一种基于现场总线协议的通信方法及设备与流程

技术特征：
1.一种基于现场总线协议的通信方法，其特征在于，所述通信方法应用于一对多的主-从网络拓扑结构，所述方法包括：定义所述现场总线协议对应的消息结构，所述消息结构包括协议头、从机地址、功能码、结果码、数据长度、数据段、校验码以及协议尾；所述协议头，用于通信交互过程中的辨识；所述从机地址，用于在所述主-从网络拓扑结构中寻找和确认对应从机；所述功能码的数值1～5保留为协议所用，所述功能码的数值6～255为用户自定义用；所述结果码为消息解析结果；所述数据长度为数据段的长度，当定义为0时，表示无附加数据；所述数据段为数据内容，无数据时，则无此数据段；所述校验码，用于判断消息内容的正确性，保证通信可靠；所述协议尾，用于通信交互过程中的辨识；采用分时处理机制并以心跳为间隔，在所述主-从网络拓扑结构的主从机之间同一时间只传输一条采用所述消息结构封装的消息。2.根据权利要求1所述的基于现场总线协议的通信方法，其特征在于：所述功能码的数值1表示获取从机信息；所述功能码的数值2表示获取从机状态；所述功能码的数值3表示挂起从机；所述功能码的数值4表示恢复从机；所述功能码的数值5表示心跳保持。3.根据权利要求1所述的基于现场总线协议的通信方法，其特征在于；当所述采用所述消息结构封装的消息为主机发送的消息时，若所述结果码0，则消息解析结果为从机无需回复结果；若所述结果码1，则消息解析结果为从机必须回复结果；或者，当所述采用所述消息结构封装的消息为从机发送的消息时，若所述结果码0，则消息解析结果为消息正常；若所述结果码1，则消息解析结果为消息结构异常；若所述结果码2，则消息解析结果为功能码错误；若所述结果码3，则消息解析结果为校验码异常；若所述结果码4，则消息解析结果为从机忙；若所述结果码5，则消息解析结果为未知错误。4.根据权利要求1所述的基于现场总线协议的通信方法，其特征在于，所述主-从网络拓扑结构的主机被设计为不断发送心跳消息以轮询总线下的所有从机，并且所述主机发送心跳消息的间隔最小为3条采用所述消息结构封装的消息的时间长度，以保证通信稳定性。5.根据权利要求1所述的基于现场总线协议的通信方法，其特征在于，所述主-从网络拓扑结构的主机发送消息的时机在每次收到从机心跳返回结果后等待1条采用所述消息结构封装的消息的时间间隔，以此避开从机的主动消息。6.根据权利要求1所述的基于现场总线协议的通信方法，其特征在于，所述主-从网络拓扑结构的从机具有主动返回消息的权力，若从机有消息需要返回至主机，则在心跳消息后返回，即从机返回心跳结果后，立即再向主机返回从机消息。7.一种基于现场总线协议的通信设备，其特征在于，所述通信设备应用于一对多的主-从网络拓扑结构，所述通信设备包括：定义单元，用于定义所述现场总线协议对应的消息结构，所述消息结构包括协议头、从
机地址、功能码、结果码、数据长度、数据段、校验码以及协议尾；所述协议头，用于通信交互过程中的辨识；所述从机地址，用于在所述主-从网络拓扑结构中寻找和确认对应从机；所述功能码的数值1～5保留为协议所用，所述功能码的数值6～255为用户自定义用；所述结果码为消息解析结果；所述数据长度为数据段的长度，当定义为0时，表示无附加数据；所述数据段为数据内容，无数据时，则无此数据段；所述校验码，用于判断消息内容的正确性，保证通信可靠；所述协议尾，用于通信交互过程中的辨识；通信单元，用于采用分时处理机制并以心跳为间隔，在所述主-从网络拓扑结构的主从机之间同一时间只传输一条采用所述消息结构封装的消息。8.根据权利要求7所述的基于现场总线协议的通信方法，其特征在于：所述功能码的数值1表示获取从机信息；所述功能码的数值2表示获取从机状态；所述功能码的数值3表示挂起从机；所述功能码的数值4表示恢复从机；所述功能码的数值5表示心跳保持。9.根据权利要求7所述的基于现场总线协议的通信方法，其特征在于；当所述采用所述消息结构封装的消息为主机发送的消息时，若所述结果码0，则消息解析结果为从机无需回复结果；若所述结果码1，则消息解析结果为从机必须回复结果；或者，当所述采用所述消息结构封装的消息为从机发送的消息时，若所述结果码0，则消息解析结果为消息正常；若所述结果码1，则消息解析结果为消息结构异常；若所述结果码2，则消息解析结果为功能码错误；若所述结果码3，则消息解析结果为校验码异常；若所述结果码4，则消息解析结果为从机忙；若所述结果码5，则消息解析结果为未知错误。10.根据权利要求7所述的基于现场总线协议的通信方法，其特征在于，所述主-从网络拓扑结构的主机被设计为不断发送心跳消息以轮询总线下的所有从机，并且所述主机发送心跳消息的间隔最小为3条采用所述消息结构封装的消息的时间长度，以保证通信稳定性。11.一种基于现场总线协议的通信设备，其特征在于，所述通信设备应用于一对多的主-从网络拓扑结构，所述通信设备包括：存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行权利要求1至6中任一项所述基于现场总线协议的通信方法的步骤。

技术总结
一种基于现场总线协议的通信方法及设备，所述通信方法应用于一对多的主-从网络拓扑结构，所述方法包括：定义所述现场总线协议对应的消息结构，所述消息结构包括协议头、从机地址、功能码、结果码、数据长度、数据段、校验码以及协议尾；采用分时处理机制并以心跳为间隔，在所述主-从网络拓扑结构的主从机之间同一时间只传输一条采用所述消息结构封装的消息。能够满足常用的一对多的主-从网络拓扑结构，具有对硬件要求低(适用于轻量级MCU)，同时具有较高的灵活性，给予用户相当大的自定义空间，并且实现数据交互的高效率。不仅适用工业领域的通讯，也满足消费领域需求，如物联网应用中的智能家居通讯、智慧办公通讯等。智慧办公通讯等。智慧办公通讯等。


技术研发人员：王文昊 王浩 肖青
受保护的技术使用者：中国移动通信集团有限公司
技术研发日：2020.11.18
技术公布日：2022/6/4