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一种基于串口通信的高可靠性应用协议设计.pdf
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2019-09-15
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为解决串口通信中的数据传输容易出错、可靠性差且容错能力低等问题,设计并实现一种串 1:2通信高可靠性应用协议,并将此协议应用在列控产品中。首先介绍串口通信协议的数据包格式, 通过在数据包格式定义中设置起始标志、数据长度、校验、结束标志等字段,保证数据传输的正确 性与可靠性。同时对数据包的组包、接收以及解析方法进行阐述,提出对数据丢失的判断与处理方 法,并对该协议的实时性、正确性和可靠性进行分析。实践证明,该协议有效提高了串口通信过程 的正确性、可靠性以及数据传输的容错能力。
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一
种基于串口通信的高可靠性应用协议设计
王建敏 崔俊锋 牛 道恒
(北京全路通 信信 号研 究设计 院有限公 司,北京 1 0007 ̄)
摘 要:为解决 串口通信 中的数据 传输容易出错 、可靠性差且容错 能力低等问题 ,设计并实现一种 串
1:2通信高可靠性应用协议 ,并将此协议应 用在列控产品 中。首先介 绍 串口通信协议的数据 包格式,
通过在数据 包格 式定义中设置起始标志、数据 长度 、校验 、结束标志等字段 ,保证数据传输的正确
性 与可靠性 。 同时对 数据 包的组 包、接 收 以及解 析 方 法进 行 阐述 ,提 出对数据 丢 失 的判 断 与处理 方
法 ,并对 该协议 的实时性 、正确 性和可 靠性进行 分析 。实践证 明,该协 议有效提 高了 串口通 信过程
的正 确 性、 可 靠性 以及 数据 传输 的容 错 能 力。
关键 词 : 串口通 信 ;高可靠 性;列控 产品
Abstract:In order to solve the problems of the data transm ission easily going wrong,poor reliability
and fault—tolerance in serial com munication,this paper presents the design of a high—reliable serial
communication application protocol used for train control products.The paper presents the design of the
serial comm unication protocol data packet form at for ensuring the correctness and reliability of the data
transm ission through setting the start flag,data length,calibration and end fag in the form at definition.At
the sam e tim e,it sets forth the data packet package,receiving and analyzing methods,puts forward the
judgment and processing methods of data loss,and analyzes the real—time feature,accuracy and reliability
of the protoco1.The practice shows that this protocol can effectively improve the correctness,reliability
and the fault tolerance ability of the data transmission in serial communication process.
Keywords:serial communication;high reliability;train control product
DoI:10.3969 ̄.issn.1673—4440.2015.01.001
串行通信接 口 (如 RS-422、RS-232等)作为
计算机与单片机的主要接 口,广泛应用于各类仪器仪
表、工业监控及 自动控制领域中 …。通信协议是需要
通信的双方所达成的一种约定,它规定了通信双方必
须遵 守的 数据格 式、同 步方 式、 传送速 度、 传送步
骤、检错方式及控 制字符定义等 内容。在列控产品
应用 中,需要设计严格 、合理 、规范的串 口通信协
议,以保证数据传输的可靠性及安全性 。提 出一种
基于串 口的安全通信应用协议 ,在提高通信可靠性
及安全 性的 同时,使通 信过程 具有较 高的容错 能力 。
基于 串 口的高 可靠性 应用 协议设 计 关键 点在 于
基金 项 目 :铁路 总公 司重 点项 目 (201 5XO01一c) ;
铁路 总公 司重 大课 题 (2005B001-A-1)
数据格式定义 、对丢数的判断与处理 以及容错机制
设计 。本文基 于文献 [2】,对数据格式定义与容错机
制设计进行进一步 阐述 ,并提 出了对丢数的判断与
处理方法 ,详 见第 3章 。
1 定义数据包格式
串口通信 中最小的信息单元是数据 帧。一个 帧
通 常包 括起 始位 、数据 位、结 束位 ,另外 ,还可 以
包含用于 检测传 输错误 的 “奇偶校 验位”,每个 数据
帧 中传输的数据位可 以有 5~ 9个 ,通常选用 8位
(1 Byte)为一帧 】。在实际通信过程 中,数据的发
送是一帧一帧地进行 ,当被传输的数据超过一帧时 ,
如果没有对数据帧进行必要的组包 ,发送 出去的数
据会很难被数据接收方解释与分析 ,进 而造成数据
传输混乱与错误。因此 ,在通常应用 中必须将数据
铁路通信信 号工程 技术(RSCE) 2015年2月 ,第12卷第 1期
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