[发明专利]一种嵌入式系统消息交互中间件

说明书

本发明提供一种嵌入式系统消息交互中间件，在应用该嵌入式系统消息交互中间件的嵌入式设备上，将协议规划成一个四层结构，自下而上分为物理层、驱动层、中间件层、应用层，中间件使用方为中间件提供驱动层接口，中间件层为应用层提供中间件层接口；由使用方提供具体通信接口的收/发接口，中间件层根据系统要求增加校验功能后，为应用层提供收/发接口，不再使用其驱动层收/发接口收发数据；中间件层将用户数据组合成帧，发送给接收方，收到对方数据后，解析并验证数据的有效性，若为错误帧则丢弃，请求对方重发，若为正确数据帧，则回复确认帧，并将有效数据反馈给应用层。

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，涉及一种嵌入式系统消息交互中间件，用于在完成消息通信协议的一系列开发过程中，抽象出消息交互过程中的链路可靠性保障、数据正确性与完整性保障、数据安全性、系统实时性等通用功能。

背景技术

在一些嵌入式系统中，由于主控芯片的控制能力有限，或者为了减少代码量，常使用裸机开发的方式进行，对于系统需要与外部设备交互的接口，在进行了硬件连接确认、通信方式规范的基础上，还需要规范消息交互协议、考虑嵌入式系统的可靠性、数据安全性、实时性等。对于一个由多个嵌入式设备组成的复杂嵌入式系统，各个嵌入式设备可能采用不同的主控芯片进行设计，他们之间的通信接口，虽然都采用同样的通信总线，却要针对不同的系统设计硬件与软件。在这个过程当中，嵌入式硬件设计具有专用性，需要针对不同的嵌入式设备单独设计，而嵌入式软件设计具有通用性，如系统的可靠性、数据安全性、实时性等，都需要进行同样的约束保证嵌入式设备间消息交互的完美对接。这种具有通用性的软件功能最适合采用中间件的技术进行设计，用以减少重复的工作量和保证消息交互。

发明内容

本发明针对由不同独立嵌入式设备组成的复杂嵌入式系统，且这些嵌入式设备之间存在消息交互的诉求，在完成消息通信协议的一系列开发过程中，抽象出消息交互过程中的链路可靠性保障、数据正确性与完整性保障、数据安全性、系统实时性等通用功能，开发各个嵌入式设备通用的轻量级中间件，保证通信协议的一致性，减少冗余工作量，简化系统测试，缩短开发周期，分散工作量、提高开发效率，为项目开发赢取更多宝贵时间。

本发明的技术方案如下：

一种嵌入式系统消息交互中间件，其特征在于：在应用该嵌入式系统消息交互中间件的嵌入式设备上，将协议规划成一个四层结构，自下而上分为物理层、驱动层、中间件层、应用层，中间件使用方为中间件提供驱动层接口，中间件层为应用层提供中间件层接口；由使用方提供具体通信接口的收/发接口，中间件层根据系统要求增加校验功能后，为应用层提供收/发接口，不再使用其驱动层收/发接口收发数据；中间件层将用户数据组合成帧，发送给接收方，收到对方数据后，解析并验证数据的有效性，若为错误帧则丢弃，请求对方重发，若为正确数据帧，则回复确认帧，并将有效数据反馈给应用层。

一个由多个嵌入式设备组成的复杂嵌入系统中，随着系统复杂度的提高，对系统稳定性、通信协议规范性、可靠性、实时性、开发周期、可维护性和可移植性等属性有着越来越高的要求。在使用了消息交互中间件的嵌入式系统中，为开发者节省了中间件所实现相应功能的软件开发时间和测试时间，假设单个嵌入式设备节省的时间为T，则在一个有N个嵌入式设备通信的系统中，节省的时间总和为N*T。消息交互中间件的使用，不仅规范了工程开发流程，节省了开发时间，降低了开发复杂度，还使用了分层设计的思想，增加了同一层软件的内聚性，降低了不同层级间的耦合性，具有可维护性高，可移植性好等优点，对具有相同特性的其他工程开发，该方法也依然实用。

附图说明

图1是中间件消息帧转义方案图；

图2是中间件接口使用流程图。

具体实施方式

在应用该嵌入式系统消息交互中间件的嵌入式设备上，将协议规划成一个四层结构，自下而上分为物理层、驱动层、中间件层、应用层，中间件使用方为中间件提供驱动层接口，中间件层为应用层提供中间件层接口。