基于UDP的通信方法、设备及系统与流程

本发明涉及通信，具体涉及一种基于udp(user datagram protocol，用户数据报协议)的通信方法、设备及系统。

背景技术：

1、plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)是一种数字运算操作的电子系统，其将计算机、自动控制和通讯技术融为一体，是实现单机、车间、工厂自动化的核心设备。

2、plc具有逻辑控制、过程控制、运动控制、联网通信等多种功能，但由于plc自身的局限性，为了满足用户在数据处理、人机交互、与其他系统，如erp(enterprise resourceplanning，企业资源计划)系统等交互方面的更高要求，通常需要将plc与上位机通信，实现plc网络化，扩大其联网功能。而实现该联网功能的基础是plc能够与上位机进行可靠、稳定、高效率通信。

3、如图1所示，在现有技术中，plc与上位机通信方式采用的是tcp/ip(transmissioncontrol protocol/internet protocol，传输控制协议/网际协议)通信或者借助外部软件opc(ole(object linking and embedding，对象连接与嵌入)for process control，应用于过程控制的ole)进行通信。

4、如果采用tcp/ip完成通信，则需要上位机11和plc12在tcp协议层进行编程，技术难度较大，而且通信开销大，要求plc的内存较大，通信成本昂贵，一般大型plc中使用，难以在中小企业中推广使用。

5、如果采用opc完成通信，则需要借助opc软件。首先，购买opc软件需要授权，会增加成本；其次，plc需要与上位机根据实际情况进行灵活处理各种数据，opc很难达到要求。最后，如果opc软件开发商未开发此类plc，则会更难以完成两者之间的通信。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于udp的通信方法、设备及系统，可以简单方便地实现不同设备之间的通信，并保证通信的稳定、可靠、高效性。

2、为此，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供一种基于udp的通信方法，所述方法包括：

4、第一设备通过udp协议与第二设备建立连接，并维护与所述第二设备的连接；

5、在需要向第二设备发送应用消息时，将所述应用消息封装为udp应用数据包；

6、采用丢失重传机制通过所述连接将所述udp应用数据包发送给所述第二设备。

7、可选地，所述第一设备通过udp协议与第二设备建立连接包括：

8、第一设备向第二设备发送udp激活连接数据包；

9、接收到所述第二设备返回的udp心跳数据包后，确定与所述第二设备的链路畅通，并记录与所述第二设备的连接正常。

10、可选地，所述维护与所述第二设备的连接包括：

11、按照设定周期向所述第二设备发送udp链路监测数据包；

12、如果发送udp链路监测数据包后设定时间内未收到所述第二设备返回的udp心跳数据包，则确定与所述第二设备的链路断开，并记录与所述第二设备的连接异常。

13、可选地，所述维护与所述第二设备的连接还包括：在确定与所述第二设备的链路断开后，重新通过udp协议与第二设备建立连接。

14、可选地，所述方法还包括：接收到所述第二设备返回的确认消息后，确定所述udp应用数据包发送成功。

15、可选地，所述方法包括：

16、第二设备需要向第一设备发送应用消息时，将所述应用消息封装为udp应用数据包；

17、采用丢失重传机制通过所述第一设备预先建立的连接将所述udp应用数据包发送给所述第一设备。

18、可选地，所述方法还包括：

19、接收所述第一设备发送的udp激活连接数据包；

20、向所述第一设备返回udp心跳数据包。

21、可选地，所述方法还包括：

22、接收所述第一设备发送的udp链路监测数据包；

23、向所述第一设备返回udp心跳数据包。

24、可选地，所述方法还包括：如果向所述第一设备返回udp心跳数据包后设定时间内未收到所述第一设备发送的udp链路监测数据包，则确定与所述第一设备的连接断开，并记录与所述第二设备的连接异常。

25、可选地，所述方法还包括：接收到所述第一设备返回的确认消息后，确定所述udp应用数据包发送成功。

26、本发明还提供一种通信设备，所述通信设备包括：

27、连接建立模块；用于通过udp协议与第二设备建立连接；

28、连接维护模块，用于维护与所述第二设备的连接；

29、第一通信模块，用于在需要向第二设备发送应用消息时，将所述应用消息封装为udp应用数据包；采用丢失重传机制通过所述连接将所述udp应用数据包发送给所述第二设备。

30、本发明还提供一种通信设备，所述通信设备包括：

31、第二通信模块，用于在需要向第一设备发送应用消息时，将所述应用消息封装为udp应用数据包；采用丢失重传机制通过所述第一设备预先建立的连接将所述udp应用数据包发送给所述第一设备。

32、本发明还提供一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行前面所述基于udp通信方法的步骤。

33、本发明还提供一种通信系统，所述系统包括：第一设备、以及一个或多个通过网络与所述第一设备连接的第二设备；

34、所述第一设备，用于通过udp协议与第二设备建立连接，维护与所述第二设备的连接，在需要向第二设备发送应用消息时，将所述应用消息封装为udp应用数据包；采用丢失重传机制通过所述连接将所述udp应用数据包发送给所述第二设备；

35、所述第二设备，用于在需要向第一设备发送应用消息时，将所述应用消息封装为udp应用数据包；采用丢失重传机制通过所述第一设备预先建立的连接将所述udp应用数据包发送给所述第一设备。

36、可选地，所述第一设备为上位机，所述第二设备为plc或单片机；或者所述第一设备和所述第二设备均为单片机。

37、本发明提供的基于udp的通信方法、设备及系统，基于udp实现两个不同设备之间的通信，由第一设备通过udp协议建立与第二设备的连接，并维护该连接。在需要与第二设备交互应用消息时，可以将该应用消息封装为udp应用数据包，并采用丢失重传机制通过所述连接发送该udp应用数据包给对方。基于udp协议实现设备间的通信，相较于现有的基于tcp/ip或者基于opc实现的设备间的通信，可以降低技术难度，减小通信开销及成本，尤其适用于小型plc与上位机间的通信。通过监测两设备间的通信链路，一旦有应用消息需要发送时，可以实现即时高效的通信；而且通过对建立的连接的维护、并采用丢失重传机制和避免网络拥塞保证机制，有效地保障了通信的稳定性和可靠性。

38、本发明方案可以应用于上位机与plc或单片机之间的通信，也可以应用于不同单片机之间的通信，尤其是在小型plc领域有广泛的应用前景，可以大大降低plc与上位机之间通信的使用成本，极大地促进工业化和信息化的通融。