CN104079401B - 一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统 - Google Patents

一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104079401B
CN104079401B CN201410277396.4A CN201410277396A CN104079401B CN 104079401 B CN104079401 B CN 104079401B CN 201410277396 A CN201410277396 A CN 201410277396A CN 104079401 B CN104079401 B CN 104079401B
Authority
CN
China
Prior art keywords
slave station
frame
time
main website
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410277396.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104079401A (zh
Inventor
楼佩煌
钱晓明
黄威然
刘明灯
赵鹏
杨丽鹃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201410277396.4A priority Critical patent/CN104079401B/zh
Publication of CN104079401A publication Critical patent/CN104079401A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104079401B publication Critical patent/CN104079401B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信规程,属于通信技术领域。该通信规程包括以下步骤:A、主站设备在配置期间,对其与各从站设备之间的端到端延迟Dms进行测量和保存,同时测量并确定通信帧在各个从站设备的驻留时间Tt;B、主站设备在配置期间,主站通过计算得到时间同步完成时间Tscomp和通信的周期时间T;C、主站设备向从站发送同步集总帧,开始周期通信;D、主站设备在时间同步完成并间隔Trest之后,开始基于时间片规划的发送点对点通信命令帧;E、主站设备向所有从站发送完通信命令帧并接收到所有从站响应帧之后,等待一定时间后,进入下一次通信。本发明通过通信规划大幅缩短了通信周期,保证了网络化通信的实时性。

Description

一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统
技术领域:
本发明涉及一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,其属于通信技术领域。
背景技术:
近年来,以太网由于其开发性、高传输速率、低硬件成本等众多优点,已经不断应用于工业现场领域,并取代工业现场总线成为第二代工业通信技术;同时,根据工业现场加工制造精度的要求不仅需要以太网分布站点具有很高的协同运动精度,而且需要尽可能的提高插补速度保证实时性。
分布站点的协同运动是指现在制造中的多轴协同运动,需要根据实际运动所要求的各个轴之间的运动学关系实时调节当前轴的运动,从而实现运动协同。多轴协同运动控制不仅需要分布式节点间的时钟保持同步,还需要补偿网络延迟带来的位置误差保证运动同步。同时加工制造的精度受插补速度的影响,插补速度越快加工精度越高,提高插补速度在分布式加工中重点就是通过规划尽可能的缩短通信周期。
2011年11月9日,中国发明专利CN102237997A,公开了一种基于链状以太网的分布式系统的通信规程,该通信规程使用集总帧式的同步包周期的启动从站延时测量模块,动态的测量延时量对时钟进行同步补偿。
2012年9月19日,中国发明专利CN102681489A,公开了一种多轴联动数控系统运动平稳性和轮廓加工精度控制方法,该方法采用多轴参数模型预测控制和非线性自适应模糊PID控制的复合方法,来实现对协同运动精度的控制。
2008年4月30日,中国发明专利CN101170472A,公开了一种基于以太网的数控通信方法,该方法采用全双工的固定周期集总帧式的通信方法,来保证实时性能。
以上三种方法分三个方面对保证加工制造精度的方法进行了研究。但是周期性的线路延时测量没有考虑分布式站点各自晶振的漂移对时钟同步的影响,同步精度的提高受到限制。同时多轴协同运动需要考虑网络延迟的同步运动的影响。而集总帧式的周期通 信方法在站点多时可靠性不如点对点周期通信方法。
发明内容:
本发明提供一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,其通过通信规划大幅缩短了通信周期、通过在通信周期内嵌入时钟同步策略提高时钟同步精度、采用位置误差补偿控制消减多轴协同运动误差,解决了网络化数控系统的多轴协同运动精度问题和保证实时性要求的前提下的可靠性问题。
本发明采用如下技术方案:一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,应用于网络化数控系统中,所述系统包括一个主站设备和多个从站设备,通过以太网进行连接,其包括以下步骤:
A、所述主站设备在配置期间,对其与各从站设备之间的端到端延迟Dms进行测量和保存,同时测量并确定通信帧在各个从站设备的驻留时间Tt
B、所述主站设备在配置期间,主站通过计算得到同步完成时间Tscomp和通信的周期时间T;
C、所述主站设备向从站发送同步集总帧,开始周期通信;
D、所述主站设备在时间同步完成并间隔Trest之后,开始基于时间片规划的发送点对点通信命令帧;
E、所述主站设备向所有从站发送完通信命令帧并接收到所有从站响应帧之后,等待一定时间后,进入下一次通信。
其中所述步骤A进一步包括以下步骤:
A1、主站向第一从站发送延迟测量帧,该帧中包含了发送时间戳tmtc,第一从站接收到该帧后测量出帧入站时间戳tsic1,第一从站在对帧信息进行处理之后,第一从站向主站发送延迟测量响应帧,该帧包括时间戳tsic1和从站发送延迟测量响应帧的时间戳tstc1,主站接收到测量响应帧之后测量得到接收时间戳tmrc,由IEEE1588-2008的线路同级延迟tP2的计算方法可以得到主站和第一从站之间的同级延迟tP2ms1,并将其保存在前一站点即主站;
A2、第一从站在向主站发送延迟测量响应帧的同时,向第二从站发送延迟测量帧,具体步骤与测量主站和第一从站之间的同级延迟tP2ms1相同,测得第一从站与第二从站之间的同级延迟tP2s1s2,此时可以确定第一从站的固定驻留时间Tt1,该固定驻留时间只需要保证能够对帧进行必要的判断,将二者保存在第一从站;
A3、在测量结束后,即最后一从站发送延迟测量响应帧一段时间之后,最后一从站向主站发送延迟收集帧,该帧每经过一从站就获取保存在该站点的同级延迟tP2和固定驻留时间Tt,并继续发送直到主站接收;主站接收到延迟收集报文之后,将这些同级延迟tP2与站点的固定驻留时间Tt进行相加得到主站与目标从站之间的线路端到端延迟Dms,然后主站再用延迟分发帧将端到端延迟Dms发送给对应从站;
A4、对应从站接收到延迟分发帧之后,将端到端延迟Dms保存。
其中所述步骤B中同步完成时间Tscomp和周期时间T的计算公式分别为:
Tscomp=Dms(n)+Tlmf
其中n为最大从站数,Tlmf为主站发送完同步集总帧所需要的时间;
T=Tscomp+Trest+(n+2)Tg+Tidle
其中Trest为同步完成之后到发送通信命令之后的时间间隔,Tg为通信命令帧发送间隔,Tidle为预留的空闲时间,n+2表示设定一次通信主站最多向两个从站重发通信命令帧或者向一个从站重发两次。
周期时间T的计算,其中所述的通信命令帧发送间隔Tg的计算公式为:
其中Tcmf为主站发送完每个命令帧所需的时间,Dms(j)为主站与目标从站设备之间的端到端延迟,Ttj为目标从站设备的固定驻留时间,Tegi为预留时间间隔根据目标从站设备不同而变化,保证Tg为固定值。
其中所述步骤C进一步包括以下步骤:
C1、主站发送同步集总帧,开始同步通信;
C2、第一从站接收到同步集总帧记下该接收时间tsi,经过固定驻留时间Tt1后向下一从站转发同步集总帧,同时第一从站从同步集总帧中的主站发送时间tm,通过计算并调节从站与主站的时钟偏移量θms=tsi-tm-Dms(i),来实现第一从站与主站的同步;
C3、最大从站接收到同步集总帧并调整从站时钟,完成整个同步通信。
其中所述步骤D进一步包括以下步骤:
D1、时间片规划是指主站按照固定的时间规划向从站发送通信命令帧,主站在第一个时间片开始时向最大从站即最远从站发送通信命令帧,在第二个时间开始时向第二大从站即次远从站发送通信命令帧,依次类推,在最后一个时间片开始时向最小从站即最近从站发送通信命令帧;
D2、从站设备在接收到通信命令帧之后立即开始向下一从站转发该命令帧,经过固定的驻留时间后从站设备进行接收判断,如果该从站设备是通信命令帧的目标设备,从站放弃向下一从站的转发,同时从站设备向主站发送通信响应帧;如果该从站设备不是目标设备,继续转发而不发送通信响应帧;
D3、目标从站设备经过接收完校验码之后如果发现通信命令帧出现错误,将通信响应帧中的错误标示符置1,通知主站设备在下一个时间片时重发通信命令帧;
D4、主站接收完本时间片内目标从站设备的通信响应帧后,检查响应帧的校检码是否有错误和错误标示符,如果二者任何一个出现错误,主站将在下一个时间片时重发该目标从站设备的通信命令帧。
其中所述步骤D中所述通信命令帧中包含位置误差平均值和位置期望值xd,而通信响应帧中包含目标从站的位置误差e,其中所述位置误差e被主站提取并保存,用于计算位置误差估计值e′和位置误差平均值e所述误差平均值和位置期望值xd被从站提取并保存后,用于计算位置误差e和位置同步误差ε,并用位置同步误差ε值补偿从站。
其中所述延迟测量帧、延迟收集帧、延迟分发帧、同步集总帧采用固定延时转发机制;延迟测量响应帧和通信响应帧采用固定延迟响应机制;所述通信命令帧采用即时转发机制,在从站根据时间确定采用哪种机制进行转发和响应,所述所有帧均采用统一的帧格式,包括先导域、帧开始标志域、目的地址域、源地址域、信息控制域、帧类型域、数据长度域、有效载荷域、填充域和校验域。
本发明具有如下有益效果:
(1)、本发明通过通信规划和转发与响应控制机制大幅缩短了通信周期,保证了网络化通信的实时性;
(2)、采用固定转发延迟的同步集总帧来实现时钟同步策略,提高了时钟同步精度;
(3)、采用应用在点对点全双工通信模式下的网络诱导延迟补偿算法,在保证通信可靠性的前提下,提高了多轴协同运动精度。
附图说明:
图1为本发明中周期通信的流程示意图。
图2为本发明中配置期间的延迟测量过程示意图。
图3为本发明中转发与响应控制机制示意图。
图4为本发明中帧结构示意图;
具体实施方式:
请参照图1至图4所示,本发明基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,应用于网络化数控系统中,该系统包括一个主站设备和多个从站设备,通过以太网进行连接,其包括以下步骤:
A、主站设备在配置期间,对其与各从站设备之间的端到端延迟Dms进行测量和保存,同时测量并确定通信帧在各个从站设备的驻留时间Tt
B、主站设备在配置期间,通过计算得到同步完成时间Tscomp和通信的周期时间T。
C、主站设备向从站发送同步集总帧,开始周期通信。
D、主站设备在时间同步完成并间隔Trest之后,开始基于时间片规划的发送点对点通信命令帧。
E、主站设备向所有从站发送完通信命令帧并接收到所有从站响应帧之后,等待一定时间后,进入下一次通信。
本发明中,步骤A进一步包括以下步骤:
A1、主站向第一从站发送延迟测量帧,该帧中包含了发送时间戳tmtc,第一从站接收到该帧后测量出帧入站时间戳tsic1,第一从站在对帧信息进行处理之后,第一从站向主站发送延迟测量响应帧,该帧包括时间戳tsic1和从站发送延迟测量响应帧的时间戳tstc1,主站接收到测量响应帧之后测量得到接收时间戳tmrc,由IEEE1588-2008的线路同级延迟tP2的计算方法可以得到主站和第一从站之间的同级延迟tP2ms1,并将其保存在前一站点即主站;
A2、第一从站在向主站发送延迟测量响应帧的同时,向第二从站发送延迟测量帧,具体步骤与测量主站和第一从站之间的同级延迟tP2ms1相同,测得第一从站与第二从站之间的同级延迟tP2s1s2,此时可以确定第一从站的固定驻留时间Tt1,该固定驻留时间只需要保证能够对帧进行必要的判断,将二者保存在第一从站;
A3、在测量结束后,即最后一从站发送延迟测量响应帧一段时间之后,最后一从站向主站发送延迟收集帧,该帧每经过一从站就获取保存在该站点的同级延迟tP2和固定驻留时间Tt,并继续发送直到主站接收;主站接收到延迟收集报文之后,将这些同级延迟tP2与站点的固定驻留时间Tt进行相加得到主站与目标从站之间的线路端到端延迟Dms,然后主站再用延迟分发帧将端到端延迟Dms发送给对应从站;
A4、对应从站接收到延迟分发帧之后,将端到端延迟Dms保存。
本发明中,步骤B中同步完成时间Tscomp和周期时间T的计算公式分别为:
Tscomp=Dms(n)+Tlmf
其中n为最大从站数,Tlmf为主站发送完同步集总帧所需要的时间;
T=Tscomp+Trest+(n+2)Tg+Tidle
其中Trest为同步完成之后到发送通信命令之后的时间间隔,Tg为通信命令帧发送间隔,Tidle为预留的空闲时间,n+2表示设定一次通信主站最多向两个从站重发通信命令帧或者向一个从站重发两次。
本发明中,通信命令帧发送间隔Tg的计算公式为
其中Tcmf为主站发送完每个命令帧所需的时间,Dms(j)为主站与目标从站设备之间的端到端延迟,Ttj为目标从站设备的固定驻留时间,Tegi为预留时间间隔根据目标从站设备不同而变化,保证Tg为固定值。
本发明中,步骤C进一步包括以下步骤:
C1、主站发送同步集总帧,开始同步通信;
C2、第一从站接收到同步集总帧记下该接收时间tsi,经过固定驻留时间Tt1后向下一从站转发同步集总帧,同时第一从站从同步集总帧中的主站发送时间tm,通过计算并调节从站与主站的时钟偏移量θms=tsi-tm-Dms(i),来实现第一从站与主站的同步;
C3、最大从站接收到同步集总帧并调整从站时钟,完成整个同步通信。
本发明中,同步集总帧在时钟同步策略中只起到触发从站同步的作用,从站不需对其进行任何更改就可以转发,减少了同步完成所需时间,提高了同步频率和同步精度,并使同步过程可以嵌入通信周期之内。
本发明中,步骤D进一步包括以下步骤:
D1、时间片规划是指主站按照固定的时间规划向从站发送通信命令帧,主站在第一个时间片开始时向最大从站即最远从站发送通信命令帧,在第二个时间开始时向第二大从站即次远从站发送通信命令帧,依次类推,在最后一个时间片开始时向最小从站即最近从站发送通信命令帧;
D2、从站设备在接收到通信命令帧之后立即开始向下一从站转发该命令帧,经过固定的驻留时间后从站设备进行接收判断,如果该从站设备是通信命令帧的目标设备,从站放弃向下一从站的转发,同时从站设备向主站发送通信响应帧;如果该从站设备不是目标设备,继续转发而不发送通信响应帧;
D3、目标从站设备经过接收完校验码之后如果发现通信命令帧出现错误,将通信响应帧中的错误标示符置1,通知主站设备在下一个时间片时重发通信命令帧;
D4、主站接收完本时间片内目标从站设备的通信响应帧后,检查响应帧的校检码是否有错误和错误标示符,如果二者任何一个出现错误,主站将在下一个时间片时重发该目标从站设备的通信命令帧。
本发明中,步骤D中通信命令帧中包含位置误差平均估计值和位置期望值xd,而通信响应帧中包含目标从站的位置误差e,其中的计算公式为:
其中j为当前通信命令帧目标从站的地址编号,e′为进行了网络误导延迟补偿的位置误差估计值。位置误差e被主站提取并保存,用于计算位置误差估计值e′和位置误差平均值e′的计算公式为:
该计算公式是由泰勒展开式得到,其中e(t-nTs)表示n个采样周期之前的位置误差, TS表示采样周期。所述位置误差估计值e′和位置误差平均估计均有主站计算得到,而每个从站只需要计算本站点的位置误差e和位置同步误差ε,大大减轻了从站的计算负担尤其是从站数目较多时,而位置误差e和位置同步误差ε分别由以下计算公式得到:
其中xd表示当前采样周期轴的位置期望值,x表示当前采样周期轴的位置实际值。xd由主站的计算生成,通过通信命令帧传递给相应从站。通过所述位置同步误差ε对从站实际位置进行补偿,可以提高运动同步精度。
本发明中,延迟测量帧、延迟收集帧、延迟分发帧、同步集总帧采用固定延时转发机制;延迟测量响应帧和通信响应帧采用固定延迟响应机制;而通信命令帧采用即时转发机制。可以在从站根据时间确定采用哪种机制进行转发和响应。结合所述的三种机制进行通信规划,可以大幅缩短通信周期,提高了实时性能。所有帧均采用统一的帧格式,包括先导域40、帧开始标志域41、目的地址域42、源地址域43、信息控制域44、帧类型域45、数据长度域46、有效载荷域47、填充域48和校验域49。
本发明通过通信规划大幅缩短了通信周期、通过在通信周期内嵌入时钟同步策略提高时钟同步精度、采用位置误差补偿控制消减多轴协同运动误差,解决了网络化数控系统的多轴协同运动精度问题和保证实时性要求的前提下的可靠性问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,应用于网络化数控系统中,所述系统包括一个主站设备和多个从站设备,通过以太网进行连接,其特征在于,包括以下步骤:
A、所述主站设备在配置期间,对其与各从站设备之间的端到端延迟Dms进行测量和保存,同时测量并确定通信帧在各个从站设备的驻留时间Tt
B、所述主站设备在配置期间,主站通过计算得到同步完成时间Tscomp和通信的周期时间T;
C、所述主站设备向从站发送同步集总帧,开始周期通信;
D、所述主站设备在时间同步完成并间隔Trest之后,开始基于时间片规划的发送点对点通信命令帧;
E、所述主站设备向所有从站发送完通信命令帧并接收到所有从站响应帧之后,等待一定时间后,进入下一次通信。
2.根据权利要求1所述的基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,其特征在于:其中所述步骤A进一步包括以下步骤:
A1、主站向第一从站发送延迟测量帧,该帧中包含了发送时间戳tmtc,第一从站接收到该帧后测量出帧入站时间戳tsic1,第一从站在对帧信息进行处理之后,第一从站向主站发送延迟测量响应帧,该帧包括时间戳tsic1和从站发送延迟测量响应帧的时间戳tstc1,主站接收到测量响应帧之后测量得到接收时间戳tmrc,由IEEE1588-2008的线路同级延迟tP2的计算方法得到主站和第一从站之间的同级延迟tP2ms1,并将其保存在前一站点即主站;
A2、第一从站在向主站发送延迟测量响应帧的同时,向第二从站发送延迟测量帧,具体步骤与测量主站和第一从站之间的同级延迟tP2ms1相同,测得第一从站与第二从站之间的同级延迟tP2s1s2,确定第一从站的驻留时间Tt(1),该驻留时间只需要保证能够对帧进行必要的判断,将二者保存在第一从站;
A3、在测量结束后,即最后一从站发送延迟测量响应帧一段时间之后,最后一从站向主站发送延迟收集帧,该帧每经过一从站就获取保存在该站点的同级延迟tP2和驻留时间Tt,并继续发送直到主站接收;主站接收到延迟收集报文之后,将这些同级延迟tP2与站点的驻留时间Tt进行相加得到主站与目标从站之间的线路端到端延迟Dms,然后主站再用延迟分发帧将端到端延迟Dms发送给对应从站;
A4、对应从站接收到延迟分发帧之后,将端到端延迟Dms保存。
3.根据权利要求2所述的基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,其特征在于:其中所述步骤B中同步完成时间Tscomp和周期时间T的计算公式分别为:
Tscomp=Dms(n)+Tlmf
其中n为最大从站数,Tlmf为主站发送完同步集总帧所需要的时间;
T=Tscomp+Trest+(n+2)Tg+Tidle
其中Trest为同步完成之后到发送通信命令之后的时间间隔,Tg为通信命令帧发送间隔,Tidle为预留的空闲时间,n+2表示设定一次通信主站最多向两个从站重发通信命令帧或者向一个从站重发两次。
4.根据权利要求3所述基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,其特征在于:周期时间T的计算,其中所述的通信命令帧发送间隔Tg的计算公式为:
<mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>m</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>D</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mi>j</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msub> <mi>T</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>t</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>g</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> </mrow>
其中Tcmf为主站发送完每个命令帧所需的时间,Dms(j)为主站与目标从站设备之间的端到端延迟,Tt(j)为目标从站设备的驻留时间,Tt(j)已在配置期间固定,Tegi为预留时间间隔根据目标从站设备不同而变化,保证Tg为固定值。
5.根据权利要求4所述的基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,其特征在于:其中所述步骤C进一步包括以下步骤:
C1、主站发送同步集总帧,开始同步通信;
C2、第一从站接收到同步集总帧时,记下本站接收到同步集总帧的时间tsi,经过驻留时间Tt(1)后向下一从站转发同步集总帧,同时第一从站从同步集总帧中的主站发送时间tm,通过计算并调节从站与主站的时钟偏移量θms=tsi-tm-Dms(i),来实现第一从站与主站的同步;
C3、最大从站接收到同步集总帧并调整从站时钟,完成整个同步通信。
6.根据权利要求5所述的基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,其特征在于:其中所述步骤D进一步包括以下步骤:
D1、时间片规划是指主站按照固定的时间规划向从站发送通信命令帧,主站在第一个时间片开始时向最大从站即最远从站发送通信命令帧,在第二个时间开始时向第二大从站即次远从站发送通信命令帧,依次类推,在最后一个时间片开始时向最小从站即最近从站发送通信命令帧;
D2、从站设备在接收到通信命令帧之后立即开始向下一从站转发该命令帧,经过固定的驻留时间后从站设备进行接收判断,如果该从站设备是通信命令帧的目标设备,从站放弃向下一从站的转发,同时从站设备向主站发送通信响应帧;如果该从站设备不是目标设备,继续转发而不发送通信响应帧;
D3、目标从站设备经过接收完校验码之后如果发现通信命令帧出现错误,将通信响应帧中的错误标示符置1,通知主站设备在下一个时间片时重发通信命令帧;
D4、主站接收完本时间片内目标从站设备的通信响应帧后,检查响应帧的校检码是否有错误和错误标示符,如果二者任何一个出现错误,主站将在下一个时间片时重发该目标从站设备的通信命令帧。
7.根据权利要求6所述的基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,其特征在于:其中所述步骤D中所述通信命令帧中包含位置误差平均值和位置期望值xd,而通信响应帧中包含目标从站的位置误差e,其中所述位置误差e被主站提取并保存,用于计算位置误差估计值e′和位置误差平均值所述误差平均值和位置期望值xd被从站提取并保存后,用于计算位置误差e和位置同步误差ε,并用位置同步误差ε值补偿从站。
8.根据权利要求7所述的基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统,其特征在于:其中所述延迟测量帧、延迟收集帧、延迟分发帧、同步集总帧采用固定延时转发机制;延迟测量响应帧和通信响应帧采用固定延迟响应机制;所述通信命令帧采用即时转发机制,在从站根据时间确定采用哪种机制进行转发和响应,所有帧均采用统一的帧格式,包括先导域(40)、帧开始标志域(41)、目的地址域(42)、源地址域(43)、信息控制域(44)、帧类型域(45)、数据长度域(46)、有效载荷域(47)、填充域(48)和校验域(49)。
CN201410277396.4A 2014-06-19 2014-06-19 一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统 Active CN104079401B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410277396.4A CN104079401B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410277396.4A CN104079401B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104079401A CN104079401A (zh) 2014-10-01
CN104079401B true CN104079401B (zh) 2017-10-31

Family

ID=51600459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410277396.4A Active CN104079401B (zh) 2014-06-19 2014-06-19 一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104079401B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105812117B (zh) * 2014-12-29 2017-05-10 中国科学院沈阳自动化研究所 面向工业异构网络的无线链路时延补偿装置和方法
CN104993898B (zh) * 2015-05-28 2018-04-27 重庆邮电大学 一种wia-pa网络中簇内节点间监听式时钟同步的方法
CN104993978B (zh) * 2015-07-10 2018-08-07 北京交通大学 轨道交通系统中车地通信传输延迟的测量方法
CN106850331B (zh) * 2016-12-12 2020-06-16 清华大学 一种交通领域的带同步时钟功能的以太网发帧装置
CN109462532B (zh) * 2018-09-07 2021-02-26 中国矿业大学 通信系统的通信方法
CN111835450B (zh) * 2020-09-17 2020-12-29 华夏天信(北京)智能低碳技术研究院有限公司 一种高精度分布式变频器同步控制通讯系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1375139A (zh) * 1999-07-21 2002-10-16 高通股份有限公司 顺序同步网络的方法和装置
CN1819579A (zh) * 2005-12-15 2006-08-16 中国人民解放军国防科学技术大学 开环时间传递方法
WO2008093600A1 (ja) * 2007-01-29 2008-08-07 Nec Corporation 時刻同期システム、時刻同期方法、及びプログラム
CN101917316A (zh) * 2010-09-13 2010-12-15 北京航空航天大学 一种高速实时工业以太网的通信方法及装置
CN101950175A (zh) * 2010-10-21 2011-01-19 广州数控设备有限公司 一种基于工业以太网的高速现场总线实现方法
CN102332973A (zh) * 2011-09-07 2012-01-25 上海交通大学 一种链状网络的实时通信与时钟同步方法
CN102916743A (zh) * 2012-08-01 2013-02-06 大唐电信(成都)信息技术有限公司 一种时间延迟不对称差值精准测量的方法
CN103812592A (zh) * 2014-02-13 2014-05-21 南京航空航天大学 基于链状工业以太网的时间同步协议系统及同步方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8446896B2 (en) * 2010-04-21 2013-05-21 Lsi Corporation Time synchronization using packet-layer and physical-layer protocols

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1375139A (zh) * 1999-07-21 2002-10-16 高通股份有限公司 顺序同步网络的方法和装置
CN1819579A (zh) * 2005-12-15 2006-08-16 中国人民解放军国防科学技术大学 开环时间传递方法
WO2008093600A1 (ja) * 2007-01-29 2008-08-07 Nec Corporation 時刻同期システム、時刻同期方法、及びプログラム
CN101917316A (zh) * 2010-09-13 2010-12-15 北京航空航天大学 一种高速实时工业以太网的通信方法及装置
CN101950175A (zh) * 2010-10-21 2011-01-19 广州数控设备有限公司 一种基于工业以太网的高速现场总线实现方法
CN102332973A (zh) * 2011-09-07 2012-01-25 上海交通大学 一种链状网络的实时通信与时钟同步方法
CN102916743A (zh) * 2012-08-01 2013-02-06 大唐电信(成都)信息技术有限公司 一种时间延迟不对称差值精准测量的方法
CN103812592A (zh) * 2014-02-13 2014-05-21 南京航空航天大学 基于链状工业以太网的时间同步协议系统及同步方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
以太网集总帧在两级主从控制系统的应用;李小敏等;《信息与电子工程》;20080825;第6卷(第4期);正文第1节、第2.3节、第3.1-3.2节 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104079401A (zh) 2014-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104079401B (zh) 一种基于链状工业以太网络的高精度短周期的实时通信系统
US8913514B2 (en) Communication control unit and communication control system
CN102421187B (zh) 一种无线传感器网络的高精度时钟同步方法
US9906320B2 (en) Industrial network apparatus and data communication method
CN103812592B (zh) 基于链状工业以太网的时间同步协议系统及同步方法
JP5518191B2 (ja) 光伝送網が時刻同期プロトコルをキャリングする方法及びシステム
CN103516507B (zh) 基于dlptp时钟同步的用电信息采集系统对时方法
EP2807785B1 (en) Packet-based timing measurement
CN101316160A (zh) 多节点同步采样和数据传输方法
JP5127482B2 (ja) タイミング同期方法、同期装置、同期システム及び同期プログラム
CN107182123A (zh) 一种uwb定位系统的同步方法及同步系统
US10763868B2 (en) Decentralized synchronization of multiple agents
CN106688207A (zh) 用于确定通信网络中的电报的传播时间的方法以及相应的网络组件
CN202353572U (zh) 电子式互感器合并单元的ieee1588时间同步系统
CN109565344A (zh) 用于确定传播延迟的系统与方法
CN102638339B (zh) 一种用于实现精确时间同步的方法和装置
CN104601269B (zh) 主从时钟同步方法及系统
CN202514075U (zh) 一种无线传感器网络中的中间件装置
CN106612150A (zh) 网络设备、时间同步方法及其网络系统
CN106656395A (zh) 基于自学习改进的电网时间同步测量系统和方法
CN111107623A (zh) 一种系统时钟同步方法
CN110896339B (zh) 一种基于局部加权最小二乘法的时钟同步补偿方法
CN107623556A (zh) 通讯系统中时钟同步方法及其系统
CN107343314B (zh) 一种无线传感器网络的时间同步方法及装置
CN106877962A (zh) 环路通信信道中的定时器同步系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant