專利名稱：以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以太網(wǎng)通信方法，尤其涉及基于以太網(wǎng)通信的分布式控制系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)分布式控制系統(tǒng)用于工業(yè)過(guò)程控制時(shí)，其通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能及時(shí)傳輸現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程信息和操作管理信息，因此要求通信網(wǎng)絡(luò)必須具有快速實(shí)時(shí)的響應(yīng)能力。而且，通信過(guò)程中的任何中斷都可能造成停產(chǎn)的后果，甚至引起設(shè)備和人身事故，因此要求通信網(wǎng)絡(luò)還必須具有極高的可靠性。
目前，分布式控制系統(tǒng)中采用的通信網(wǎng)絡(luò)---以太網(wǎng)常常生成冗余網(wǎng)絡(luò)，以增加網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。在常規(guī)的冗余方法中，一條以太網(wǎng)通信線路通常會(huì)被系統(tǒng)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)共享，從而發(fā)生多個(gè)節(jié)點(diǎn)爭(zhēng)用控制該條以太網(wǎng)通信線路的情況，進(jìn)而造成通信線路的阻礙或訪問(wèn)延時(shí)的后果。在上述常規(guī)的冗余方法中存在著難以保證網(wǎng)絡(luò)通信可靠性和實(shí)時(shí)性的缺憾。
專利號(hào)為98104275.9、發(fā)明名稱為“以太網(wǎng)通信冗余方法”的中國(guó)發(fā)明專利中公開(kāi)了一種雙網(wǎng)冗余傳輸方法。請(qǐng)參照?qǐng)D1，系統(tǒng)的多節(jié)點(diǎn)間通過(guò)彼此獨(dú)立的第一通信線路1和第二通信線路2建立連接，發(fā)送側(cè)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)3向第一通信線路1和第二通信線路2發(fā)送相同數(shù)據(jù)，接收側(cè)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)4確定首先收到的經(jīng)檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)為接收數(shù)據(jù)。本專利通過(guò)增加獨(dú)立的通信系統(tǒng)達(dá)到增加網(wǎng)絡(luò)通信可靠的目的，但是沒(méi)能滿足網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)響應(yīng)的要求。而且以太網(wǎng)在通信過(guò)程中存在著很多運(yùn)行狀況，比如網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)突發(fā)事件使負(fù)荷加重，采用上述雙網(wǎng)冗余傳輸方式只是能最大限度保證以太網(wǎng)傳輸?shù)目煽啃?，但是不僅不能快速傳輸數(shù)據(jù)解決網(wǎng)絡(luò)沖突，而且在傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中還多占用網(wǎng)絡(luò)的信道資源。本專利僅提供了一種傳輸模式，存在無(wú)法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的狀態(tài)靈活的選擇傳輸模式的缺憾。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，使分布式控制系統(tǒng)能針對(duì)不同場(chǎng)合及其運(yùn)行狀況靈活的選擇傳輸模式，保證了以太網(wǎng)通信中的最大的傳輸可靠性，還能滿足網(wǎng)絡(luò)快速實(shí)時(shí)響應(yīng)的要求，保持通信網(wǎng)絡(luò)始終保持或處于最佳的通信狀態(tài)。
本發(fā)明公開(kāi)了一種以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括通過(guò)彼此獨(dú)立的第一通信線路和第二通信線路在節(jié)點(diǎn)之間建立的兩個(gè)通信系統(tǒng)，形成雙網(wǎng)冗余模式、雙網(wǎng)獨(dú)立模式和單網(wǎng)模式三種通信模式，包括當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)處于雙網(wǎng)冗余模式時(shí)，發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通過(guò)所述第一通信線路和所述第二通信線路發(fā)送若干用于診斷網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的數(shù)據(jù)包；接收所述接收側(cè)節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包；計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包的響應(yīng)時(shí)間，從而得到所有響應(yīng)時(shí)間的平均值；根據(jù)所述響應(yīng)時(shí)間的平均值，選擇通信模式。
其中，該方法還包括判斷所述響應(yīng)時(shí)間的平均值是否大于預(yù)先設(shè)定的第一臨界值，如果是，通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸模式調(diào)整為雙網(wǎng)獨(dú)立模式，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)冗余模式。
其中，該方法還包括在通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表中保存平均值，更新用于表示響應(yīng)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷對(duì)應(yīng)關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)。并且，根據(jù)所述平均值查找網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息；判斷所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息是否高于預(yù)先設(shè)定的第一臨界狀態(tài)，如果是，以太網(wǎng)調(diào)整傳輸模式為雙網(wǎng)獨(dú)立模式，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)冗余模式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
其中，該方法還包括當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)處于雙網(wǎng)獨(dú)立模式時(shí)，發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)定周期通過(guò)所述第一通信線路和所述第二通信線路發(fā)送若干用于診斷網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的數(shù)據(jù)包；接收所述接收側(cè)節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包；計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包的響應(yīng)時(shí)間，從而得到所有響應(yīng)時(shí)間的平均值；根據(jù)所述響應(yīng)時(shí)間的平均值，選擇通信模式。
其中，該方法還包括判斷所述響應(yīng)時(shí)間的平均值是否小于預(yù)先設(shè)定的第二臨界值，如果是，通信網(wǎng)絡(luò)調(diào)整成雙網(wǎng)冗余模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)獨(dú)立模式。
其中，該方法還包括在通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表中保存平均值，更新用于表示響應(yīng)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷對(duì)應(yīng)關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)。還包括根據(jù)所述平均值對(duì)比網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息；判斷所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息是否低于預(yù)先設(shè)定的第二臨界狀態(tài)，如果是，以太網(wǎng)調(diào)整傳輸模式為雙網(wǎng)冗余模式，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)獨(dú)立模式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
其中，該方法還包括a發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)第一通信線路和第二通信線路發(fā)送相同數(shù)據(jù)包；b接收側(cè)節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)包；c對(duì)接收到的所述數(shù)據(jù)包校驗(yàn)，判斷發(fā)送該數(shù)據(jù)包的通信線路是否存在著故障或不穩(wěn)定，如果是通信網(wǎng)絡(luò)調(diào)整為單網(wǎng)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則通信網(wǎng)絡(luò)保持原通信模式。
步驟c進(jìn)一步包括當(dāng)接收側(cè)節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包通過(guò)檢驗(yàn)且為二條通信線路中首先收到的數(shù)據(jù)包時(shí)，將它存入緩存區(qū)，并記錄數(shù)據(jù)包的標(biāo)記和當(dāng)前時(shí)間；啟動(dòng)超時(shí)計(jì)數(shù)器，如果在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到另一通信線路傳送的相同數(shù)據(jù)包，則該通信線路故障，通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸模式轉(zhuǎn)換到單網(wǎng)模式，否則進(jìn)行步驟b。
步驟c還包括當(dāng)所述接收側(cè)節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)包沒(méi)有通過(guò)數(shù)據(jù)包合格性檢驗(yàn)時(shí)，獲取該數(shù)據(jù)包的標(biāo)記后丟棄該數(shù)據(jù)包；根據(jù)數(shù)據(jù)包的標(biāo)記，判斷是否為二條通信線路中首先到達(dá)的數(shù)據(jù)包，如果是，在緩存區(qū)中記錄所述標(biāo)記和當(dāng)前時(shí)間，然后，超時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到另一通信線路傳送的相同數(shù)據(jù)包，該通信線路故障，通信網(wǎng)絡(luò)的通信模式轉(zhuǎn)換成單網(wǎng)模式，否則進(jìn)行步驟b；否則，判斷首先接收的數(shù)據(jù)包是否合格，如果是，該通信線路不穩(wěn)定，通信網(wǎng)絡(luò)的通信模式轉(zhuǎn)換成單網(wǎng)模式；否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)冗余模式。
步驟c進(jìn)一步包括當(dāng)所述數(shù)據(jù)包通過(guò)合格性檢驗(yàn)且為二條通信線路中后收到的數(shù)據(jù)包時(shí)，判斷所述首次收到的數(shù)據(jù)包是否合格，如果是，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)冗余模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則，發(fā)送該首次數(shù)據(jù)包的通信線路故障，通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為單網(wǎng)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則進(jìn)行步驟b。
其中，該方法還包括發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)第一通信線路和第二通信線路發(fā)送用于故障診斷的數(shù)據(jù)包，記錄相應(yīng)的發(fā)送時(shí)間；接收側(cè)節(jié)點(diǎn)從每個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)間開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到該發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的所述數(shù)據(jù)包的響應(yīng)信息時(shí)，發(fā)送該數(shù)據(jù)包的通信線路出現(xiàn)故障進(jìn)行計(jì)數(shù)；如果計(jì)數(shù)超時(shí)預(yù)定值，通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為單網(wǎng)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則保持原通信模式。
其中，該方法還包括所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)彼此發(fā)送數(shù)據(jù)包；啟動(dòng)超時(shí)計(jì)數(shù)器，如果其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)未在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)收到所述數(shù)據(jù)包，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障。該方法還包括所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)彼此發(fā)送數(shù)據(jù)包；啟動(dòng)超時(shí)計(jì)數(shù)器，如果在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包未被其它節(jié)點(diǎn)接收，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障。
其中，該方法還包括，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)處理單網(wǎng)模式時(shí)，檢測(cè)第一通信線路和第二通信線路是否正常傳輸，如果是，轉(zhuǎn)換成雙網(wǎng)冗余模式，否則保持單網(wǎng)模式。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法具有以下優(yōu)點(diǎn)
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處于雙網(wǎng)冗余模式下且網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)負(fù)荷加重情況時(shí)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷模糊測(cè)試，能將通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成雙網(wǎng)獨(dú)立模式，從而保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，并且充分利用網(wǎng)絡(luò)信道資源。
而且，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷減輕時(shí)，能將通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成雙網(wǎng)冗余模式傳輸數(shù)據(jù)，保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
還有，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障或不穩(wěn)定時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)能轉(zhuǎn)換成單網(wǎng)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。?dāng)網(wǎng)絡(luò)故障或不穩(wěn)定因素剔除時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)能及時(shí)轉(zhuǎn)換到雙網(wǎng)冗余模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明能夠根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況和不同的場(chǎng)合靈活的選擇傳輸模式，在保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘耐瑫r(shí)，充分有效的利用網(wǎng)絡(luò)信道資源，實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)響應(yīng)的效果，從而使得通信網(wǎng)絡(luò)始終保持最佳的通訊狀態(tài)。
圖1是專利號(hào)為98104275.9、發(fā)明名稱為“以太網(wǎng)通信冗余方法”的中國(guó)發(fā)明專利的基于以太網(wǎng)通信的分布式控制系統(tǒng)的方框圖。
圖2為本發(fā)明基于以太網(wǎng)通信的分布式控制系統(tǒng)的傳輸方框圖。
圖3為本發(fā)明中以太網(wǎng)幀的格式。
圖4為本發(fā)明的基于以太網(wǎng)通信的分布式控制系統(tǒng)在故障情況下的單網(wǎng)模式的方框圖。
圖5為本發(fā)明的基于以于以太網(wǎng)通信的分布式控制系統(tǒng)在對(duì)可靠性要求不高的情況下直接采用的單網(wǎng)模式的方框圖。
圖6A為本發(fā)明通信網(wǎng)絡(luò)從雙網(wǎng)冗余模式自適應(yīng)選擇至雙網(wǎng)獨(dú)立模式的一種實(shí)施例的流程圖。
圖6B為本發(fā)明通信網(wǎng)絡(luò)從雙網(wǎng)冗余模式自適應(yīng)選擇至雙網(wǎng)獨(dú)立模式的第二種實(shí)施例的流程圖。
圖7為本發(fā)明通信網(wǎng)絡(luò)從雙網(wǎng)冗余模式自適應(yīng)選擇至單網(wǎng)獨(dú)立模式的流程圖。
圖8為本發(fā)明通信網(wǎng)絡(luò)從雙網(wǎng)獨(dú)立模式自適應(yīng)選擇至單網(wǎng)獨(dú)立模式的流程圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，圖2繪示了一個(gè)基于以太網(wǎng)通信的分布式控制系統(tǒng)，其中第一通信線路和第二通信線路并非局限連接節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B，可以是執(zhí)行以太網(wǎng)通信中所有節(jié)點(diǎn)的通信線路。以下就以節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B來(lái)說(shuō)明本發(fā)明以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法。
節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B包括分別連接第一通信線路和第二通信線路的以太網(wǎng)接口1#和以太網(wǎng)接口2#、TCP/IP協(xié)議機(jī)、數(shù)據(jù)緩存區(qū)、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)隊(duì)列、冗余處理機(jī)。其中，以太網(wǎng)接口1#和以太網(wǎng)接口2#實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)A、B與通信網(wǎng)絡(luò)的連接，完成第一通信線路和第二通信線路的以太網(wǎng)信號(hào)的收發(fā)處理和控制。TCP/IP協(xié)議機(jī)實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的處理。數(shù)據(jù)緩存區(qū)用于臨時(shí)存儲(chǔ)要接收/發(fā)送的數(shù)據(jù)。發(fā)送和接收數(shù)據(jù)隊(duì)列用于存儲(chǔ)相應(yīng)發(fā)送/接收的數(shù)據(jù)信息。冗余處理機(jī)完成雙重化數(shù)據(jù)包的合并、分配、獨(dú)立信息通道的操作、雙信道的故障診斷等處理，以及根據(jù)上層應(yīng)用層的命令控制數(shù)據(jù)發(fā)送/接收過(guò)程。
節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B通過(guò)第一通信線路和第二通信線路建立通信連接。假設(shè)節(jié)點(diǎn)A是發(fā)送側(cè)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)B是接收側(cè)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)A和接收側(cè)節(jié)點(diǎn)B之間存在著三種傳輸模式雙網(wǎng)冗余模式、雙網(wǎng)獨(dú)立模式和單網(wǎng)模式。
其中，雙網(wǎng)冗余模式是指節(jié)點(diǎn)A通過(guò)第一通信線路和第二通信線路同步發(fā)送同一數(shù)據(jù)包至節(jié)點(diǎn)B。節(jié)點(diǎn)B接受通過(guò)第一和第二通信線路發(fā)送的數(shù)據(jù)包，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)步驟，確認(rèn)其中先到達(dá)的數(shù)據(jù)包作為有效數(shù)據(jù)包，傳輸至應(yīng)用層，雙網(wǎng)冗余模式確保了數(shù)據(jù)安全的到達(dá)目的地節(jié)點(diǎn)以保證以太網(wǎng)傳輸?shù)目煽啃浴?br>
請(qǐng)參閱圖3，圖3為本發(fā)明傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包中以太網(wǎng)幀的一種數(shù)據(jù)格式。以太網(wǎng)幀包括頭部和數(shù)據(jù)部分，其中，數(shù)據(jù)部分包括命令字、時(shí)間標(biāo)記和數(shù)據(jù)本體。命令字用于區(qū)別該數(shù)據(jù)幀的類型，比如，“00”表示該數(shù)據(jù)幀為一般數(shù)據(jù)，“10”表示該數(shù)據(jù)幀為用于診斷網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的數(shù)據(jù)包，“11”表示特定的故障診斷信息數(shù)據(jù)包，時(shí)間標(biāo)記用于記錄發(fā)送該數(shù)據(jù)幀的時(shí)間，兩個(gè)相同的數(shù)據(jù)包中具有相同的時(shí)間標(biāo)記。
當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)處于雙網(wǎng)獨(dú)立模式下時(shí)，節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B通過(guò)第一通信線路和第二通信線路建立通信連接。發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)A通過(guò)第一和第二通信線路向接收側(cè)節(jié)點(diǎn)B發(fā)送不同的數(shù)據(jù)包，使網(wǎng)絡(luò)的傳輸數(shù)據(jù)流量增加一倍，充分利用了網(wǎng)絡(luò)信道資源，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較重的情況下能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。
當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)處于單網(wǎng)模式下，節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B通過(guò)第一或第二通信線路建立通信連接。在第一或第二通信線路出現(xiàn)故障時(shí)，節(jié)點(diǎn)之間可以轉(zhuǎn)換到單網(wǎng)模式(如圖4所示)。在對(duì)可靠性不高的通信網(wǎng)絡(luò)中，也可采用單網(wǎng)模式(如圖5所示)。
當(dāng)分布式通信系統(tǒng)建立通信時(shí)，節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B之間并非局限于一種通信模式，可以根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的具體通信情況自適應(yīng)地選擇通信模式。包括雙網(wǎng)冗余模式和雙網(wǎng)獨(dú)立模式的自適應(yīng)選擇過(guò)程、雙網(wǎng)冗余模式和單網(wǎng)模式的自適應(yīng)選擇過(guò)程、雙網(wǎng)獨(dú)立模式和單網(wǎng)模式的自適應(yīng)選擇過(guò)程。
其中，雙網(wǎng)冗余模式和雙網(wǎng)獨(dú)立模式的自適應(yīng)過(guò)程包括(請(qǐng)參閱圖6A)當(dāng)以太網(wǎng)通信處于雙網(wǎng)冗余模式時(shí)，發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)A定周期發(fā)送用于診斷負(fù)荷信息的數(shù)據(jù)包(步驟S110)；其中，數(shù)據(jù)包可采用如圖3所示的以太網(wǎng)幀，以太網(wǎng)幀的命令字中的內(nèi)容為“10”，接收側(cè)節(jié)點(diǎn)B接收到該數(shù)據(jù)包后，立即響應(yīng)該數(shù)據(jù)包，發(fā)送響應(yīng)信息回節(jié)點(diǎn)A。節(jié)點(diǎn)A接收到節(jié)點(diǎn)B的響應(yīng)信息(步驟S120)；計(jì)算發(fā)送數(shù)據(jù)包和響應(yīng)信息之間的時(shí)間差值，得到響應(yīng)時(shí)間(步驟S130)；判斷是否收到所有數(shù)據(jù)包的響應(yīng)信息(步驟S140)，如果是，計(jì)算在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)所有響應(yīng)時(shí)間的平均值(步驟S150)，否則回到步驟S120。
判斷響應(yīng)時(shí)間的平均值是否大于預(yù)先設(shè)定的第一臨界值(步驟S160)，如果是，通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸模式調(diào)整為雙網(wǎng)獨(dú)立模式，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)冗余模式。
還可以采取以下的方法調(diào)整通信模式(請(qǐng)參閱圖6B)。
在通信網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先設(shè)置網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表，并且每一次計(jì)算得到的平均值都保存在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表，更新用于表示響應(yīng)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷對(duì)應(yīng)關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)。比如，系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)，預(yù)先設(shè)置一個(gè)提供各個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表，包括進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷模糊測(cè)試的時(shí)間、所得到的響應(yīng)時(shí)間平均值、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)。通信網(wǎng)絡(luò)每進(jìn)行一次模糊測(cè)試，就更新一次網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)。請(qǐng)參閱表1，表1為網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表的一個(gè)具體例子。
表1
以上僅為一個(gè)最簡(jiǎn)單的實(shí)施例，但本發(fā)明并非局限于此。
根據(jù)所述平均值查找網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息。
判斷所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息是否高于預(yù)先設(shè)定的第一臨界狀態(tài)(步驟S170)，如果是，以太網(wǎng)調(diào)整傳輸模式為雙網(wǎng)獨(dú)立模式，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)冗余模式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
以下具體舉個(gè)實(shí)例。
節(jié)點(diǎn)A以1秒的時(shí)間時(shí)隔在10分種內(nèi)向節(jié)點(diǎn)B通過(guò)第一和第二通信線路發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包，節(jié)點(diǎn)B確定首先接收到的數(shù)據(jù)包為有效數(shù)據(jù)包，并且及時(shí)發(fā)送讀數(shù)據(jù)至節(jié)點(diǎn)A，最簡(jiǎn)單地，將數(shù)據(jù)包回發(fā)至節(jié)點(diǎn)A。節(jié)點(diǎn)A接收到讀數(shù)據(jù)，記錄其接收的時(shí)間，計(jì)算所有數(shù)據(jù)包的響應(yīng)時(shí)間，求得其平均值，如＜0.4s。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)值指標(biāo)為“相當(dāng)好＜0.3s”、“好0.3～0.5s”、“較好0.5s～1.0s”“一般1.0s～3.0”“差3.0s～5.0s””極差＞5.0s”。平均值和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)值比較，獲得網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷狀態(tài)信息為“好”?？梢越Y(jié)合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)通信中對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，預(yù)先設(shè)置第一臨界狀態(tài)為“較好”，則通信網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)調(diào)整為雙網(wǎng)獨(dú)立模式，解除網(wǎng)絡(luò)沖突，提高網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間。
當(dāng)以太網(wǎng)通信處于雙網(wǎng)獨(dú)立模式時(shí)，同樣可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷模糊測(cè)試求得響應(yīng)平均值，判斷所述響應(yīng)時(shí)間的平均值是否小于預(yù)先設(shè)定的第二臨界值，如果是，通信網(wǎng)絡(luò)調(diào)整成雙網(wǎng)冗余模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)獨(dú)立模式。比如，預(yù)先設(shè)定的第二臨界值可以結(jié)合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)通信中對(duì)可靠性的要求，預(yù)先設(shè)置如平均值＜0.5s時(shí)，自適應(yīng)調(diào)整為雙網(wǎng)冗余模式，提高傳輸可靠性。還可以通過(guò)如下方式實(shí)施。在通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表中保存平均值，更新用于表示響應(yīng)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷對(duì)應(yīng)關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)。根據(jù)所述平均值對(duì)比網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息；判斷所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息是否低于預(yù)先設(shè)定的第二臨界狀態(tài)，如果是，以太網(wǎng)調(diào)整傳輸模式為雙網(wǎng)冗余模式，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)獨(dú)立模式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。如第二臨界狀態(tài)為“差”，而當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息為“極差”，此時(shí)以太網(wǎng)會(huì)調(diào)整以太網(wǎng)調(diào)整傳輸模式為雙網(wǎng)冗余模式。
其中，雙網(wǎng)冗余模式和單網(wǎng)模式的自適應(yīng)選擇過(guò)程。請(qǐng)參閱圖7，具體步驟如下當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)處于雙網(wǎng)冗余模式時(shí)，發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)A通過(guò)第一通信線路和第二通信線路發(fā)送數(shù)據(jù)包至節(jié)點(diǎn)B，接收側(cè)節(jié)點(diǎn)B接收來(lái)自第一或第二通信線路的數(shù)據(jù)包(步驟S210)；對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷是否合格？檢驗(yàn)包括以太網(wǎng)幀的標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)流程，如CRC校驗(yàn)，以及本發(fā)明中定義的以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)有效性檢驗(yàn)(步驟S211)。
接著步驟S211，當(dāng)該數(shù)據(jù)包檢測(cè)合格時(shí)，根據(jù)緩存區(qū)中是否有該數(shù)據(jù)包的記錄標(biāo)識(shí)，判斷是否是首先收到的數(shù)據(jù)包(步驟S212)，如果是，進(jìn)行步驟S213，否則進(jìn)行步驟S221。當(dāng)為首次收到的數(shù)據(jù)包時(shí)，將接收到的數(shù)據(jù)包作為有效的首先接收的數(shù)據(jù)包存入緩存區(qū)，并記錄其記錄標(biāo)識(shí)和當(dāng)前時(shí)間(步驟S213)，然后將數(shù)據(jù)包放入數(shù)據(jù)接收隊(duì)列，通知應(yīng)用層處理(步驟S214)，接著從當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始計(jì)時(shí)，判斷在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)是否接收到來(lái)自另一以太網(wǎng)通信線路的相同數(shù)據(jù)包？(步驟S215)，如果是，該以太網(wǎng)通信線路“無(wú)法正常接收”的計(jì)數(shù)器加1(步驟S216)，判斷計(jì)數(shù)器是否超過(guò)預(yù)定值嗎？(步驟S217)，如果是，判斷另一以太網(wǎng)通信線路為網(wǎng)絡(luò)故障，并刷新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，一個(gè)正常，另一個(gè)故障，并將雙網(wǎng)冗余模式轉(zhuǎn)換為單網(wǎng)模式，否則進(jìn)行步驟S210。
接著步驟S212，當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)包不是首先收到的數(shù)據(jù)包時(shí)，通過(guò)查找緩沖區(qū)判斷首先收到的數(shù)據(jù)包是否合格(步驟S221)。如果是，丟棄接收到的數(shù)據(jù)包，刪除緩存區(qū)中的歷史記錄以釋放存儲(chǔ)空間，(步驟S222)然后刷新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，兩條以太網(wǎng)通信線路都為正常，網(wǎng)絡(luò)傳輸模式保持雙網(wǎng)冗余模式(步驟S223)；否則，將接收到的數(shù)據(jù)包放入“數(shù)據(jù)接收隊(duì)列”，通知應(yīng)用層處理，同時(shí)刪除緩沖區(qū)中的歷史數(shù)據(jù)(步驟S231)，該以太網(wǎng)通信線路“校驗(yàn)不合格”計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值加1(步驟S232)；判斷計(jì)數(shù)值是否超過(guò)預(yù)定值(步驟S233)？如果是，判斷另一以太網(wǎng)通信線路不穩(wěn)定，刷新?tīng)顟B(tài)一個(gè)正常，一個(gè)不穩(wěn)定，并將雙網(wǎng)冗余模式轉(zhuǎn)換為單網(wǎng)模式，否則進(jìn)行步驟S210。
接著步驟S211，當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢驗(yàn)不合格時(shí)，獲得該數(shù)據(jù)包的記錄標(biāo)識(shí)后丟棄該數(shù)據(jù)包(步驟S241)，并在緩存區(qū)中查找是否具有相同的記錄標(biāo)記(步驟S242)，如果沒(méi)有，則該數(shù)據(jù)包中第一通信線路和第二通信線路中首次收到的數(shù)據(jù)包，在緩沖區(qū)中記錄該標(biāo)識(shí)和當(dāng)前時(shí)間，(S243)，然后從當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始計(jì)時(shí)，判斷在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)是否收到另一以太網(wǎng)通信線路相同的數(shù)據(jù)包(步驟S244)，如果是，該以太網(wǎng)通信線路“無(wú)法正常接收”次數(shù)加1(步驟S245)，否則進(jìn)行步驟S210，接著步驟S245，判斷次數(shù)是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定值，如果否，進(jìn)行步驟S210，如果是，刷新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，一條線路不穩(wěn)定，另一條線路有故障，從雙網(wǎng)冗余模式轉(zhuǎn)換成單網(wǎng)模式(步驟S247)。
接著步驟S242，當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)包不是首先收到的數(shù)據(jù)包，接著判斷首先收到的數(shù)據(jù)是否合格(步驟S251)，如果是，刪除緩存區(qū)中的歷史數(shù)據(jù)，以釋放內(nèi)存空間(步驟S252)，接著，該通信線路“校驗(yàn)不合格”次數(shù)計(jì)1，(步驟S253)再次，判斷“校驗(yàn)不合格”次數(shù)是否超出預(yù)定值(步驟S254)，如果否，進(jìn)行步驟S210，如果是，刷新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，一個(gè)不穩(wěn)定，一個(gè)故障，將雙網(wǎng)冗余模式轉(zhuǎn)換成單網(wǎng)模式(步驟S255)。
接著步驟S251，當(dāng)首先接收到的數(shù)據(jù)包也為不合格時(shí)，則兩條以太網(wǎng)通信線路“校驗(yàn)不合格”次數(shù)各計(jì)1(步驟S261)，兩條以太網(wǎng)通信線路“不合格次數(shù)”是否都超過(guò)預(yù)定值(步驟S262)？如果否，繼續(xù)進(jìn)行步驟S210，如果是，刷新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，兩條以太網(wǎng)通信線路均為不穩(wěn)定(步驟S263)，繼續(xù)保持雙網(wǎng)冗余模式。
以上是通過(guò)故障診斷檢測(cè)方法，使得能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況，雙網(wǎng)冗余模式靈活地轉(zhuǎn)換成單網(wǎng)模式。當(dāng)以太網(wǎng)處于單網(wǎng)模式時(shí)，同樣，根據(jù)故障診斷檢測(cè)方法，檢測(cè)到故障或不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)又能正常接收到信息時(shí)，重新轉(zhuǎn)換為雙網(wǎng)冗余模式。
雙網(wǎng)獨(dú)立模式和單網(wǎng)模式之間自適應(yīng)過(guò)程，具體步驟如下(請(qǐng)參閱圖8)S310設(shè)定發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)A和接收側(cè)節(jié)點(diǎn)B正常傳輸下的最大延時(shí)時(shí)間；S320在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(如1分鐘內(nèi))，節(jié)點(diǎn)A周期性(如以1秒為時(shí)間間隙)通過(guò)第一通信線路和第二通信線路發(fā)送特定故障診斷信息數(shù)據(jù)包至節(jié)點(diǎn)B，記錄每個(gè)數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)間，其中，特定故障診斷信息數(shù)據(jù)包可采用圖3所示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且“命令字”為“特定故障診斷信息數(shù)據(jù)”的標(biāo)記“11”，當(dāng)接收側(cè)節(jié)點(diǎn)接收到含有該標(biāo)記的數(shù)據(jù)包，判定該數(shù)據(jù)包為特定故障診斷信息數(shù)據(jù)包，發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)包；S330判斷接收到的響應(yīng)數(shù)據(jù)包是否在最大延時(shí)時(shí)間內(nèi)接收到，如果否，雙網(wǎng)獨(dú)立模式進(jìn)行步驟S340，否則判斷是否接收到所有數(shù)據(jù)包的響應(yīng)數(shù)據(jù)包(步驟S370)；如果是，通信網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)保持雙網(wǎng)獨(dú)立模式，否則繼續(xù)接收節(jié)點(diǎn)B發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)包，進(jìn)行步驟S330；S340“發(fā)送該數(shù)據(jù)包所在的線路”計(jì)數(shù)加1，然后進(jìn)行步驟S350；S350判斷計(jì)數(shù)是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定值，如果是，判斷該條線路故障，從雙網(wǎng)獨(dú)立模式轉(zhuǎn)換成單網(wǎng)模式，否則判斷是否接收到所有數(shù)據(jù)包的響應(yīng)數(shù)據(jù)包(步驟S360)；如果是，通信網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)保持雙網(wǎng)獨(dú)立模式，否則繼續(xù)接收節(jié)點(diǎn)B發(fā)送的響應(yīng)數(shù)據(jù)包，進(jìn)行步驟S330。
該特定故障診斷法是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)定周期的發(fā)送特定的故障診斷信息數(shù)據(jù)包，來(lái)判斷網(wǎng)絡(luò)故障情況，不僅適用于雙網(wǎng)獨(dú)立模式到單網(wǎng)模式的自適應(yīng)，也適用雙網(wǎng)冗余模式到單網(wǎng)模式的自適應(yīng)。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)以上時(shí)，也可采取特定故障診斷法來(lái)判斷各個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障情況。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)彼此發(fā)送數(shù)據(jù)包；啟動(dòng)超時(shí)計(jì)數(shù)器，如果其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)未在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)收到所述數(shù)據(jù)包，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，或者當(dāng)檢測(cè)到在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包未被其它節(jié)點(diǎn)接收，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障。
假定該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有三個(gè)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C。每個(gè)節(jié)點(diǎn)定周期向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送故障診斷信息數(shù)據(jù)包，若節(jié)點(diǎn)A、B能收到該數(shù)據(jù)包但都收不到節(jié)點(diǎn)C的數(shù)據(jù)包，則可判斷C節(jié)點(diǎn)故障，或者，節(jié)點(diǎn)C在規(guī)定時(shí)間內(nèi)都沒(méi)收到故障診斷信息數(shù)據(jù)包，則判斷該節(jié)點(diǎn)故障。
綜合以上方法，以下舉一實(shí)際應(yīng)用中自適應(yīng)冗余以太網(wǎng)傳輸方法實(shí)現(xiàn)的主要過(guò)程在開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸之前，對(duì)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式進(jìn)行設(shè)置，從節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)區(qū)分，對(duì)于重要節(jié)點(diǎn)可以在任何時(shí)候始終采用冗余傳輸模式，以保證最大的傳輸可靠性；對(duì)于對(duì)可靠性要求不高的場(chǎng)合，可采用單網(wǎng)模式，以減低應(yīng)用系統(tǒng)的資源；對(duì)于一般對(duì)可靠性和實(shí)時(shí)性都有要求的節(jié)點(diǎn)，先設(shè)置為雙網(wǎng)冗余模式。以下過(guò)程針對(duì)一般情況在系統(tǒng)建立通信后，所述的隨機(jī)故障診斷檢測(cè)隨著數(shù)據(jù)包的傳輸隨之建立，若某些場(chǎng)合對(duì)故障診斷有更進(jìn)一步要求，也可啟用特定故障診斷檢測(cè)邏輯對(duì)故障情況進(jìn)行更詳細(xì)的診斷。在故障診斷檢測(cè)中判定網(wǎng)絡(luò)無(wú)故障情況下，系統(tǒng)啟用網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷模糊測(cè)試，由于負(fù)荷計(jì)算需要一定的時(shí)間才能正確的輸出一組表征網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷特性的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷狀態(tài)信息，再生成網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表通過(guò)實(shí)時(shí)刷新不斷獲取最新網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷狀態(tài)，以提供給各節(jié)點(diǎn)最新的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息，因此系統(tǒng)在上電10-20分鐘后才能啟用網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表和相應(yīng)的處理任務(wù)；當(dāng)負(fù)荷加重時(shí)，雙網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為雙網(wǎng)獨(dú)立模式來(lái)解除網(wǎng)絡(luò)沖突，提高網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)能力，使網(wǎng)絡(luò)處于不冗余的狀態(tài)，此時(shí)則可啟用特定故障診斷檢測(cè)邏輯來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的故障情況進(jìn)行判斷；當(dāng)負(fù)荷減輕時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷模糊測(cè)試與判斷，可將雙網(wǎng)獨(dú)立模式重新轉(zhuǎn)換為雙網(wǎng)冗余模式。
以上過(guò)程完成了自適應(yīng)冗余以太網(wǎng)傳輸方式的選擇。
權(quán)利要求
1.一種以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括通過(guò)彼此獨(dú)立的第一通信線路和第二通信線路在節(jié)點(diǎn)之間建立的兩個(gè)通信系統(tǒng)，形成雙網(wǎng)冗余模式、雙網(wǎng)獨(dú)立模式和單網(wǎng)模式三種通信模式，其特征在于，包括當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)處于雙網(wǎng)冗余模式時(shí)，發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通過(guò)所述第一通信線路和所述第二通信線路發(fā)送若干用于診斷網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的數(shù)據(jù)包；接收所述接收側(cè)節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包；計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包的響應(yīng)時(shí)間，從而得到所有響應(yīng)時(shí)間的平均值；根據(jù)所述響應(yīng)時(shí)間的平均值，選擇通信模式。
2.如權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括判斷所述響應(yīng)時(shí)間的平均值是否大于預(yù)先設(shè)定的第一臨界值，如果是，通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸模式調(diào)整為雙網(wǎng)獨(dú)立模式，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)冗余模式。
3.如權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括在通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表中保存平均值，更新用于表示響應(yīng)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷對(duì)應(yīng)關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)。
4.如權(quán)利要求3所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述平均值查找網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息；判斷所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息是否高于預(yù)先設(shè)定的第一臨界狀態(tài)，如果是，以太網(wǎng)調(diào)整傳輸模式為雙網(wǎng)獨(dú)立模式，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)冗余模式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
5.如權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)處于雙網(wǎng)獨(dú)立模式時(shí)，發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)定周期通過(guò)所述第一通信線路和所述第二通信線路發(fā)送若干用于診斷網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的數(shù)據(jù)包；接收所述接收側(cè)節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包；計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)包的響應(yīng)時(shí)間，從而得到所有響應(yīng)時(shí)間的平均值；根據(jù)所述響應(yīng)時(shí)間的平均值，選擇通信模式。
6.如權(quán)利要求5所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括判斷所述響應(yīng)時(shí)間的平均值是否小于預(yù)先設(shè)定的第二臨界值，如果是，通信網(wǎng)絡(luò)調(diào)整成雙網(wǎng)冗余模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)獨(dú)立模式。
7.如權(quán)利要求5所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括在通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷映射表中保存平均值，更新用于表示響應(yīng)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷對(duì)應(yīng)關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)。
8.如權(quán)利要求7所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述平均值對(duì)比網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息；判斷所述當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷信息是否低于預(yù)先設(shè)定的第二臨界狀態(tài)，如果是，以太網(wǎng)調(diào)整傳輸模式為雙網(wǎng)冗余模式，否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)獨(dú)立模式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
9.如權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括a發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)第一通信線路和第二通信線路發(fā)送相同數(shù)據(jù)包；b接收側(cè)節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)包；c對(duì)接收到的所述數(shù)據(jù)包校驗(yàn)，判斷發(fā)送該數(shù)據(jù)包的通信線路是否存在著故障或不穩(wěn)定，如果是通信網(wǎng)絡(luò)調(diào)整為單網(wǎng)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則通信網(wǎng)絡(luò)保持原通信模式。
10.如權(quán)利要求9所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，步驟c進(jìn)一步包括當(dāng)接收側(cè)節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)包通過(guò)檢驗(yàn)且為二條通信線路中首先收到的數(shù)據(jù)包時(shí)，將它存入緩存區(qū)，并記錄數(shù)據(jù)包的標(biāo)記和當(dāng)前時(shí)間；啟動(dòng)超時(shí)計(jì)數(shù)器，如果在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收到另一通信線路傳送的相同數(shù)據(jù)包，則該通信線路故障，通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸模式轉(zhuǎn)換到單網(wǎng)模式，否則進(jìn)行步驟b。
11.如權(quán)利要求9所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，步驟c還包括當(dāng)所述接收側(cè)節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)包沒(méi)有通過(guò)數(shù)據(jù)包合格性檢驗(yàn)時(shí)，獲取該數(shù)據(jù)包的標(biāo)記后丟棄該數(shù)據(jù)包；根據(jù)數(shù)據(jù)包的標(biāo)記，判斷是否為二條通信線路中首先到達(dá)的數(shù)據(jù)包，如果是，在緩存區(qū)中記錄所述標(biāo)記和當(dāng)前時(shí)間，然后，超時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到另一通信線路傳送的相同數(shù)據(jù)包，該通信線路故障，通信網(wǎng)絡(luò)的通信模式轉(zhuǎn)換成單網(wǎng)模式，否則進(jìn)行步驟b；否則，判斷首先接收的數(shù)據(jù)包是否合格，如果是，該通信線路不穩(wěn)定，通信網(wǎng)絡(luò)的通信模式轉(zhuǎn)換成單網(wǎng)模式；否則，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)冗余模式。
12.如權(quán)利要求11所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，步驟c進(jìn)一步包括當(dāng)所述數(shù)據(jù)包通過(guò)合格性檢驗(yàn)且為二條通信線路中后收到的數(shù)據(jù)包時(shí)，判斷所述首次收到的數(shù)據(jù)包是否合格，如果是，通信網(wǎng)絡(luò)保持雙網(wǎng)冗余模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則，發(fā)送該首次數(shù)據(jù)包的通信線路故障，通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為單網(wǎng)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則進(jìn)行步驟b。
13.如權(quán)利要求1或9所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)第一通信線路和第二通信線路發(fā)送用于故障診斷的數(shù)據(jù)包，記錄相應(yīng)的發(fā)送時(shí)間；接收側(cè)節(jié)點(diǎn)從每個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)間開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到該發(fā)送側(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的所述數(shù)據(jù)包的響應(yīng)信息時(shí)，發(fā)送該數(shù)據(jù)包的通信線路出現(xiàn)故障進(jìn)行計(jì)數(shù)；如果計(jì)數(shù)超時(shí)預(yù)定值，通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為單網(wǎng)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，否則保持原通信模式。
14.如權(quán)利要求13所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)彼此發(fā)送數(shù)據(jù)包；啟動(dòng)超時(shí)計(jì)數(shù)器，如果其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)未在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)收到所述數(shù)據(jù)包，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障。
15.如權(quán)利要求13所述的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，其特征在于，還包括所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中至少三個(gè)節(jié)點(diǎn)彼此發(fā)送數(shù)據(jù)包；啟動(dòng)超時(shí)計(jì)數(shù)器，如果在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包未被其它節(jié)點(diǎn)接收，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障。
16.如權(quán)利要求13或12所述的以太網(wǎng)通信傳輸模式自適應(yīng)方法，其特征在于，還包括，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)處理單網(wǎng)模式時(shí)，檢測(cè)第一通信線路和第二通信線路是否正常傳輸，如果是，轉(zhuǎn)換成雙網(wǎng)冗余模式，否則保持單網(wǎng)模式。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模式的自適應(yīng)選擇方法，該方法通過(guò)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷模糊測(cè)試和故障診斷檢測(cè)獲得網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷情況、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性及故障情況，控制系統(tǒng)根據(jù)這些通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，自適應(yīng)的選擇網(wǎng)絡(luò)通信的傳輸方式，即雙網(wǎng)冗余模式、雙網(wǎng)獨(dú)立模式還是單網(wǎng)模式。該方法使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)針對(duì)各種不同場(chǎng)合及其運(yùn)行狀況而靈活的選擇傳輸模式，保證了最大的傳輸可靠性的同時(shí)充分有效的利用網(wǎng)絡(luò)信道資源，實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)的響應(yīng)能力，保持控制網(wǎng)絡(luò)始終最佳的通訊狀態(tài)。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1556624SQ200310124218
公開(kāi)日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者黃文君, 陸衛(wèi)軍, 朱練, 靳旭哲 申請(qǐng)人:浙江浙大中控技術(shù)有限公司