一种总线主站与从站间的定时通信方法与流程

本发明属于数字信息的传输领域，具体的说是一种总线主站与从站间的定时通信方法。

背景技术：

1、目前，总线主站与从站之间的定时通信方法可以通过轮询和中断两种方式实现，轮询方式：总线主站按照预先设定的时间间隔依次向每个从站发送查询指令，从站收到查询指令后进行响应，并在主站下一轮查询之前返回结果。主站持续轮询所有从站，周期性地与每个从站进行通信，中断方式：总线主站向每个从站发送中断请求信号，从站收到中断请求后立即响应，并将需要传输的数据发送给主站。主站根据中断请求的优先级逐一响应从站的请求，完成数据传输后主站恢复到轮询模式，以上两种方法各有优劣，轮询方式可以确保所有从站都能被轮到进行通信，但需要较长的时间周期来轮询所有从站；中断方式能够及时响应从站的请求，但可能导致从站之间的请求冲突，需要设计合理的中断请求优先级；

2、例如在授权公告号为cn107346980b的中国专利中公开了一种多从站电缆防盗监控系统的组网通信方法，主要涉及一种由中心站、主站和从站构成的电缆防盗监控系统组网通信协议；所述中心站与主站间基于gprs建立连接，所述主站与多个从站基于电力载波通信建立连接；系统中的通信主要由主站发起，其通过gprs通信实现在中心站的站点注册和数据上报从而完成系统全局信息汇聚，主从站之间通过电力载波通信实现数据交互从而完成从站本地数据采集与电缆通断检测。主站设置有周期采集定时器以实现对监控线路上所有从站的周期性数据采集,该发明解决了在通信方法的实施过程中可能因线缆或从站设备故障而导致量两部分之间无法在有效的时间内进行正常通信的问题；

3、同时例如在申请公开号为cn101873175a的中国专利中公开了光无源网络系统及其运用方法。该发明提供一种pon，在pon中引入re来延长olt和onu间的通信距离或增加容纳onu时， 防止各onu中的发送信号频带的减少或等待时间的增大， 具有与现有的pon相同程度的通信品质。在通过具备光分路器的光纤网连接主站和多个子站而构成的光通信系统中， 设置对主站和子站间的信号进行中继的中继器， 具有测定与子站间的传输距离或者传输时间的测定部、 根据子站的发送频带请求决定子站发送信号的定时的决定部、 处理从子站接收到的信号然后向主站发送的信号处理部， 从各子站在所决定的定时接收突发信号时， 删除突发信号的报头的一部分， 在删除后的区域和接收突发信号彼此的间隙区域中插入伪信号， 变换为一连串的信号来发送给主站。

4、以上专利存在本背景技术提出的问题：轮询方式可以确保所有从站都能被轮到进行通信，但需要较长的时间周期来轮询所有从站；中断方式能够及时响应从站的请求，但可能导致从站之间的请求冲突，需要设计合理的中断请求优先级，为了解决这些问题，本技术设计了一种总线主站与从站间的定时通信方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出了一种总线主站与从站间的定时通信方法，本发明提取总线主站与从站的连接拓扑图，从连接拓扑图中获取总线主站与各从站之间的连接关系，确定数据传输时刻和时长，获取若干个从站历史数据传输时刻中传输至主站的传输数据量、若干个从站历史连接的设备集合和储存器的数据储存余量，提取从站历史数据传输时刻中传输至主站的传输数据量、从站历史连接的设备集合，带入传输数据量预估策略中进行从站数据传输时刻数据量的预估，将从站实时连接的设备集合和储存器的数据储存余量导入重要度计算策略中进行从站重要度的计算，将从站数据传输时刻数据量与从站重要度导入优先值计算策略中计算从站的优先值，若干个从站的优先值降序排列，按照排列顺序进行主站与从站的通信，实时对主站与从站间的优先值进行计算，避免从站之间的请求发生冲突，同时提高了主站与从站之间信息传输的合理性，在网络传输信号不佳的状态下保证重要的从站信息的传输畅通。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种总线主站与从站间的定时通信方法，其包括以下具体步骤：

4、s1、提取总线主站与从站的连接拓扑图，从连接拓扑图中获取总线主站与各从站之间的连接关系；

5、s2、确定数据传输时刻和时长，获取若干个从站历史数据传输时刻中传输至主站的传输数据量、若干个从站历史连接的设备集合和储存器的数据储存余量；

6、s3、提取从站历史数据传输时刻中传输至主站的传输数据量、从站历史连接的设备集合，带入传输数据量预估策略中进行从站数据传输时刻数据量的预估；

7、s4、将从站实时连接的设备集合和储存器的数据储存余量导入重要度计算策略中进行从站重要度的计算；

8、s5、将从站数据传输时刻数据量与从站重要度导入优先值计算策略中计算从站的优先值；

9、s6、若干个从站的优先值降序排列，按照排列顺序进行主站与从站的通信。

10、具体的，所述s1的具体内容包括以下步骤：

11、s11、提取总线主站与从站的连接拓扑图，观察连接拓扑图中的各个节点，标识主站和从站，主站通常是总线的控制中心，负责发送命令和接收数据，而从站则是被控制的设备；

12、s12、根据连接线路和箭头的方向，确定主站与各从站之间的物理连接关系，连接线可以是直线、曲线或箭头，箭头指向的方向表示数据的流向，通常情况下，总线主站与各从站之间都有直接的物理连接；

13、s13、将主站和各从站之间的物理连接关系进行获取。

14、具体的，所述s2的具体步骤如下：

15、s21、确定数据传输时刻和时长，同时获取若干个从站历史数据传输时刻中传输至主站的传输数据量，这里的数据传输时刻的确定方式为：每个主站和其附属的从站在进行通信时都会在每天指定的若干个时间段进行通信，这里的数据传输时刻即为通信的指定的若干个时间段，这里的时长为时间段对应的时长，这里的若干个从站历史数据传输时刻中传输至主站的传输数据量为历史该时间段全部从站传输至主站的传输数据量；

16、s22、获取从站管理连接的设备集合和该从站的储存器的数据储存余量。

17、具体的，所述s3的传输数据量预估策略包括以下具体步骤：

18、s31、提取从站历史数据传输时刻中传输至主站的传输数据量，从中提取每天计算时间对应下一数据传输时刻的传输数据量，同时提取从站每天计算时间对应下一数据传输时刻管理连接的设备型号数量集合和设备的运行数据集合，将从站每天计算时间对应下一数据传输时刻管理连接的设备型号数量集合、设备的运行数据集合与获取的实时从站管理连接的设备型号数量集合、设备的运行数据集合导入相似度计算公式中，计算从站每天计算时间对应下一数据传输时刻管理连接的设备型号数量集合、设备的运行数据集合与获取的实时从站管理连接的设备集合、设备的运行数据集合的相似度；

19、s32、提取相似度最大的三天的对应时刻的传输数据量,分别为，计算相似度最大的三天的对应时刻的传输数据量的平均值作为从站数据传输时刻数据量。

20、具体的，所述s31中的相似度j计算公式为，其中k()为括号内元素的个数，为集合的交集，为集合的并集，为历史计算时间对应下一数据传输时刻管理连接的运行数据集合的第i项，为获取的实时从站管理连接的设备的运行数据集合的第i项，m为运行数据集合中数据总项数，这里的设备的运行数据集合可以为设备的电流、电压、温度等数据。

21、具体的，所述s4中的重要度计算策略包括以下具体内容：

22、s41、提取实时从站管理连接的设备的运行数据集合b和储存器的实时数据储存余量；

23、s42、将储存器的实时数据储存余量和从站数据传输时刻数据量代入经过通信后数据储存余量计算公式中计算经过通信后数据储存余量，经过通信后数据储存余量a计算公式为：，其中为储存器总存储量，当计算得到的数据储存余量小于0时，则直接以0处理。

24、具体的，所述s4中还包括以下具体步骤：

25、s43、提取实时从站管理连接的设备的运行数据集合b，将运行数据集合b中的各项数据代入故障值计算公式中计算故障值，故障值计算公式为:，其中为实时从站管理连接的设备的运行数据集合中第i项数据的安全范围的最大值，为实时从站管理连接的设备的运行数据集合中第i项数据的安全范围的最小值，为和的中值；

26、s44、提取计算得到的故障值和经过通信后数据储存余量导入重要度计算公式中计算从站重要度，重要度计算公式为：。

27、具体的，所述s5中的优先值计算策略包括以下具体内容：

28、提取从站的从站数据传输时刻数据量和从站重要度导入优先值计算公式中进行从站优先值的计算，从站优先值的计算公式为：，其中为数据量占比系数，为重要度占比系数，为设定的数据量标准值，，。

29、在此需要说明的是，这里的，的取值方式为取500名本领域技术人员进行从站优先值打分，然后将从站数据带入从站优先值计算公式中，带入拟合软件中得到，的准确值；

30、具体的，所述s6的具体内容如下：将计算得到的从站优先值降序排列，在进行通信的过程中按照从站优先值从大到小的顺序进行主站与从站的通信连接。

31、具体的，一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；

32、所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行上述的一种总线主站与从站间的定时通信方法。

33、具体的，一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述的一种总线主站与从站间的定时通信方法。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

35、提取总线主站与从站的连接拓扑图，从连接拓扑图中获取总线主站与各从站之间的连接关系，确定数据传输时刻和时长，获取若干个从站历史数据传输时刻中传输至主站的传输数据量、若干个从站历史连接的设备集合和储存器的数据储存余量，提取从站历史数据传输时刻中传输至主站的传输数据量、从站历史连接的设备集合，带入传输数据量预估策略中进行从站数据传输时刻数据量的预估，将从站实时连接的设备集合和储存器的数据储存余量导入重要度计算策略中进行从站重要度的计算，将从站数据传输时刻数据量与从站重要度导入优先值计算策略中计算从站的优先值，若干个从站的优先值降序排列，按照排列顺序进行主站与从站的通信，实时对主站与从站间的优先值进行计算，避免从站之间的请求发生冲突，同时提高了主站与从站之间信息传输的合理性，在网络传输信号不佳的状态下保证重要的从站信息的传输畅通。