CN101119395B - 用于向通信用户自动分配地址的方法和通信用户 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于向至少一个由网络(10)包括的通信用户(12，18)自动分配地址的方法，其中，一个由该网络(10)同样包括的主通信用户(14)将数据(16)传递给该通信用户(12，18)或其中的一个，有关通信用户(12，18)将该数据(16)与一个参考数据(20)相比较。根据该比较的结果，或者为有关通信用户(18)分配一个地址(22)，或者将该数据(16)传递给该有关通信用户(18)在网络(10)中随后的通信用户(12)并结合该数据(16)向该随后的通信用户(12)的传递对该数据(16)进行修改。此外，本发明还涉及用于实施该方法的通信用户和自动化系统，以及带有这种通信用户的自动化系统。

Description

用于向通信用户自动分配地址的方法和通信用户

技术领域

本发明涉及一种用于向至少一个由网络包括的通信用户自动分配地址的方法，其中，一个由该网络同样包括的主通信用户将一个数据传递给该通信用户或其中的一个，并且，有关通信用户将该数据与一个参考数据相比较。此外，本发明还涉及用于实施该方法的一种通信用户和一种自动化系统，以及一种带有这种通信用户的自动化系统。

背景技术

用于在通信系统中进行地址分配的不同方法是一般地公知的。

例如，在以太网应用中在每个以太网控制器中附加地存放了一种必要时全球唯一的MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址，借助于其可以进行寻址。对形成的网络的拓扑结构的确定是困难的，并且例如要借助于附加协议，如LLPD协议(Link Layer Discovery Protocol，链接层发现协议)进行，利用该协议确定通过网络的所有节点的数据。MAC地址同样例如在通过使用者的设置之后被附加地存放在所谓的现场总线、即PROFIBUS(过程现场总线)中。不过，在此针对拓扑结构确定又产生上面概括描述的问题。在一种替代的方法中，对于平行底板系统的每个插接位置铺设了一条模块选择控制线。因为在总线上采用的地址只有在激活了模块选择控制线的条件下才在插接位置或模块上有效，所以在支架耦合(Rackkopplung)和拓扑结构确定中形成了限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于向至少一个由网络包括的通信用户自动分配地址的特别适合的方法，其中，一个由该网络同样包括的主通信用户将一个数据传递给该通信用户或其中的一个，并且，有关通信用户将该数据与一个参考数据相比较。为此提供，根据该比较的结果，或者为有关通信用户分配一个地址，或者将该数据传递到该有关通信用户在网络中随后的通信用户上并且结合该数据向该随后的通信用户的传递对该数据进行修改。

此外，要给出一种特别适合于实施该方法的通信用户，该通信用户包括用于接收数据的接收装置以及用于将该数据与参考数据进行比较的比较器。在这方面，所述通信用户包括一个处理单元，其分别根据所述比较的结果用于为该通信用户分配一个地址以及用于将该数据传递到该通信用户的发送装置，并且所述处理单元被设置用于结合该数据到该发送装置的传递对该数据进行修改。此外，给出了一种计算机程序，其具有可以通过计算机执行的程序编码指令，用于当该计算机程序在计算机上被执行时实现所述方法以及下面描述的实施方式；以及一种计算机程序产品、特别是存储介质，带有可以由计算机执行的这类计算机程序。此外，给出了一种自动化系统，其具有用于实施这种方法的程序编码装置；以及一种自动化系统，其具有至少一个按照本发明的通信用户和一个主通信用户。在此，在主通信用户一侧设置了一个处理单元，用于将一个包括数据和地址的数据组传递到一个通信用户，该通信用户可以或者直接地或者间接地、即通过与一个或多个其它通信用户的通信连接与所述主通信用户通信地连接。

在一种实施方式中，在网络中例如作为主控器起作用的主通信用户将一个包括该数据和地址的数据组传递到该通信用户或其中的一个上，这允许同时传递数据和地址。在此，至少可以将地址或者该数据组存放在或可以将其存放在一个主通信用户访问的数据库中。主通信用户例如可以将在该数据库中存放的数据组进行传递，或者从所存放的地址和至少一个数据中、必要时结合所述传递产生出待传递的数据组。主通信用户可以或者亲自传递该数据组，或者安排另一个通信用户来传递。为此，例如提供一个初始电报的传递，该初始电报仅仅或不仅仅地包括该地址、该数据组或者例如用于通过该通信用户或者其中另一个产生该数据组的信号。

在一种优选的实施方式中，对所述数据的修改包括其对应于一个预定或可预定的步长、特别是步长“一”的递增或递减。为此，例如提供了电子部件、信号发生器、或者可计算机实现的数学或逻辑算法或运算。该步长可以是变化的或可变的，其中，例如可以根据至少一条所存储或可存储的规则手动地或者自动地进行改变。由此，允许将数据的改变例如与对于不同的通信系统的要求(例如通信用户的数目)进行匹配，或者允许不同的参考数据。

特别优选地，所述递增或递减通过一个要借助于自动的地址分配被分配给地址的通信用户实现。由此，在通信系统中简单的地址分配是以链形结构为条件的，因为结合数据从在前的向随后的通信用户的每次传递该数据被递增或递减。进行递增或递减的通信用户例如是这样的通信用户，即其在网络中作为从动器或者“集线器(Hub)”起作用。在此以及下面，将带有多个端口的通信用户称为集线器，借助于这些端口可以将其它通信用户与该起到分配器作用的集线器相连接。如果多个通信用户通过一个集线器连接并且向其传递数据，则该集线器将所递增或递减的数据传递到每个与其连接的通信用户。在此，数据的递增或递减连续地结合数据的每次传递进行，即，集线器对于每个与其连接的通信用户递增或递减该数据，并且是根据端口数目或者与该集线器连接的通信用户的数目必要时多次地进行。额外地或者作为替换，至少一个子数据可以与该数据结合。在此，对该子数据的分析通过随后的通信用户进行，精确地与上面描述的对数据的分析一样。由此，对于由集线器张成的部分网络同样也形成了按照本发明的数据组的递归应用。

例如，在网络的混合链形和星形的结构中，结合数据或子数据从集线器至一个与该集线器的一个端口连接的通信用户的传递，首先修改该数据。随后，结合数据或子数据向至少一个与该集线器相连接的通信用户或者随后的通信用户的传递，修改该子数据、例如通过该通信用户递增或递减该子数据，并且现在是将该子数据与参考数据进行比较，而此前是将该数据与参考数据比较。后续的通信用户又可以是例如至少一个从动器或者集线器。在另一个集线器的情况下，进行该方法的地址分配的再一次递归应用，其中，此时为该子数据补充另一个子数据。由此，可以按照简单的方式在例如具有星形结构或者混合星形和链形结构的通信系统中，为所有通信用户分配地址。

在一种优选的实施方式中，特别是结合将所述地址向有关通信用户的分配，通过其将一个应答传递到为处理该应答而设置的通信用户、特别是所述主通信用户上。主通信用户可以或者亲自存放所传递的应答、例如存放在为其配设的数据库中，或者传递到一个为此设置的另一通信用户，后者本身可以将该应答存放到一个数据库中。该主通信用户以及该另一通信用户均可以被设置用来处理该应答，以便根据该应答、必要时结合从其它通信用户得到的应答确定针对网络拓扑结构、即通信用户在网络中的空间布置的信息。如果在通过主通信用户的自动地址分配中分别总是传递一个数据组，则可以根据随后传递的一个被分配了该地址的通信用户的应答，简单地根据原始传递的数据、即该数据组特别是该数据确定通信用户的空间布置。作为替换，可以设置成使主通信用户传递两个或者多个数据组。然后，从被分配给该地址的通信用户例如向主通信用户传递一个应答，该应答包含了用于识别为了给该通信用户分配地址而传递的原始数据的附加信息。由此保证的该应答与原始传递的数据的可分配性(Zuordenbarkeit)因此又允许了简单的拓扑结构确定。

特别优选的是，利用所述或每个应答传递至少一个分配给该有关通信用户的特征数据、特别是拓扑数据。如果通过设置用来处理该应答的通信用户、特别是主通信用户根据该特征数据确定了网络的拓扑结构，则可以例如由主通信用户将其存放在数据库中。然后可以针对一个通信用户的可到达性以及活动性分析该网络的拓扑结构。其它用于分析拓扑结构的可能性在于：识别在通信用户之间的作为替换的通信连接，识别确定的通信用户的耦合，识别用于通信用户的支架、即保持装置的耦合，或者确定针对与通信用户的耦合或通信连接或者针对支架的一般信息。

如果由主通信用户对所确定的所述网络的拓扑结构进行分析，以便在分析的结果的基础上执行对至少一个待传递的电报的寻址，则可以实施迄今为止不能实现的或者只有利用不成比例的高开销才可以实现的寻址类型。例如，可以有至在特定的总线片段中的所有通信用户的电报，或者至跟随在一个确定的通信用户之后的所有通信用户的电报。

在通信用户的一种优选的实施方式中，其处理单元包括用于修改数据的装置。在此，作为用于修改数据的装置例如考虑如信号发生器的电子部件或者可计算机实现的数学或逻辑算法或运算，用于对应于一个预定或可预定的步长递增或递减该数据。

特别优选地，所述处理单元被设置用于将应答传递到所述发送装置上。在此，应答的传递优选地结合所述地址的分配实现，其中，“结合”在此意味着在地址的分配之前、期间或者之后。例如，可以以应答电报的形式传递该应答。例如，该应答电报在传递之前被存放、如存放数据库中，或者是结合该传递而产生的。在此，该应答与该数据或者至少一个包括该数据的数据组在内容上是相同或类似的。作为替换或者额外地，应答例如包括关于所述通信用户一个或多个特征的信息，例如，至少一个拓扑数据、通信用户的序列号、软件版本号、端口数量，或者关于在随后的支架上与通信用户的耦合的信息。

此外，上述技术问题还是通过一种自动化系统解决的，其具有用于实施所述方法或其实施方式的装置、特别是程序编码装置。最后，上述技术问题还是通过一种自动化系统解决的，其具有至少一个上述或下面描述的类型的通信用户以及一个带有处理单元的主通信用户。在此，该主通信用户的处理单元用于将一个包括数据和地址的数据组传递到一个通信用户，该通信用户可以或者直接地或者间接地、即通过一个或多个与其它通信用户的通信连接与所述主通信用户通信地连接。

与本申请一起提交的专利权利要求是没有对于实现进一步的专利保护的先例的形式化建议。申请人保留要求对于其它、迄今为止仅仅在说明书和/或附图中公开的特征组合的保护。

该或每个实施例不被理解为对本发明的限制。而是在本发明的公开的框架内可以进行众多的改变和修改，尤其是这样的变形、元件和组合，它们例如通过组合或者改变单个的结合在一般的或专门的说明书部分描述的以及在权利要求和/或附图中包含的特征以及元件或方法步骤对于本领域的人员来说是可以针对技术问题的解决方案来采取的，或者通过可组合的特征带来了新的对象或新的方法步骤或方法步骤系列。

附图说明

下面对照附图对本发明的一种实施方式作进一步的说明。相互对应的对象或元件在所有附图中标记有相同的附图标号。附图中：

图1示出了按照本发明的用于自动分配地址的方法的简化示意图，

图2示出了该用于自动分配地址的方法的一种实施方式的示意图，

图3示出了该用于自动分配地址的方法的另一种实施方式的示意图，

图4示出了用于自动分配地址的替代方法的示意图，

图5示出了一个通信用户的示意图。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的用于向由网络10包括的通信用户12自动分配地址的方法的简化示意图。为了分配地址，一个同样由网络10包括的主通信用户14将数据16传递给第一通信用户18，而该第一通信用户18将该数据16与参考数据20进行比较。在所传递的数据16与参考数据20不一致的情况下，该数据16被传递至在网络10中接在第一通信用户18之后的通信用户12。结合将该数据16向随后的通信用户12的传递、即在该传递的之前、期间或者之后，该数据16由第一通信用户18或者随后的通信用户12修改。此时，该随后的通信用户12本身执行数据16与参考数据20的比较，并且在数据16与参考数据20一致时将地址22分配给通信用户12，该地址例如是从主通信用户14传递到该通信用户12。

图2示出了该用于自动分配地址的方法的一种实施方式的示意图，该方法基本上对应于在图1中的描述。不过，在此分别将一个包括数据16和地址22的数据组24从主通信用户14传递至第一通信用户18和随后的通信用户12。此外，可以结合地址22的分配提供一个向主通信用户14的应答26的传递，所述应答例如是用于确认成功的地址分配和/或用于告知所分配的地址由此在其它自动地址分配过程中不再可用。

图3示出了该用于自动分配地址的方法的另一种实施方式的示意图，该方法基本上对应于在图2中的描述。随着将地址22分配给通信用户12，由该通信用户向主通信用户14传递一个此时包含该通信用户12的特征数据28的应答26。根据该特征数据28确定网络10的拓扑结构，并且由主通信用户14对其进行分析，以便在该分析的基础上例如执行对至少一个待传递的数据电报30的寻址。

图4示出了用于为由网络10包含的通信用户12自动分配地址的替代方法的示意图。主通信用户14将数据16传递至这样一个通信用户上，该通信用户与迄今观察的通信用户不同，其上连接有多个通信用户，并且其下面按照迄今通用的术语被简称为“集线器”32，其将数据16传递至与其连接的通信用户12、34。结合数据16的传递、即在该传递的之前、期间或者之后，该数据16通过集线器32被修改。在此，对于每个端口按照上面描述的方式进行数据的修改。也就是说，在第一端口处首次对数据进行修改、即例如被递增或递减。在第二端口处该按照这种方式修改后的数据重新被修改、即例如被进一步递增或递减。作为替代，数据的修改在原始输入到集线器32的数据的基础上进行，即这样进行：对于第一端口进行一次修改，对于第二端口进行两次修改，等等。通信用户12、34执行数据16与参考数据20的比较，并且在数据16与参考数据20一致时将地址22分配给对于其数据16与参考数据20相一致的有关通信用户12。

图5示出了一个用在如图2至图4中示出的方法中的通信用户12的示意图。为该通信用户12配设了用于接收数据16(参见图2至图4)的接收装置38(参见图2至图4)以及用于将数据16与参考数据20(参见图2至图4)进行比较的比较器40。此外，通信用户12包括一个处理单元42，其被设置用于分别根据数据16与参考数据20的比较的结果为该通信用户12分配地址22(参见图2-4)以及用于将该数据16传递到该通信用户12的发送装置44。此外，如上面描述的那样，该处理单元42被设置用于结合该数据16到该发送装置44的传递对该数据16进行修改。

在图1至图4中示出的网络10可以是一个带有作为通信用户12、14、18、34的自动化设备的网络，并且对应地构成一个自动化系统或者自动化系统的一部分，该自动化系统设置用于按照公知的方式控制和/或监视技术过程。在此方面，术语网络10、自动化系统、通信用户12、14、18、34和自动化设备被理解为同义词。

本发明可以简单地表示如下：

本发明涉及一种用于向至少一个由网络10包括的通信用户12，18自动分配地址的方法，其中，一个由该网络10同样包括的主通信用户14将一个数据16传递给该通信用户12，18或其中的一个，并且其中，有关通信用户12，18将该数据16与一个参考数据20相比较。根据该比较的结果，或者为有关通信用户18分配一个地址22，或者将该数据16传递到该有关通信用户18在网络10中随后的通信用户12上，并且结合该数据16向该随后的通信用户12的传递对该数据16进行修改。此外，本发明还涉及用于实施该方法的一种通信用户和一种自动化系统，以及一种带有这种通信用户的自动化系统。

Claims (12)

1.一种用于向至少一个由网络(10)包括的通信用户(12)自动地分配地址的方法，

其中，一个由该网络(10)同样包括的主通信用户(14)将一个数据(16)传递给该通信用户(12，18)或其中的一个，

其中，有关通信用户(12，18)将该数据(16)与一个参考数据(20)相比较，

其特征在于，

在比较结果一致时，为有关通信用户(12，18)分配一个地址(22)，

否则将该数据(16)传递到该有关通信用户(18)在网络(10)中随后的通信用户(12)上，

在该数据(16)向该随后的通信用户(12)的传递之前、期间或者之后，对该数据(16)进行修改，以及

该随后的通信用户(12)本身执行修改后的数据与参考数据(20)的比较，并且在比较结果一致时将地址分配给该随后的通信用户(12)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主通信用户(14)将一个包括该数据(16)和该地址(22)的数据组(24)传递到该通信用户(12，18)或其中的一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述数据(16)的修改包括其对应于一个预定或可预定的步长的递增或递减。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述递增或递减通过一个通信用户(12，18，32，34)实现。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，结合将所述地址(22)向有关通信用户的分配，通过其将应答(26)传递给为处理该应答(26)而设置的通信用户(12，14，18，32，34)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，利用所述或每个应答(26)传递至少一个分配给该有关通信用户(12，18，34)的特征数据(28)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过所述为处理该应答而设置的通信用户(12，14，18，32，34)，根据作为特征数据(28)的拓扑数据确定所述网络(10)的拓扑结构。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，由所述主通信用户(14)对所确定的所述网络(10)的拓扑结构进行分析，以便在该分析的结果的基础上执行对至少一个待传递的电报(30)的寻址。

9.一种用在根据上述权利要求中任一项所述的方法中的通信用户(12)，包括：用于接收数据(16)的接收装置(38)以及用于将该数据(16)与参考数据(20)进行比较的比较器(40)，其特征在于，

所述通信用户(12)包括一个处理单元(42)，其在比较结果一致时用于为该通信用户(12)分配一个地址(22)以及否则用于将该数据(16)传递到该通信用户(12)的发送装置(44)，并且所述处理单元(42)被设置用于在该数据(16)向该发送装置(44)的传递之前、期间或者之后对该数据(16)进行修改。

10.根据权利要求9所述的通信用户(12)，其中，所述处理单元(42)为了修改所述数据(16)包括用于对应于一个预定或可预定的步长递增或递减该数据的装置。

11.根据权利要求9或10所述的通信用户(12)，其中，所述处理单元(42)被设置用于结合所述地址(22)的分配将应答(26)传递给所述发送装置(44)。

12.一种自动化系统，其具有至少一个根据权利要求9至11中任一项所述的通信用户(12)和一个带有处理单元(42)的主通信用户(14)，该处理单元(42)用于将一个包括数据(16)和地址(22)的数据组(24)传递到一个通信用户(12，18，32，34)，该通信用户可以或者直接地或者间接地、即通过与一个或多个其它通信用户(12，18，32，34)的通信连接与所述主通信用户(14)通信地连接。

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