CN107359961B - 从装置控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种从装置控制方法，包括：由主装置生成包括了多个输入数据的控制消息并且将所述控制消息传输到多个从装置当中的特定从装置，由特定从装置从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据，并且由特定从装置将输出数据填充到控制消息的传输数据存储位置并且将输出数据传输到下一个从装置。

Description

从装置控制方法
技术领域
本公开的实施例涉及一种从装置控制方法。
背景技术
当存在多个装置经由网络连接时，该装置通常被分为主装置和从装置。用户允许主装置监视从装置的运行或传输由装置所需的命令或数据。一般地，当网络上存在许多从装置时，主装置向每个从装置传输控制消息来控制从该装置。
一般地，主装置生成对应于网络中出现的从装置的数量的控制消息，并将生成的控制消息传输到相应从装置。从装置可以将从主装置接收到的控制消息施加到每个从装置或将由主装置请求的输入数据传输到该主装置。
在这种情况中，主装置需要生成与网络中的从装置一样多数量的控制消息，并将控制消息传输到相应从装置以控制该从装置。
然而，随着从装置的数量增加，主装置需要生成更多控制消息并将该控制消息传输到每个从装置。因此，这不利于增加数据通信量，并且因此，数据传输时间增加并且实时控制是很困难的。
为了克服这样的问题，使用一种使用了EtherCAT通信的数据传输方法。
主装置D0将要传输到每个从装置的具有固定大小的输出数据打包成一个控制消息并且将生成的控制消息传输到该控制消息以控制网络中的从装置D1至D4。
在EtherCAT通信配置中，从装置经由直通方法(cut-through method)将从主装置D0传输的控制消息传输到下一个从装置。在此，该直通方法是这样一种方案：在检查接收到的消息的目的地地址之后，立即将消息传输到目的地，以最小化消息的传输闲置时间。
在使用EtherCAT通信的数据传输方法中，主装置不论从装置数量的增加而仅生成一个控制消息。因此，克服了增加的数据通信量并且可以减少通过硬件切换方法(直通)的数据传输时间。
然而，在从装置之间的控制消息的传输期间，从装置可能不会传输另一个控制消息以防止数据冲突。
此外，用于存储每个从装置的输入数据的字段的大小是固定的，并且因此，在由主装置生成的控制消息的传输期间要被传输的数据的大小存在限制。不利的是，当网络中的从装置的数量增加时，减少分配给每个从装置的数据字段的大小。
随着从装置的数量增加，控制消息的传输延迟线性地增加，并且因此存在难以实时地控制从装置的问题。
发明内容
本公开的目的是提供一种用于减少通信量并减少数据延迟时间的从装置控制方法，这是因为网络中的所有装置都能够使用一个控制消息来传输和接收数据。
本公开的另一个目的是提供一种用于灵活地改变由主装置传输到每个从装置的数据的大小以及要由从装置传输到主装置的数据的大小的从装置控制方法。
本公开的目的不限于上面描述的目的，并且其他目的和优点可以由本领域中的那些技术人员从下面的描述而领会到。进一步地，容易领会到本公开的目的和优点可以借由在所附权利要求及其组合中详述来实践。
根据本公开的一个方面，一种从装置控制方法，包括：由主装置生成包括了多个输入数据的控制消息并且将所述控制消息传输到多个从装置当中的特定从装置，由特定从装置从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据，并且由特定从装置将输出数据填充到控制消息的传输数据存储位置并且将输出数据传输到下一个从装置。
附图说明
图1是用于在一般主装置和从装置之间传输数据的方法的解释的参考图。
图2是用于使用EtherCAT通信来传输数据的一般方法的解释的参考图。
图3是根据本公开的示例性实施例的用于在主装置和从装置之间的数据传输方法的解释的参考图。
图4是根据本公开的另一个示例性实施例的用于在主装置和从装置之间的数据传输方法的解释的参考图。
图5是根据本公开的示例性实施例的用于在主装置和主装置之间的数据传输方法的解释的参考图。
图6是根据本公开的示例性实施例的用于从装置控制方法的解释的流程图。
具体实施方式
上面的目的、特征和优点将从参考附图的详细描述而变得显而易见。
此处使用的术语“接收数据起始位置”是指其中从装置在控制消息的多个输入数据当中需要提取输入数据的位置。例如，接收数据起始位置可以是控制消息的起始位置或最后位置。接收数据起始位置可以根据多个输入数据的排列顺序以及接收控制消息的从装置的顺序来确定。
此处使用的术语“传输数据存储位置”是指其中从装置需要对输出数据进行填充的位置。传输数据存储位置可以根据接收数据起始位置而改变。例如，当接收数据起始位置是控制消息的起始位置时，传输数据存储位置可以是控制消息的最后位置。当接收数据起始位置是控制消息的最后位置时，传输数据存储位置可以是控制消息的起始位置。
图1是用于在一般主装置和从装置之间传输数据的方法的解释的参考图。
参考图1，主装置D0可以生成对应于网络中存在的从装置的数量的控制消息并且将生成的控制消息传输到相应从装置D1至D4。从装置D1至D4可以将从主装置D0接收到的控制消息施加到从装置D1至D4或将由主装置D0请求的输入数据传输到主装置D0。
在这种情况中，为了控制从装置D1至D4，主装置需要生成与网络中的从装置D1至D4一样多数量的控制消息，并将控制消息分别传输到从装置D1至D4。
然而，随着从装置D1至D4的数量增加，主装置D0需要传输更多控制消息并且将控制消息分别传输到从装置D1至D4。因此，这可能不利于数据通信量增加，并且因此，数据传输时间增加并且实时控制是很困难的。
为了克服这样的问题，使用一种使用了EtherCAT通信的数据传输方法。
图2是用于使用EtherCAT通信来传输数据的一般方法的解释的参考图。
参考图2，主装置D0可以将要传输到相应从装置D1至D4的具有固定大小的输出数据(D1(接收的)、D2(接收的)、D3(接收的)和D4(接收的))打包成一个控制消息并且将生成的控制消息传输到从装置D1以控制网络中的从装置D1至D4。
在如图2中示出的EtherCAT通信配置中，从装置D1至D4可以使用直通方法将从主装置D0传输的控制消息传输到每个下一个从装置。在此，该直通方法是这样一种方案：在检查接收到的消息的目的地地址之后，立即将消息传输到目的地，以最小化消息的传输闲置时间。
首先，接收来自主装置D0的控制消息的从装置D1可以从控制消息的第一个字段提取对应于从装置D1的输入数据(D1(接收的))。然后，从装置D1可以将控制消息的第一个字段中的数据(D1(传输的))输出到从装置D2。
当从从装置D1接收到控制消息时，从装置D2可以从控制消息的第二个字段提取对应于从装置D2的输入数据(D2(接收的))。然后，从装置D2可以将控制消息的第二个字段中的输出数据(D2(传输的))传输到从装置D3。
当从从装置D2接收到控制消息时，从装置D3可以从控制消息的第三个字段提取对应于从装置D3的输入数据(D3(接收的))。然后，从装置D3可以将第三个字段中的输出数据(D3(传输的))传输到从装置D3。
当从从装置D3接收到控制消息时，从装置D4可以从控制消息的第四个字段提取对应于从装置D4的输入数据(D4(接收的))。然后，从装置D4可以将第四个字段中的输出数据(D4(传输的))传输到主装置D0。
主装置D0可以通过在从从装置D4接收的控制消息中包括的输出数据(D1(传输的)、D2(传输的)、D3(传输的)和D4(传输的))来检查从装置D1至D4中的每个从装置是否正常地运行。
在使用参考图2描述的EtherCAT通信来传输数据的方法中，主装置D0可以生成一个控制消息而不论从装置D1至D4数量的增加。因此，可以克服在增加的数据通信量方面的缺点并且可以经由硬件切换方法(直通)减少数据传输时间。
然而，为了防止在从装置D1至D4之间的控制消息的传输期间的数据冲突，从装置D1至D4可能不会传输其他控制消息。
在由主装置D0生成的控制消息中，由于用于存储从装置D1至D4中的每个从装置的输入数据的字段的固定大小，所以要被传输的数据的大小存在限制。在网络中的大量的从装置D1至D4的情况中，不利于分配给从装置D1至D4中的每个从装置的数据字段的大小。
随着从装置D1至D4的数量增加，控制消息的传输延迟线性地增加，并且因此，存在可能难以实时地控制从装置D1至D4的问题。
图3是根据本公开的示例性实施例的用于在主装置和从装置之间的数据传输方法的解释的参考图。
参考图3，主装置D0可以生成包括了多个输入数据(D1(接收的)、D2(接收的)、D3(接收的)和D4(接收的))的控制消息。在这种情况中，主装置D0可以以其中多个从装置被连接的顺序或相反的顺序排列多个输入数据以生成控制消息。
多个输入数据(D1(接收的)、D2(接收的)、D3(接收的)和D4(接收的))可以包括由从装置D1至D4所需的数据或用于监视从装置D1至D4的运行的命令。因此，从装置D1至D4可以从来自主装置D0接收到的控制消息提取输入数据并将该输入数据施加到从装置D1至D4。此外，从装置D1至D4可以将由主装置D0请求的输出数据填充到控制消息并且将该输出数据传输到主装置D0。
在图3的示例性实施例中，主装置D0可以以与多个从装置D1至D4被连接的顺序相反的顺序来排列多个输入数据，并且生成包括了多个输入数据(D4(接收的)、D3(接收的)、D2(接收的)和D1(接收的))的控制消息。然而，与图3中的不同，主装置D0可以以多个从装置D1至D4被连接的顺序来排列多个输入数据以生成包括了多个输入数据(D1(接收的)、D2(接收的)、D3(接收的)和D4(接收的))的控制消息。如上面描述的，当主装置D0使用多个输入数据来生成控制消息时，多个输入数据(D1(接收的)、D2(接收的)、D3(接收的)、D4(接收的))根据数据的大小被传输到多个从装置D1至D4中的每个从装置。像这样，主装置D0可以灵活地改变传输到从装置D1至D4的数据的大小。
如同图3的示例性实施例中，当主装置D0以与多个从装置D1至D4被连接的顺序相反的顺序来排列多个输入数据以生成控制消息时，该控制消息可以被传输到多个从装置D1至D4当中的最后一个从装置D4。
在这种情况中，主装置D0将控制消息传输到多个从装置D1至D4当中的最后一个从装置D4以便以反向方向(即，D4→D3→D2→D1)将由多个从装置D1至D4处理的控制消息传输到作为最后目的地的主装置D0。因此，主装置D0可以基于控制消息的输出数据而检查多个从装置D1至D4中的每个从装置是否正常地运行。
详细地，当接收到来自主装置D0的控制消息时，从装置D4可以从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据(D4(接收的))。在这种情况中，输入数据(D4(接收的))可以从控制消息删除。然后，从装置D4可以将输出数据(D4(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置并且将输出数据(D4(传输的))传输到从装置D3。在此，将输出数据填充到控制消息可以指的是控制消息中的输出数据的记录。
在这种情况中，接收数据起始位置可以是控制消息的起始位置，并且传输数据存储位置可以是控制消息的最后位置。因此，从装置D4可以从控制消息的起始位置提取输入数据(D4(接收的))，将输出数据(D4(传输的))填充到控制消息的最后位置，并将输出数据传输到从装置D3。
从装置D4可以根据要被传输到主装置D0的数据的大小来生成输出数据(D4(传输的))。然后，从装置D4可以将输出数据(D4(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置并将输出数据传输到从装置D3。像这样，从装置D4可以灵活地改变被传输到主装置D0的数据的大小。
当接收到来自从装置D4的控制消息时，从装置D3可以从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据(D3(接收的))。在这种情况中，输入数据(D3(接收的))可以从控制消息删除。然后，从装置D3可以将输出数据(D3(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置并且将输出数据传输到从装置D2。
当接收到来自从装置D3的控制消息时，从装置D2可以从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据(D2(接收的))。在这种情况中，输入数据(D2(接收的))可以从控制消息删除。然后，从装置D2可以将输出数据(D2(传输的))填充到传输数据存储位置并且将输出数据传输到从装置D1。
当接收到来自从装置D2的控制消息时，从装置D1可以从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据(D1(接收的))。在这种情况中，输入数据(D1(接收的))可以从控制消息删除。然后，从装置D1可以将输出数据(D1(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置并且将输出数据传输到主装置D0。
因此，主装置D0可以接收包括了输出数据(D1(传输的)、D2(传输的)、D3(传输的)和D4(传输的))的控制消息。然后，主装置D0可以基于控制消息的输出数据而检查多个从装置中的每个从装置是否正常地运行。
图4是根据本公开的另一个示例性实施例的用于在主装置和从装置之间的数据传输方法的解释的参考图。
参考图4，主装置D0可以生成包括了多个输入数据(D1(接收的)、D2(接收的)、D3(接收的)和D4(接收的))的控制消息。在这种情况中，主装置D0可以以多个从装置D1至D4被连接的顺序或相反的顺序排列多个输入数据以生成控制消息。
在图4的示例性实施例中，主装置D0可以以多个从装置D1至D4被连接的顺序排列多个输入数据以生成包括了多个输入数据(D1(接收的)、D2(接收的)、D3(接收的)和D4(接收的))的控制消息。然而，与图4中的不同，主装置D0可以以与多个从装置D1至D4被连接的顺序相反的顺序来排列多个输入数据以生成多个输入数据(D4(接收的)、D3(接收的)、D2(接收的)和D1(接收的))的控制消息。
如同图4的示例性实施例中，当主装置D0以多个从装置D1至D4被连接的顺序排列多个输入数据以生成控制消息时，该控制消息可以被传输到多个从装置D1至D4当中的第一个从装置D1。
在这种情况中，当网络中的装置以如图图4中的环形连接时，主装置D0将控制消息传输到多个从装置D1至D4当中的第一个从装置D1以便以正向方向(即，D1→D2→D3→D4)将由多个从装置D1至D4处理的控制消息传输到作为最后目的地的主装置D0。因此，主装置D0可以基于控制消息的输出数据而检查多个从装置中的每个从装置是否正常地运行。
详细地，主装置D0可以将控制消息传输到从装置D1。接收来自主装置D0的控制消息的从装置D1可以从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据(D1(接收的))。在这种情况中，输入数据(D1(接收的))可以从控制消息删除。然后，从装置D1可以将输出数据(D1(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置并且将输出数据传输到从装置D2。
在这种情况中，接收数据起始位置可以是控制消息的起始位置，并且传输数据存储位置可以是控制消息的最后位置。因此，从装置D1可以从控制消息的起始位置提取输入数据(D1(接收的))，将输出数据(D1(传输的))填充到控制消息的最后位置，并将输出数据传输到从装置D2。
当接收到来自从装置D1的控制消息时，从装置D2可以从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据(D2(接收的))。在这种情况中，输入数据(D2(接收的))可以从控制消息删除。然后，从装置D2可以将输出数据(D2(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置并且将输出数据传输到从装置D3。
当接收到来自从装置D2的控制消息时，从装置D3可以从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据(D3(接收的))。在这种情况中，输入数据(D3(接收的))可以从控制消息删除。然后，从装置D3可以将输出数据(D3(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置并且将输出数据传输到从装置D4。
当接收到来自从装置D3的控制消息时，从装置D4可以从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据(D4(接收的))。在这种情况中，输入数据(D4(接收的))可以从控制消息删除。然后，从装置D4可以将输出数据(D4(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置并且将输出数据传输到主装置D0。
因此，主装置D0可以接收包括了输出数据(D1(传输的)、D2(传输的)、D3(传输的)和D4(传输的))的控制消息。然后，主装置D0可以基于控制消息的输出数据而检查多个从装置中的每个从装置是否正常地运行。
图5是根据本公开的示例性实施例的用于在主装置和主装置之间的数据传输方法的解释的参考图。
参考图5，主装置D0可以生成包括了MAC头(MAC HEADER)、APP头(APP HEADER)和多个输入数据(D-1(接收的)、D-2(接收的)、…、D-N(接收的))的控制消息并且将该控制消息传输到从装置D1。MAC头可以包括用于传输控制消息的传输端的MAC地址、用于接收控制消息的接收端的MAC地址、以太网类型，等等。因此，当主装置D0接收到控制消息时，从装置D1、D2、…、DN中的每个从装置可以检查控制消息是否是由对应从装置使用被包括在控制消息的MAC头中的接收端的MAC地址接收到的消息。APP头可以包括在MAC头的高层中处理的信息。
当从主装置D0接收到控制消息时，从装置D1可以从控制消息的接收数据起始位置A提取输入数据(D-1(接收的))。在这种情况中，输入数据(D-1(接收的))可从控制消息删除。然后，从装置D1可以生成输出数据(D-1(传输的))，将输出数据(D-1(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置B，并且然后将输出数据传输到从装置D2。在这种情况中，可以根据数据大小可变地设置输出数据(D-1(传输的))的大小并且大小不存在限制。
当从从装置D1接收到控制消息时，从装置D2可以从控制消息的接收数据起始位置A提取输入数据(D-2(接收的))接收数据起始位置A。在这种情况中，输入数据(D-2(接收的))可从控制消息删除。然后，从装置D2可以将输出数据(D-2(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置B，并且然后将输出数据传输到下一个从装置D3。
当上述过程被重复地执行时，当从从装置DN-1接收到控制消息时，最后一个从装置DN可以从控制消息的接收数据起始位置A提取输入数据(D-N(接收的))。在这种情况中，输入数据(D-N(接收的))可以从控制消息删除。然后，从装置DN可以将输出数据(D-N(传输的))填充到控制消息的传输数据存储位置B并且将输出数据传输到主装置D0。
因此，主装置D0可以接收包括了输出数据(D1(传输的)、D2(传输的)、…、DN(传输的))的控制消息。然后，主装置D0可以基于控制消息的输出数据而检查多个从装置中的每个从装置是否正常地运行。
图6是根据本公开的示例性实施例的用于从装置控制方法的解释的流程图。
参考图6，主装置M可以生成包括了多个输入数据的控制消息并且将控制消息传输到多个从装置当中的特定从装置S(操作S610)。在这种情况中，主装置M可以以多个从装置被连接的顺序或相反的顺序来排列多个输入数据以生成控制消息。
然后，主装置M可以将控制消息传输到多个从装置当中的第一个从装置或最后一个装置。
在操作S610的示例性实施例中，当主装置M可以以多个从装置被连接的顺序排列多个输入数据以生成控制消息时，该控制消息可以被传输到多个从装置当中的第一个从装置。
在操作S620的另一示例性实施例中，当主装置M可以以与多个从装置被连接的顺序相反的顺序排列多个输入数据以生成控制消息时，该控制消息可以被传输到多个从装置当中的最后一个从装置。
从装置S可以从控制消息提取输入数据(操作S620)。在操作S620的示例性实施例中，从装置S可以从控制消息的接收数据起始位置提取输入数据。
在这种情况中，当接收数据起始位置是控制消息的起始位置时，从装置S可以从控制消息的起始位置提取输入数据。当接收数据起始位置是控制消息的最后位置时，输入数据可以从控制消息的最后位置提取。
从装置S可以将输出数据填充到控制消息的传输数据存储位置并且将输出数据传输到下一个从装置(操作S630)。
主装置M可以基于控制消息的输出数据而检查多个从装置中的每个从装置是否正常地运行(操作S640)。
根据上述公开，网络中的所有装置都能够使用一个控制消息来传输和接收数据，并且因此，可以减少通信量并且可以减少数据延迟时间。根据本公开，可以灵活地改变由主装置传输到每个从装置的数据的大小以及由从数据传输到主装置的数据的大小。
根据本公开，网络中的所有装置都能够使用一个控制消息来传输和接收数据，并且因此，可以减少通信量并且可以减少数据延迟时间。
此外，根据本公开，可以灵活地改变由主装置传输到每个从装置的数据的大小以及由从数据传输到主装置的数据的大小。
在不背离本公开的范围和精神的情况下，上面描述的本公开可以由与本发明有关的领域中的那些技术人员各种地替代、改变和修改。因此，本公开不限于上述示例性实施例和附图。

Claims (8)

1.一种使用控制消息的从装置控制方法，其中，所述方法包括：
由主装置生成包括了按照多个从装置的顺序排列的多个输入数据的控制消息并且将所述控制消息传输到所述多个从装置当中的与第一个输入数据对应的特定从装置；
由所述多个从装置中的每一个从装置从所述控制消息的接收数据起始位置提取输入数据；并且
由所述多个从装置中的每一个从装置将输出数据填充到所述控制消息的传输数据存储位置并且将所述输出数据传输到下一个从装置；
在所述控制消息中，所述传输数据存储位置被确定为所述接收数据起始位置的相反侧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述由主装置生成包括了按照多个从装置的顺序排列的多个输入数据的控制消息并且将所述控制消息传输到所述多个从装置当中的与第一个输入数据对应的特定从装置包括：以所述多个从装置被连接的顺序或相反的顺序来排列所述多个输入数据以生成所述控制消息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述由主装置生成包括了按照多个从装置的顺序排列的多个输入数据的控制消息并且将所述控制消息传输到所述多个从装置当中的与第一个输入数据对应的特定从装置包括：当所述多个输入数据以所述多个从装置被连接的顺序被排列以生成所述控制消息时，将所述控制消息传输到所述多个从装置当中的第一个从装置。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述由主装置生成包括了按照多个从装置的顺序排列的多个输入数据的控制消息并且将所述控制消息传输到所述多个从装置当中的与第一个输入数据对应的特定从装置包括：当多个输入数据以与所述多个从装置被连接的顺序相反的顺序被排列以生成所述控制消息时，将所述控制消息传输到所述多个从装置当中的最后一个从装置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，进一步包括：
根据所述多个输入数据被排列的顺序以及接收所述控制消息的从装置的顺序来确定所述接收数据起始位置；并且
根据所述接收数据起始位置来确定所述传输数据存储位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述根据所述接收数据起始位置来确定所述传输数据存储位置包括：
当所述接收数据起始位置是所述控制消息的起始位置时，将所述传输数据存储位置确定为所述控制消息的最后位置；并且
当所述接收数据起始位置是所述控制消息的最后位置时，将所述传输数据存储位置确定作为所述控制消息的起始位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输入数据的大小和所述输出数据的大小根据数据的大小被可变地设置。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，进一步包括：
由所述主装置使用所述控制消息的输出数据来检查所述多个从装置中的每个从装置是否正常地运行。
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