CN110768814B - 一种通信端口故障检测方法 - Google Patents

Abstract

一种通信端口故障检测方法，其包括一种用于终端设备的通信端口故障检测方法和一种用于主控设备的通信端口故障检测方法，其中，用于终端设备的通信端口故障检测方法包括：监测待测试端口的通信状态；如果在第一预设时长内未从待测试端口监测到测试数据，则将对应于待测试端口的故障标志位数据配置为第一标志位数据；根据待测试端口的故障标志数据和终端设备的生命信号生成相应的反馈数据，并发送至主控设备，以由主控设备根据反馈数据确定待测试端口的故障状态。本方法使得主控设备能够精确地确定出终端设备的每个端口的通信状态，这样也就使得对于通信网络中各个设备的故障状态地检测更加精确。

Description

一种通信端口故障检测方法

技术领域

本发明涉及MVB通信技术领域，具体地说，涉及一种通信端口故障检测方法，具体涉及一种用于终端设备的通信端口故障检测方法和一种用于主控设备的通信端口故障检测方法。

背景技术

传统的MVB通信故障是通过终端设备的生命信号端口来判断终端设备是否在线。当长时间生命信号端口出现不更新时，主控设备就会报出该终端设备的通信故障。

这种通信诊断的方法缺点是只能反馈出某个终端设备的在线状态，无法精确反映出特定端口的通信状态。但是实际每个终端设备会存在很多不同的端口，这些端口涉及控制指令或者通道采集等重要信息。如果终端设备出现某个MVB端口存在通信故障的情况，那么此时主控设备是无法判断出这个终端设备的指令执行或者通道采集是否存在问题。当端口通信故障情况严重时，那么就会危及列车的行车安全。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于终端设备的通信端口故障检测方法，所述方法包括：

步骤一、针对主控设备向终端设备的待测试端口所发送的测试数据，监测所述待测试端口的通信状态；

步骤二、如果在第一预设时长内未从所述待测试端口监测到所述测试数据，则将对应于所述待测试端口的故障标志位数据配置为第一标志位数据；

步骤三、根据所述待测试端口的故障标志数据和终端设备的生命信号生成相应的反馈数据，并发送至主控设备，以由所述主控设备根据所述反馈数据确定所述待测试端口的故障状态。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，所述主控设备向终端设备的待测试端口所发动的测试数据包括通信主帧和/或控制指令。

根据本发明的一个实施例，所述第一预设时长的取值范围包括[1ms,1s]。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，如果在第一预设时长内能够从所述待测试端口监测到所述测试数据，则将对应于所述待测试端口的故障标志位数据配置为第二标志位数据。

本发明还提供了一种用于主控设备的通信端口故障检测方法，所述方法包括：

步骤一、向终端设备的待测试端口发送测试数据，并接收所述终端设备响应所述测试数据而发送来的反馈数据；

步骤二、对所述反馈数据进行解析，得到所述待测试端口的故障标位数据和终端设备的生命信号；

步骤三、根据所述待测试端口的故障标志位数据和终端设备的生命信号确定所述待测试端口的故障状态。

根据本发明的一个实施例，所述主控设备向终端设备的待测试端口所发动的测试数据包括通信主帧和/或控制指令。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤三中，根据所述终端设备的生命信号判断所述终端设备是否在线，其中，如果所述终端设备在线，则进一步判断所述待测试端口的故障标志位数据是否为第一标志位数据，其中，如果为第一标志位数据，则判定所述待测试端口存在故障。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤三中，判断所述待测试端口的故障标志位数据是否为第一标志位数据，其中，如果为第一标志位数据，则进一步根据所述终端设备的生命信号判断所述终端设备是否在线，其中，如果所述终端设备在线，则判定所述待测试端口存在故障。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：

步骤四、当所述待测试端口存在故障时，对所述待测试端口存在故障的时长进行计时，得到故障时长；

步骤五、根据所述故障时长生成相应的告警信息。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：

统计第二预设时长内所述待测试端口出现故障的次数，得到故障次数；

根据所述故障次数生成相应的告警信息。

本发明所提供的通信端口检测方法既包括用于终端设备的通信端口故障监测方法，又包括用于主控设备的通信端口故障检测方法。现有的方法只能使得主控设备只能确定出整个终端设备的在线状态而无法确定单个端口的通信状态，而本方法则使得主控设备能够精确地确定出终端设备的每个端口的通信状态，这样也就使得对于通信网络中各个设备的故障状态地检测更加精确，有助于列车司机更加准确、可靠地掌握列车状态，从而避免危险情况的出现。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的MVB通信中主从设备通信示意图；

图2是根据本发明一个实施例的通信端口故障检测方法的实现流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

如图1所示，MVB通信方式采用的是主-从应答的通信方式，主控设备101 管理列车总线，主控设备101能够按照制定的周期扫描表设计发送主帧序列，轮询各终端设备端口。而终端设备(包括终端设备102a、终端设备102b、终端设备102c 、终端设备102d等)则依据主控设备的控制指令来进行相应的操作，或者将采集指令反馈给主帧设备。

总线上所有数据帧都是广播式发送的，终端设备通过地址和自身属性来判断如何处理帧。主帧或从帧发送后，总线上的所有终端设备都会接收该帧，在接收译码完后终端设备会通过地址和自身属性来判断如何处理帧。具体地，总线上的所有终端设备都会对接收的主帧进行译码，地址匹配且为源的设备端口回复从帧，该从帧也被所有设备接收，地址匹配且为宿的设备端口响应并接收该从帧。

每个终端设备都会分配对应的生命信号端口，主控设备通过周期性轮询该生命信号端口来判断该设备是否处于在线。如果出现从设备不在线的情况，主控设备会依据故障级别采取相关操作。

当列车网络由于线路、电磁干扰或者其他设备的异常，导致终端设备只出现单个端口通信故障而其他端口通信正常时，此时现有的故障检测方法是无法报出从设备(即终端设备)的通信故障的，列车反馈还是正常状态。但是如果这个故障端口传输的是重要的控制指令，那么就会对列车的运行造成大的影响。

针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种通信端口故障检测方法，该方法能够精确地确定出列车网络中终端设备的每个端口的通信状态。

图2示出了本实施例所提供的通信端口故障检测方法的实现流程示意图。

如图2所示，本实施例中，主控设备101会在步骤S201中向终端设备102 发送测试数据。具体地，本实施例中，主控设备101在步骤S201中可以向终端设备102周期性地发送测试数据，这些测试数据优选地可以包括通信主帧和/或控制指令。

当然，在本发明的不同实施例中，主控设备101向终端设备102发送测试数据的频率以及测试数据所包含的具体数据类型可以根据实际需要配置为不同的数据，本发明不限于此。

终端设备102则会在步骤S202中检测待测试端口的通信状态，并在步骤 S203中根据待测试端口的通信状态来生成相应的故障标志位数据。具体地，本实施例中，终端设备102会在步骤S202中判断在第一预设时长内是否有从待测试端口监测到测试数据。

如果在第一预设时长内未从待测试端口监测到相关测试数据，那么终端设备 102则会在步骤S203中将对应于该待测试端口的故障标志位数据配置为第一标志位数据。其中，第一标志位数据表征待测试端口在指定时长(即第一预设时长) 内不存在数据交互。

而如果在第一预设时长内从待测试端口监测到相关测试数据，那么终端设备 102则会在步骤S203中将对应于该待测试端口的故障标志位数据配置为第二标志位数据。其中，第二标志位数据表征待测试端口在指定时长(即第一预设时长) 内存在数据交互。

需要指出的是，在本发明的不同实施例中，上述第一预设时长可以根据实际需要配置为不同的合理值(例如[1ms,1s]取值区间内的合理值)，本发明并不对上述第一预设时长的具体取值进行赘述。

如图2所示，本实施例中，当得到对应于待测试端口的故障标志位数据后，该方法会在步骤S204中根据上述故障标志位数据和生命信号来生成相应的反馈数据，并在步骤S205中将上述反馈数据传输至主控设备101。

例如，当终端设备102在第一预设时长内未检测到轮询端口的主帧时，终端设备102就会将该端口的故障标志位置位，并将自身的生命信号和该端口的故障标志位数据打包成一个端口数据并反馈给主控设备101。

主控设备101在接收到终端设备102所传输来的反馈数据后，会在步骤S206 中根据该反馈数据来确定待测试端口的故障状态。具体地，本实施例中，主控设备101可以对终端设备102所传输来的反馈数据进行解析，从而得到待测试端口的故障标志位数据和终端设备102的生命信号。根据测试端口的故障标志位数据和终端设备102的生命信号，主控设备101也就可以得到终端设备102中该待测试端口的故障状态。

具体地，本实施例中，主控设备101优选地会根据终端设备102的生命信号来判断该终端设备102是否在线。其中，如果该终端设备102在线，则进一步判断待测试端口的故障标志位数据是否为第一标志位数据。其中，如果待测试端口的故障标志位数据为第一标志位数据，那么也就表示待测试端口在第一预设时长内并未存在数据交互过程。由于终端设备102在线(即应当能够与主控设备101 进行正常的数据通信)，因此如果端口正常时在第一预设时长内将必然会与总线中的其他设备进行数据交互。而待测试端口在第一预设时长内并未与总线中的其他设备进行过数据交互，因此主控设备101会判定此时待测试端口存在故障。

当然，在本发明的其他实施例中，主控设备101还可以采用其他合理方式来根据待测试端口的故障标志位数据和终端设备102的生命信号来判断待测试端口的故障状态，本发明不限于此。

例如，在本发明的一个实施例中，主控设备101还可以先判断待测试端口的故障标志位数据是否为第一标志位数据。如果待测试端口的故障标志位数据为第一标志位数据，那么主控设备101则会进一步根据终端设备102的生命信号判断终端设备102是否在线。其中，如果终端设备102在线，那么基于上述分析，主控设备101同样可以判定待测试端口存在故障。

需要指出的是，根据实际需要，可选地，该方法还可以根据待测试端口的故障状态来生成相应的告警信息，从而为列车司机提供指示。根据告警信息，列车司机可以决定是否需要采取进一步的操作，这样也就能够确保行车安全。

例如，在本发明的一个实施例中，当待测试端口存在故障时，该方法还可以对待测试端口存在故障的时长进行统计，从而得到故障时长。根据该故障时长所持续时间的不同，该方法可以生成相应的告警信息。具体地，当故障时长达到第二预设时长时，该方法会生成表征故障级别处于较低级别的第一告警信息；而当故障时长达到第三预设时长时，该方法则会生成表征故障级别处于较高级别的第二告警信息。

再例如，在本发明的另一个实施例中，该方法还可以统计指定预设时长(例如第二预设时长)内待测试端口故障的次数，得到故障次数。根据故障次数的不同，该方法同样可以生成不同的告警信息。具体地，当故障次数达到第一预设次数时，该方法会生成表征故障级别处于较低级别的第一告警信息；而当故障次数达到第二预设次数时，该方法则会生成表征故障级别处于较高级别的第二告警信息。

本实施例中，可选地，主控设备101还可以对故障端口进行统计分析，从而得到相应的故障端口统计数据并进行存储。当列车回库后，列车维护人员则可以通过下载上述故障端口统计数据来对列车通信状态进行分析，进而根据通信端口的故障状态来决定是否需要采集预防性措施，这有助于避免产生更为严重的行车后果。

需要指出的是，本实施例所提供的通信端口故障检测方法优选地适用于 MVB通信总线。当然，在本发明的其他实施例中，根据实际情况，该方法同样可以适用于其他合理的通信方式，本发明不限于此。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的通信端口检测方法既包括用于终端设备的通信端口故障监测方法，又包括用于主控设备的通信端口故障检测方法。现有的方法只能使得主控设备只能确定出整个终端设备的在线状态而无法确定单个端口的通信状态，而本方法则使得主控设备能够精确地确定出终端设备的每个端口的通信状态，这样也就使得对于通信网络中各个设备的故障状态地检测更加精确，有助于列车司机更加准确、可靠地掌握列车状态，从而避免危险情况的出现。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (7)

1.一种用于MVB通信系统的通信端口故障检测方法，其特征在于，所述通信系统包括主控设备和以轮询方式与所述主控设备通信的若干个终端设备，其中，所述方法包括：

步骤一、主控设备向若干个终端设备的待测试端口发送测试数据；

步骤二、针对主控设备向终端设备的待测试端口所发送的测试数据，各终端设备监测所述待测试端口的通信状态；

步骤三、如果各终端设备在第一预设时长内未从所述待测试端口监测到所述测试数据，则各终端设备将对应于所述待测试端口的故障标志位数据配置为第一标志位数据，以及如果各终端设备在第一预设时长内能够从所述待测试端口监测到所述测试数据，则各终端设备将对应于所述待测试端口的故障标志位数据配置为第二标志位数据；

步骤四、根据所述待测试端口的故障标志位数据和终端设备的生命信号，各终端设备生成相应的反馈数据，并发送至主控设备，以由所述主控设备根据所述反馈数据确定所述待测试端口的故障状态；

步骤五、主控设备接收各终端设备响应所述测试数据而发送来的反馈数据；

步骤六、主控设备对所述反馈数据进行解析，得到所述待测试端口的故障标志位数据和终端设备的生命信号；

步骤七、主控设备根据所述待测试端口的故障标志位数据和终端设备的生命信号确定所述待测试端口的故障状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述主控设备向终端设备的待测试端口所发送的测试数据包括通信主帧和/或控制指令。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设时长的取值范围包括[1ms,1s]。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤七中，根据所述终端设备的生命信号判断所述终端设备是否在线，其中，如果所述终端设备在线，则进一步判断所述待测试端口的故障标志位数据是否为第一标志位数据，其中，如果为第一标志位数据，则判定所述待测试端口存在故障。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤七中，判断所述待测试端口的故障标志位数据是否为第一标志位数据，其中，如果为第一标志位数据，则进一步根据所述终端设备的生命信号判断所述终端设备是否在线，其中，如果所述终端设备在线，则判定所述待测试端口存在故障。

6.如权利要求1~5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤八、当所述待测试端口存在故障时，对所述待测试端口存在故障的时长进行计时，得到故障时长；

步骤九、根据所述故障时长生成相应的告警信息。

7.如权利要求1~5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

统计第二预设时长内所述待测试端口出现故障的次数，得到故障次数；

根据所述故障次数生成相应的告警信息。

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