DL/T 645: Руководство по использованию программного обеспечения для сбора данных

Данное программное обеспечение предназначено для сбора и обработки данных в соответствии с протоколом DL/T 645. После переноса на аппаратный уровень (в основном, для передачи и приёма данных через последовательный порт) пользователю достаточно вызвать один API для чтения, обработки и хранения данных идентификаторов, соответствующих определённому протоколу (DL/T 1997 или DL/T 2007). Пользователю не нужно разбираться в сложных внутренних операциях протокола, таких как упаковка и распаковка запросов данных, — всё это делается автоматически.

Конечно, из-за ограниченности моих возможностей я не могу сразу учесть и написать все возможные ситуации и функции, поэтому на начальном этапе функциональность программного пакета ограничивается только теми функциями, которые я использую сам, и не охватывает всех требований. Также могут быть некоторые небольшие проблемы. Однако со временем этот пакет будет постепенно улучшаться, и я надеюсь, что разработчики, использующие этот пакет, смогут присоединиться к его улучшению и внести свой вклад в его развитие!

Текущие функции:

1. Сбор и частичная обработка данных идентификаторов в соответствии с версией DL/T 645 1997.
2. Сбор и частичная обработка данных идентификаторов в соответствии с версией DL/T 645 2007.

• Обработка идентификаторов предоставляет удобный интерфейс, который позволяет пользователям реализовывать свои собственные функции обработки идентификаторов.
• В настоящее время функция записи данных не поддерживается.

Часть I: Руководство по использованию программного пакета

Перед использованием программного пакета необходимо добавить все исходные файлы в каталоге src в проект, добавить каталог inc в каталог заголовочных файлов и использовать файл dlt645_port.c в каталоге port для реализации переноса на основе используемой аппаратной платформы. В настоящее время scons по умолчанию не добавляет файл порта в проект, и его необходимо добавлять вручную в другой каталог проекта при использовании. (Подробное описание процесса переноса будет представлено ниже.)

После завершения переноса на аппаратный уровень можно выполнить следующие шаги для использования программного пакета:

1. Вызвать функцию инициализации интерфейса оборудования, реализованную пользователем, чтобы инициализировать оборудование, необходимое для сбора данных DLT645, и зарегистрировать структуру среды 645.
2. Вызвать функцию dlt645_set_addr(), чтобы установить адрес устройства-получателя, данные которого необходимо собрать. (Подробные инструкции по функциям см. в разделе «API-подробное описание».)
3. Вызвать функцию dlt645_read_data(), чтобы прочитать данные идентификатора и сохранить их в указанном пользователем месте. (Подробные инструкции по функциям см. в разделе «API-подробное описание».)

Часть II: Руководство по переносу программного пакета

Программное обеспечение предоставляет полный набор функций для упаковки и распаковки данных в соответствии с протоколом DL/T 645, а пользователь должен предоставить интерфейс для отправки и получения данных на нижнем уровне в соответствии со своей платформой, чтобы программное обеспечение могло получать и успешно отправлять данные. Ниже подробно описывается процесс переноса программного обеспечения. Если текстовое описание непонятно или вы не понимаете его, вы можете обратиться к примеру переноса в этом разделе.

Файл порта:

1. dlt645_port.c: основан на последовательной связи UART, файл содержит макрос-переключатель для управления 485-контактными функциями для упрощения работы с 485.
2. dlt645_rs485_port.c: основан на связи RS485, использует нижний уровень драйвера RS485 от RT-Thread.

Процесс переноса:

1. Инициализация оборудования, используемого для связи в соответствии с протоколом DLT645 (например, последовательный порт, RS485).
2. Определение структуры среды DLT645 в качестве структуры среды связи DLT645.
3. Реализация функций отправки и получения данных (единица отправки и получения — один пакет данных).
4. Регистрация функций отправки и получения в структуре среды DLT645.

Структура среды:

Структура среды является внутренним объектом ядра программного обеспечения во время выполнения, ядро вызывает данные и интерфейсы внутри него во время работы, поэтому интерфейсы, предоставляемые пользователем, также должны быть зарегистрированы в этой структуре. Его структура выглядит следующим образом:

typedef struct dlt645
{
    uint8_t addr[6];    //Адрес устройства-получателя
    uint8_t debug;      //Флаг отладки
    int (*write)(struct dlt645 *ctx, uint8_t *buf, uint16_t len);     //Интерфейс записи нижнего уровня
    int (*read) (struct dlt645 *ctx, uint8_t *msg, uint16_t len);     //Нижний уровень интерфейса чтения
    void *port_data;                                                  //Интерфейс расширения пользователя
} dlt645_t;

Интерфейс отправки данных:

Формат интерфейса:

int (*write)(struct dlt645 *ctx, uint8_t *buf, uint16_t len);

Подробное описание:

Когда пользователь хочет читать/записывать данные на устройство-получатель, программное ядро должно вызвать этот интерфейс для отправки соответствующей команды, и пользователь должен реализовать эту функцию в соответствии со своей аппаратной платформой. Эта функция принимает три параметра:

1. ctx: структура среды DLT645;
2. buf: указатель на данные для отправки;
3. len: длина данных для отправки.

Интерфейс получения данных:

Формат интерфейса:

int (*read) (struct dlt645 *ctx, uint8_t *msg, uint16_t len);

Подробное описание:

После успешной отправки команды программным ядром оно немедленно вызовет этот интерфейс для считывания ответа от устройства-получателя. При вызове передаются три параметра:

1. ctx: структура среды DLT645;
2. msg: место хранения полученных данных;
3. len: максимальная длина разрешённых полученных данных.

Среди них параметр len указывает максимальную длину разрешённых данных текущего приёма. Пользователь должен обратить внимание на длину полученных данных и вернуть 0, если фактическая длина полученных данных превышает максимально допустимую длину.

Интерфейс расширения:

В структуре DLT645 предоставляется элемент port_data, тип которого — void *. Пользователь может использовать этот элемент для создания структуры, соответствующей его приложению, тем самым расширяя больше интерфейсов и полей данных и реализуя более сложные операции с оборудованием.

Пример переноса:

/*************************************************
 Copyright (c) 2019
 All rights reserved.
 File name:     dlt645_port.c
 Description:   DLT645 Перенос и использование примера файла
 History:
 1. Version:    
    Date:       2019-09-19
    Author:     wangjunjie
    Modify:     
*************************************************/
#include "dlt645.h"
#include "rtthread.h"
#include "drv_gpio.h"

//DLT645 Последовательный порт для использования
#define DLT645_SERIAL_NAME "uart4"
//RS485 Контакт управления приёмом и отправкой, если слой привода уже имеет привод 485, не используйте заполнение -1
#define DLT645_RS485_DE_PIN -1  //Если используется PA15, измените на 15

//Структура расширения оборудования DLT645
typedef struct
{
    rt_sem_t dlt645_sem;   //Семафор сигнала приёма последовательного порта
    uint32_t byte_timeout; //Время ожидания между байтами
} dlt645_port_t;

static dlt645_port_t dlt645_port = {
    .dlt645_sem = RT_NULL,
    .byte_timeout = 10, //Время ожидания приёма байта
};
//Дескриптор устройства DLT645
static rt_device_t dlt645_device = RT_NULL;
//Сигнал приёма семафора DLT645
static struct rt_semaphore dlt645_receive_sem;
//Параметры конфигурации последовательного порта
struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT;
//Среда DLT645
dlt645_t dlt645;

//Функция обратного вызова последовательного порта для приёма данных
rt_err_t uart_handler(rt_device_t dev, rt_size_t size)
{
    //Освободить сигнал приёма семафора
    rt_sem_release(&dlt645_receive_sem);
    return RT_EOK;
}

/**
 * Name:    dlt645_hw_read
 * Brief:   Нижний уровень DLT645 для получения данных
 * Input:
 *  @ctx:   645 Среда выполнения
 *  @msg:   Данные хранилища для приёма
 *  @len:   Максимальная длина данных приёма 
 * Output:  Длина полученных данных
 */
static int dlt645_hw_read(dlt645_t *ctx, uint8_t *msg ,uint16_t len)
{
    //Фактическая длина полученных данных
    int read_len = 0;
    //Очистить буфер переменной
    uint8_t buf = 0;
    
    //Очистка буфера
    while(rt_device_read(dlt645_device,0,&buf,1));
    //Ожидание последовательного порта для получения данных

... ```
if (rt_sem_take(&dlt645_receive_sem, 1000) == -RT_ETIMEOUT) {
    return 0;
}
//每次读取一个字节的数据
while (rt_device_read(dlt645_device, 0, msg + read_len, 1) == 1) {
    if(read_len > len) {
        return 0;
    } else {
        read_len ++;
    }
    //读取超时标志一帧数据读取完成
    if (rt_sem_take(&dlt645_receive_sem, ((dlt645_port_t *)(ctx->port_data))->byte_timeout) == -RT_ETIMEOUT) {
        break;
    }
}
return read_len;

Это фрагмент кода на языке C. В нём используется функция rt_sem_take для ожидания освобождения семафора dlt645_receive_sem. Если семафор не освобождается в течение 1 секунды (1000 миллисекунд), то функция возвращает значение 0.

Далее идёт цикл while, который считывает данные из устройства dlt645_device по одному байту за раз. Считываемые данные добавляются к переменной msg. Переменная read_len используется для отслеживания количества считанных байт. Если read_len становится больше, чем len, то цикл завершается и функция возвращает 0. Иначе read_len увеличивается на 1.

Затем проверяется, не произошло ли чтение данных с превышением времени ожидания. Для этого снова используется функция rt_sem_take, но на этот раз с параметром byte_timeout, который, вероятно, указывает на время ожидания одного байта данных. Если время ожидания истекло, то цикл прерывается.

В конце функции возвращается значение read_len, которое указывает на количество успешно считанных байт данных.