專利名稱：基于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)的通信方法及環(huán)行網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)的通信方法及環(huán)行網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，是使用一個連續(xù)的環(huán)將每臺設(shè)備連接在一起。它能夠保證一臺設(shè)備 上發(fā)送的信號可以被環(huán)上其他所有的設(shè)備都接收到。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)作為一種成熟的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?結(jié)構(gòu)，具有成本低、可靠性高、傳輸速率高和組網(wǎng)簡單等優(yōu)點，并逐漸應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng) 域。在基于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時，如何在物理環(huán)路上避免邏輯成環(huán)以及如何構(gòu)建快速的故 障檢測機制一直是研究的重點。以以太網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)為例，其一般采用STP(Spanning Tree Protocol,生成樹)協(xié)議來對網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溥M(jìn)行保護。 發(fā)明人在對現(xiàn)有技術(shù)的研究過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有采用STP協(xié)議對挽留過拓?fù)溥M(jìn)行 保護時，其典型的故障恢復(fù)時間通常在幾十秒的量級，雖然RSTP (R即idSpa皿ing Tree Protocol,快速生成樹協(xié)議)禾口 MSTP (Multi Spanning TreeProtocol,多生成樹協(xié)議)對 STP的保護機制進(jìn)行了改進(jìn)，故障恢復(fù)時間可以控制在秒級，但是仍然無法在實時性、確定 性和可靠性要求高的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中得到有效的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本申請實施例的目的在于提供一種基于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)的通信方法及環(huán)行網(wǎng)絡(luò)，以解決
現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)行網(wǎng)絡(luò)通信實時性和可靠性不高的問題。 為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供如下技術(shù)方案 —種基于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)的通信方法，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含若干設(shè)備，所述若干設(shè)備之 間在物理上相互連接組成單環(huán)，每個所述設(shè)備至少包括兩個端口 ，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含處 于通信狀態(tài)的主線路和備用線路，包括 在進(jìn)行實時通信的每個通信周期內(nèi)，所述若干設(shè)備中的每個設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的 次序從所述主線路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報文； 當(dāng)接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文時，從所述互為冗余的報文中選擇
一個報文。
還包括 在進(jìn)行實時通信前，所述若干設(shè)備從所述主線路和備用線路與時鐘服務(wù)器進(jìn)行時 鐘同步，所述時鐘服務(wù)器集成在所述若干設(shè)備中的一個設(shè)備中。
還包括 所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)啟動通信時，所述若干設(shè)備中的某一設(shè)備分別通過所述兩個端口在 主線路和備用線路上發(fā)送線路檢查報文； 當(dāng)所述兩個端口中的至少一個端口接收到所述線路檢查報文時，判斷所述環(huán)行網(wǎng)
絡(luò)閉合，執(zhí)行所述時鐘同步的步驟。
還包括
當(dāng)判斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)未閉合時，所述某一設(shè)備根據(jù)接收到的線路響應(yīng)報文判斷所 述主線路和備用線路上的故障位置。 還包括預(yù)先指定所述若干設(shè)備中不進(jìn)行報文轉(zhuǎn)發(fā)的至少一個設(shè)備作為主設(shè)備， 除所述主設(shè)備外的其它設(shè)備為從設(shè)備； 所述接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文具體為所述主設(shè)備接收到由同
一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文。
還包括 所述主設(shè)備根據(jù)接收到的從設(shè)備發(fā)送的報文檢測所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，并判斷所 述故障的類型和位置； 所述從設(shè)備根據(jù)接收到的其它設(shè)備發(fā)送的報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生故障。
還包括 當(dāng)有新設(shè)備請求加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)時，所述時鐘服務(wù)器對所述新設(shè)備進(jìn)行授權(quán)；
當(dāng)所述新設(shè)備加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)后，所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的所述若干設(shè)備重新進(jìn)行時 鐘同步。
所述從所述互為冗余的報文中選擇一個報文包括 當(dāng)所述互為冗余的報文為同步報文時，選擇其中校驗結(jié)果正確的同步報文；
當(dāng)所述互為冗余的報文為數(shù)據(jù)報文時，按照所述數(shù)據(jù)報文接收的先后順序，選擇 其中校驗結(jié)果正確的數(shù)據(jù)報文。
還包括根據(jù)接收到的報文情況檢測所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，具體為 當(dāng)每個設(shè)備接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，且所述報文互為冗余，則所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)
正常； 當(dāng)每個設(shè)備接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，且所述報文不互為冗余，則根據(jù)所述兩 個端口所接收到的報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置； 當(dāng)每個設(shè)備無法接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，則根據(jù)所述兩個端口已接收到的報 文判斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置和設(shè)備。 所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)包括以太網(wǎng)、IEEE1394網(wǎng)絡(luò)、CAN網(wǎng)絡(luò)、M-LVDS網(wǎng)絡(luò)、LVDS網(wǎng)絡(luò)、 RS-485網(wǎng)絡(luò)、RS-422網(wǎng)絡(luò)。 —種環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含若干設(shè)備，所述若干設(shè)備之間在物理上相互 連接組成單環(huán)，每個所述設(shè)備至少包括兩個端口 ，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含處于通信狀態(tài)的主 線路和備用線路，所述設(shè)備包括 通信單元，用于在進(jìn)行實時通信的每個通信周期內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的次序從所述 主線路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報文； 選擇單元，用于當(dāng)接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文時，從所述互為冗
余的報文中選擇一個報文。
所述設(shè)備還包括 同步單元，用于在進(jìn)行實時通信前，從所述主線路和備用線路與時鐘服務(wù)器進(jìn)行 時鐘同步，所述時鐘服務(wù)器集成在所述若干設(shè)備中的一個設(shè)備中。
所述設(shè)備還包括 啟動單元，用于所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)啟動通信時，分別通過所述兩個端口在主線路和備
6用線路上發(fā)送線路檢查報文，并且當(dāng)所述兩個端口中的至少一個端口接收到所述線路檢查 報文時，判斷所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)閉合，執(zhí)行所述同步單元的功能。 判斷單元，用于當(dāng)判斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)未閉合時，根據(jù)接收到的線路響應(yīng)報文判斷 所述主線路和備用線路上的故障位置。 所述若干設(shè)備中，不進(jìn)行報文轉(zhuǎn)發(fā)的至少一個設(shè)備被指定為主設(shè)備，除所述主設(shè)
備外的其它設(shè)備為從設(shè)備。 所述主設(shè)備還包括 主檢測單元，用于根據(jù)接收到的從設(shè)備發(fā)送的報文檢測所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，并 判斷所述故障的類型和位置；
所述從設(shè)備包括 從檢測單元，用于根據(jù)接收到的其它設(shè)備發(fā)送的報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生故障。 包含所述時鐘服務(wù)器的設(shè)備包括 授權(quán)單元，用于當(dāng)有新設(shè)備請求加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)時，對所述新設(shè)備進(jìn)行授權(quán)；
所述同步單元，還用于當(dāng)所述新設(shè)備加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)后，重新進(jìn)行時鐘同步。
所述選擇單元包括 第一選擇單元，用于當(dāng)所述互為冗余的報文為同步報文時，選擇其中校驗結(jié)果正 確的同步報文； 第二選擇單元，用于當(dāng)所述互為冗余的報文為數(shù)據(jù)報文時，按照所述數(shù)據(jù)報文接
收的先后順序，選擇其中校驗結(jié)果正確的數(shù)據(jù)報文。 所述設(shè)備還包括 檢測單元，用于根據(jù)接收到的報文情況檢測所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，當(dāng)每個設(shè)備接 收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，且所述報文互為冗余，則所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)正常；當(dāng)每個設(shè)備接收到 其它設(shè)備發(fā)送的報文，且所述報文不互為冗余，則根據(jù)所述兩個端口所接收到的報文判斷 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置；當(dāng)每個設(shè)備無法接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，則根據(jù)所述兩 個端口已接收到的報文判斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置和設(shè)備。 由以上本申請實施例提供的技術(shù)方案可見，本申請實施例中的環(huán)行網(wǎng)絡(luò)包含若干 設(shè)備，若干設(shè)備之間在物理上相互連接組成單環(huán)，每個設(shè)備至少包括兩個端口 ，環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中 包含處于通信狀態(tài)的主線路和備用線路，在進(jìn)行實時通信的每個通信周期內(nèi)，若干設(shè)備中 的每個設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的次序從所述主線路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送 的報文，當(dāng)接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文時，從所述互為冗余的報文中選擇 一個報文。應(yīng)用本申請實施例的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時，由于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)在物理上連接成單環(huán)， 在邏輯上主線路和備用線路均處于通信狀態(tài)，在每個通信周期，所有設(shè)備依據(jù)初始化配置 的次序冗余發(fā)送報文既避免了報文碰撞，又降低了丟包、誤碼等對通信的影響，提高了環(huán)形 網(wǎng)絡(luò)通信的確定性和可靠性；當(dāng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，各設(shè)備通信不受影響，且環(huán)形網(wǎng)絡(luò)故 障恢復(fù)時間為零；并且本申請實施例在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)不斷電和不影響原設(shè)備通信的基礎(chǔ)上，實 現(xiàn)了新設(shè)備的即插即用，不但滿足了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)對通信實時性、確定性和可靠性的要求， 而且還實現(xiàn)了在線增加環(huán)形網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提高了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用靈活性。


圖1為本申請基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的通信方法的第一實施例流程圖； 圖2為本申請基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的通信方法的第二實施例流程圖； 圖3為本申請基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的通信方法的第三實施例流程圖； 圖4為本申請基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的通信方法的第四實施例流程圖； 圖5A為應(yīng)用本申請通信方法的一種環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5B為本申請實施例中實時通信階段的通信周期劃分示意圖； 圖6為本申請具有六個設(shè)備的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)在一個通信周期中的數(shù)據(jù)通信過程的示意圖； 圖7A為本申請環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備出現(xiàn)故障時的一種通信過程示意圖； 圖7B為本申請環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備出現(xiàn)故障時的另一種通信過程示意圖； 圖8為本申請環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的一種實施例框圖； 圖9為本申請環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的另一種實施例框圖。
具體實施例方式
在如下本申請的多個實施例中，有些實施例提供了一種基于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)的通信方法，有些實施例提供了一種環(huán)行網(wǎng)絡(luò)。本申請實施例中的環(huán)行網(wǎng)絡(luò)，包含若干設(shè)備，所述若干設(shè)備之間相互連接在物理上組成單環(huán)，每個所述設(shè)備至少包括兩個端口 ，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含處于通信狀態(tài)的主線路和備用線路。所有設(shè)備在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)啟動前進(jìn)行初始化配置，包括配置設(shè)備類型、通信周期和發(fā)送報文的次序等；環(huán)形網(wǎng)絡(luò)啟動后，首先通過發(fā)送線路檢查報文進(jìn)行環(huán)形網(wǎng)絡(luò)上電線路自檢，自檢通過后各設(shè)備與時鐘服務(wù)器進(jìn)行時鐘同步，同步建立后，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入實時通信階段，在每個通信周期內(nèi)，所有設(shè)備按照組態(tài)順序從主線路和備用線路發(fā)送報文。本申請實施例中的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)可以為以太網(wǎng)、IEEE1394網(wǎng)絡(luò)、CAN網(wǎng)絡(luò)、M-LVDS網(wǎng)絡(luò)、LVDS網(wǎng)絡(luò)、RS-485網(wǎng)絡(luò)、RS-422網(wǎng)絡(luò)等。 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請實施例中的技術(shù)方案，并使本申請實施例的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本申請實施例中技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 參見圖l，為本申請基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的第一實施例流程圖，該實施例描述了在環(huán)形網(wǎng)
絡(luò)的一個通信周期內(nèi)的通信過程 步驟101 :實時通信的一個通信周期開始。 步驟102 :環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的每個設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的次序從主線路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報文。 步驟103 :當(dāng)接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文時，從互為冗余的報文中選擇一個報文，結(jié)束當(dāng)前流程。 具體的，當(dāng)所述互為冗余的報文為同步報文時，選擇其中校驗結(jié)果正確的同步報文；當(dāng)所述互為冗余的報文為數(shù)據(jù)報文時，按照所述數(shù)據(jù)報文接收的先后順序，選擇其中校驗結(jié)果正確的數(shù)據(jù)報文。 參見圖2，為本申請基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的第二實施例流程圖，該實施例描述了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)從啟動到通信的過程
步驟201 :預(yù)先設(shè)置環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的一個設(shè)備中集成了時鐘服務(wù)器。
步驟202 :環(huán)形網(wǎng)絡(luò)啟動通信后，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的某一設(shè)備分別通過兩個端口在主
線路和備用線路上發(fā)送線路檢查報文。 步驟203 :判斷兩個端口中是否有至少一個端口接收到線路檢查報文，若是，則執(zhí) 行步驟204 ;否則，執(zhí)行步驟211。 步驟204 :確定環(huán)行網(wǎng)絡(luò)閉合，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備從主線路和備用線路與時 鐘服務(wù)器進(jìn)行時鐘同步。 步驟205 :環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入實時通信周期。 步驟206 :環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的每個設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的次序從主線路和備用線路發(fā)送 報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報文。 步驟207 :判斷接收到的報文情況，若接收到其它設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文，則 執(zhí)行步驟208 ;若接收到其它設(shè)備發(fā)送的不互為冗余的報文，則執(zhí)行步驟209 ;若無法接收 到其它設(shè)備發(fā)送的報文，則執(zhí)行步驟210。 步驟208 :從接收到的互為冗余的報文中選擇一個報文，結(jié)束當(dāng)前流程。 當(dāng)所述互為冗余的報文為同步報文時，選擇其中校驗結(jié)果正確的同步報文；當(dāng)所
述互為冗余的報文為數(shù)據(jù)報文時，按照所述數(shù)據(jù)報文接收的先后順序，選擇其中校驗結(jié)果
正確的數(shù)據(jù)報文。 步驟209 :根據(jù)兩個端口所接收到的報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置，結(jié)束 當(dāng)前流程。 步驟210 :根據(jù)兩個端口已接收到的報文判斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置和 設(shè)備，結(jié)束當(dāng)前流程。 步驟211 :確定環(huán)形網(wǎng)絡(luò)未閉合，根據(jù)接收到的線路響應(yīng)報文判斷主線路和備用 線路上的故障位置，結(jié)束當(dāng)前流程。 由上述實施例可見，由于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)在物理上連接成單環(huán)，在邏輯上主線路和備用 線路均處于通信狀態(tài)，在每個通信周期，所有設(shè)備依據(jù)初始化配置的次序冗余發(fā)送報文既 避免了報文碰撞，又降低了丟包、誤碼等對通信的影響，提高了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通信的確定性和可 靠性；并且，當(dāng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，各設(shè)備通信不受影響，且環(huán)形網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)時間為零。
參見圖3，為本申請基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的第三實施例流程圖，該實施例描述了環(huán)形網(wǎng)絡(luò) 中指定了主設(shè)備的通信過程 步驟301 :預(yù)先指定所述若干設(shè)備中不進(jìn)行報文轉(zhuǎn)發(fā)的至少一個設(shè)備作為主設(shè) 備，除主設(shè)備外的其它設(shè)備為從設(shè)備。 步驟302 :在進(jìn)行實時通信的每個通信周期內(nèi)，每個設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的次序從 主線路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報文。 步驟303 :主設(shè)備接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文，從設(shè)備接收其它 設(shè)備發(fā)送的一份報文，同時執(zhí)行步驟304和305。 步驟304:主設(shè)備根據(jù)接收到的報文檢測環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，并判斷故障的類型和 位置，結(jié)束當(dāng)前流程。 步驟305 :從設(shè)備根據(jù)接收到的其它設(shè)備發(fā)送的報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生故 障，結(jié)束當(dāng)前流程。
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參見圖4，為本申請基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的第四實施例流程圖，該實施例描述了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)加入新設(shè)備的通信過程 步驟401 :環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的各設(shè)備根據(jù)接收數(shù)據(jù)報文。 步驟402 :判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生線路斷開，若是，則執(zhí)行步驟403 ;否則，否則，返回步驟401。 步驟403 :在固定的時間間隔內(nèi)，各設(shè)備根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的線路是否閉合，若是，則包含時鐘服務(wù)器的設(shè)備執(zhí)行步驟404，其它設(shè)備執(zhí)行步驟408 ;否則，確定環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)生線路故障。 步驟404 :時鐘服務(wù)器定時向新設(shè)備發(fā)送邀請。 步驟405 :判斷在一段時間內(nèi)是否接收到新設(shè)備的響應(yīng)，若是，則執(zhí)行步驟406，否則，確定無新設(shè)備加入環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。 步驟406 :判斷在一段時間內(nèi)時鐘服務(wù)器根據(jù)新設(shè)備的應(yīng)答判斷授時邀請是否完成，若是，則執(zhí)行步驟407 ;否則，返回步驟404。 步驟407 :時鐘服務(wù)器授權(quán)新設(shè)備加入環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，結(jié)束當(dāng)前流程。 步驟408 :其它設(shè)備根據(jù)接收到的同步報文，重新計算主線路和備用線路同步偏
差，并以此分別修正主線路延時和備用線路延時，結(jié)束當(dāng)前流程。 當(dāng)有新設(shè)備加入的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)主線路和備用線路時鐘同步重新建立后，包括新設(shè)備在內(nèi)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)所有設(shè)備即可正常通信。 由上述實施例可知，本申請實施例在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)不斷電和不影響原設(shè)備通信的基礎(chǔ)
上，實現(xiàn)了新設(shè)備的即插即用，不但滿足了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)對通信實時性、確定性和可靠性的
要求，而且還實現(xiàn)了在線增加環(huán)形網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提高了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用靈活性。 參見圖5A，為應(yīng)用本申請通信方法的一種環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖 圖5A所示的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，共包含六個設(shè)備，每個設(shè)備包含兩個端口，分別為端口 A
和端口 B，每個設(shè)備都與其相鄰的兩個設(shè)備相連，網(wǎng)絡(luò)在物理上連成一個單環(huán)，在邏輯上主
線路和備用線路均處于通信狀態(tài)，如果預(yù)先設(shè)定從A端口到B端口的通信通路為主線路，那
么從B端口到A端口的通信通路則為備用線路，如果預(yù)先設(shè)定從B端口到A端口的通信通
路為主線路，那么從A端口到B端口的通信通路則為備用線路，對此本申請實施例不進(jìn)行限
制?？梢灾辽俅嬖谝粋€設(shè)備不對報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，所有設(shè)備均不轉(zhuǎn)發(fā)本設(shè)備發(fā)送的報文；也可
以預(yù)先指定設(shè)備作為主設(shè)備，主設(shè)備不對報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而避免了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生廣播風(fēng)
暴的可能。 在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)啟動前，所有設(shè)備進(jìn)行初始化配置，包括配置設(shè)備類型、設(shè)備通信周期的大小和各設(shè)備在一個通信周期中發(fā)送報文的次序； 在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上電后，某一設(shè)備定時發(fā)送線路檢查報文，該報文從A端口發(fā)送，經(jīng)由線路一周返回到B端口，同時，B端口也向A端口發(fā)送線路檢查報文，在一段時間內(nèi)判斷其A端口或B端口是否接收到線路檢查報文，若接收到則說明環(huán)路閉合，否則環(huán)路未閉合。
其中，一段時間可由下式計算獲得 『二 y r/謂",+1"^/^^/^^;, ( 1 ) 上式中，T為某一設(shè)備從一端口發(fā)送線路檢查報文，然后在其另一端口接收到此報文的時間間隔，N為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中除該設(shè)備外其它設(shè)備的數(shù)目，T一^為第i個設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)線路
檢查報文的延時時間，Lr^為構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)線長度，Lh^^為以太網(wǎng)在網(wǎng)線中的傳輸
速度。在上述時間T內(nèi)，如果該設(shè)備一端口接收到另一端口發(fā)送的線路檢查報文，則環(huán)形網(wǎng) 絡(luò)上電線路正常；否則，該設(shè)備根據(jù)接收到的其它設(shè)備發(fā)送的線路響應(yīng)報文判斷其主線路 和備用線路上的故障位置；如果該設(shè)備在某個時間T內(nèi)其一端口接收到另一端口發(fā)送的線 路檢查報文，或者其兩個端口分別接收到同一設(shè)備發(fā)送的互為冗余的線路響應(yīng)報文，則環(huán) 形網(wǎng)絡(luò)線路故障被修復(fù)； 當(dāng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)上電線路正常后，所有設(shè)備進(jìn)入環(huán)形網(wǎng)絡(luò)時鐘同步建立階段，各設(shè)備 先后或同時從主線路和備用線路與時鐘服務(wù)器進(jìn)行時鐘同步，當(dāng)主線路和備用線路時鐘同 步都完成后，所有設(shè)備進(jìn)入實時通信階段，此時，各設(shè)備周期性從主線路和備用線路與時鐘 服務(wù)器進(jìn)行時鐘同步，以保證環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備始終處于同步狀態(tài)； 在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)實時通信過程中，在一個通信周期內(nèi)，所有設(shè)備依據(jù)初始化配置的次 序從主線路和備用線路發(fā)送報文，同時各設(shè)備都會接收到來自同一設(shè)備發(fā)送的互為冗余的 報文，由此既避免了報文碰撞，又降低了丟包、誤碼等對通信的影響，提高了以太網(wǎng)通信的 確定性和可靠性；所有設(shè)備在實時通信中均不轉(zhuǎn)發(fā)本設(shè)備發(fā)送的報文，預(yù)先指定的設(shè)備也 可以不對報文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而避免了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生廣播風(fēng)暴的可能；當(dāng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)生一處 線路故障時，由于主線路和備用線路都處于通信狀態(tài)，因此所有設(shè)備至少可以接收到一份 報文，由此可知故障恢復(fù)時間為零，滿足了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在工業(yè)控制時對通信實時性的要 求。 參見圖5B，為本申請實施例中實時通信階段的通信周期劃分示意圖，實時通信階 段被劃分為無限個等長的通信周期，所有設(shè)備在每個通信周期內(nèi)按照預(yù)設(shè)的時序從主線路 和備用線路發(fā)送和接收報文。 參見圖6，為本申請實施例中，具有六個設(shè)備的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)在一個通信周期中的數(shù)據(jù) 通信過程的示意圖。各設(shè)備發(fā)送報文的時間和路徑在設(shè)備初始化配置時確定，各設(shè)備發(fā)送 報文的時間相對于通信周期開始時間的偏移量有所不同，從而避免了多個設(shè)備訪問網(wǎng)絡(luò)時 發(fā)生沖突的可能，同時，各設(shè)備發(fā)送報文在時間上具有確定性，即一旦設(shè)備在某個時間發(fā)送 了報文，那么該設(shè)備在下次發(fā)送報文的時間可以通過以下方式計算得到
STnext — STcurrent+Tcycle (2) 上式(2)中，ST皿t為設(shè)備下次發(fā)送報文的時間，ST。ur，t為設(shè)備當(dāng)前發(fā)送報文的時 間，T。y^為通信周期。 由于各設(shè)備從主線路和備用線路均發(fā)送報文，每個設(shè)備在本地都會接收到一份來 自同一設(shè)備發(fā)送的冗余報文，因此降低了丟包、誤碼等對通信的影響，提高了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通信 的可靠性。在每個通信周期內(nèi)，各設(shè)備總是先后或同時從其兩個端口發(fā)送報文，如果某設(shè)備 選擇先后從其A端口和B端口發(fā)送報文，那么，其先后發(fā)送報文的時間間隔可以通過下式計 算獲得 <formula>formula see original document page 11</formula>(3 ) 上式(3)中，ST^r^為某設(shè)備從A端口和B端口先后發(fā)送報文的時間間隔，N為
環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中除該設(shè)備外其它設(shè)備的數(shù)目，TirepMt為第i個設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)該報文的延時時間，LHng為構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)線長度，l^，t為以太網(wǎng)在網(wǎng)線中的傳輸速度。 在每個通信周期內(nèi)，各設(shè)備從其兩個端口接收報文。對于一個設(shè)備來說，在一個通信周期內(nèi)可接收到兩份由同一設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文。當(dāng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中存在預(yù)先指定的設(shè)備時，除預(yù)先制定的設(shè)備外，其他設(shè)備只接收到其中的一份報文。 當(dāng)一個設(shè)備接收到冗余報文時，該設(shè)備可以依據(jù)報文類型、校驗結(jié)果和到達(dá)先后順序選取報文，包括如果接收到同步報文，則不管達(dá)到先后順序，選取校驗結(jié)果正確的報文；如果接收到數(shù)據(jù)報文，則根據(jù)達(dá)到先后順序選取校驗結(jié)果正確的報文；如果預(yù)先設(shè)定選取先到達(dá)的數(shù)據(jù)報文，則選取校驗結(jié)果正確且先到達(dá)的數(shù)據(jù)報文；如果預(yù)先設(shè)定選取后到達(dá)的數(shù)據(jù)報文，則選取校驗結(jié)果正確且后到達(dá)的數(shù)據(jù)報文；如果預(yù)先設(shè)定不管達(dá)到先后順序，則選取校驗結(jié)果正確的數(shù)據(jù)報文。 在每個通信周期內(nèi)，所有設(shè)備還可以根據(jù)報文接收情況，檢測環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，并判斷故障類型及位置，包括如果每個設(shè)備接收到其它設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，且所有報文都是互為冗余的，則環(huán)形網(wǎng)絡(luò)工作正常；如果每個設(shè)備接收到其它設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，且從某個時刻開始所有報文均不是冗余的，則環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)生一處線路故障，各設(shè)備根據(jù)從其兩個端口接收到的數(shù)據(jù)報文，判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)一處線路故障的位置；如果每個設(shè)備收不全其它設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，則環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)生多處線路故障或設(shè)備發(fā)生故障，各設(shè)備根據(jù)從其兩個端口接收到的數(shù)據(jù)報文，判斷主線路和備用線路上的第一線路故障位置或發(fā)生故障的設(shè)備；如果環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中存在預(yù)先指定的設(shè)備，則預(yù)先指定的設(shè)備根據(jù)接收到凡人其它設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)報文，檢測環(huán)形網(wǎng)絡(luò)凡人故障，并判斷故障類型及位置，而其它設(shè)備則根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生故障。 參見圖7，為本申請實施例中環(huán)形網(wǎng)絡(luò)一處線路故障，六個設(shè)備D1至D6的數(shù)據(jù)通信過程示意圖，其中，假設(shè)D3和D4之間發(fā)生了線路故障。 在圖7A中，假設(shè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中不存在預(yù)先指定的設(shè)備，當(dāng)某設(shè)備從其A端口和B端
口發(fā)送報文時，報文經(jīng)由主線路和備用線路分別能到達(dá)出現(xiàn)線路故障的兩個端點設(shè)備，即
報文能到達(dá)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備，因此，各設(shè)備依然可以正常通信，且故障恢復(fù)時間為零；
當(dāng)線路故障修復(fù)后，各設(shè)備又能接收到來自同一設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文。 在圖7B中，假設(shè)D1和D2為預(yù)先指定的設(shè)備，在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)生一處線路故障時，預(yù)
先指定的設(shè)備和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備依然可以正常通信，且故障恢復(fù)時間為零；當(dāng)線路故
障修復(fù)后，預(yù)先指定的設(shè)備和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備又能接收到來自對方發(fā)送的互為冗余的報文。 與本申請基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的通信方法相對應(yīng)，本申請還提供了環(huán)行網(wǎng)絡(luò)的實施例。
本申請實施例中的環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含若干設(shè)備，所述若干設(shè)備之間在物理上相互連接組成單環(huán)，每個所述設(shè)備至少包括兩個端口 ，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含處于通信狀態(tài)的主線路和備用線路。 參見圖8，為本申請環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中一個設(shè)備的一種實施例框圖
該設(shè)備包括通信單元810和選擇單元820。 其中，通信單元810，用于在進(jìn)行實時通信的每個通信周期內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的次序從所述主線路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報文； 選擇單元820，用于當(dāng)接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文時，從所述互為
12冗余的報文中選擇一個報文。 參見圖9，為本申請環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中一個設(shè)備的另一種實施例框圖 該設(shè)備包括啟動單元910、同步單元920、通信單元930和選擇單元940。 其中，啟動單元910，用于所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)啟動通信時，分別通過所述兩個端口在主
線路和備用線路上發(fā)送線路檢查報文，并且當(dāng)所述兩個端口中的至少一個端口接收到所述
線路檢查報文時，判斷所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)閉合，執(zhí)行所述同步單元的功能； 同步單元920，用于在進(jìn)行實時通信前，從所述主線路和備用線路與時鐘服務(wù)器進(jìn) 行時鐘同步，所述時鐘服務(wù)器集成在所述若干設(shè)備中的一個設(shè)備中； 通信單元930，用于在進(jìn)行實時通信的每個通信周期內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的次序從所 述主線路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報文； 選擇單元940，用于當(dāng)接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文時，從所述互為 冗余的報文中選擇一個報文。 進(jìn)一步，該設(shè)備還可以包括(圖9中未示出)判斷單元，用于當(dāng)判斷所述環(huán)形網(wǎng)
絡(luò)未閉合時，根據(jù)接收到的線路響應(yīng)報文判斷所述主線路和備用線路上的故障位置。 進(jìn)一步，所述設(shè)備可以作為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的不進(jìn)行報文轉(zhuǎn)發(fā)的主設(shè)備，也可以作為
從設(shè)備。當(dāng)作為主設(shè)備時，還可以包括主檢測單元，用于根據(jù)接收到的從設(shè)備發(fā)送的報文檢
測所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，并判斷所述故障的類型和位置；當(dāng)作為從設(shè)備時，還可以包括從檢
測單元，用于根據(jù)接收到的其它設(shè)備發(fā)送的報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生故障。 進(jìn)一步，當(dāng)所述設(shè)備作為集成了時鐘服務(wù)器的設(shè)備時，還可以包括授權(quán)單元，用
于當(dāng)有新設(shè)備請求加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)時，對所述新設(shè)備進(jìn)行授權(quán)；此時，同步單元920，還
用于當(dāng)所述新設(shè)備加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)后，重新進(jìn)行時鐘同步。 具體的，選擇單元可以包括(圖9中未示出)第一選擇單元，用于當(dāng)所述互為冗 余的報文為同步報文時，選擇其中校驗結(jié)果正確的同步報文；第二選擇單元，用于當(dāng)所述互 為冗余的報文為數(shù)據(jù)報文時，按照所述數(shù)據(jù)報文接收的先后順序，選擇其中校驗結(jié)果正確 的數(shù)據(jù)報文。 進(jìn)一步，該設(shè)備還可以包括(圖9中未示出)檢測單元，用于根據(jù)接收到的報文 情況檢測所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，當(dāng)每個設(shè)備接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，且所述報文互為 冗余，則所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)正常；當(dāng)每個設(shè)備接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，且所述報文不互為冗 余，則根據(jù)所述兩個端口所接收到的報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置；當(dāng)每個設(shè)備無 法接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，則根據(jù)所述兩個端口已接收到的報文判斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中 發(fā)生故障的位置和設(shè)備。 通過以上的實施方式的描述可知，本申請實施例中的環(huán)行網(wǎng)絡(luò)包含若干設(shè)備，若 干設(shè)備之間在物理上相互連接組成單環(huán)，每個設(shè)備至少包括兩個端口 ，環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含處 于通信狀態(tài)的主線路和備用線路，在進(jìn)行實時通信的每個通信周期內(nèi)，若干設(shè)備中的每個 設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的次序從所述主線路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報 文，當(dāng)接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文時，從所述互為冗余的報文中選擇一個 報文。應(yīng)用本申請實施例的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時，由于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)在物理上連接成單環(huán)，在邏 輯上主線路和備用線路均處于通信狀態(tài)，在每個通信周期，所有設(shè)備依據(jù)初始化配置的次 序冗余發(fā)送報文既避免了報文碰撞，又降低了丟包、誤碼等對通信的影響，提高了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)
13通信的確定性和可靠性；當(dāng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，各設(shè)備通信不受影響，且環(huán)形網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)時間為零；并且本申請實施例在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)不斷電和不影響原設(shè)備通信的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了新設(shè)備的即插即用，不但滿足了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)對通信實時性、確定性和可靠性的要求，而且還實現(xiàn)了在線增加環(huán)形網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提高了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用靈活性。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請實施例中的技術(shù)可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請實施例中的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。 本說明書中的各個實施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。 以上所述的本申請實施方式，并不構(gòu)成對本申請保護范圍的限定。任何在本申請的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種基于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)的通信方法，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含若干設(shè)備，所述若干設(shè)備之間在物理上相互連接組成單環(huán)，每個所述設(shè)備至少包括兩個端口，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含處于通信狀態(tài)的主線路和備用線路，其特征在于，包括在進(jìn)行實時通信的每個通信周期內(nèi)，所述若干設(shè)備中的每個設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的次序從所述主線路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報文；當(dāng)接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文時，從所述互為冗余的報文中選擇一個報文。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括在進(jìn)行實時通信前，所述若干設(shè)備從所述主線路和備用線路與時鐘服務(wù)器進(jìn)行時鐘同 步，所述時鐘服務(wù)器集成在所述若干設(shè)備中的一個設(shè)備中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)啟動通信時，所述若干設(shè)備中的某一設(shè)備分別通過所述兩個端口在主線 路和備用線路上發(fā)送線路檢查報文；當(dāng)所述兩個端口中的至少一個端口接收到所述線路檢查報文時，判斷所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)閉 合，執(zhí)行所述時鐘同步的步驟。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)判斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)未閉合時，所述某一設(shè)備根據(jù)接收到的線路響應(yīng)報文判斷所述主 線路和備用線路上的故障位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括預(yù)先指定所述若干設(shè)備中至少一 個設(shè)備不進(jìn)行報文轉(zhuǎn)發(fā)；所述接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文具體為所述指定的設(shè)備接收到由同 一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括所述指定的設(shè)備根據(jù)接收到的其它設(shè)備發(fā)送的報文檢測所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，并判斷 所述故障的類型和位置；所述從設(shè)備根據(jù)接收到的除所述指定的設(shè)備外的其它設(shè)備發(fā)送的報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò) 是否發(fā)生故障。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)有新設(shè)備請求加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)時，所述時鐘服務(wù)器對所述新設(shè)備進(jìn)行授權(quán)； 當(dāng)所述新設(shè)備加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)后，所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的所述若干設(shè)備重新進(jìn)行時鐘同止 少。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述當(dāng)有新設(shè)備請求加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò) 時，所述時鐘服務(wù)器對所述新設(shè)備進(jìn)行授權(quán)，當(dāng)所述新設(shè)備加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)后，所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的所述若干設(shè)備重新進(jìn)行時鐘同步包括(8-l)、所述若干設(shè)備根據(jù)接收到的報文判斷所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生線路斷開，若是， 則執(zhí)行步驟(8-2)，否則，所述若干設(shè)備繼續(xù)等待；(8-2)、在固定時間間隔內(nèi)，所述若干設(shè)備根據(jù)接收到的報文判斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的線路 是否閉合，若是，則所述時鐘服務(wù)器執(zhí)行步驟(8-3)，除所述請求加入的新設(shè)備外的其它設(shè) 備執(zhí)行步驟(8-4)，否則，所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)生線路故障；(8-3)、所述時鐘服務(wù)器定時向所述新設(shè)備發(fā)送邀請，并在預(yù)設(shè)時間內(nèi)判斷是否接收到 所述新設(shè)備的響應(yīng)，若是，則執(zhí)行步驟(8-5)，否則，確定無新設(shè)備加入；(8-4)、所述其它設(shè)備根據(jù)接收到的同步報文，重新計算所述主線路和備用線路的同步 偏差，并根據(jù)所述同步偏差分別修正所述主線路的延時和所述備用線路的延時；(8-5)、在所述預(yù)設(shè)時間內(nèi)，所述時鐘服務(wù)器根據(jù)所述新設(shè)備的應(yīng)答判斷所述授時邀請 是否完成，若是，則執(zhí)行步驟(8-6)，否則返回步驟(8-3);(8-6)、所述時鐘服務(wù)器授權(quán)所述新設(shè)備加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述從所述互為冗余的報文中選擇一個 報文包括 當(dāng)所述互為冗余的報文為同步報文時，選擇其中校驗結(jié)果正確的同步報文； 當(dāng)所述互為冗余的報文為數(shù)據(jù)報文時，按照所述數(shù)據(jù)報文接收的先后順序，選擇其中 校驗結(jié)果正確的數(shù)據(jù)報文。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)接收到的報文情況檢測所 述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，具體為當(dāng)每個設(shè)備接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，且所述報文互為冗余，則所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)正常；當(dāng)每個設(shè)備接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，且所述報文不互為冗余，則根據(jù)所述兩個端 口所接收到的報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置；當(dāng)每個設(shè)備無法接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，則根據(jù)所述兩個端口已接收到的報文判 斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置和設(shè)備。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至IO任意一項所述的方法，其特征在于，所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)包括以太 網(wǎng)、IEEE 1394網(wǎng)絡(luò)、CAN網(wǎng)絡(luò)、M-LVDS網(wǎng)絡(luò)、LVDS網(wǎng)絡(luò)、RS-485網(wǎng)絡(luò)、RS-422網(wǎng)絡(luò)。
12. —種環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含若干設(shè)備，所述若干設(shè)備之間在物理上相互連 接組成單環(huán)，每個所述設(shè)備至少包括兩個端口 ，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含處于通信狀態(tài)的主線 路和備用線路，其特征在于，所述設(shè)備包括通信單元，用于在進(jìn)行實時通信的每個通信周期內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的次序從所述主線 路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報文；選擇單元，用于當(dāng)接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文時，從所述互為冗余的報文中選擇一個報文。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述設(shè)備還包括 同步單元，用于在進(jìn)行實時通信前，從所述主線路和備用線路與時鐘服務(wù)器進(jìn)行時鐘同步，所述時鐘服務(wù)器集成在所述若干設(shè)備中的 一個設(shè)備中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的環(huán)行網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述設(shè)備還包括 啟動單元，用于所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)啟動通信時，分別通過所述兩個端口在主線路和備用線路上發(fā)送線路檢查報文，并且當(dāng)所述兩個端口中的至少一個端口接收到所述線路檢查報文 時，判斷所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)閉合，執(zhí)行所述同步單元的功能。判斷單元，用于當(dāng)判斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)未閉合時，根據(jù)接收到的線路響應(yīng)報文判斷所述 主線路和備用線路上的故障位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述若干設(shè)備中，不進(jìn)行報文轉(zhuǎn)發(fā)的至少一個設(shè)備被指定為主設(shè)備，除所述主設(shè)備外的其它設(shè)備為從設(shè)備。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述主設(shè)備還包括主檢測單元，用于根據(jù)接收到的從設(shè)備發(fā)送的報文檢測所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，并判斷 所述故障的類型和位置； 所述從設(shè)備包括從檢測單元，用于根據(jù)接收到的其它設(shè)備發(fā)送的報文判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生故障。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，包含所述時鐘服務(wù)器的設(shè)備包括 授權(quán)單元，用于當(dāng)有新設(shè)備請求加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)時，對所述新設(shè)備進(jìn)行授權(quán)； 所述同步單元，還用于當(dāng)所述新設(shè)備加入所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)后，重新進(jìn)行時鐘同步。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述選擇單元包括 第一選擇單元，用于當(dāng)所述互為冗余的報文為同步報文時，選擇其中校驗結(jié)果正確的同步報文；第二選擇單元，用于當(dāng)所述互為冗余的報文為數(shù)據(jù)報文時，按照所述數(shù)據(jù)報文接收的 先后順序，選擇其中校驗結(jié)果正確的數(shù)據(jù)報文。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述設(shè)備還包括 檢測單元，用于根據(jù)接收到的報文情況檢測所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的故障，當(dāng)每個設(shè)備接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，且所述報文互為冗余，則所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)正常；當(dāng)每個設(shè)備接收到其它 設(shè)備發(fā)送的報文，且所述報文不互為冗余，則根據(jù)所述兩個端口所接收到的報文判斷環(huán)形 網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置；當(dāng)每個設(shè)備無法接收到其它設(shè)備發(fā)送的報文，則根據(jù)所述兩個端 口已接收到的報文判斷所述環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的位置和設(shè)備。
全文摘要
本申請實施例公開了一種基于環(huán)行網(wǎng)絡(luò)的通信方法，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含若干設(shè)備，所述若干設(shè)備之間在物理上相互連接組成單環(huán)，每個所述設(shè)備至少包括兩個端口，所述環(huán)行網(wǎng)絡(luò)中包含處于通信狀態(tài)的主線路和備用線路，所述方法包括在進(jìn)行實時通信的每個通信周期內(nèi)，所述若干設(shè)備中的每個設(shè)備按照預(yù)先設(shè)置的次序從所述主線路和備用線路發(fā)送報文，并接收其它設(shè)備發(fā)送的報文；當(dāng)接收到由同一個設(shè)備發(fā)送的互為冗余的報文時，從所述互為冗余的報文中選擇一個報文。在每個通信周期，所有設(shè)備依據(jù)初始化配置的次序冗余發(fā)送報文既避免了報文碰撞，又降低了丟包、誤碼等對通信的影響，提高了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通信的確定性和可靠性。
文檔編號H04L12/56GK101778030SQ200910262199
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者馮冬芹, 王強, 褚健, 金建祥 申請人:中控科技集團有限公司;浙江大學(xué)