CN102724065B - 一种网络通信系统及包括该系统的工程机械设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络通信系统及包括该系统的工程机械设备，该系统包括：主节点，用于每隔预定时间发送一主节点报文，该主节点报文包含该主节点的节点标识符；以及从节点，用于监听所述主节点的心跳报文，并在未能在预定时间段接收到所述主节点报文、或所述主节点报文指示故障的情况下，将自身配置为主节点。通过上述技术方案，从节点可在主节点掉线或故障时自动将自身配置为主节点，作为整个网络通信系统的网络管理器，藉此可使得整个网络通信系统可在主节点掉线或故障时依旧可以正常运行，提高了该网络通信系统的可靠性。

Description

一种网络通信系统及包括该系统的工程机械设备

技术领域

本发明涉及网络技术领域，具体地，涉及一种网络通信系统及包括该系统的工程机械设备。

背景技术

在控制领域，广泛应用了CANOPEN网络。在一般的CANOPEN网络中，均只有一个主节点作为CANOPEN网络的网络管理器，当网络上某一从节点出现故障时，该主节点会停止该从节点。然而，当主节点出现故障时，该CANOPEN网络将无法继续运作，整个CANOPEN网络将全部瘫痪。CANOPEN网络的此种布置将不适用于可靠性较高要求的场合。

发明内容

本发明的目的是提供一种网络通信系统及包括该系统的工程机械设备，其可在主节点掉线或故障之后，将网络通信系统中的从节点配置为主节点，提高网络通信系统的可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供一种网络通信系统，该系统包括：主节点，用于每隔预定时间发送一主节点报文，该主节点报文包含该主节点的节点标识符；以及从节点，用于监听所述主节点报文，并在未能在预定时间段接收到所述主节点报文、或所述主节点报文指示故障的情况下，将自身配置为主节点。

相应地，本发明还提供一种工程机械设备，其中，该工程机械设备包括上述网络通信系统。

通过上述技术方案，从节点可在主节点掉线或故障时自动将自身配置为主节点，作为整个网络通信系统的网络管理器，藉此可使得整个网络通信系统可在主节点掉线或故障时依旧可以正常运行，提高了该网络通信系统的可靠性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的网络通信系统的结构示意图；以及

图2为网络通信系统中各节点的操作示意图。

附图标记说明

10主节点

20、30、40、50从节点

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1为本发明提供的网络通信系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种网络通信系统，该系统包括：主节点10，用于每隔预定时间（例如，50-500ms）发送一主节点报文，该主节点报文包含该主节点的节点标识符；以及从节点20，用于监听所述主节点报文，并在未能在预定时间段接收到所述主节点报文、或所述主节点报文指示故障的情况下，将自身配置为主节点。藉此可使得整个网络通信系统可在主节点掉线或故障时依旧可以正常运行，提高了该网络通信系统的可靠性。

具体而言，所述主节点报文可向网络中的从节点指示其为主节点，该主节点报文及以下将要描述的心跳报文均包含有发出该报文的节点的节点标识符及指示该节点的状态的字段，所述检测节点的心跳报文是否指示出现故障，则是通过该字段的内容来进行检测的。需要说明的是，所述网络通信系统可为基于CANOPEN等工控领域常用网络的网络通信系统。

图2为网络通信系统中各节点的操作示意图。如图2所示，所述从节点可为多个（例如，从节点20、30、40、50），均作为所述主节点的备用主节点，且每一从节点具有一优先级，例如，从节点20、30、40、50的优先级依次降低，每一从节点执行以下操作：每隔预定时间（例如，50-500ms）发送一包含自身的节点标识符的心跳报文，并监听所述主节点报文及优先级高于该从节点优先级的从节点的心跳报文；以及在未能在预定时间段接收到所述主节点报文及优先级高于该从节点优先级的从节点的心跳报文、或所述主节点报文及优先级高于该从节点优先级的从节点的心跳报文指示故障的情况下，将自身配置为主节点。藉此，可在主节点及具有较高优先级的从节点均出现故障时，亦存在较低优先级的从节点可将自身配置为主节点，进一步提高了网络通信系统的可靠性。

例如，对于从节点50而言，其监听主节点10以及从节点20、30、40，如箭头d所示；对于从节点40而言，其监听主节点10以及从节点20、30，如箭头c所示；对于从节点30而言，其监听主节点10以及从节点20，如箭头b所示；对于从节点20而言，其监听主节点10，如箭头a所示。

优选地，每一从节点执行以下操作：监听所述主节点报文及优先级仅高于该从节点优先级的第一从节点的心跳报文；在未能在预定时间段接收到所述主节点报文及第一从节点的心跳报文、或所述主节点报文及第一从节点的心跳报文指示故障的情况下，监听来自优先级仅高于该第一从节点优先级的第二从节点的心跳报文；以及在满足以下条件的情况下，将自身配置为主节点。该条件为：未能在预定时间段接收到所述第二从节点的心跳报文、或所述第二从节点的心跳报文指示故障；以及所述第二从节点的优先级为最高优先级。藉此，每一从节点可仅监听主节点及优先级仅高于该从节点优先级的第一从节点的心跳报文，并在该第一从节点失效的情况下，监听第二从节点的心跳报文，以此不断循环。换句话说，每一从节点可仅监听主节点报文及优先级仅高于该从节点优先级的有效从节点的心跳报文（这里，“有效从节点”指该从节点未掉线且可正常发送心跳报文），在该有效从节点的优先级并非最高优先级的情况下，不将自身配置为主节点；在该有效从节点的优先级为最高优先级的情况下，将自身配置为主节点。从而，相比于每一从节点监听来自优先级高于该从节点优先级的所有从节点的心跳报文，操作方式可减少所监听的从节点的数量，提高网络效率。

例如，对于从节点50而言，其监听主节点10以及从节点40，如果主节点10以及从节点40均掉线或故障，则监听从节点30。如果从节点30掉线或故障，则监听从节点20。如果从节点20掉线或故障，则将自身配置为主节点。

其中，所述多个从节点的优先级顺序是基于该多个从节点的节点标识符顺序而确定的。例如，节点标识符靠前的（或较小的）节点可具有较高的优先级。当然，本发明并不限于此，亦可基于其他的信息来确定从节点的优先级，例如每一从节点可存储一优先级列表，该列表存储有每一从节点的优先级。

在所述多个从节点的优先级顺序是基于该多个从节点的节点标识符顺序而确定的情况下，在未能在预定时间段接收到所述主节点报文、或所述主节点的报文指示故障的情况下，节点标识符仅次于该主节点的节点标识符的从节点将自身配置为主节点。如果该主节点的节点标识符排在最后，则节点标识符排在第一的从节点将起身配置为主节点。藉此，可实现环形的主节点权限获取机制，进一步提高网络通信系统的可靠性。

一般而言，主节点将自己为网络通信系统的主节点的信息放置在数据帧，并将该数据帧发送至网络通信系统中的其他节点，以使网络通信系统中的所有节点均知道当前的主节点的节点标识符。所述之前出现故障的主节点恢复之后，如果该主节点检测到网络通信系统已存在一主节点，则作为从节点工作。藉此，可避免网络通信系统中同时出现两个主节点而出现网络管理混乱。

其中，所述主节点还监听所有从节点的心跳信号，并在所有从节点的心跳信号均未能在预定时间段接收到、或所有从节点的心跳信号均指示故障的情况下，停止工作。

一种工程机械设备，其中，该工程机械设备包括上述网络通信系统。该工程机械设备可包括那些对网络通信系统的可靠性有较高要求的工程机械设备，诸如消防车、高工载人作业车等。

通过本发明，网络通信系统可在主节点出现故障之后继续工作，保证系统做大限度的连续工作，提高该网络通信系统的可靠性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种网络通信系统，该系统包括：

主节点，用于每隔预定时间发送一主节点报文，该主节点报文包含该主节点的节点标识符；以及

多个从节点，均作为所述主节点的备用主节点，且每一从节点具有一优先级，每一从节点执行以下操作：

每隔预定时间发送一包含自身的节点标识符的心跳报文，并监听所述主节点报文及优先级高于该从节点优先级的从节点的心跳报文；以及

在未能在预定时间段接收到所述主节点报文及优先级高于该从节点优先级的从节点的心跳报文、或所述主节点报文及优先级高于该从节点优先级的从节点的心跳报文指示故障的情况下，将自身配置为主节点。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，每一从节点执行以下操作：

每隔预定时间发送一包含自身的节点标识符的心跳报文，并监听所述主节点报文及优先级仅高于该从节点优先级的第一从节点的心跳报文；

在未能在预定时间段接收到所述主节点报文及第一从节点的心跳报文、或所述主节点报文及第一从节点的心跳报文指示故障的情况下，监听来自优先级仅高于该第一从节点优先级的第二从节点的心跳报文；以及

在满足以下条件的情况下，将自身配置为主节点，

未能在预定时间段接收到所述第二从节点的心跳报文、或所述第二从节点的心跳报文指示故障；以及

所述第二从节点的优先级为最高优先级。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述多个从节点的优先级顺序是基于该多个从节点的节点标识符顺序而确定的。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，每一从节点执行以下操作：

在未能在预定时间段接收到所述主节点报文、或所述主节点报文指示故障的情况下，如果该主节点的节点标识符排在最后，则节点标识符排在第一的从节点将起身配置为主节点。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述主节点还监听所有从节点的心跳信号，并在所有从节点的心跳信号均未能在预定时间段接收到、或所有从节点的心跳信号均指示故障的情况下，停止工作。

6.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述主节点恢复之后，如果该主节点检测到网络通信系统已存在一主节点，则作为从节点工作。

7.一种工程机械设备，其中，该工程机械设备包括根据权利要求1-6中任一项权利要求所述的系统。