CN106130680B - 工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法 - Google Patents

工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106130680B
CN106130680B CN201610466739.0A CN201610466739A CN106130680B CN 106130680 B CN106130680 B CN 106130680B CN 201610466739 A CN201610466739 A CN 201610466739A CN 106130680 B CN106130680 B CN 106130680B
Authority
CN
China
Prior art keywords
control unit
bus
bus control
data
clock
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
CN201610466739.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106130680A (zh
Inventor
韦锦驹
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.)
Shanghai Dongtu vision Industrial Technology Co. Ltd.
Kyland Technology Co Ltd
Original Assignee
Kyland Technology Co Ltd
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 Kyland Technology Co Ltd filed Critical Kyland Technology Co Ltd
Priority to CN201610466739.0A priority Critical patent/CN106130680B/zh
Priority to EP16188035.6A priority patent/EP3261275B1/en
Priority to ES16188035T priority patent/ES2915383T3/es
Priority to JP2016177136A priority patent/JP6463709B2/ja
Priority to US15/264,033 priority patent/US10162790B2/en
Publication of CN106130680A publication Critical patent/CN106130680A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106130680B publication Critical patent/CN106130680B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus
    • G06F13/4291—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus using a clocked protocol
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/04—Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
    • G06F1/12—Synchronisation of different clock signals provided by a plurality of clock generators
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/36—Handling requests for interconnection or transfer for access to common bus or bus system
    • G06F13/362—Handling requests for interconnection or transfer for access to common bus or bus system with centralised access control
    • G06F13/364—Handling requests for interconnection or transfer for access to common bus or bus system with centralised access control using independent requests or grants, e.g. using separated request and grant lines
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4004—Coupling between buses
    • G06F13/4027—Coupling between buses using bus bridges
    • G06F13/404—Coupling between buses using bus bridges with address mapping
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0641—Change of the master or reference, e.g. take-over or failure of the master
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0652—Synchronisation among time division multiple access [TDMA] nodes, e.g. time triggered protocol [TTP]
    • H04J3/0655—Synchronisation among time division multiple access [TDMA] nodes, e.g. time triggered protocol [TTP] using timestamps
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
    • H04J3/0661—Clock or time synchronisation among packet nodes using timestamps
    • H04J3/0667—Bidirectional timestamps, e.g. NTP or PTP for compensation of clock drift and for compensation of propagation delays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
    • H04L12/4035—Bus networks with centralised control, e.g. polling in which slots of a TDMA packet structure are assigned based on a contention resolution carried out at a master unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明公开工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法，其特征在于，适用于工业互联网现场层宽带总线架构系统，系统包括总线控制器、至少一个总线终端，总线控制器和各总线终端通过两线制数据传输网络连接，该方法包括：从总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备；确定最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致；若一致，则确定总线控制器作为时钟同步的主设备，并利用总线控制器向所述各总线终端发送同步报文进行时钟同步；若不一致，则返回执行从总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备这一步骤，用以解决现有的工业互联网现场层宽带总线架构系统时钟同步方法导致系统时钟的不稳定性问题。

Description

工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法。
背景技术
在自动化和制造技术中，越来越频繁的使用串行总线系统，所有的使用者都通过串行总线连接成网络，总线的数据交换通过主从原理来执行。因为在工业自动化、分布式仪器控制和实时数据采集等领域，以较低成本、高兼容性的方式实现高精度时钟同步是一个关键问题，例如：高速高精的多轴运动控制系统对时钟同步的要求很严苛，时钟同步对保证数据传输的实时性起决定性作用。而目前工业互联网现场层宽带总线架构系统的时钟同步方法是周期地从架构系统中选择最优主时钟，而该最优主时钟的选择算法使总线系统内的任何一个时钟可以作为主时钟，主时钟可能周期性的调整，而主时钟频繁的调整，将容易导致系统时钟的不稳定性。
综上，亟需一种稳定可靠的时钟同步方法，以解决现有的工业互联网现场层宽带总线架构系统时钟同步的问题。
发明内容
本发明实施例提供工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法，用以解决现有的工业互联网现场层宽带总线架构系统时钟同步方法导致系统时钟的不稳定性问题。
本发明方法包括工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法，适用于工业互联网现场层宽带总线架构系统，所述系统包括总线控制器、至少一个总线终端，所述总线控制器和各总线终端通过两线制数据传输网络连接，该方法包括：从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备；
确定所述最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致；
若一致，则确定所述总线控制器作为时钟同步的主设备，并利用所述总线控制器向所述各总线终端发送同步报文进行时钟同步；
若不一致，则返回执行从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备这一步骤。
本发明实施例中所述总线控制器与各总线终端通过精密时钟同步协议进行时钟同步，即从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备，比较最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致；若一致，则确定所述总线控制器作为时钟同步的主设备，并利用所述总线控制器向各总线终端发送同步报文进行时钟同步；若不一致，则返回执行第一个步骤，直到选举出的最佳主时钟是总线控制器，这样的话，主时钟虽然被多次地选举，但是每次均被固定为总线控制器，不会被频繁地调整，所以系统的时钟相对比较稳定，而且总线控制器与各总线终端保持时钟同步也保证了数据传输的实时性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供一种工业互联网通信系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供一种工业互联网现场层宽带总线架构示意图；
图4为本发明实施例提供一种总线可用的传输时间的时间片的划分方法；
图5为本发明实施例提供工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现过程；
图6为本发明实施例还提供工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1所示，本发明实施例提供工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法流程示意图，具体地实现方法包括：
步骤S101，从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备。
步骤S102，确定所述最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致。
步骤S103，若一致，则确定所述总线控制器作为时钟同步的主设备，并利用所述总线控制器向所述各总线终端发送同步报文进行时钟同步。
步骤S104，若不一致，则返回执行从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备这一步骤。
如图2所示，其为本发明实施例提供的所述工业互联网现场层宽带总线架构系统的结构示意图之一，该系统包括总线控制器201、至少一个总线终端202，所述总线控制器201和各总线终端202通过两线制数据传输网络连接，其中：
所述总线控制器201与各总线终端202通过精密时钟同步协议进行时钟同步；并且所述两线制数据传输网络中的总线可用的传输时间被划分为同步时间片和数据时间片，所述总线控制器为所述总线控制器和所述各终端分配数据时间片。总线控制器201与各总线终端202在自身的数据时间片内发送数据，能够保证数据发送的及时性和时间确定性。
为便于进一步理解本发明实施例提供的工业互联网现场层宽带总线架构系统，下面做进一步说明：
其中，在一个实施例中，实际应用中，宽带总线的数据可以分为实时数据和非实时数据，其中，实时数据对数据传输的时间确定性和及时性要求较高，而非实时数据则相对要求较低，故此，本发明实施例中，可以预先将数据分为实时数据和非实时数据，以便于根据不同数据实行不同的发送策略。具体的：
所述总线控制器201还用于，采集数据后确定该数据是实时数据还是非实时数据；若是实时数据则将该实时数据存储至第一实时数据容器；若是非实时数据，则将该非实时数据存储至第一非实时数据容器；
所述各总线终端202还用于，采集数据后确定该数据是实时数据还是非实时数据；若是实时数据则将该实时数据存储至第二实时数据容器；若是非实时数据，则将该非实时数据存储至第二非实时数据容器。
在步骤S101中，可以利用IEEE1588时钟协议的最佳主时钟算法从所述总线控制器和各总线终端中选举出最佳主时钟的设备。
进一步地，本发明实施例提供一种工业互联网现场层宽带总线架构示意图，如图3所示，该系统包括总线控制器201、至少一个总线终端202，所述总线控制器201和各总线终端202通过两线制数据传输网络连接，其中：
其中，还包括总线配置与监控元件203与所述总线控制器201连接，用于将针对所述两线制数据传输网络上的至少一个设备的配置信息或监控指令发送给总线控制器201，以使所述总线控制器201将配置信息发送给对应的设备；以及，接收总线控制器发送的所述两线制数据传输网络上的至少一个设备生成的运行状态信息。还包括应用层监控装置204与总线控制器201连接，用于对所述总线控制器201、各总线终端202进行数据采集和实时控制。
考虑现有的时钟同步的不稳定性的弊端，本发明实施例在每次选举作为最佳主时钟的设备之后增加了校对IP地址的动作，具体地，将所述最佳主时钟的设备的IP地址发送至所述总线控制器，并由所述总线控制器比较所述最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致；
或者，所述最佳主时钟的设备比较自身的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致。
也就是说，在当选举出的最佳主时钟的设备是总线终端202时，总线终端202可以将自身的IP地址发送给总线控制器，由总线控制器比较总线终端202的IP地址与总线控制器自身的IP地址是否一致，另外系统也可以预先将总线控制器的IP地址发送给各总线终端202，然后当选举出的最佳主时钟的设备是总线终端202时，总线终端202直接比较自身的IP地址与总线控制器的IP地址是否一致。
另外，考虑到总线控制器的时钟源可能存在暂时不稳定，这时就会出现多次选举都不能选举出总线控制器作为最佳主时钟，因此当选举最佳主时钟的选举次数超过设定阈值时，停止选举最佳主时钟，并且所述总线控制器发出用于校准时钟源的报警信息。
比如说，总线控制器判断自身是否最终被选举为主时钟，如果不是，总线控制器根据判断主时钟选举次数设定的选举次数阈值，该阈值可以根据经验人工设置，如果超过阈值，总线控制器发出主时钟报警。该主时钟报警将会提醒管理员总线控制器对外接的时钟源需要进行校准或者更换，另外在发出主时钟报警期间，将不会进行主时钟的选举动作。
进一步地，所述两线制数据传输网络中的总线可用的传输时间被划分为同步时间片和数据时间片；
所述利用所述总线控制器向所述各总线终端发送同步报文进行时钟同步，包括：所述总线控制器在所述同步时间片上向各总线终端传输同步报文，所述同步报文中携带发送同步报文时的时间戳以使所述各总线终端根据所述时间戳进行时钟同步，所述时间戳是根据所述总线控制器的时钟获得。
其中，总线可用的传输时间的时间片的划分方法可以如图4所示，即按照一个同步时间片和若干数据时间片的方式，将可用的传输时间周期性地划分成类似的形式，然后同步时间片则专用于发送同步报文。即总线控制器201和个总线终端202可以基于时间触发以太网技术实现根据时间片发送数据，具体地，如图5所示，利用IEEE1588时钟协议的计算方法等待同步时间片，在同步时间片发生时总线控制器发起同步报文，并记录发送同步报文的时间戳信息，然后各总线终端则接收同步报文，依次类推，继续等待下一个同步时间片，然后在下一周期在发起同步的动作。
其中，在上述实施例中，精密时钟同步协议可以为IEEE1588协议，当然，具体实施时，也可以采用现有技术中的其他能够实现精密时钟同步的协议，本发明对此不做限定。
实际应用中，宽带总线的数据可以分为实时数据和非实时数据，其中，实时数据对数据传输的时间确定性和及时性要求较高，而非实时数据则相对要求较低，故此，在本发明实施例中，可以预先将数据分为实时数据和非实时数据，以便于根据不同数据实行不同的发送策略。因为同步报文对实时性的要求较高，所以将同步报文加入到总线控制器的实时数据容器中，所述总线控制器监测是否处于同步时间片，若处于同步时间片，则在该时间片内从所述总线控制器的实时数据容器中获取同步报文作为待传输数据的数据发送。
进一步地，所述总线控制器为所述总线控制器和所述各终端分配数据时间片。若所述数据时间片上待传输数据为所述总线控制器对各总线终端进行配置的配置信息，则所述待传输数据为以所述配置信息对应的总线终端的IP地址为目的地址的报文。
然后所述总线控制器确定所述配置信息是否为实时数据；若为实时数据，则在所述数据时间片上将所述配置信息通过时间触发技术或时分多址技术传输；
若不是实时数据，则将所述配置信息通过CSMA/CD碰撞检测技术传输。
具体地，判断所述待传输数据的数据标识是否是实时数据的数据标识，若是实时数据的数据标识，则所述待传输数据是实时数据，若不是实时数据的数据标识，则所述待传输数据是非实时数据，实时数据存储至实时数据容器，将非实时数据存储至非实时数据容器。
进一步地，所述总线控制器监测是否处于自身的数据时间片，若处于自身的数据时间片，则在该时间片内从所述总线控制器的实时数据容器中获取配置信息作为待传输数据的数据发送。
本发明实施例提供的工业互联网现场层宽带总线架构系统中，通过精密时钟同步协议进行时钟同步，并由总线控制器201为自身和各总线终端202分配时间片，总线控制器201与各总线终端202在同步时间片内发送同步报文，能够保证各设备的时钟同步，从而保证数据发送的及时性和时间确定性。故此，本发明实施例实现了一种高性能、高可靠、高实时的工业互联网现场层宽带总线架构系统。此外，两线制数据传输网络的传输介质可以为双绞线或屏蔽双绞线，使得该系统能够适用使用总线的传统工业控制设施，使得本发明实施例提供的方法具有很好的普遍适用性。
基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种工业过程控制中的时钟同步的装置，该装置可执行上述方法实施例。本发明实施例提供的装置如图6所示，包括选举单元401、确定单元402、同步单元403，其中：
选举单元401，用于从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备；
确定单元402，用于确定所述最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致；
同步单元403，用于若一致，则确定所述总线控制器作为时钟同步的主设备，并利用所述总线控制器向所述各总线终端发送同步报文进行时钟同步；若不一致，则返回执行从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备这一步骤。
进一步地，所述确定单元402具体用于：将所述最佳主时钟的设备的IP地址发送至所述总线控制器，并由所述总线控制器比较所述最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致；
或者，所述最佳主时钟的设备比较自身的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致。
进一步地，所述选举单元401具体用于：利用IEEE1588时钟协议的最佳主时钟算法从所述总线控制器和各总线终端中选举出最佳主时钟的设备。
其中，所述两线制数据传输网络中的总线可用的传输时间被划分为同步时间片和数据时间片；所述同步单元403具体用于：所述总线控制器在所述同步时间片上向各总线终端传输同步报文，所述同步报文中携带发送同步报文时的时间戳以使所述各总线终端根据所述时间戳进行时钟同步，所述时间戳是根据所述总线控制器的时钟获得。
所述同步单元403具体用于：所述总线控制器监测是否处于同步时间片，若处于同步时间片，则在该时间片内从所述总线控制器的实时数据容器中获取同步报文作为待传输数据的数据发送。
进一步地，还包括报警单元404，用于当选举最佳主时钟的选举次数超过设定阈值时，停止选举最佳主时钟，并且所述总线控制器发出用于校准时钟源的报警信息。
其中，所述总线控制器为所述总线控制器和所述各终端分配数据时间片。
进一步地，若所述数据时间片上待传输数据为所述总线控制器对各总线终端进行配置的配置信息，则所述待传输数据为以所述配置信息对应的总线终端的IP地址为目的地址的报文。
进一步地，传输单元405用于确定所述配置信息是否为实时数据；
若为实时数据，则在所述数据时间片上将所述配置信息通过时间触发技术或时分多址技术传输；
若不是实时数据，则将所述配置信息通过CSMA/CD碰撞检测技术传输。
进一步地，传输单元405具体用于所述监测是否处于自身的数据时间片，若处于自身的数据时间片，则在该时间片内从所述总线控制器的实时数据容器中获取配置信息作为待传输数据的数据发送。
综上，本发明实施例中所述总线控制器与各总线终端通过精密时钟同步协议进行时钟同步，即从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备，比较最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致；若一致，则确定所述总线控制器作为时钟同步的主设备，并利用所述总线控制器向各总线终端发送同步报文进行时钟同步；若不一致，则返回执行第一个步骤，直到选举出的最佳主时钟是总线控制器，这样的话，主时钟虽然被多次地选举，但是每次均被固定为总线控制器，不会被频繁地调整，所以系统的时钟相对比较稳定，而且总线控制器与各总线终端保持时钟同步也保证了数据传输的实时性。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法，其特征在于，适用于工业互联网现场层宽带总线架构系统，所述系统包括总线控制器、至少一个总线终端，所述总线控制器和各总线终端通过两线制数据传输网络连接，所述两线制数据传输网络为双绞线形式的传输介质，该方法包括：
从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备；
确定所述最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致；
若一致，则确定所述总线控制器作为时钟同步的主设备，并利用所述总线控制器向所述各总线终端发送同步报文进行时钟同步；
若不一致，则返回执行从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备这一步骤。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致，包括：
将所述最佳主时钟的设备的IP地址发送至所述总线控制器，并由所述总线控制器比较所述最佳主时钟的设备的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致；
或者，所述最佳主时钟的设备比较自身的IP地址与所述总线控制器的IP地址是否一致。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若不一致，则返回执行根据所述总线控制器和各总线终端选举出的最佳主时钟确定所述最佳主时钟的IP地址这一步骤之后，还包括：
当选举最佳主时钟的选举次数超过设定阈值时，停止选举最佳主时钟，并且所述总线控制器发出用于校准时钟源的报警信息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述总线控制器和各总线终端中选举出作为最佳主时钟的设备，包括：
利用IEEE1588时钟协议的最佳主时钟算法从所述总线控制器和各总线终端中选举出最佳主时钟的设备。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
所述两线制数据传输网络中的总线可用的传输时间被划分为同步时间片和数据时间片；
所述利用所述总线控制器向所述各总线终端发送同步报文进行时钟同步，包括：
所述总线控制器在所述同步时间片上向各总线终端传输同步报文，所述同步报文中携带发送同步报文时的时间戳以使所述各总线终端根据所述时间戳进行时钟同步，所述时间戳是根据所述总线控制器的时钟获得。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述总线控制器在所述同步时间片上向各总线终端传输同步报文，包括：
所述总线控制器监测是否处于同步时间片，若处于同步时间片，则在该时间片内从所述总线控制器的实时数据容器中获取同步报文作为待传输数据的数据发送。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：所述总线控制器为所述总线控制器和所述各终端分配数据时间片。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述数据时间片上待传输数据为所述总线控制器对各总线终端进行配置的配置信息，则所述待传输数据为以所述配置信息对应的总线终端的IP地址为目的地址的报文。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
所述总线控制器确定所述配置信息是否为实时数据；
若为实时数据，则在所述数据时间片上将所述配置信息通过时间触发技术或时分多址技术传输；
若不是实时数据，则将所述配置信息通过CSMA/CD碰撞检测技术传输。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将所述同步报文通过所述时间触发技术传输，包括：
所述总线控制器监测是否处于自身的数据时间片，若处于自身的数据时间片，则在该时间片内从所述总线控制器的实时数据容器中获取配置信息作为待传输数据的数据发送。
CN201610466739.0A 2016-06-23 2016-06-23 工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法 Active CN106130680B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610466739.0A CN106130680B (zh) 2016-06-23 2016-06-23 工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法
EP16188035.6A EP3261275B1 (en) 2016-06-23 2016-09-09 Method for clock synchronization of an industrial internet field broadband bus
ES16188035T ES2915383T3 (es) 2016-06-23 2016-09-09 Método para la sincronización de reloj de un bus de banda ancha del campo del internet industrial
JP2016177136A JP6463709B2 (ja) 2016-06-23 2016-09-09 工業インターネットブロードバンドフィールドバスクロック同期の実現方法
US15/264,033 US10162790B2 (en) 2016-06-23 2016-09-13 Method for clock synchronization of an industrial internet field broadband bus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610466739.0A CN106130680B (zh) 2016-06-23 2016-06-23 工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106130680A CN106130680A (zh) 2016-11-16
CN106130680B true CN106130680B (zh) 2018-03-27

Family

ID=56896405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610466739.0A Active CN106130680B (zh) 2016-06-23 2016-06-23 工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10162790B2 (zh)
EP (1) EP3261275B1 (zh)
JP (1) JP6463709B2 (zh)
CN (1) CN106130680B (zh)
ES (1) ES2915383T3 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106992830B (zh) * 2017-04-05 2018-07-27 中国科学院空间应用工程与技术中心 一种fc-ae-1553网络中的时钟同步方法
US10721698B2 (en) * 2017-07-01 2020-07-21 ARRIS Enterprises, LLC Identifying a synchronization master for radio nodes
DE102017127766B3 (de) * 2017-11-24 2018-10-18 Beckhoff Automation Gmbh Busklemme für ein automatisierungssystem und verfahren zum überwachen eines versorgungsstromnetzes
CN108768573B (zh) * 2018-04-13 2020-02-21 北京东土科技股份有限公司 一种时钟同步方法及装置
US10896106B2 (en) 2018-05-10 2021-01-19 Teradyne, Inc. Bus synchronization system that aggregates status
CN112425124B (zh) * 2018-07-25 2022-07-15 大陆汽车有限公司 汽车以太网网络中的拓扑发现
US11336687B2 (en) 2020-01-03 2022-05-17 Disney Enterprises, Inc. System and method for providing security for master clocks
CN113541991B (zh) * 2020-04-20 2022-09-27 中车唐山机车车辆有限公司 基于时间敏感网络的列车网络控制系统及通信控制方法
CN112073981B (zh) * 2020-08-27 2023-12-22 中国航空无线电电子研究所 一种集成uTTE与uAFDX通信模式的网络系统
CN113037372B (zh) * 2021-03-15 2022-04-08 电子科技大学 一种时间触发无源光总线及其实现方法
US11671278B2 (en) * 2021-09-02 2023-06-06 Rivian Ip Holdings, Llc Automotive embedded system timekeeping

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2352264A1 (en) * 2009-04-15 2011-08-03 Supcon Group CO., LTD. Ethernet-based data transmission method, ethernet nodes and control system
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
CN102857397A (zh) * 2012-10-09 2013-01-02 南京国电南自电网自动化有限公司 一种多主异步双工差分总线及通讯方法
CN102984042A (zh) * 2012-11-27 2013-03-20 浙江中控技术股份有限公司 一种实现总线通信的确定性调度方法及系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7339924B1 (en) * 1998-09-30 2008-03-04 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for providing ringing timeout disconnect supervision in remote telephone extensions using voice over packet-data-network systems (VOPS)
US6813525B2 (en) * 2000-02-25 2004-11-02 Square D Company Energy management system
US7616646B1 (en) * 2000-12-12 2009-11-10 Cisco Technology, Inc. Intraserver tag-switched distributed packet processing for network access servers
US20070027485A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Kallmyer Todd A Implantable medical device bus system and method
JP5332421B2 (ja) * 2008-09-05 2013-11-06 横河電機株式会社 計測レコーダ・システム
JP5358813B2 (ja) * 2011-03-30 2013-12-04 株式会社日立製作所 ネットワークノード、時刻同期方法及びネットワークシステム
CN103620991A (zh) * 2011-05-06 2014-03-05 Fts电脑技术有限公司 用于实行高可用性的最高级主时钟的网络和方法
DE102012204586A1 (de) * 2012-03-22 2013-10-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gateway, Knoten und Verfahren für ein Fahrzeug
US10356014B2 (en) * 2013-09-24 2019-07-16 Innovasic, Inc. Method of processing bus data
US9398118B2 (en) * 2013-09-24 2016-07-19 Innovask, Inc. Processing apparatus for bus data
CN103532692A (zh) * 2013-10-18 2014-01-22 广州南方电力集团科技发展有限公司 一种双通道双模式冗余的光纤纵差配电终端数据同步方法
JP2015179999A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 セイコーエプソン株式会社 時刻同期装置並びにそのためのバックアップ装置および時刻同期システム
CN105450384A (zh) * 2015-12-10 2016-03-30 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 通信系统同步时钟对时装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2352264A1 (en) * 2009-04-15 2011-08-03 Supcon Group CO., LTD. Ethernet-based data transmission method, ethernet nodes and control system
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
CN102857397A (zh) * 2012-10-09 2013-01-02 南京国电南自电网自动化有限公司 一种多主异步双工差分总线及通讯方法
CN102984042A (zh) * 2012-11-27 2013-03-20 浙江中控技术股份有限公司 一种实现总线通信的确定性调度方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017229053A (ja) 2017-12-28
ES2915383T3 (es) 2022-06-22
EP3261275A1 (en) 2017-12-27
US10162790B2 (en) 2018-12-25
US20170371832A1 (en) 2017-12-28
CN106130680A (zh) 2016-11-16
JP6463709B2 (ja) 2019-02-06
EP3261275B1 (en) 2022-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106130680B (zh) 工业互联网现场层宽带总线时钟同步实现方法
CN105959195B (zh) 工业互联网现场层宽带总线技术实现方法
CN106155014B (zh) 工业互联网现场层宽带总线实时性实现方法
CN107276711B (zh) EtherCAT主站装置
EP3706340B1 (de) Verfahren zur synchronisation von uhren in knoten eines fahrzeugnetzes und zur durchführung des verfahrens eingerichteter knoten
DE112011100762B4 (de) Verteilte auf Paketen basierende Zeitstempel-Engine
CN106209542A (zh) 工业互联网现场层宽带总线架构系统
US7313716B2 (en) Method and device for exchanging data between at least two stations connected via a bus system
JP6355275B2 (ja) 工業インターネット現場におけるブロードバンドバスの設定管理の実現方法
DE112011102688T5 (de) Kommunikationssystem und Kommunikationsvorrichtung
CN107483135A (zh) 一种高同步的时间触发以太网装置及方法
CN107147467A (zh) 一种tte终端系统内部时间同步系统及方法
CN106100955B (zh) 工业互联网现场层宽带总线数据深度检测实现方法
EP3674824B1 (de) Verfahren zum betrieb eines kommunikationssystems zur übermittlung zeitkritischer daten und kommunikationsgerät
CN104035901A (zh) 一种ttcan总线对时及发送数据的方法
CN107402534B (zh) 调节方法、EtherCAT主站及计算机可读存储介质
CN100481801C (zh) 以太网通信系统中多用户实时通信方法及以太网通信系统
CN105045224B (zh) 数据传输的方法和装置
CN108199822A (zh) 一种EtherCAT-NCUC的总线同步方法及装置
EP3715983B1 (de) Verfahren zur bereitstellung von steuerungsanwendungen über ein kommunikationsnetz zur übermittlung zeitkritischer daten und koordinierungseinrichtung
CN101877727B (zh) 一种can网络节点地址的自动设置方法和装置
CN106557051A (zh) 基于串行通信总线的分布式测控系统时间同步系统及方法
DE102020118068A1 (de) Synchronisation eines netzwerkgeräts für die drahtlose kommunikation, insbesondere eines netzwerk-endgeräts, in einem drahtlosnetzwerk
CN114826816B (zh) 一种can fd总线通信方法、装置及电子设备
CN103560975B (zh) 一种触发数据帧产生的装置和方法

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
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190513

Address after: 100041 Beijing Shijingshan District, Shixing Street, No. 30 Courtyard, No. 2 Building, 8th to 12th floors, 901

Co-patentee after: Shanghai Dongtu vision Industrial Technology Co. Ltd.

Patentee after: Beijing Dongtu Technology Co., Ltd.

Address before: 100041 15 floor, 2 building, 30 Shixing street, Shijingshan District, Beijing.

Patentee before: Beijing Dongtu Technology Co., Ltd.

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20161116

Assignee: Hubei Dongtu Taiyi Wisdom Technology Co., Ltd.

Assignor: Beijing Dongtu Technology Co., Ltd.|Shanghai Dongtu vision Industrial Technology Co. Ltd.

Contract record no.: 2019990000250

Denomination of invention: Industrial Internet field layer broadband bus clock synchronization implementation method

Granted publication date: 20180327

License type: Common License

Record date: 20190723