刘海燕马振涛
（北华航天工业学院计算机与遥感信息技术学院，河北廊坊065000）
【摘要】IFSF协议是标准的前庭设备通用的控制协议，该通信协议可以将前庭设备的工作状态、交易详细信息、实时交易信息准确、高效地在工业网络中传递。为实现更安全、更快速的前庭设备通信系统，研究开发出基于IFSF协议的通信系统。该通信系统是将工业网络封装在以太网中，可实现更加准确、高效、安全的传输。
【关键词】IFSF协议；通信系统；工业网络；网络编程
【中图分类号】TP27【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2019)03-0009-02 Research and Implementation of Communication System Based on IFSF Protocol
Abstract:IFSF protocol is a standard control protocol for vestibular equipment. This communication protocol can transfer the working status, transaction details and real-time transaction information of vestibular equipment accurately and efficiently in industrial network. In order to achieve a safer and faster communication system for vestibular equipment, a communication system based on IFSF protoc
ol is developed. The communication system encapsulates industrial network in ethernet, which can achieve more accurate, efficient and secure transmission.
Key words: IFSF; communication system; industrial network; network programming
1 IFSF协议
IFSF协议[1]是由IFSF组织设计的一套标准前庭协议。它的协议结构类似于TCP/IP（Transmission Control Protocol/ Internet Protocol）协议族中的IP（Internet Protocol）协议，有源地址、目的地址等字段。它主要分为心跳和消息两个部分，其中，心跳尤为重要，它的传输标志着该设备是否在该网络上存在。消息则承载了读、写、命令等操作。
生理海水1.1IFSF通信原理
中长波辐射器（1）通信地址。IFSF协议的通信地址并不像IP地址那么长，因为一个加油站中的设备是有限的，不需要那么多的位数来标志不同的前庭设备。它的通信地址只有两个字节，一个字节代表子网，一个字节代表结点（如1，1）。这两个字节用来在加油站中唯一标识一台前庭设备。
（2）心跳。IFSF协议中，为了确定设备是否可以通信，或者说设备是否在线是需要靠心跳包来判断的。默认30秒内没有收到某台设备的心跳包，就说明这台设备处于离线状态，也就是说该设备不存在
整个网络中，其它设备不能与其进行通信[2]。
（3）数据。数据包并非只是用来传递数据的，它还可以用来传递命令等信息。如查询信息，修改信息等命令就是通过数据包来传递的。数据包有一种通用的数据格式，如表1所示。
表1IFSF协议的通用数据格式
消息字段字节数描述
LNAR 2 接收方逻辑节点地址
LNAO 2 发送方逻辑节点地址
MC 1 消息代码
M_St 1 消息状态字
M_Lg 2 消息长度
DB_Ad_Lg 1 数据库地址长度
萌发菌DB_Ad 1-8 数据库地址
Data
Data_Id 1 数据标识符
Data_Lg 1或3 数据长度
Data_El n 数据元素
1.2IFSF通信过程
IFSF协议可以承载在TCP/IP协议上进行传输，这意味着可以通过以太网与前庭设备进行通信，换一句话说，可以通过IP局域网控制和监控加油机等前庭设备[3]。
该协议的做法是将心跳报文承载在UDP（User Datagram Protocol）协议上，将数据报文承载在TCP协议上进行传输[4]。这样就可以使设计和开发控制加油机等前庭设备的基于TCP/IP协议通信软件程序提供了可能。 总第21卷235期大众科技Vol.21 No.3 2019年3月Popular Science & Technology March 2019
【收稿日期】2019-01-11
【基金项目】硕士研究生科研创新项目（校级）“基于IFSF协议的通信系统的研究与实现”（YKY-2018-08）。
【作者简介】刘海燕（1981－），女，河北廊坊人，北华航天工业学院计算机与遥感信息技术学院教师，研究方向为计算机应用。
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根据心跳报文的间隔性和广播性，要选用面向无连接的UDP协议。UDP协议虽然连接不稳定，但是传送的效率是很高的。根据消息报文的连续性和可靠性，就需要使用TCP这种面向连接的稳定通信协议。
2 通信系统实现
2.1通信系统设计
基于IFSF协议的通信系统利用了TCP/IP over IFSF技术[5,6]，主要分为IFSF协议模块、通信模块和后台数据模块三部分。三者之间的关系，如图1所示。 IFSF协议模块通信模块后台数据模块
提供协议转换方法提供数据存储方法
图1通信系统内部关系
其中IFSF协议模块负责对IFSF协议的解析，使通信系统理解协议传递的信息，并将得到的信息格式化传递回通信模块。通信模块主要负责对以太网报文进行解析（包括心跳报文和数据报文），并将各层报头逐层剥去，将关键的IFSF 协议报文传递到IFSF协议模块进行处理。并将IFSF协议传递回的信息进行处理并传递给后台数据模块进行相应操作。后台数据模块主要负责存储或修改通过通信模块传递过来的IFSF协议模块解析出来的信息，包括通信地址、前庭设备状态等。
2.1.1IFSF协议模块
本模块主要负责对IFSF协议进行解析，通过从内部的协议报文队列获取原始数据报文，对数据报文的每个字段进行分析，格式化存储到构建好的对应类的对象中。创建协议报文队列的目的是在处理大量数据报文的时候减缓通信服务器的硬件压力。也能提供一个协议报文优先级的实现。所有的侦听和发送子模块都是在后台运行以保证前台程序的流畅。
IFSF协议模块除了负责协议报文的处理和发送，还包含了很多工具类方法。如提供类实例的转换方法，方便在协议报文在网络上流转。
2.1.2通信模块
本模块主要负责以太网络、工业网络上层数据包的处理和转发。它包括处理固定连接的信息报文和非固定连接的心跳报文两部分。对于信息报文获取的工业网络报文采取队列缓冲转发方式。对于心跳报文获取的工业网络报文采取直接转发方式。这么做的原因是因为信息报文的实时性要求不高，但对可靠性要求很高，不允许错误数据的出现。心跳报文则对实时性要求很高，要求响应的时间很快，直接处理后与后台数据模块配合，将心跳信息写入数据库。
2.1.3后台数据模块
本模块主要负责数据的管理，将通过网络转发过来的前庭设备信息、状态参数等存储到数据库中，再通过一些方式展示出来。通过提供数据库工具类来对数据库进行安全可靠的操作。本模块除了对数据库的管理，还负责对数据进行加工和格式化，将重要的数据进行加密处理。经过加工后的数据就可以通过通信模块在网络上安全的转发。
2.2通信系统实现
基于IFSF协议的通信系统使用C#语言和SQL Server 2008 R2数据库来实现。系统采用多线程双队列网络架构＋后台数据格式化处理方式，更加安全高效的对信息进行处理和传输。结合TCP/IP网络传输
特性，对相应的数据报文进行正确的处理。对可靠性要求高的使用TCP报文，对实时性要求高的使用UDP报文。IFSF协议承载在TCP/IP协议上。在通信模块进行解封装后转发到IFSF协议模块和后台数据模块进行处理和存储。
2.2.1通信模块实现
构建通信系统主界面，并实现与其他两个模块对接的方法。通过Socket网络编程实现封装后的IFSF协议在以太网上传输，时刻监听重要的端口（如心跳湍口，通信端口等），并将收集的信息处理后传递给IFSF协议模块进行解析。实现解析后的格式化信息对应的操作并传递给后台数据库。
其核心队列子模块部分实现如下。
class Communication
{
private Socket tcpsocket＝new Socket(AddressFamily. InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
public static Queue<Information>receive_queue＝new Queue< Information>();
public static Queue<Information>send_queue＝new Queue< Information >();
public static List<Communication>spc_list＝new List< Communication>();
……
}
2.2.2后台数据模块实现
在数据库中，根据协议类族构建多张表。每张表拥有主键编号和详细信息。使用C#编程语言实现对应的数据库操作类，将一些危险的操作封装到对应类中，保证数据的安全与稳定。
数据库工具类代码部分展示如下。
public static int ExecuteSql(string SQLString)
{using (SqlConnection connection ＝new SqlConnection(connectionString))
{using(SqlCommand cmd ＝new SqlCommand (SQLString, connection))锚杆挡墙
{ connection.Open();
int rows ＝cmd.ExecuteNonQuery();
connection.Close();
return rows;
} } }
（下转第39页）
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芦荟减肥茶灌胃，用药15天后，大鼠血BUN水平降低（P＜0.01），外周血RBC及Hb水平提高（P＜0.05），并通过后观察病理组织切片，得出复方三草滴丸可能通过减轻肾脏坏死及炎性浸润的方式来改善贫血情况的结论。
4 小结
肾性贫血的是临床诊疗中不可避免的问题，需要及时、规范的。目前西医的药物疗效确切，但临床应用时部分病人可引起各种并发症，因而在使用上受到一定限制。而祖国医学该病以 辨证论治为总则，根据患者具体的病因病机、标本虚实进行调治。在肾性贫血病机中，脾肾亏虚是根本，实邪内生是关键。众多医家在上从脾肾立论，扶正祛邪并用，临床上具有疗效好、安全性高的优点。众多临床实验研究也证实中西医结合可减少副作用的发生，提高疗效，改善患者贫血，而中成药物较好的疗效也得到证明，某种程度上也更有利于中西医方案的推广。
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（上接第10页）3 结论
通过C#编程语言和SQL Server 2008 R2数据库的实现，验证了基于IFSF协议的通信系统的可行性、安全性和有效性。该系统不仅可以完美运行在任何的Windows操作系统上，也可以通过其他语言实现移植到Linux操作系统上。
该系统以许多汽车燃料和能源零售上应用的IFSF协议为核心，基于网络协议分析、网络编程、数据库编程等计算机技术，实现了前庭设备通信和控制的通信系统。笔者相信该系统凭借其可靠性、高效性、可移植性，将对未来国内石油等汽车燃料、能源零售领域提供帮助。
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