x_slave.c，x_ slave .h文件，根据分包原则，自动创建了对应每包的结构体，以及收发包的处理函数机制。设备从机程序，无需操作任何接口，程序运行中的数据自动会根据协议通讯进行更新。

设备主机所需要的x_master.c，x_master.h文件，根据分包原则，自动构建了每包对应的结构体，以及每一包对应的读写函数的接口。主机应用程序仅需要调用自动构建的接口，就能实现对从机数据的读写访问，而无需关心协议本身。

参见图8，本发明提出的串口通讯协议的自动构建方法，具体实施过程如下：

(1)确认通讯协议的交互内容。

(2)在从机程序中，梳理出具体需要交互的数据变量、数据类型、数据属性。

(3)根据通讯要求，确定分包的包数及每包对应的地址偏移ID。

(4)根据自动构建的excel格式及包数，进行表格填写，表格包括所有包以及每一包内部的每一个数据变量的内容:数据变量、数据类型、数据属性、地址偏移ID。

(5)使用解析工具，进行自动构建，生成xml文件、主机文件、从机文件。

(6)将从机文件放入到从机程序中。

(7)将主机文件放入到主机程序中，并且根据需求，由主机的应用层进行主机文件数据的接***互。

(8)将xml文件放入到上位机工具的根目录下，上位机按照xml格式进行解析，即可实现和从机进行通讯。

上述实施方式仅是示例性的示出本发明，并不企图限制本发明。另外对于没有详细描述的步骤属于本领域技术人员熟知的技术内容。对于涵盖在本发明构思内的相应的变换和更改均在本发明范围内。