CN106161595A - 基于工业互联网的过程控制实时通信方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于工业互联网的过程控制实时通信方法、装置及系统。适用于两线制数据传输网络，所述方法包括：主节点接收从节点发送的携带目的IP的报文；根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由；根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。这样，主节点可以建立路由表，将从节点之间的通信基于路由表实现，从而实现了基于三层路由的通信，相对于现有技术中仅基于MAC地址的通信，本发明实施例提供的通信方法适用范围更广。

Description

基于工业互联网的过程控制实时通信方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及基于工业互联网的过程控制实时通信方法、装置及系统。

背景技术

在工业过程控制中，设备之间需要进行通信。而现有技术中，通常情况下，设备之间的通信是基于MAC(Media Access Control，物理地址)实现的，即对数据包的寻址是基于接收设备的MAC地址实现的。

可见现有技术中，设备之间通信是在OSI(Open System Interconnect，开放式系统互联)七层网络模型中的第二层进行的，即数据链路层。这种通信方法无法跨越七层网络模型的第三层，导致该通信方法的适用范围受限。

发明内容

本发明实施例提供了基于工业互联网的过程控制实时通信方法、装置及系统。用以解决目前存在的在数据链路层通信，无法跨越七层网络模型的第三层，导致该通信方法的适用范围受限等的问题。

本发明实施例提供了一种基于工业互联网的过程控制实时通信方法，适用于两线制数据传输网络，所述方法包括：

主节点接收从节点发送的携带目的IP(Internet Protocol，网络之间互连的协议)的报文；

根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由；

根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

另一方面，本发明还提供一种基于工业互联网的过程控制实时通信方法，适用于两线制数据传输网络，所述方法包括：

从节点生成携带目的IP的报文；

将所述报文发送给主节点，以使所述主节点执行以下操作：根据所述目的IP以及预先建立的路由表，确定所述报文的转发路由，并根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

另一方面，本发明还提供一种基于工业互联网的过程控制实时通信装置，适用于两线制数据传输网络，所述装置包括：

第一报文接收模块，用于接收从节点发送的携带目的IP的报文；

第一路由确定模块，用于根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由；

第一发送模块，用于根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

另一方面，本发明还提供一种基于工业互联网的过程控制实时通信装置，适用于两线制数据传输网络，所述装置包括：

报文生成模块，用于生成携带目的IP的报文；

报文发送模块，用于将所述报文发送给主节点，以使所述主节点执行以下操作：根据所述目的IP以及预先建立的路由表，确定所述报文的转发路由，并根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

另一方面，本发明还提供一种基于工业互联网的过程控制实时通信系统，适用于两线制数据传输网络，所述系统包括：

主节点，用于接收从节点发送的携带目的IP的报文；根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由；根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备；

从节点，用于生成携带目的IP的报文；将所述报文发送给主节点。

本发明有益效果如下：本发明实施例中，主节点可以建立路由表，将从节点之间的通信基于路由表实现，从而实现了基于三层路由的通信，相对于现有技术中仅基于MAC地址的通信，本发明实施例提供的通信方法适用范围更广。

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所示为本发明实施例一中所述基于工业互联网的过程控制实时通信方法的流程示意图；

图2所示为本发明实施例一中所述两线制数据传输网络的结构示意图之一；

图3所示为本发明实施例一中所述两线制数据传输网络的结构示意图之二；

图4所示为本发明实施例二中所述基于工业互联网的过程控制实时通信方法的流程示意图；

图5所示为本发明实施例三中所述基于工业互联网的过程控制实时通信装置的结构示意图；

图6所示为本发明实施例四中所述基于工业互联网的过程控制实时通信装置的结构示意图；

图7所示为本发明实施例五中所述基于工业互联网的过程控制实时通信系统的结构示意图；

图8所示为本发明实施例提供的两线制数据传输网络的结构示意图之一；

图9所示为本发明实施例提供的两线制数据传输网络的结构示意图之二。

具体实施方式

本发明实施例提供了基于工业互联网的过程控制实时通信方法、装置及系统，适用于两线制数据传输网络。在本发明实施例所述技术方案中，由于主节点接收从节点发送的携带目的IP的报文；根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由；根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。这样，本发明实现在两线制数据传输网络中，通过路由表实现设备之间的通信，实现了在OSI七层模型中的第三层进行通信，使得设备之间的通信能够跨越三层路由，通信范围相比仅基于数据链路层的通信方法，适用范围更广，能够互通的设备更多。

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分实施例，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。

实施例一：

如图1所示，其为本发明实施例一中所述基于工业互联网的过程控制实时通信方法的流程示意图，该方法适用于两线制数据传输网络，应用于主节点，可包括以下步骤：

步骤101：主节点接收从节点发送的携带目的IP的报文。

步骤102：根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由。

步骤103：根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

其中，在一个实施例中，为了便于主节点和从节点通信，以及从节点之间进行通信，本发明实施例中主节点建立第一路由表并存储。具体的可以根据以下方法建立所述第一路由表，包括步骤A1-步骤A3：

步骤A1：接收从节点发送的IP获取请求。

步骤A2：根据所述IP获取请求为所述从节点分配IP地址。

步骤A3：生成以分配的所述IP地址为目的地址的转发路由，并将所述转发路由添加到所述第一路由表中。

其中，在一个实施例中，现有的工业控制领域中由于采用CSMA/CD技术，使得任一节点发送数据时必须进行冲突检测，若检测到冲突便不能发送数据，需要继续等待一段时间，而这段等待的时间的时长是不确定的，所以导致CSMA/CD技术存在发送数据的发送时间不确定性。尤其在网络负担较重时，这种不确定性，难以适用于工业控制中对数据传输的发送时间确定性的要求。本发明实施例中，在两线制数据传输网络中，为了能够保证数据传输的时间确定性，还可以根据以下方法传输数据，包括以步骤：

步骤B1：主节点接收从节点发送的时间片获取请求，所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量。

步骤B2：根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片，为所述待传输数据分配时间片，获得时间片分配信息。

其中，在一个实施例中，一个时间片能够传输的数量有限，根据待传输数据的数据量可以确定分配多少时间片。故此，时间片分配信息中可以包括分配的各时间片的时间片标识，用于从节点确定自身占用哪些时间片。

步骤B3：将所述时间片分配信息发送给所述从节点，以使所述从节点根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据。

这样，在两线制数据传输网络中，主节点根据从节点的时间片获取请求，为从节点分配时间片，以使从节点能够据为自身分配的时间片发送待传输数据。这样，从节点根据时间片传输数据，也能够保证数据传输的时间确定性。

其中，在一个实施例中，同一时间可能有多个工业控制数据需要传输，而其中有些工业控制数据可能比较重要，故此，本发明实施例中，为了使工业控制数据传输的更能满足工业控制需要，优先将重要的数据先传输，所述时间片获取请求中还包括所述待传输数据的数据标识；步骤B2(即根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片，为所述待传输数据分配时间片，获得时间片分配信息)，可具体包括以下步骤：

步骤C1：根据预存的数据标识与传输优先级的对应关系，确定所述待传输数据标识对应的传输优先级。

其中，在一个实施例中，数据标识可以是表示业务类型的标识，例如，数据标识用来区分压力传感器数据、温度传感器数据等。如表1所示为数据标识与对应的优先级的示例，当然，需要说明的是表1仅用来说明本发明实施例，并不用于限定本发明实施例。

表1

数据标识	优先级	说明
			1	高	压力传感器
2	低	设备日志

步骤C2：根据确定的传输优先级、所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片，为所述待传输数据分配时间片，获得时间片分配信息。

其中，在一个实施例中，现有的工业控制领域，多采用总线技术传输数据，本发明实施例中，为了实现通过以太网技术传输数据，而且不改造总线技术的线缆，该两线制数据传输网络的结构示意图如图2所述，包括：

以太网转换器201：用于将5类双绞线传来的标准以太网信号转换为以太网帧信号；

数模转换模块202，用于将以太网帧信号经过数模转换为电力传输的数字格式信号；

处理模块203，用于将数字格式信号进行整流滤波放大，得到符合homeplug AV规范后的信号；

二线线缆204，用于传输符合homeplug AV规范后的信号进行传输。

其中，在一个实施例中，二线线缆例如是Profibus、CAN、Modbus、485总线、HART(模拟)、FSK、FF等常用的二线线缆。

其中，二线线缆204上连接有各个设备(包括控制设备和数据传输设备)，故此，二线线缆204可以将信号传输给其连接的至少一个设备。

图2所示的两线制数据传输网络的结构用于将信号发送给下连的设备，如图3所示，为该两线制数据传输网络的另一结构示意图，该结构用于接收将下连设备发送的信号，具体的包括：

电力线耦合电路301，用于将二线线缆上的低压高频的可编程逻辑控制器波形传给可编程逻辑控制器模拟前端，

滤波器302，用于将RX信号通过带通滤波器滤掉PLC以外的信号后传给放大滤波器，

放大滤波器303，用于对信号进行放大、滤波后传给ADC；

ADC304，用于将接收的信号转换为数字信号并传给以太网转换器；

以太网转换器305，用于将接收的信号转换为以太网帧信号，传给标准以太网信号转换器；

标准以太网信号转换器306:，用于将接收的信号转换为适合5类双绞线传输的标准以太网信号。

基于上述的两线制数据传输网络，本发明实施例中，步骤103可具体执行为：根据所述转发路由，通过所述两线制数据传输网络中的二线线缆将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

综上可知，本发明实施例中，主节点可以建立路由表，将从节点之间的通信基于路由表实现，从而实现了基于三层路由的通信，相对于现有技术中仅基于MAC地址的通信，本发明实施例提供的通信方法适用范围更广。

此外，通过时间片能够保证从节点发送数据的时间确定性。主节点通过二线线缆发送数据，还能够实现不对传统的工业总线进行改造即可实现工业控制领域的以太网通信。

实施例二

如图4所示，其为本发明实施例二中所述基于工业互联网的过程控制实时通信方法的流程示意图，该方法适用于两线制数据传输网络，应用于从节点，可包括以下步骤：

步骤401：从节点生成携带目的IP的报文。

其中，在一个实施例中，从节点可以在获取待传输数据后，确定接收该待传输数据的设备的IP地址，然后，生成以接收该待传输数据的设备的IP地址为目的IP的报文。

其中，在一个实施例中，从节点可以是智能传感器、计算机等可具有IP地址的终端设备。

步骤402：将所述报文发送给主节点，以使所述主节点执行以下操作：根据所述目的IP以及预先建立的路由表，确定所述报文的转发路由，并根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

其中，在一个实施例中，本发明实施例中，步骤402可具体包括以下两种方式之一：

方式1)、采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)，将所述报文发送给所述主节点。这样，可以提高报文发送效率，有效利用传输资源。

方式2)、根据带冲突检测的载波监听多路访问技术，将所述报文发送给所述主节点。

其中，在一个实施例中，为了便于主节点建立路由表，从节点还向主节点发送IP获取请求，以使主节点根据所述IP获取请求为所述从节点分配IP地址；生成以分配的所述IP地址为目的地址的转发路由，并将所述转发路由添加到所述第一路由表中。

其中，在一个实施例中，从节点可以连接至少一个除自身之前的其他从节点，该其他从节点例如是各类传感器等(适用于工业应用并可以配置IP地址的从节点均适用于本发明实施例，本发明对此不做限定)。本发明实施例中，为提高报文转发的效率，还可以包括以下步骤：

步骤D1：接收除自身之外的其他从节点发送的携带目的IP的报文；

步骤D2：根据预存的第二路由表，查找所述工业装置发送的所述报文的转发路由；

步骤D3：根据确定的所述转发路由，将所述工业装置发送的所述报文发送给所述目的IP对应的设备。

其中，在一个实施例中，从节点预存的第二路由表可以是主节点发送给从节点的，也可以是从节点自学习得到的。具体的从节点自学习路由表的方法可以根据现有技术确定，本发明对此不做赘述。

其中，在一个实施例中，如实施例一所述，为了保证从节点发送数据的时间确定性，本发明实施例中还包括以下步骤：

步骤E1：发送生成的时间片获取请求给主节点；所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量。

步骤E2：接收主节点发送的时间片分配信息；所述时间片分配信息为所述主节点接收所述时间片获取请求后，根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片为所述待传输数据分配时间片后获得的。

步骤E3：根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据。

这样，从节点根据主节点分配的时间片传输数据，能够满足有传输时间确定性的数据的要求。

其中，在一个实施例中，为了实现重要的待传输数据优先传输，所述时间片获取请求中还包括所述待传输数据的数据标识，以使所述主节点根据该数据标识确定所述待传输数据的传输等级。通过重要的待传输数据对应的传输等级也比较高，传输等级高的数据优先分配时间片，从而实现重要的数据优先发送。

其中，在一个实施例中，工业控制数据中包括实时性数据和非实时性数据，其中，实时性数据是有传输时间确定性需求的数据，而非实时性数据为无传输时间确定性需求的数据。为了能够有效的利用处理资源，将实时性数据优先传输，本发明实施例中，可以根据以下方法生成所述时间片获取请求：获得待传输数据之后，根据所述待传输数据的数据标识，确定所述待传输数据是否是有时间确定性需求的数据；若是，则生成所述时间片获取请求。这样，根据数据标识可以确定哪些数据需要生成时间片获取请求，对于这类数据，通过发送时间片获取请求给主节点以获取时间片，可以保证该类数据的传输时间是确定的。而对于非实时性数据，无需生成并发送时间片获取请求，故而可以节约从节点即主节点的处理资源。

其中，在一个实施例中，为了便于根据分配的时间片发送数据，保证数据传输的时间确定性，步骤E3(即根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据)，可具体包括以下步骤：

步骤F1：针对所述时间片分配信息中的每个时间片，检测是否到达该时间片的触发时间。

步骤F2：若是，则在该时间片发送所述待传输数据。

其中，在一个实施例中，若步骤F1的判断结果为否，则可以继续执行步骤F1，直到判断结果为是时执行步骤F2。

其中，在一个实施例中，针对每个从节点，该从节点不可能占用所有的时间片(例如在1个小时内，可能仅有部分时间的时间片是分配给该节点的)。故此，为了提高从节点的工作效率，在分配的时间片之间的时间间隔中也能发送非实时性数据，本发明实施例中还可以包括以下步骤：

步骤G1：将所述时间片分配信息添加到时间片分配信息集合中。

步骤G2：监测当前时间是否包含在所述时间片分配信息集合中的时间片中。

其中步骤G1和步骤G2的执行顺序不受限。

步骤G3：若否，则判断自身是否处于传输空闲时间。

其中，所谓传输空闲时间，是指该时间没有预先确定要传输哪个数据。也即，该时间没有时间确定性要求的数据需要传输。

其中，在一个实施例中，判断自身是否处于传输空闲时间可以根据现有技术确定，本发明实施例对此不做赘述。

步骤G4：若处于传输空闲时间，则采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Detection，带冲突检测的载波监听多路访问技术)传输非实时性数据。

这样，本发明实施例中，在传输空闲时间采用CSMA/CD传输非实时性数据(即无传输时间确定性需求的数据)，在有时间片时传输实时性数据，实现合理安排各种数据的传输策略，提高数据传输的效率。

其中，在一个实施例中，工业过程控制中还可能由于突发事件产生的数据，有些突发事件的数据需要及时传输，为此，本发明实施例中，还可以包括以下步骤：

步骤H1：获得待传输数据之后，根据所述待传输数据的数据标识，确定所述待传输数据是否是预置突发事件的数据。

步骤H2：若是预置突发事件的数据，则开始传输所述预置突发事件的数据。

这样，本发明实施例中在遇到预置突发事件的数据时，无论当前时间对应的时间片是否有待传输的数据，都优先发送预置突发事件的数据，能够保证重要的突发事件的数据优先传输，保证工业过程控制的顺利进行。

其中，在一个实施例中，若不是预置突发事件的数据，则可以返回执行以下步骤：根据所述待传输数据的数据标识，确定所述待传输数据是否是有时间确定性需求的数据；若是，则生成所述时间片获取请求。

综上可知，本发明实施例中，从节点可以实现基于路由表的通信，相对于现有技术中仅基于MAC地址的通信，本发明实施例提供的通信方法适用范围更广。

实施例三

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种基于工业互联网的过程控制实时通信装置，适用于两线制数据传输网络，如图5所示，为该装置的结构示意图，所述装置包括：

第一报文接收模块501，用于接收从节点发送的携带目的IP的报文；

第一路由确定模块502，用于根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由；

第一发送模块503，用于根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

其中，在一个实施例中，所述装置还包括：

第一路由建立模块，用于根据以下方法建立所述第一路由表：

接收从节点发送的IP获取请求；

根据所述IP获取请求为所述从节点分配IP地址；

生成以分配的所述IP地址为目的地址的转发路由，并将所述转发路由添加到所述第一路由表中。

其中，在一个实施例中，所述装置还包括：

时间片获取请求接收模块，用于接收从节点发送的时间片获取请求，所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量；

时间片分配模块，用于根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片，为所述待传输数据分配时间片，获得时间片分配信息；

时间片分配信息发送模块，用于将所述时间片分配信息发送给所述从节点，以使所述从节点根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据。

其中，在一个实施例中，所述第一发送模块，具体用于：根据所述转发路由，通过所述两线制数据传输网络中的二线线缆将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

实施例四

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种基于工业互联网的过程控制实时通信装置，适用于两线制数据传输网络，如图6所示为该装置的结构示意图，所述装置包括：

报文生成模块601，用于生成携带目的IP的报文；

报文发送模块602，用于将所述报文发送给主节点，以使所述主节点执行以下操作：根据所述目的IP以及预先建立的路由表，确定所述报文的转发路由，并根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

其中，在一个实施例中，所述报文发送模块，具体用于：

采用正交频分复用技术OFDM，将所述报文发送给所述主节点；或者，

根据带冲突检测的载波监听多路访问技术，将所述报文发送给所述主节点。

其中，在一个实施例中，所述装置还包括：

第二报文接收模块，用于接收除自身之外的其他从节点发送的携带目的IP的报文；

第二路由确定模块，用于根据预存的第二路由表，查找所述工业装置发送的所述报文的转发路由；

第二发送模块，用于根据确定的所述转发路由，将所述工业装置发送的所述报文发送给所述目的IP对应的设备。

其中，在一个实施例中，所述装置还包括：

时间片获取请求发射模块，用于发送生成的时间片获取请求给主节点；所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量；

时间片分配信息接收模块，用于接收主节点发送的时间片分配信息；所述时间片分配信息为所述主节点接收所述时间片获取请求后，根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片为所述待传输数据分配时间片后获得的；

待传输数据发送模块，用于根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据。

实施例五

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种基于工业互联网的过程控制实时通信系统，适用于两线制数据传输网络，如图7所示为该系统的结构示意图，所述系统包括：

主节点701，用于接收从节点发送的携带目的IP的报文；根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由；根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备；

从节点702，用于生成携带目的IP的报文；将所述报文发送给主节点。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

其中，在一个实施例中，上述两线制数据传输网络的结构示意图如图8所示，包括：

第一以太网转换器801：用于将5类双绞线传来的标准以太网信号转换为以太网帧信号；

数模转换模块802，用于将以太网帧信号经过数模转换为电力传输的数字格式信号；

处理模块803，用于将数字格式信号进行整流滤波放大，得到符合宽带电力线规范的信号；

其中，在一个实施例中，宽带电力线例如是Homeplug AV电力线。

二线线缆804，用于传输符合宽带电力线规范的信号进行传输。

其中，在一个实施例中，二线线缆例如是Profibus、CAN、Modbus、485总线、HART(模拟)、FSK、FF等常用的二线线缆。

其中，二线线缆804上连接有各个设备(包括控制设备和数据传输设备)，故此，二线线缆804可以将信号传输给其连接的至少一个设备。

图8所示的两线制数据传输网络的结构用于将信号发送给下连的设备，如图9所示，为该两线制数据传输网络的另一结构示意图，该结构用于接收下连设备发送的信号，具体的包括：

电力线耦合电路901，用于将二线线缆上的低压高频的可编程逻辑控制器波形传给可编程逻辑控制器模拟前端；

可编程逻辑控制器模拟前端902，用于将接收到的信号通过带通滤波器滤掉PLC以外的信号后传给放大滤波器；

放大滤波器903，用于对信号进行放大、滤波后传给ADC(模数转换器)；

ADC904，用于将接收的信号转换为数字信号并传给以太网转换器；

第二以太网转换器905，用于将接收的信号转换为以太网帧信号，并将以太网帧信号转换为适合5类双绞线传输的标准以太网信号。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(装置)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装置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装置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装置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装置上，使得在计算机或其他可编程装置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装置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 (17)

1.一种基于工业互联网的过程控制实时通信方法，其特征在于，适用于两线制数据传输网络，所述方法包括：

主节点接收从节点发送的携带目的IP的报文；

根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由；

根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下方法建立所述第一路由表：

接收从节点发送的IP获取请求；

根据所述IP获取请求为所述从节点分配IP地址；

生成以分配的所述IP地址为目的地址的转发路由，并将所述转发路由添加到所述第一路由表中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收从节点发送的时间片获取请求，所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量；

根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片，为所述待传输数据分配时间片，获得时间片分配信息；

将所述时间片分配信息发送给所述从节点，以使所述从节点根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备，具体包括：

根据所述转发路由，通过所述两线制数据传输网络中的二线线缆将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

5.一种基于工业互联网的过程控制实时通信方法，其特征在于，适用于两线制数据传输网络，所述方法包括：

从节点生成携带目的IP的报文；

将所述报文发送给主节点，以使所述主节点执行以下操作：根据所述目的IP以及预先建立的路由表，确定所述报文的转发路由，并根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述报文发送给主节点，具体包括：

采用正交频分复用技术OFDM，将所述报文发送给所述主节点；或者，

根据带冲突检测的载波监听多路访问技术，将所述报文发送给所述主节点。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收除自身之外的其他从节点发送的携带目的IP的报文；

根据预存的第二路由表，查找所述工业装置发送的所述报文的转发路由；

根据确定的所述转发路由，将所述工业装置发送的所述报文发送给所述目的IP对应的设备。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

发送生成的时间片获取请求给主节点；所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量；

接收主节点发送的时间片分配信息；所述时间片分配信息为所述主节点接收所述时间片获取请求后，根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片为所述待传输数据分配时间片后获得的；

根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据。

9.一种基于工业互联网的过程控制实时通信装置，其特征在于，适用于两线制数据传输网络，所述装置包括：

第一报文接收模块，用于接收从节点发送的携带目的IP的报文；

第一路由确定模块，用于根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由；

第一发送模块，用于根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一路由建立模块，用于根据以下方法建立所述第一路由表：

接收从节点发送的IP获取请求；

根据所述IP获取请求为所述从节点分配IP地址；

生成以分配的所述IP地址为目的地址的转发路由，并将所述转发路由添加到所述第一路由表中。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

时间片获取请求接收模块，用于接收从节点发送的时间片获取请求，所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量；

时间片分配模块，用于根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片，为所述待传输数据分配时间片，获得时间片分配信息；

时间片分配信息发送模块，用于将所述时间片分配信息发送给所述从节点，以使所述从节点根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一发送模块，具体用于：根据所述转发路由，通过所述两线制数据传输网络中的二线线缆将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

13.一种基于工业互联网的过程控制实时通信装置，其特征在于，适用于两线制数据传输网络，所述装置包括：

报文生成模块，用于生成携带目的IP的报文；

报文发送模块，用于将所述报文发送给主节点，以使所述主节点执行以下操作：根据所述目的IP以及预先建立的路由表，确定所述报文的转发路由，并根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述报文发送模块，具体用于：

采用正交频分复用技术OFDM，将所述报文发送给所述主节点；或者，

根据带冲突检测的载波监听多路访问技术，将所述报文发送给所述主节点。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二报文接收模块，用于接收除自身之外的其他从节点发送的携带目的IP的报文；

第二路由确定模块，用于根据预存的第二路由表，查找所述工业装置发送的所述报文的转发路由；

第二发送模块，用于根据确定的所述转发路由，将所述工业装置发送的所述报文发送给所述目的IP对应的设备。

16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

时间片获取请求发射模块，用于发送生成的时间片获取请求给主节点；所述时间片获取请求中包括待传输数据的数据量；

时间片分配信息接收模块，用于接收主节点发送的时间片分配信息；所述时间片分配信息为所述主节点接收所述时间片获取请求后，根据所述待传输数据的数据量以及未分配的时间片为所述待传输数据分配时间片后获得的；

待传输数据发送模块，用于根据所述时间片分配信息，发送所述待传输数据。

17.一种基于工业互联网的过程控制实时通信系统，其特征在于，适用于两线制数据传输网络，所述系统包括：

主节点，用于接收从节点发送的携带目的IP的报文；根据所述目的IP以及预先建立的第一路由表，确定所述报文的转发路由；根据所述转发路由，将所述报文发送给与所述目的IP对应的设备；

从节点，用于生成携带目的IP的报文；将所述报文发送给主节点。