CN111541566A

CN111541566A - 交换机设备组网方法、支持profinet协议交换机设备及存储介质

Info

Publication number: CN111541566A
Application number: CN202010315406.4A
Authority: CN
Inventors: 熊伟; 李艳群
Original assignee: 3onedata Co ltd
Current assignee: 3onedata Co ltd
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2020-08-14
Anticipated expiration: 2040-04-20
Also published as: CN111541566B

Abstract

本发明公开了一种交换机设备组网方法、支持profinet协议交换机设备及存储介质，所述交换机设备组网方法包括：获取交换机的描述文件，并将所述描述文件导入中控设备的目标软件；启动所述目标软件，以将所述交换机加入所述中控设备的的组网逻辑单元；根据所述组网逻辑单元及所述描述文件，对所述描述文件对应的网络设备进行参数配置，以将所述网络设备进行组网，其中，所述交换机设备为支持profinet协议交换机设备，根据支持profinet协议交换机设备多端口的性质，提高了交换机设备组网的灵活性，且由一个交换机设备和/或中控设备对其他网络设备进行同步组网，缩短了组网配置时间。

Description

交换机设备组网方法、支持profinet协议交换机设备及存储介质

技术领域

本发明涉及设备组网领域，尤其涉及一种交换机设备组网方法、支持profinet协议交换机设备及存储介质。

背景技术

当前批量配置网络设备需要有一台专门的管理设备，这类管理设备专业性比较强，成本很高，目前只被应用在大型网络。普通的家庭组网中还是采用传统的方式，登陆到每一台组网设备上去进行网络配置，需要花费较多的时间去做重复的配置。对于小企业而言，其使用多个设备进行组网，与家庭组网箱体，需要登陆到每一台组网设备上去进行配置，并且需要专业的网络管理员对网络进行规划。以上的情景均存在维护成本高、配置时间长、组网不灵活的缺陷。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种交换机设备组网方法、支持profinet协议交换机设备及存储介质，旨在解决目前组网配置时间长及组网不灵活的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种交换机设备组网方法，应用于支持profinet协议交换机设备，所述交换机设备组网方法包括以下步骤：

获取交换机的描述文件，并将所述描述文件导入中控设备的目标软件；

启动所述目标软件，以将所述交换机加入所述中控设备的的组网逻辑单元；

根据所述组网逻辑单元及所述描述文件，对所述描述文件对应的网络设备进行参数配置，以将所述网络设备进行组网。

优选地，根据所述组网逻辑单元，生成参数配置数据包；

根据所述描述文件，获取所述描述文件对应的网络设备的物理地址；

根据所述物理地址，下发所述参数配置数据包至所述网络设备，以使所述网络设备根据所述参数配置数据包进行参数配置。

优选地，启动所述交换机设备，并将所述交换机设备接入所述中控设备构建的网络中。

优选地，启动电源模块，以对所述交换机设备进行上电；

基于引导程序，启动所述交换机设备挂载的运行系统内核；

启动报文交换转发处理模块及profinet协议栈模块，以完成所述交换机设备的启动。

优选地，读取闪存模块的引导程序至动态随机存储器模块，并初始化所述动态随机存储器模块；

从所述闪存模块读取所述交换机设备挂载的运行系统内核，并启动所述交换机设备挂载的运行系统内核。

优选地，从所述闪存模块读取所述交换机设备挂载的运行系统内核头部，以获取内核加载地址；

移动所述运行系统内核到内核加载地址，并启动所述交换机设备挂载的运行系统内核。

优选地，挂载所述运行系统的根文件系统；

检测到所述根文件系统挂载成功时，启动所述运行系统的内核线程及所述根文件系统的第一进程，以完成所述交换机设备挂载的运行系统的启动。

优选地，根据所述中控设备的目标软件，生成逻辑指令和/或报文数据，并将所述逻辑指令和/或报文数据通过所述交换设备发送至所述网络设备。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种支持profinet协议交换机设备，所述支持profinet协议交换机设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的交换机设备组网程序，所述交换机设备组网程序被所述处理器执行时实现以上任一项所述的交换机设备组网方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有交换机设备组网程序，所述交换机设备组网程序被处理器执行时实现以上任一项所述的交换机设备组网方法的步骤。

本发明提出的交换机设备组网方法，通过获取交换机的描述文件，并将所述描述文件导入中控设备的目标软件，启动所述目标软件，以将所述交换机加入所述中控设备的的组网逻辑单元，根据所述组网逻辑单元及所述描述文件，对所述描述文件对应的网络设备进行参数配置，以将所述网络设备进行组网，其中，所述交换机设备为支持profinet协议交换机设备，根据支持profinet协议交换机设备多端口的性质，提高了交换机设备组网的灵活性，且由一个交换机设备和/或中控设备对其他网络设备进行同步组网，缩短了组网配置时间。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的支持profinet协议交换机设备结构示意图；

图2为本发明交换机设备组网方法第一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的支持profinet协议交换机设备结构示意图。

如图1所示，该支持profinet协议交换机设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

可选地，支持profinet协议交换机设备还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度，接近传感器可在移动终端移动到耳边时，关闭显示屏和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；当然，移动终端还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的支持profinet协议交换机设备结构并不构成对支持profinet协议交换机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及交换机设备组网程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的交换机设备组网程序。

在本实施例中，交换机设备组网装置包括：存储器1005、处理器1001及存储在所述存储器1005上并可在所述处理器1001上运行的交换机设备组网程序，其中，处理器1001调用存储器1005中存储的交换机设备组网程序时，并执行以下操作：

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的交换机设备组网程序，还执行以下操作：

根据所述组网逻辑单元，生成参数配置数据包；

启动所述交换机设备，并将所述交换机设备接入所述中控设备构建的网络中。

启动电源模块，以对所述交换机设备进行上电；

基于引导程序，启动所述交换机设备挂载的运行系统内核；

读取闪存模块的引导程序至动态随机存储器模块，并初始化所述动态随机存储器模块；

从所述闪存模块读取所述交换机设备挂载的运行系统内核头部，以获取内核加载地址；

挂载所述运行系统的根文件系统；

根据所述中控设备的目标软件，生成逻辑指令和/或报文数据，并将所述逻辑指令和/或报文数据通过所述交换设备发送至所述网络设备。

本发明还提供一种交换机设备组网方法，参照图2，图2为本发明交换机设备组网第一实施例的流程示意图。

其中，本发明提出的交换机设备组网方法，应用于支持profinet协议交换机设备，所述交换机设备组网方法包括以下步骤：

步骤S10，获取交换机的描述文件，并将所述描述文件导入中控设备的目标软件；

该步骤中，本实施例中的描述文件为GSD描述文件，可选地，采用的中控设备为西门子设备，其中，GSD描述文件为记录支持profinet协议交换机设备的网络节点信息文件，Profient协议栈是西门子公司开发的一种用在工厂自动化和工业控制领域的网络，其特点是实时性性高，兼容普通的以太网报文比如：tcp/ip报文。根据应用场景的不同可以选择合适的网络传输数据，对于时间苛刻的应用领域，profinet协议网络可以发挥其最大的实时性效果。

本发明实施例中，采用将支持profinet协议交换机设备与西门子设备以进行网络设备组网，其中，可以理解地，交换机设备是一只种具有多端口的设备，通过交换机的多个端口可将网络设备与交换机建立信号连接，具体地，获取交换机的描述文件，并将描述文件导入中控设备的目标软件，其中，TIA Portal程序软件是一种集成开发环境程序，可用来编写PLC逻辑语言，在本发明实施例中，采用西门子设备的TIA Portal程序软件对交换机设备的GSD描述软件中描述的网络节点映射的网络设备进行参数配置，以将网络设备进行组网，因此，本实施例中，将西门子设备的TIA Portal程序软件作为目标软件，以通过西门子设备的TIA Portal程序软件进行组网。

进一步地，步骤S10之前，还包括：

步骤S101，启动所述交换机设备，并将所述交换机设备接入所述中控设备构建的网络中。

需要说明的是，在根据西门子设备(中控设备)及与交换机设备连接的网络设备进行组网之前，需先将西门子设备与交换机设备加入同一局域网中，本实施例中，将西门子设备作为中控设备，将交换机设备加入至西门子设备构建的网络中，以通过西门子设备和/或交换机设备将网络设备进行组网，具体地，对交换机进行上电，并启动交换机设备，接着将交换机设备接入西门子设备构建的网络中，其中，本实施例中采用的西门子设备型号为西门子S7-1500，即将交换机设备接入至西门子S7-1500组成的网络中。

步骤S20，启动所述目标软件，以将所述交换机加入所述中控设备的的组网逻辑单元；

该步骤中，在将GSD描述文件导入西门子设备的TIA Portal程序软件之后，启动TIA Portal程序软件，并加载GSD描述文件，获取交换机模块，并将该交换机模块拖到组网逻辑单元的组态区中，以在所述组态区中对交换机设备连接的网络设备进行组网。

步骤S30，根据所述组网逻辑单元及所述描述文件，对所述描述文件对应的网络设备进行参数配置，以将所述网络设备进行组网。

该步骤中，在将交换机加入所述西门子设备的组网逻辑单元之后，根据组网逻辑单元及GSD描述文件，对GSD描述文件描述的网络设备进行参数配置，以将网络设备进行组网，其中，可以理解地，GSD描述文件为记录支持profinet协议交换机设备的网络节点信息文件，因此在组网逻辑单元根据预设的参数映射函数，可对GSD描述文件描述的网络设备根据预设的参数映射函数，对网络设备进行参数配置，以将所述网络设备进行组网。

具体地，步骤S30包括，

步骤S310，根据所述组网逻辑单元，生成参数配置数据包；

步骤S320，根据所述描述文件，获取所述描述文件对应的网络设备的物理地址；

步骤S330，根据所述物理地址，下发所述参数配置数据包至所述网络设备，以使所述网络设备根据所述参数配置数据包进行参数配置。

该步骤中，根据组网逻辑单元的预设的参数映射函数，生成符合组网逻辑单元的profinet协议的参数配置数据包，可选地，也可手动选取待配置的网络设备并根据网络设备所属的区域进行手动参数配置，以生成参数配置数据包，在参数配置数据包之后，接着根据GSD描述文件，获取GSD描述文件描述的网络设备的物理地址，其中，需要说明的是，GSD描述文件中记录的为支持profinet协议的网络设备的网络节点信息，在获取GSD描述文件之后，扫描GSD描述文件以解析获取网络设备的网络节点，并通过该网络节点，发送组网连接请求，并接收网络设备发送的反馈消息，可以理解地，根据该反馈消息，即可追踪并获取GSD描述文件描述的网络设备的物理地址。

在获取GSD描述文件描述的网络设备的物理地址之后，下发参数配置数据包至所述网络设备，以使所述网络设备根据参数配置数据包进行参数配置，在配置完成之后，可进入网络运行状态。

进一步地，步骤S30之后，还包括，

步骤S40，根据所述中控设备的目标软件，生成逻辑指令和/或报文数据，并将所述逻辑指令和/或报文数据通过所述交换设备发送至所述网络设备。

该步骤中，在网络设备组网完成之后，可根据TIA Portal程序软件，生成PLC逻辑指令和/或报文数据，并将PLC逻辑指令和/或报文数据通过交换设备发送至网络设备，可以理解地，TIA Portal程序软件是一种集成开发环境程序，可用来编写PLC逻辑语言。

本实施例提出的交换机设备组网方法，通过获取交换机的描述文件，并将所述描述文件导入中控设备的目标软件，启动所述目标软件，以将所述交换机加入所述中控设备的的组网逻辑单元，根据所述组网逻辑单元及所述描述文件，对所述描述文件对应的网络设备进行参数配置，以将所述网络设备进行组网，其中，所述交换机设备为支持profinet协议交换机设备，根据支持profinet协议交换机设备多端口的性质，提高了交换机设备组网的灵活性，且由一个交换机设备和/或中控设备对其他网络设备进行同步组网，缩短了组网配置时间。

基于第一实施例，提出本发明方法的第二实施例，在本实施例中，步骤S10包括，

步骤S110，启动电源模块，以对所述交换机设备进行上电；

该步骤中，交换机设备包括电源模块、引导程序、报文交换转发处理模块及profinet协议栈模块，在启动交换机设备时，需先启动交换机的电源模块，对交换机进行上电。

步骤S120，基于引导程序，启动所述交换机设备挂载的运行系统内核；

交换机上电之后，基于uboot引导程序，启动交换机设备挂载的运行系统内核，需要说明的是，uboot属于bootloader(引导程序)的一种，是用来引导启动内核的，uboot引导程序的最终目的就是，从SPI flash模块中读出内核，放到内存中，并启动内核。uboot引导程序刚开始被放到SPI flash中，在一实施例中，交换机上电后，会自动把其中的一部分代码拷到内存中执行，这部分代码负责把剩余的uboot代码拷到内存中，然后uboot代码再把kernel部分代码也拷到内存中，并且启动，内核启动后，挂着根文件系统，执行应用程序。

具体地，步骤S120包括，

步骤S1201，读取闪存模块的引导程序至动态随机存储器模块，并初始化所述动态随机存储器模块；

步骤S1202，从所述闪存模块读取所述交换机设备挂载的运行系统内核，并启动所述交换机设备挂载的运行系统内核。

本实施例中，闪存模块为SPI flash闪存模块，动态随机存储器模块为DDR SDRAM双倍速率同步动态随机存储器模块，即交换机上电之后，从SPI flash闪存模块中读取uboot引导程序至DDR SDRAM双倍速率同步动态随机存储器模块，完成DDR SDRAM双倍速率同步动态随机存储器模块的初始化，具体地，设置处理器模式为SVC模式，关闭看门狗，屏蔽中断，初始化DDR SDRAM双倍速率同步动态随机存储器模块，设置栈，设置时钟，接着从SPIflash闪存模块拷贝代码到内存，清除存储静态变量bss段等。

接着从SPI flash闪存模块读取交换机设备挂载的运行系统内核，并启动交换机设备挂载的运行系统内核，其中，本实施例中，交换机设备挂载的运行系统为linux系统，即从SPI flash闪存模块对应的内存中读取linux系统启动参数，比如：根文件系统挂载路径，串口波特率设置等。

具体地，从所述闪存模块读取所述交换机设备挂载的运行系统内核，并启动所述交换机设备挂载的运行系统内核的步骤包括：

步骤a，从所述闪存模块读取所述交换机设备挂载的运行系统内核头部，以获取内核加载地址；

步骤b，移动所述运行系统内核到内核加载地址，并启动所述交换机设备挂载的运行系统内核。

该步骤中，可以理解地，uboot引导程序启动的内核为uImage,这种格式的内核是由两部分组成：真正的内核和内核头部组成，其中，头部中包括内核中的一些信息，比如内核的加载地址，入口地址，因此uboot引导程序在接受到启动命令后，从闪存模块读取交换机设备挂载的运行系统内核头部，以获取内核加载地址及入口地址，并移动运行系统内核到内核加载地址，接着跳到入口地址，启动交换机设备挂载的运行系统内核。

进一步地，步骤b之后，还包括：

步骤c，挂载所述运行系统的根文件系统；

步骤d，检测到所述根文件系统挂载成功时，启动所述运行系统的内核线程及所述根文件系统的第一进程，以完成所述交换机设备挂载的运行系统的启动。

该步骤中，在交换机设备挂载的运行系统内核启动之后，挂载运行系统的根文件系统，并检测到根文件系统挂载成功时，启动运行系统的内核线程及根文件系统的第一进程，以完成交换机设备挂载的运行系统的启动，进一步地，在交换机设备挂载的运行系统的启动之后，接着初始化交换芯片。

步骤S130，启动报文交换转发处理模块及profinet协议栈模块，以完成所述交换机设备的启动。

该步骤中，在系统启动完成之后，启动报文交换转发处理模块及profinet协议栈模块，以完成交换机设备的启动，其中，启动报文交换转发处理模块及profinet协议栈模块用以实现交换机设备发送报文数据至网络设备及通过profinet协议栈模块发送交换机设备的GSD描述文件至西门子的TIA Portal程序软件中，以进行网络设备的组网。

本实施例提出的交换机设备组网方法，通过启动电源模块，以对所述交换机设备进行上电，基于uboot引导程序，启动所述交换机设备挂载的运行系统内核，启动报文交换转发处理模块及profinet协议栈模块，以完成所述交换机设备的启动，以实现基于交换机设备对其他网络设备进行同步组网。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有交换机设备组网程序，所述交换机设备组网程序被处理器执行时实现以上所述的交换机设备组网方法各个实施例的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种交换机设备组网方法，其特征在于，应用于支持profinet协议交换机设备，所述交换机设备组网方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的交换机设备组网方法，其特征在于，所述根据所述组网逻辑单元及所述描述文件，对所述描述文件对应的网络设备进行参数配置，以将所述网络设备进行组网的步骤包括：

根据所述组网逻辑单元，生成参数配置数据包；

3.如权利要求1所述的交换机设备组网方法，其特征在于，所述获取交换机的描述文件的步骤之前，还包括：

4.如权利要求3所述的交换机设备组网方法，其特征在于，所述交换机设备包括电源模块、引导程序、报文交换转发处理模块及profinet协议栈模块，所述启动所述交换机设备的步骤包括：

启动电源模块，以对所述交换机设备进行上电；

基于引导程序，启动所述交换机设备挂载的运行系统内核；

5.如权利要求4所述的交换机设备组网方法，其特征在于，所述交换机设备包括闪存模块，所述基于引导程序，启动所述交换机设备挂载的运行系统内核的步骤包括：

6.如权利要求5所述的交换机设备组网方法，其特征在于，所述从所述闪存模块读取所述交换机设备挂载的运行系统内核，并启动所述交换机设备挂载的运行系统内核的步骤包括：

7.如权利要求4所述的交换机设备组网方法，其特征在于，所述启动所述交换机设备挂载的运行系统内核的步骤之后，还包括：

挂载所述运行系统的根文件系统；

8.如权利要求1至7任一项所述的交换机设备组网方法，其特征在于，所述将所述网络设备进行组网的步骤之后，还包括：

9.一种支持profinet协议交换机设备，其特征在于，所述支持profinet协议交换机设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的交换机设备组网程序，所述交换机设备组网程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的交换机设备组网方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有交换机设备组网程序，所述交换机设备组网程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的交换机设备组网方法的步骤。