CN113271238A - Epa系统的链路检测方法、epa设备和计算机介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于EPA系统的链路检测的方法、EPA设备和计算机可读存储介质。该方法包括：在第一通信周期的周期时间段期间，从EPA系统的状态管理设备接收非周期声明；在链路检测时间期间，从状态管理设备接收链路检测指令；在链路检测时间期间，确定在链路检测指令所指示的专用于相邻EPA设备的时间片期间，是否从相邻EPA设备接收到链路检测报文；响应于确定从相邻EPA设备接收到链路检测报文，基于链路检测报文确定EPA设备和相邻EPA设备之间的链路正常；以及响应于确定没有从相邻EPA设备接收到链路检测报文，确定EPA设备和相邻EPA设备之间的链路断开。

Description

EPA系统的链路检测方法、EPA设备和计算机介质

技术领域

本发明概括而言涉及通信领域，更具体地，涉及一种用于EPA系统的链路检测的方法、EPA设备和计算机可读存储介质。

背景技术

EPA（Ethernet for Plant Automation，工业以太网）系统是一种时分复用的通信系统，其采用周期式通信，即确定工作在同一个时间基准的前提下，根据系统具体应用场景来制定一个指定时间长度的通信周期，称为宏周期，EPA系统中的所有EPA设备的宏周期的起始与结束时间一致。宏周期继续划分为多个时间片或时隙，系统中的每个设备可以占用一个或若干个时间片以进行通信。通常，宏周期可以被分为周期时间段和非周期时间段，其中周期时间段用来传输周期数据（即固定频率的周期性发送的数据），而非周期时间段为所有EPA设备共享的时间，用于各个EPA设备发送一些突发数据和EPA系统自身产生的系统报文。为了避免各个EPA设备在非周期时间段发送的数据报文之间发生碰撞，需要对各个EPA设备在非周期时间段期间发送报文的时间片进行调度。通常，每个EPA设备可以根据需要在周期时间段发送的周期报文中携带非周期声明，以声明其所需要占用的非周期时间段中的时间片的开始时间和长度。

为了保证EPA系统正常运行，需要检测各个EPA设备本身以及EPA设备之间的链路的状态是否正常。

对于EPA设备之间的链路状态的检测，当前通常由源节点向目的节点发送链路检测请求报文，该报文经过一个或多个EPA设备并记录其IP地址，最后由目的节点向源节点发送链路检测响应报文。源节点可以根据链路检测报文中的地址信息确定源节点和目的节点之间的数据链路是否发生中断。

然而，在上述链路检测方法中，一条报文需要遍历整个链路并记录IP地址，容易产生超长帧。源节点在发送链路检测请求报文时必须知道目的节点的MAC地址，并且这种检测方法只能够检测两个节点之间的链路是否中断而无法确定进一步的网络拓扑结构。

发明内容

针对上述问题中的至少一个，本发明提供了一种用于EPA系统的链路检测的方法，其中通过在通信周期的周期报文中声明非周期时间段的链路检测时间，各个EPA设备可以在该链路检测时间期间接收链路检测指令并在该指令所分配的时间片中执行与相邻EPA设备之间的链路检测，而不影响其他EPA设备对非周期时间段中的时间片的声明以及非周期报文的发送。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于EPA系统的链路检测的方法。所述EPA系统包括多个EPA设备并且所述多个EPA设备的通信周期具有相同的周期性，所述通信周期包括周期时间段和非周期时间段。所述方法包括，在所述多个EPA设备的一个EPA设备处：在第一通信周期的周期时间段期间，从所述EPA系统的状态管理设备接收非周期声明，所述非周期声明包含对于所述第一通信周期的非周期时间段期间的链路检测时间的声明；在所述链路检测时间期间，从所述状态管理设备接收链路检测指令，所述链路检测指令用于指示所述多个EPA设备中的每个EPA设备分别检测所述EPA设备与其相邻EPA设备之间的链路状况；在所述链路检测时间期间，确定在所述链路检测指令所指示的专用于所述相邻EPA设备的时间片期间，是否从所述相邻EPA设备接收到链路检测报文；响应于确定从所述相邻EPA设备接收到所述链路检测报文，基于所述链路检测报文确定所述EPA设备和所述相邻EPA设备之间的链路正常；以及响应于确定没有从所述相邻EPA设备接收到所述链路检测报文，确定所述EPA设备和所述相邻EPA设备之间的链路断开。

根据本发明的另一个方面，提供了一种EPA设备，包括：处理器和存储器，所述存储器包括可由所述处理器运行的指令，所述处理器被配置为使得所述节点设备执行如上所述的任一方法。

根据本发明的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序代码，该计算机程序代码在被运行时执行如上所述的方法。

在一些实施例中，所述状态管理设备是所述EPA系统的所述多个EPA设备中的主时钟设备。

在一些实施例中，所述状态管理设备是所述EPA系统的所述多个EPA设备中的其中一个从时钟设备。

在一些实施例中，该方法还包括：在所述链路检测时间期间，在所述链路检测指令所指示的专用于所述EPA设备的时间片期间，向所述相邻EPA设备发送另一链路检测报文。

在一些实施例中，所述链路检测报文包括发送方的源地址、接收方的目的地址和所述发送方发送所述链路检测报文的发送端口号。

在一些实施例中，该方法还包括：基于来自所有相邻EPA设备的链路检测报文和所述EPA设备分别接收所述链路检测报文的接收端口号确定所述EPA设备的链路状态信息；确定是否满足预定的状态上报条件；以及响应于确定满足所述预定的状态上报条件，将所述链路状态信息发送给所述状态管理设备。

在一些实施例中，所述预定的状态上报条件包括以下各项中的任一项：所述EPA设备配置的周期性状态上报时间间隔；基于所述链路状态信息确定所述EPA设备与所述相邻EPA设备的链路状态改变；基于所述链路状态信息确定所述EPA设备与所述相邻EPA设备之间的连接关系改变；基于所述链路状态信息确定所述相邻EPA设备的身份改变；以及从所述状态管理设备接收到要求上报所述链路状态信息的指令。

附图说明

通过参考下列附图所给出的本发明的具体实施方式的描述，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。

图1示出了根据本发明的实施例的示例性EPA系统的示意图。

图2示出了根据本发明实施例的EPA系统的通信周期的示意图。

图3示出了根据本发明的一些实施例的用于EPA系统的链路检测的方法的流程图。

图4示出了适合实现本公开的实施例的EPA设备的方框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在下文的描述中，出于说明各种发明的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种发明实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一些实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一些实施例”中的出现不一定全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

此外，说明书和权利要求中所用的第一、第二、第三等术语，仅仅出于描述清楚起见来区分各个对象，而并不限定其所描述的对象的大小或其他顺序等，除非另有说明。

图1示出了根据本发明的实施例的示例性EPA系统1的示意图。如图1中所示，EPA系统1包括多个EPA设备（图1中示意性地示出了5个EPA设备10、20、30、40和50），其中EPA设备10和20之间通过无线链路12相连，EPA设备20和30之间通过无线链路22相连，EPA设备30和40之间通过无线链路32相连，EPA设备40和50之间通过无线链路42相连，EPA设备50和10之间通过无线链路52相连，EPA设备10和40之间通过无线链路62相连，EPA设备10和30之间通过无线链路72相连。注意，图1中以混合型拓扑结构为例示出了EPA系统1，但是本领域技术人员可以理解，EPA系统1并不限于图1所示的混合型拓扑结构，而是可以具有其他类型的拓扑结构，如星型结构、环形结构等。特别地，对于星型结构的EPA系统来说，每个EPA设备都与交换机相连，EPA设备之间并不相连，此时可以选择交换机作为状态管理设备并且执行该状态管理设备与各个EPA设备之间的链路检测。

在EPA系统1中，各个EPA设备共享同一主时钟，具有相同的时钟基准。这些EPA设备之间的通信周期具有相同的周期性。图2示出了EPA系统1的通信周期T的示意图。

如图2中所示，每个通信周期T可以包括周期时间段Tp和非周期时间段Tn。

每个通信周期T的周期时间段Tp用于每个EPA设备发送周期报文。其中，在给定的通信模式下，为EPA系统1中的每个EPA设备分配了周期时间段Tp期间的固定的传输时间片以发送该EPA设备的周期报文，该传输时间片的开始时间点和长度对于每个EPA设备是唯一的，不会与其他EPA设备产生重叠和冲突。周期时间段Tp主要用来传输指定类型的大数据或特定类型的报文数据，其是主要的数据传输时间。

通信周期T的非周期时间段Tn是所有EPA设备共用的时间段，其可以由每个EPA设备根据实际需要声明不同的传输时间片（例如在周期时间段Tp的周期报文中声明），例如声明不同的传输开始时间点和/或时长等。在非周期时间段Tn期间，所有EPA设备的传输时间片仍然不能重叠。这样，在非周期时间段Tn，每个EPA设备可以用来发送不等长的各种控制报文或少数关键信息。

在本文中，通过由EPA系统1中的状态管理设备（其可以是作为主时钟设备的EPA设备，也可以是作为其中一个从时钟设备的EPA设备）在周期时间段中声明非周期时间段中专用于链路检测的时间，并且在所声明的时间（根据需要）向所有或部分其他EPA设备发送链路检测指令，以使得这些EPA设备能够根据链路检测指令中指定的各自的时间片向其相邻EPA设备发送链路检测报文。

图3示出了根据本发明的一些实施例的用于EPA系统1的链路检测的方法300的流程图。方法300例如可以通过图1中所示的EPA系统1中的EPA设备之间的交互操作来实现。

在方法300开始之前或者作为方法300的一部分，EPA系统1可以打开链路检测功能以进入链路检测状态。在这种情况下，可以选择EPA系统1中的一个EPA设备作为状态管理设备。状态管理设备的选择可以是随机的，也可以是根据EPA系统1预先规定的规则进行的。这里，假设EPA设备50被选择作为状态管理设备，以下也称为状态管理设备50，并且假设EPA设备10响应于状态管理设备50的链路检测指令执行与其所有相邻EPA设备（包括相邻EPA设备20、30、40和50）之间的链路检测。图3中，以EPA设备20作为EPA设备10的相邻EPA设备为例进行描述，也称为相邻EPA设备20。

在EPA系统1进入链路检测状态之后，状态管理设备50可以执行下面所述的方法300的各个步骤。图3中示出了第一通信周期T1和第二通信周期T2，相应地将其周期时间段Tp和非周期时间段Tn分别表示为周期时间段Tp1和Tp2以及非周期时间段Tn1和Tn2。其中第一通信周期T1用于EPA系统1中的各个EPA设备执行链路检测，第二通信周期T2用于EPA系统1中的各个EPA设备向状态管理设备50上报链路检测结果。注意，图3中所示的通信周期、周期时间段和非周期时间段的长度是示例性的，并不意在限制它们的实际长度。此外，虽然图3中将第一通信周期T1和第二通信周期T2显示为连续的两个通信周期，但是本领域技术人员可以理解，取决于触发链路检测结果上报的条件不同，第一通信周期T1和第二通信周期T2也可以是不连续的，而是由链路检测结果上报的条件来确定第二通信周期T2和第一通信周期T1之间的时间距离，如下所详述。

如图3中所示，在步骤310，在第一通信周期T1的周期时间段Tp1期间，状态管理设备50可以在预先分配给它的周期时间片中发送其周期报文52。该周期报文52例如可以是FRT（Fast Realtime，快速实时）协议报文。该周期报文52可以包含非周期声明54，用于声明第一通信周期T1的非周期时间段Tn1期间的链路检测时间Tc，如图2中所示。所声明的链路检测时间Tc的长度至少包括状态管理设备50向执行链路检测的每个EPA设备发送链路检测指令所需的时间Tca和各个EPA设备分别向其相邻EPA设备发送链路检测报文的时间Tcb。

相应地，在步骤310，每个EPA设备（如EPA设备10）可以从状态管理设备50接收该非周期声明54。每个EPA设备可以根据该非周期声明54确定非周期时间段Tn1期间的链路检测时间Tc已被该状态管理设备50声明。进一步地，如果一个EPA设备需要在第一通信周期T1的非周期时间段Tn1期间发送自己的非周期报文的话，该EPA设备还可以根据状态管理设备50的这个非周期声明54（以及其他EPA设备的非周期声明）产生自己的非周期声明。也就是说，状态管理设备50的这个非周期声明54不会影响其他EPA设备对该非周期时间段Tn1中的其他时间片的声明。

在步骤320，在步骤310中所声明的链路检测时间Tc期间，更具体地，在上述时间Tca期间，状态管理设备50可以向各个EPA设备发送链路检测指令。该链路检测指令用于指示这些EPA设备分别检测其自身与其相邻EPA设备之间的链路状况。这里，根据需要，状态管理设备50可以向所有其他EPA设备或者部分其他EPA设备发送该链路检测指令。状态管理设备50向执行链路检测的每个EPA设备发送链路检测指令所需的时间Tca至少包括该链路检测指令遍历需要执行链路检测的每个EPA设备所需的时间。

相应地，在步骤320，需要执行链路检测的EPA设备（如EPA设备10）可以从状态管理设备50接收该链路检测指令。在一些实施例中，每个EPA设备都能够接收到该链路检测指令，并且可以解析该链路检测指令的报文头中的目的地地址来确定其是否要执行链路检测。在另一些实施例中，状态管理设备50仅向需要执行链路检测的EPA设备发送该链路检测指令（例如通过状态管理设备50与该EPA设备之间的链路），从而接收到该链路检测指令的EPA设备可以确定其要执行链路检测。

这里，链路检测指令还包括为每个要执行链路检测的EPA设备分配的链路检测时间Tc中的专用时间片，每个EPA设备可以在所分配的专用时间片中向其相邻EPA设备发送链路检测报文。因此，上述时间Tcb至少包括为每个要执行链路检测的EPA设备分配的专用时间片之和。

接下来，在步骤330，在链路检测时间Tc期间，更具体地，在上述时间Tcb期间，EPA设备10确定在该链路检测指令所指示的专用于相邻EPA设备20的时间片期间，是否从该相邻EPA设备20接收到链路检测报文。如前所述，在上述时间Tcb期间，要执行链路检测的各个EPA设备分别向其相邻EPA设备发送链路检测报文，从而EPA设备可以根据是否接收到其相邻EPA设备的链路检测报文来确定二者之间的链路状况。

当然，在链路检测时间Tc期间，EPA设备10还在该链路检测指令所指示的专用于该EPA设备10的时间片期间，向其所有相邻EPA设备发送另一链路检测报文。注意，在本发明中，每个EPA设备发送和接收的链路检测报文可以具有相同的结构（例如如下所述的结构），但是取决于发送方和接收方的不同而包含不同的信息，如发送方地址、接收方地址、发送方设备类型和/或数据部分等。

如果EPA设备10确定在步骤330从相邻EPA设备20接收到了该链路检测报文，则在步骤340，EPA设备10可以基于该链路检测报文确定EPA设备10和相邻EPA设备20之间的链路正常。

另一方面，如果EPA设备10确定在步骤330没有从相邻EPA设备20接收到该链路检测报文，则在步骤350，EPA设备10可以确定EPA设备10和相邻EPA设备20之间的链路断开。

在一些实施例中，链路检测报文至少包括报文头。在一些可选实施例中，链路检测报文还可以包括可选的数据部分和/或校验部分（如FCS（Frame Check Sum，帧校验和）码）。链路检测报文的报文头可以包括链路检测报文的发送方的源地址（如MAC（MediaAccess Control，媒体访问控制）地址、IP地址等）、接收方的目的地址（如MAC地址、IP地址等）和发送方发送该链路检测报文的发送端口号等。具体地，对于EPA设备10从相邻EPA设备20接收的链路检测报文，该链路检测报文中可以包括相邻EPA设备20的地址作为源地址、EPA设备10的地址作为目的地址以及相邻EPA设备20发送该链路检测报文的端口号（如端口号P20-1）等。

此外，在一些实施例中，该链路检测报文（例如其报文头中）还可以包括发送方的设备类型，以用于接收方进一步验证发送方的设备类型是否正确（接收方预存有该发送方的设备类型的情况下）和/或验证该EPA系统的拓扑结构（该EPA系统的拓扑结构中指明每个EPA设备的设备类型的情况下）。

此外，在一些实施例中，该链路检测报文（例如其报文头中）还可以包括该EPA系统1的原始拓扑结构。该原始拓扑结构可以包括EPA系统1中的各个EPA设备之间的连接关系，进一步地，包括各个EPA设备的各个端口之间的连接关系。接收到该链路检测报文的EPA设备可以根据该链路检测报文确定其与相邻EPA设备之间的连接关系，并且进一步根据该链路检测报文中的原始拓扑结构确定二者的连接关系是否发生改变。该原始拓扑结构也可以预先存储在该EPA系统的各个EPA设备中。

此外，在一些实施例中，该链路检测报文还可以包括数据部分。该数据部分可以用来承载需要在相邻的两个EPA设备之间传输的其他数据。例如，该数据部分可以包括发送方的身份认证消息，接收方可以根据该身份认证消息对发送方的身份进行认证。身份认证消息例如可以包括利用发送方的私钥加密的身份信息，接收方可以利用该发送方的公钥对该身份信息进行认证。该数据部分还可以包括发送方要传送给接收方的数据或其他信息等。

进一步地，在一些实施例中，方法300还可以包括步骤360，其中EPA设备10可以根据从所有相邻EPA设备（如图1所示的EPA设备20、30、40和50）接收到的链路检测报文和对应的接收端口号统计确定该EPA设备10的链路状态信息。该链路状态信息可以存储在EPA设备10处的状态寄存器中以供后续使用或上报。

链路状态信息可以包括EPA设备10的一个接收端口号的列表，并且与每个接收端口号相对应地包括从该接收端口号接收的链路检测报文的发送方的源地址和发送方的发送端口号等。

进一步地，在一些实施例中，方法300还可以包括各个EPA设备将其获取的链路状态信息上报给状态管理设备50。在图3中，示意性地将链路状态信息上报的过程显示在第二通信周期T2中，但是本领域技术人员可以理解，取决于触发条件的不同，链路状态信息上报的过程可以在第一通信周期T1之后的任一通信周期中执行。

具体地，如图3中所示，方法300还可以包括步骤370，其中EPA设备10可以确定是否满足预定的状态上报条件。

从触发状态信息上报的方式的角度，预定的状态上报条件可以包括两类，一类是由EPA设备10配置的周期性上报，另一类是由事件触发的上报。

对于由EPA设备10配置的周期性上报，EPA设备10可以通过确定是否到达其配置的周期性状态上报时间间隔来确定是否满足预定的状态上报条件。例如，EPA设备10可以预先将其周期性状态上报时间间隔配置为500us或者5个通信周期，并且为上述的状态寄存器配置定时器或者计数器，当定时器或者计数器到期时，确定满足预定的状态上报条件。

对于由事件触发的上报，在一种实施例中，EPA设备10可以基于该链路状态信息确定其与相邻EPA设备的链路状态是否改变，并且在链路状态改变时确定满足预定的状态上报条件。这里，链路状态改变包括链路从断开到接入或者从接入到断开的改变。例如，如果EPA设备10确定其接收到的链路检测报文的发送方的地址是一个新的EPA设备的地址，则可以确定有新的EPA设备接入并与自身形成的新的链路。在这种情况下，EPA设备10可以确定链路状态发生了改变，从而预定的状态上报条件满足。

对于由事件触发的上报，在另一种实施例中，EPA设备10可以基于该链路状态信息确定该EPA设备与其相邻EPA设备之间的连接关系是否改变，并且在连接关系改变时确定满足预定的状态上报条件。这里，连接关系改变包括两个EPA设备之间的端口之间的对应关系的改变。如前所述，EPA设备10可以存储有EPA系统1的原始拓扑结构，其中包括该EPA设备与其相邻EPA设备之间的连接关系，如EPA设备与相邻EPA设备的端口之间的对应关系。在这种情况下，根据该链路状态信息可以确定EPA设备10与其相邻EPA设备（如EPA设备20）之间的连接关系是否改变，并且在该链接关系改变时确定满足预定的状态上报条件。

对于由事件触发的上报，在再一种实施例中，EPA设备10可以基于该链路状态信息确定相邻EPA设备的身份是否发生改变，并且在身份改变时确定满足预定的状态上报条件。这里，身份改变包括相邻EPA设备的地址发生改变。如前所述，链路检测报文中包括发送方的源地址，因此，EPA设备10可以基于接收到的链路检测报文中的发送方的源地址确定发送方（即相邻EPA设备）的身份，并且例如将该地址与之前的链路检测报文中的相同发送方的地址进行比较以确定相邻EPA设备的身份是否发生改变。如果确定相邻EPA设备的身份发生改变，则可以确定满足预定的状态上报条件。

对于由事件触发的上报，在进一步的实施例中，EPA设备10可以根据是否从状态管理设备50接收到要求上报该链路状态信息的指令来确定是否满足预定的状态上报条件，并且在接收到该指令时确定满足预定的状态上报条件。也就是说，链路状态信息的上报可以是响应于状态管理设备50的指令来进行的。在这种情况下，类似于上述链路检测过程，状态管理设备50可以在通信周期的周期时间段期间发送非周期声明以声明非周期时间段期间的链路状态信息上报时间，并且在该链路状态信息上报时间向需要上报链路状态信息的各个EPA设备发送链路状态信息上报指令，以使得各个EPA设备能够在链路状态信息上报指令所指示的专用时间片期间分别向状态管理设备50上报其链路状态信息。

继续图3，如果在步骤370确定满足该预定的状态上报条件，在步骤380，EPA设备10将该链路状态信息发送给状态管理设备50。

取决于触发状态信息上报的方式不同，EPA设备10将该链路状态信息上报给状态管理设备50的方式也可能不同。例如，在链路状态改变或者连接关系改变触发的上报的情况下，EPA设备10可以在通信周期的周期时间段中声明该通信周期的非周期时间段的一个时间片以用于上报该链路状态信息。在周期性上报的情况下，除了上述上报方式之外，EPA设备10还可以在通信周期的周期时间段中专用于该EPA设备10的时间片中上报该链路状态信息。在根据状态管理设备的指令上报的情况下，除了上述上报方式之外，EPA设备10还可以根据链路状态信息上报指令的指示，在所指示的专用时间片期间向状态管理设备50上报其链路状态信息。

链路状态信息可以以状态上报报文的形式上报给状态管理设备。与链路检测报文类似，状态上报报文至少包括报文头，该报文头可以包括发送方的源地址、接收方的目的地址和发送方发送该状态上报报文的发送端口号。此外，状态上报报文还包括数据部分，该数据部分可以包括该EPA设备10与其相邻EPA设备之间的连接关系，如EPA设备10的各个端口号以及各个相邻EPA设备的端口号之间的对应关系、各个相邻EPA设备的设备类型、拓扑结构、地址等。此外，在链路检测报文包含身份认证消息的情况下，该数据部分还可以包括身份认证结果，例如身份认证是否通过。此外，在一些实施例中，该数据部分还可以包括出错信息，如该EPA设备10出现物理层错误、EPA设备10从其相邻EPA设备接收到的数据被破坏、重传、乱序、丢失、延时、插入、伪装或者寻址出错等。

在一些实施例中，状态管理设备50在接收到各个EPA设备上报的链路状态信息之后，还可以基于该链路状态信息确定整个EPA系统1的拓扑结构。具体地，如前所述，每个EPA设备上报的链路状态信息包括该EPA设备的各个端口号及其相邻EPA设备的端口号之间的连接关系，在这种情况下，状态管理设备50可以基于所有EPA设备上报的链路状态信息得到所有EPA设备之间的连接关系，从而重构出EPA系统1的拓扑结构。进一步地，状态管理设备50还可以确定重构出的拓扑结构相对于原始拓扑结构或者上一次重构的拓扑结构是否发生变化，并且在确定发生变化时采取进一步的操作，如再次执行链路检测以确认该拓扑结构变化，向上位机报告该拓扑结构变化等。

此外，在一些情况下，可以由状态管理设备50将其接收到的所有链路状态信息继续上报给上位机，并且由上位机基于这些链路状态信息确定整个EPA系统1的拓扑结构。具体方式与由上述状态管理设备50执行的类似，这里不再赘述。

图4示出了适合实现本公开的实施例的EPA设备400的方框图。EPA设备400可以用来实现如图1中所示的多个EPA设备中的任一个，例如如图3所示的EPA设备10、相邻EPA设备20或者状态管理设备50。

如图所示，EPA设备400可以包括处理器410。处理器410控制EPA设备400的操作和功能。例如，在某些实施例中，处理器410可以借助于与其耦合的存储器420中所存储的指令430来执行各种操作。存储器420可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统。尽管图4中仅仅示出了一个存储器420，但是本领域技术人员可以理解，EPA设备400可以包括更多个物理上不同的存储器420。

处理器410可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器（DSP）以及基于处理器的多核处理器架构中的一个或多个多个。EPA设备400也可以包括多个处理器410。处理器410与收发器440耦合，收发器440可以借助于一个或多个天线450和/或其他部件来实现信息的接收和发送。上文参考图1至图3所描述的所有特征均适用于EPA设备400，在此不再赘述。

利用本发明的方案，由于链路检测报文只在相邻EPA设备之间互相发送，而不需要在整个系统中广播，因此各个EPA设备可以同时进行链路检测从而降低网络负荷，并且每个EPA设备仅检测相邻EPA设备，不会产生超长帧，检测速度较快。此外，这种检测方式无需知道EPA设备的MAC地址，从而可以检测出系统中是否接入了未被记录的新节点。此外，执行链路检测所需的时间由状态管理设备在周期时间段中提前声明，不会影响协议栈的正常通信。

本发明可以实现为方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

在一个或多个示例性设计中，可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现本发明所述的功能。例如，如果用软件来实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上，或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码来传输。

本文公开的装置的各个单元可以使用分立硬件组件来实现，也可以集成地实现在一个硬件组件，如处理器上。例如，可以用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或用于执行本文所述的功能的任意组合来实现或执行结合本发明所描述的各种示例性的逻辑块、模块和电路。

本领域普通技术人员还应当理解，结合本发明的实施例描述的各种示例性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。

本发明的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域普通技术人员来说，本发明的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的一般性原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本发明并不限于本文所述的实例和设计，而是与本文公开的原理和新颖性特性的最广范围相一致。

Claims (9)

1.一种用于EPA系统的链路检测的方法，所述EPA系统包括多个EPA设备并且所述多个EPA设备的通信周期具有相同的周期性，所述通信周期包括周期时间段和非周期时间段，所述方法包括，在所述多个EPA设备的一个EPA设备处：

在第一通信周期的周期时间段期间，从所述EPA系统的状态管理设备接收非周期声明，所述非周期声明包含对于所述第一通信周期的非周期时间段期间的链路检测时间的声明；

在所述链路检测时间期间，从所述状态管理设备接收链路检测指令，所述链路检测指令用于指示所述多个EPA设备中的每个EPA设备分别检测所述EPA设备与其相邻EPA设备之间的链路状况；

在所述链路检测时间期间，确定在所述链路检测指令所指示的专用于所述相邻EPA设备的时间片期间，是否从所述相邻EPA设备接收到链路检测报文；

响应于确定从所述相邻EPA设备接收到所述链路检测报文，基于所述链路检测报文确定所述EPA设备和所述相邻EPA设备之间的链路正常；以及

响应于确定没有从所述相邻EPA设备接收到所述链路检测报文，确定所述EPA设备和所述相邻EPA设备之间的链路断开。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述状态管理设备是所述EPA系统的所述多个EPA设备中的主时钟设备。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述状态管理设备是所述EPA系统的所述多个EPA设备中的其中一个从时钟设备。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

在所述链路检测时间期间，在所述链路检测指令所指示的专用于所述EPA设备的时间片期间，向所述相邻EPA设备发送另一链路检测报文。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述链路检测报文包括发送方的源地址、接收方的目的地址和所述发送方发送所述链路检测报文的发送端口号。

6.如权利要求5所述的方法，还包括：

基于来自所有相邻EPA设备的链路检测报文和所述EPA设备分别接收所述链路检测报文的接收端口号确定所述EPA设备的链路状态信息；

确定是否满足预定的状态上报条件；以及

响应于确定满足所述预定的状态上报条件，将所述链路状态信息发送给所述状态管理设备。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述预定的状态上报条件包括以下各项中的任一项：

所述EPA设备配置的周期性状态上报时间间隔；

基于所述链路状态信息确定所述EPA设备与所述相邻EPA设备的链路状态改变；

基于所述链路状态信息确定所述EPA设备与所述相邻EPA设备之间的连接关系改变；

基于所述链路状态信息确定所述相邻EPA设备的身份改变；以及

从所述状态管理设备接收到要求上报所述链路状态信息的指令。

8.一种EPA设备，包括：

处理器和存储器，所述存储器包括可由所述处理器运行的指令，所述处理器被配置为使得所述节点设备执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序代码，所述计算机程序代码在被运行时执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。

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