CN113542277B - Canopen设备通过tsn网络桥接的方法、系统、介质及装置 - Google Patents

Canopen设备通过tsn网络桥接的方法、系统、介质及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113542277B
CN113542277B CN202110806774.3A CN202110806774A CN113542277B CN 113542277 B CN113542277 B CN 113542277B CN 202110806774 A CN202110806774 A CN 202110806774A CN 113542277 B CN113542277 B CN 113542277B
Authority
CN
China
Prior art keywords
canopen
conversion module
protocol conversion
mac address
message
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110806774.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113542277A (zh
Inventor
徐如�
郭从建
郑晓生
孟崴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI HI-TECH CONTROL SYSTEM CO LTD
Original Assignee
SHANGHAI HI-TECH CONTROL SYSTEM CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI HI-TECH CONTROL SYSTEM CO LTD filed Critical SHANGHAI HI-TECH CONTROL SYSTEM CO LTD
Priority to CN202110806774.3A priority Critical patent/CN113542277B/zh
Publication of CN113542277A publication Critical patent/CN113542277A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113542277B publication Critical patent/CN113542277B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/08—Protocols for interworking; Protocol conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4641—Virtual LANs, VLANs, e.g. virtual private networks [VPN]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/74—Address processing for routing
    • H04L45/745—Address table lookup; Address filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/22—Parsing or analysis of headers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215—Controller Area Network CAN

Abstract

本发明提供一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法、系统、介质及装置，包括：接收CANOPEN设备发送的第一报文，判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若不在，则应答所述报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发第一以太网帧至第二协议转换模块；或接收通过TSN网络发送的第二以太网帧，判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若是，则去掉第二以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第二报文，通过CANOPEN网络转发所述报文至目的地CANOPEN设备。本发明的一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法、系统、介质及装置，用于将多个距离较远的CANOPEN设备或者CANOPEN网络通过TSN网络链接起来并保持同步，可以扩大CANOPEN网络面积。

Description

CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法、系统、介质及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法、系统、介质及装置。
背景技术
CANOPEN是一种架构在控制局域网络(Controller Area Network,CAN)上的高层通信协议，包括通信子协议及设备子协议，常在嵌入式系统中使用，也是工业控制常用到的一种现场总线。
CANOPEN协议是基于CAN总线协议建立的应用层协议。CANOPEN协议属于“主-从站协议”，一个CANOPEN网络中有一个主站和若干个从站。每一个从站点都有一个ID号，一个数据字典和四种工作状态。CANOPEN协议将CAN总线协议的通信帧进行了进一步的封装和分类，以满足更高层次通信的需要。广泛应用在电机伺服控制器通信上，有大量伺服控制器支持，但是由于can网络标准技术标准决定，CAN网络距离有限。随着现代工业实时以太网标准的发展，时间敏感型网络允许周期性与非周期性数据在同一网络中传输，使得标准以太网具有确定性传输的优势，并通过厂商独立的标准化进程，已成为广泛聚焦的关键技术。
COB-ID是CANOPEN通讯协议的特有方式，它的全称是Communication ObjectIdentifier-ID(通讯对象-ID)，这些COB-ID为PDO定义了相应的传输级别，有了这些传输级别后，控制器和伺服就能够在各自的软件里配置里定义相同的传输级别和其里面的传输内容，这样控制器和伺服都采用的同一个传输级别和传输内容后，数据的传输即透明化了，也就是双方都知道所要传输的数据内容了，也就不需要在传输数据时还需要对方回复数据是否传输成功。
因此，希望能够解决如何延展CANOPEN网络，如何将多个异地CANOPEN网络组合控制起来的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法、系统、介质及装置，用于解决现有技术中如何延展CANOPEN网络，如何将多个异地CANOPEN网络组合控制起来的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法，包括以下步骤：获取通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID，生成第一协议转换模块的COB-ID列表；基于第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；获取第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；接收第一CANOPEN设备发送的第一报文，判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若不在，则应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发所述第一以太网帧至第二协议转换模块；或接收通过TSN网络发送的第二以太网帧，判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若是，则去掉所述第二以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第二报文，通过CANOPEN网络转发所述第二报文至目的地CANOPEN设备。
于本发明的一实施例中，所述应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧包括：拉高所述第一报文的应答位生成CANOPEN协议帧；获取所述第一协议转换模块的MAC地址；获取所述第一协议转换模块所在VLAN网络的VLANID；基于所述MAC地址和VLANID封装所述CANOPEN协议帧成第一以太网帧。
于本发明的一实施例中，还包括基于所述CANOPEN协议帧的数据类型选择对应的优先级发送所述第一以太网帧。
于本发明的一实施例中，所述CANOPEN设备为同步电机。
为实现上述目的，本发明还提供一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的系统，包括：获取模块、生成模块、第一接收模块和第二接收模块；所述获取模块用于获取通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID，生成第一协议转换模块的COB-ID列表；所述生成模块用于基于第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；获取第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；所述第一接收模块用于接收第一CANOPEN设备发送的第一报文，判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若不在，则应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发所述第一以太网帧至第二协议转换模块；所述第二接收模块用于或接收通过TSN网络发送的第二以太网帧，判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若是，则去掉所述第二以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第二报文，通过CANOPEN网络转发所述第二报文至目的地CANOPEN设备。
于本发明的一实施例中，所述应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧包括：拉高所述第一报文的应答位生成CANOPEN协议帧；获取所述第一协议转换模块的MAC地址；获取所述第一协议转换模块所在VLAN网络的VLANID；基于所述MAC地址和VLANID封装所述CANOPEN协议帧成第一以太网帧。
于本发明的一实施例中，还包括基于所述CANOPEN协议帧的数据类型选择对应的优先级发送所述第一以太网帧。
为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一上述CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法。
为实现上述目的，本发明还提供一种协议转换模块，包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器与所述存储器相连，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述协议转换模块执行任一上述的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法。
最后，本发明还提供一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的系统，包括上述的协议转换模块和CANOPEN设备；所述协议转换模块包括第一协议转换模块和第二协议转换模块；所述第一协议转换模块与第一CANOPEN设备通过第一CAN总线连接；所述第二协议转换模块与第二CANOPEN设备通过第二CAN总线连接；所述CANOPEN设备用于发送第一报文至所述协议转换模块；所述第一协议转换模块用于获取通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID，生成第一协议转换模块的COB-ID列表；基于第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；获取第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；接收第一CANOPEN设备发送的第一报文，判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若不在，则应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发所述第一以太网帧至第二协议转换模块；或接收通过TSN网络发送的第二以太网帧，判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若是，则去掉所述第二以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第二报文，通过CANOPEN网络转发所述第二报文至目的地CANOPEN设备；所述第二协议转换模块用于获取通过第二CAN总线连接的第二CANOPEN设备的第二COB-ID，生成第二协议转换模块的COB-ID列表；基于第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；获取第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；接收第二CANOPEN设备发送的第三报文，判断所述第三报文的目的地CANOPEN设备是否在第二对应关系表，若不在，则应答所述第三报文并加上第二协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第三以太网帧，通过TSN网络转发所述第三以太网帧至第一协议转换模块；或接收通过TSN网络发送的第一以太网帧，判断所述第一以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第二对应关系表，若是，则去掉所述第一以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第四报文，通过CANOPEN网络转发所述第四报文至目的地CANOPEN设备。
如上所述，本发明的一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法、系统、介质及装置，具有以下有益效果：用于将多个距离较远的CANOPEN设备或者CANOPEN网络通过TSN网络链接起来并保持同步，可以扩大CANOPEN网络面积。
附图说明
图1显示为本发明的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法于一实施例中的流程图；
图2显示为本发明的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的系统于一实施例中的结构示意图；
图3显示为本发明的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的装置于一实施例中的结构示意图；
图4显示为本发明的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的系统于又一实施例中的结构示意图。
元件标号说明
21 获取模块
22 生成模块
23 第一接收模块
24 第二接收模块
31 处理器
32 存储器
411 第一协议转换模块
412 第一CANOPEN设备
421 第二协议转换模块
422 第二CANOPEN设备
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，故图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法、系统、介质及装置，用于将多个距离较远的CANOPEN设备或者CANOPEN网络通过TSN网络链接起来并保持同步，可以扩大CANOPEN网络面积，将多个异地CANOPEN网络组合控制起来，将CANOPEN网络面积用于比较大的环境。
如图1所示，于一实施例中，本发明的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法，包括以下步骤：
步骤S11、获取通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID，生成第一协议转换模块的COB-ID列表。
具体地，协议转换模块包括：交换机、集线器等网关设备。
具体地，所述CAN总线控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准(ISO11898)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。
具体地，所述CANOPEN设备是指应用CANOPEN协议进行通信的设备。
具体地，COB-ID是CANOPEN通讯协议的特有方式，它的全称是CommunicationObject Identifier-ID(通讯对象-ID)。每个CANOPEN设备都对应一个COB-ID。
具体地，所述第一协议转换模块的COB-ID列表是指与所述第一协议转换模块通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID组成的列表。
步骤S12、基于第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；获取第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表。
具体地，所述第一对应关系表是指包含第一协议转换模块的MAC地址和与第一协议转换模块通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID所组成的第一协议转换模块的COB-ID列表所组成的第一对应关系表。即第一对应关系表中一个第一协议转换模块MAC地址对应多个与第一协议转换模块通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID。
具体地，所述第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表是指包含第二协议转换模块的MAC地址和与所述第二协议转换模块通过第二CAN总线连接的第二CANOPEN设备的COB-ID所组成的第二协议转换模块的COB-ID列表所组成的第二对应关系表。例如C协议转换模块的MAC地址和与所述C协议转换模块通过CAN总线连接的CANOPEN设备的COB-ID所组成的C协议转换模块的COB-ID列表所组成的C对应关系表。
具体地，所述MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表是指包括所有通过TSN网络连接的协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表。例如，A协议转换模块、B协议转换模块和C协议转换模块通过TSN网络连接，A协议转换模块有对应的A对应关系表，B协议转换模块有对应的B对应关系表，C协议转换模块有对应的C对应关系表。所述A对应关系表、B对应关系表和C对应关系表共同组成了对应关系总表。
具体地，TSN网络是时间敏感型网络。时间敏感型网络(time sensitive network，TSN)是目前国际产业界正在积极推动的全新工业通信技术。时间敏感型网络允许周期性与非周期性数据在同一网络中传输，使得标准以太网具有确定性传输的优势，并通过厂商独立的标准化进程，已成为广泛聚焦的关键技术。目前，IEEE、IEC等组织均在制定基于TSN的工业应用网络的底层互操作性标准与规范。
步骤S13、接收第一CANOPEN设备发送的第一报文，判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若不在，则应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发所述第一以太网帧至第二协议转换模块。
具体地，CANOPEN设备发送的报文由7个不同的位域组成，而CANOPEN就是规定其中的仲裁域(11位标识符)和数据域(8字节数据)的使用情况。CANOPEN协议中的各种通讯对象通过11位标识符中的功能码部分(10-7位)进行分别，比如主节点发送NMT控制命令功能码为0000，SDO的功能码为1011(发送)和1100(接收)。CAN网络中各个从节点的ID用节点ID(6-0位)表示，最多可以有127个从节点。不同通讯对象对8字节数据的使用及各字节代表的意义不同。(1)过程数据对象(PDO)：8个字节全部用来传输实时数据。(2)服务数据对象(SDO)：使用8个字节。(3)网络管理对象(NMT)：NMT对象使用2字节数据，心跳报文使用1字节数据。
具体地，CANOPEN协议作为CAN总线的应用层协议，主要对CAN报文中可用于报文控制的11/29位CAN-ID和8字节数据进行定义，实现应用层功能。CANOPEN协议使用11/29位CAN-ID对报文进行分类，协议支持的报文有以下几类：1.SDO(服务数据对象)报文。SDO报文的主要用途是主从节点的数据交互。使用SDO报文进行通信时，接收报文的节点需要回送报文进行应答，因此，SDO报文实现的是一种面向连接的可靠性通信。2.PDO(过程数据对象)报文。PDO报文的主要用途与SDO报文类似，也是用于主从节点数据交互。与SDO报文的主要区别在于，使用PDO报文通信时，接收报文的节点不需要回送应答；另外PDO报文对数据的访问方式与SDO报文不同，PDO报文的数据访问效率比SDO报文更高，因此，PDO报文常用于需要频繁操作的数据，以及需要高效率传输的数据。PDO报文可采用同步方式或者异步方式进行传输。当需要同步传输PDO报文时，设备的对象字典需要支持同步周期字典项(索引值0x1006)。3.NMT(网络管理)报文。该报文的主要功能是进行网络管理，CANopen主节点通过发送NMT报文控制从节点的启动，停止，运行等状态切换，从节点通过NMT报文(具体来说是心跳报文)来通知主节点自己上线或者下线。4.特殊功能报文，主要包括同步报文，紧急事件报文，时间邮戳报文等。不同格式的报文对应不同的发送优先级。
具体地，所述第一报文的目的地CANOPEN设备是指，所述第一报文指定的发送对象。判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，即判断所述第一报文的发送对象是否在第一对应关系表。若在，则所述第一报文已经由所述CANOPEN设备发送至目的地CANOPEN设备，此时不再需要操作。若不在，说明所述第一报文需要通过第一协议转换模块转发，因此，则应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发所述第一以太网帧至第二协议转换模块。通过一个协议转换模块将CANOPEN网络上的协议帧转换为适合TSN网络的以太网帧通过TSN网络发出去到另外的协议转换模块起重新组包还原成CANOPEN协议帧，并继续通信，其中协议转换模块主要功能是通过接受到的COBID通过协议转换模块的对照表找到对应的CANOPEN子网发过去以实现跨TSN传输。
具体地，所述应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧包括：
步骤S131、拉高所述第一报文的应答位生成CANOPEN协议帧。所述拉高所述第一报文的应答位是指改变所述应答位由预设第一值改为预设第二值，例如由预设第一值0改为预设第二值1。
步骤S132、获取所述第一协议转换模块的MAC地址。
步骤S133、获取所述第一协议转换模块所在VLAN网络的VLANID。所述VLANID是用于识别所述VLAN网络的身份，由TSN网络决定。VLANID主要是能帮助用户配置隔离运行在Hyper-V上的虚拟机的虚拟网络。其中包括将相同的VLANID分配给每一个虚拟机。VLANID可以用在Microsoft Windows Server 2012R2和以前的版本上。VLANID在虚拟机的属性页上分配，这可能是很多管理员比较熟悉的一种VLANID方法。当然，也可以用PowerShell脚本给虚拟机分配VLANID。
步骤S134、基于所述MAC地址和VLANID封装所述CANOPEN协议帧成第一以太网帧。VLAN(Virtual Local Area Network)的中文名为"虚拟局域网"。虚拟局域网(VLAN)是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信。VLAN用于将交换机划分成多个子网络，将站点之间的通信限定在同一虚网内，一个VLAN就是一个独立的广播域。VLAN的定义方式有：物理端口、MAC地址、协议、IP地址和用户自定义过滤方式等。802.1Q是VLAN的标准，是将VLANID封装在帧头，使得帧跨越不同设备，也能保留VLAN信息。
步骤S14、或接收通过TSN网络发送的第二以太网帧，判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若是，则去掉所述第二以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第二报文，通过CANOPEN网络转发所述第二报文至目的地CANOPEN设备。
具体地，步骤S13和步骤S14没有前后顺序关系。也不是必须都发生。
具体地，所述判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表包括：基于获取所述第二以太网帧中包含的MAC地址，判断所述MAC地址是否在第一对应关系表，若在，则所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备在第一对应关系表。
具体地，还包括基于所述CANOPEN协议帧的数据类型选择对应的优先级发送所述第一以太网帧。例如，所述数据类型包括SDO报文、PDO报文、NMT报文等，预先设定不同数据类型对应的发送优先级，就可以根据数据类型选择对应的优先级发送所述第一以太网帧。
具体地，所述CANOPEN设备为同步电机，可以将多个距离较远的CANOPEN设备或者CANOPEN网络通过TSN链接起来并保持同步，可以扩大CANOPEN网络面积用于比较大的环境，方便在工厂等复杂的应用环境部署并实施同步电机运动控制。
如图2所示，于一实施例中，本发明的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的系统，包括获取模块21、生成模块22、第一接收模块23和第二接收模块24；所述获取模块用于获取通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID，生成第一协议转换模块的COB-ID列表；所述生成模块用于基于第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；获取第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；所述第一接收模块用于接收第一CANOPEN设备发送的第一报文，判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若不在，则应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发所述第一以太网帧至第二协议转换模块；或，所述第二接收模块用于接收通过TSN网络发送的第二以太网帧，判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若是，则去掉所述第二以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第二报文，通过CANOPEN网络转发所述第二报文至目的地CANOPEN设备。
于本发明的一实施例中，所述应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧包括：拉高所述第一报文的应答位生成CANOPEN协议帧；获取所述第一协议转换模块的MAC地址；获取所述第一协议转换模块所在VLAN网络的VLANID；基于所述MAC地址和VLANID封装所述CANOPEN协议帧成第一以太网帧。
于本发明的一实施例中，还包括基于所述CANOPEN协议帧的数据类型选择对应的优先级发送所述第一以太网帧。
于本发明的一实施例中，所述CANOPEN设备为同步电机。
需要说明的是，获取模块21、生成模块22、第一接收模块23和第二接收模块24的结构和原理与上述CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法中的步骤一一对应，故在此不再赘述。
需要说明的是，应理解以上系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(Micro Processor Uint，简称MPU)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
于本发明一实施例中，本发明还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一所述CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
如图3所示，于一实施例中，本发明的协议转换模块包括：处理器31和存储器32；所述存储器32用于存储计算机程序；所述处理器31与所述存储器32相连，用于执行所述存储器32存储的计算机程序，以使所述协议转换模块执行任一所述的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法。
具体地，所述存储器32包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
优选地，所述处理器31可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
如图4所示，于一实施例中，本发明的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的系统，包括上述的协议转换模块和CANOPEN设备；所述协议转换模块包括第一协议转换模块411和第二协议转换模块412；所述第一协议转换模块与第一CANOPEN设备通过第一CAN总线连接；所述第二协议转换模块421与第二CANOPEN设备422通过第二CAN总线连接；所述CANOPEN设备用于发送第一报文至所述协议转换模块；所述第一协议转换模块用于获取通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID，生成第一协议转换模块的COB-ID列表；基于第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；获取第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；接收第一CANOPEN设备发送的第一报文，判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若不在，则应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发所述第一以太网帧至第二协议转换模块；或接收通过TSN网络发送的第二以太网帧，判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若是，则去掉所述第二以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第二报文，通过CANOPEN网络转发所述第二报文至目的地CANOPEN设备；所述第二协议转换模块用于获取通过第二CAN总线连接的第二CANOPEN设备的第二COB-ID，生成第二协议转换模块的COB-ID列表；基于第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；获取第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；接收第二CANOPEN设备发送的第三报文，判断所述第三报文的目的地CANOPEN设备是否在第二对应关系表，若不在，则应答所述第三报文并加上第二协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第三以太网帧，通过TSN网络转发所述第三以太网帧至第一协议转换模块；或接收通过TSN网络发送的第一以太网帧，判断所述第一以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第二对应关系表，若是，则去掉所述第一以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第四报文，通过CANOPEN网络转发所述第四报文至目的地CANOPEN设备。
具体地，所述第二协议转换模块421与第二CANOPEN设备422可以有多对。即在一个TSN网络中可以由多个协议转换模块。
具体地，所述第一协议转换模块用于应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧包括：拉高所述第一报文的应答位生成CANOPEN协议帧；获取所述第一协议转换模块的MAC地址；获取所述第一协议转换模块所在VLAN网络的VLANID；基于所述MAC地址和VLANID封装所述CANOPEN协议帧成第一以太网帧。
具体地，还包括基于所述CANOPEN协议帧的数据类型选择对应的优先级发送所述第一以太网帧。
具体地，所述CANOPEN设备为同步电机。
综上所述，本发明CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法、系统、介质及装置，用于将多个距离较远的CANOPEN设备或者CANOPEN网络通过TSN网络链接起来并保持同步，可以扩大CANOPEN网络面积。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID，生成第一协议转换模块的COB-ID列表；
基于第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；获取第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；
接收第一CANOPEN设备发送的第一报文，判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若不在，则应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发所述第一以太网帧至第二协议转换模块；或
接收通过TSN网络发送的第二以太网帧，判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若是，则去掉所述第二以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第二报文，通过CANOPEN网络转发所述第二报文至目的地CANOPEN设备。
2.根据权利要求1所述的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法，其特征在于，所述应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧包括：
拉高所述第一报文的应答位生成CANOPEN协议帧；所述拉高所述第一报文的应答位是指改变所述应答位由预设第一值改为预设第二值；
获取所述第一协议转换模块的MAC地址；
获取所述第一协议转换模块所在VLAN网络的VLANID；
基于所述MAC地址和VLANID封装所述CANOPEN协议帧成第一以太网帧。
3.根据权利要求2所述的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法，其特征在于，还包括基于所述CANOPEN协议帧的数据类型选择对应的优先级发送所述第一以太网帧。
4.根据权利要求1所述的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法，其特征在于，所述CANOPEN设备为同步电机。
5.一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的系统，其特征在于，包括：获取模块、生成模块、第一接收模块和/或第二接收模块；
所述获取模块用于获取通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID，生成第一协议转换模块的COB-ID列表；
所述生成模块用于基于第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；获取第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；
所述第一接收模块用于接收第一CANOPEN设备发送的第一报文，判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若不在，则应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发所述第一以太网帧至第二协议转换模块；或
所述第二接收模块用于接收通过TSN网络发送的第二以太网帧，判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若是，则去掉所述第二以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第二报文，通过CANOPEN网络转发所述第二报文至目的地CANOPEN设备。
6.根据权利要求5所述的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的系统，其特征在于，所述应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧包括：
拉高所述第一报文的应答位生成CANOPEN协议帧；所述拉高所述第一报文的应答位是指改变所述应答位由预设第一值改为预设第二值；
获取所述第一协议转换模块的MAC地址；
获取所述第一协议转换模块所在VLAN网络的VLANID；
基于所述MAC地址和VLANID封装所述CANOPEN协议帧成第一以太网帧。
7.根据权利要求5所述的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的系统，其特征在于，还包括基于所述CANOPEN协议帧的数据类型选择对应的优先级发送所述第一以太网帧。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行，以实现权利要求1至4中任一项所述CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法。
9.一种协议转换模块，其特征在于，包括：处理器和存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器与所述存储器相连，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述协议转换模块执行权利要求1至4中任一项所述的CANOPEN设备通过TSN网络桥接的方法。
10.一种CANOPEN设备通过TSN网络桥接的系统，其特征在于，包括CANOPEN设备和如权利要求9所述的协议转换模块；所述协议转换模块包括第一协议转换模块和第二协议转换模块；所述第一协议转换模块与第一CANOPEN设备通过第一CAN总线连接；所述第二协议转换模块与第二CANOPEN设备通过第二CAN总线连接；
所述CANOPEN设备用于发送第一报文至所述协议转换模块；
所述第一协议转换模块用于获取通过第一CAN总线连接的第一CANOPEN设备的COB-ID，生成第一协议转换模块的COB-ID列表；基于第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；获取第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；接收第一CANOPEN设备发送的第一报文，判断所述第一报文的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若不在，则应答所述第一报文并加上第一协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第一以太网帧，通过TSN网络转发所述第一以太网帧至第二协议转换模块；或接收通过TSN网络发送的第二以太网帧，判断所述第二以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第一对应关系表，若是，则去掉所述第二以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第二报文，通过CANOPEN网络转发所述第二报文至目的地CANOPEN设备；
所述第二协议转换模块用于获取通过第二CAN总线连接的第二CANOPEN设备的第二COB-ID，生成第二协议转换模块的COB-ID列表；基于第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表生成第二协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第二对应关系表；获取第一协议转换模块的MAC地址和COB-ID列表的第一对应关系表；生成MAC地址和COB-ID列表的对应关系总表；接收第二CANOPEN设备发送的第三报文，判断所述第三报文的目的地CANOPEN设备是否在第二对应关系表，若不在，则应答所述第三报文并加上第二协议转换模块的MAC地址和VLAN封装成第三以太网帧，通过TSN网络转发所述第三以太网帧至第一协议转换模块；或接收通过TSN网络发送的第一以太网帧，判断所述第一以太网帧的目的地CANOPEN设备是否在第二对应关系表，若是，则去掉所述第一以太网帧的MAC地址包头和VLAN封装获得第四报文，通过CANOPEN网络转发所述第四报文至目的地CANOPEN设备。
CN202110806774.3A 2021-07-16 2021-07-16 Canopen设备通过tsn网络桥接的方法、系统、介质及装置 Active CN113542277B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110806774.3A CN113542277B (zh) 2021-07-16 2021-07-16 Canopen设备通过tsn网络桥接的方法、系统、介质及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110806774.3A CN113542277B (zh) 2021-07-16 2021-07-16 Canopen设备通过tsn网络桥接的方法、系统、介质及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113542277A CN113542277A (zh) 2021-10-22
CN113542277B true CN113542277B (zh) 2022-12-02

Family

ID=78099871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110806774.3A Active CN113542277B (zh) 2021-07-16 2021-07-16 Canopen设备通过tsn网络桥接的方法、系统、介质及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113542277B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114697155B (zh) * 2022-03-10 2023-11-24 北京精雕科技集团有限公司 一种多设备数据交互方法与装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104125150A (zh) * 2014-07-22 2014-10-29 福建星网锐捷网络有限公司 一种协议报文处理方法、装置及系统
EP3745657B1 (en) * 2016-05-27 2022-03-09 Panasonic Intellectual Property Corporation of America Gateway device, vehicle network system, transfer method, and program
JP6962697B2 (ja) * 2016-05-27 2021-11-05 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America ネットワークハブ、転送方法及び車載ネットワークシステム
US11356388B2 (en) * 2017-08-18 2022-06-07 Missing Link Electronics, Inc. Real-time multi-protocol heterogeneous packet-based transport
US11269795B2 (en) * 2019-08-01 2022-03-08 Vulcan Technologies Shanghai Co., Ltd. Intelligent controller and sensor network bus, system and method including a link media expansion and conversion mechanism
CN111464409A (zh) * 2020-03-25 2020-07-28 浙江中控研究院有限公司 一种can总线并入时间敏感网络的数据交换装置及网络
CN112202665B (zh) * 2020-09-30 2022-03-15 郑州信大捷安信息技术股份有限公司 一种车载安全网关及其数据通信方法
CN112436948B (zh) * 2020-11-12 2023-04-18 中国铁道科学研究院集团有限公司 基于tsn的列车以太网卡及数据收发方法
CN112671862B (zh) * 2020-12-15 2022-09-02 交控科技股份有限公司 列车tsn网络结合trdp协议的实时通信方法和终端
CN112969230B (zh) * 2021-04-15 2021-10-15 航天新通科技有限公司 一种移动通信中时间敏感网络传输的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113542277A (zh) 2021-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3468106B1 (en) Gateway device, in-vehicle network system, transfer method, and program
KR101673304B1 (ko) 차량용 이더넷을 위한 avb 스트림 제어 방법 및 장치
CN114172802B (zh) 容器网络配置方法、装置、计算节点、主节点及存储介质
US11876879B2 (en) Message handler
EP2106063B1 (en) Service bandwidth configuring method and network management system
CN105388858B (zh) 网络中通信节点的操作方法
CN107579900B (zh) 从vlan网络接入vxlan网络的方法、装置及系统
CN112422393A (zh) 可扩展虚拟局域网报文发送方法、计算机设备和可读介质
EP3745657B1 (en) Gateway device, vehicle network system, transfer method, and program
CN110213148B (zh) 一种数据传输的方法、系统及装置
CN104125152A (zh) 一种基于车载网关提高车载网络可靠性的方法
CN112532756B (zh) 接口扩展方法、装置和系统
CN113542277B (zh) Canopen设备通过tsn网络桥接的方法、系统、介质及装置
CN109995636B (zh) 混合组网方法、装置、系统、设备及介质
US11337184B2 (en) Method and apparatus for transmitting and receiving data stream performed in vehicle network
JP2024504466A (ja) パケット転送方法、パケット処理方法、およびデバイス
CN111181848B (zh) 网络分片方法、系统、路由器和存储介质
CN112532540A (zh) 接口管理方法、装置和系统
CN112260927B (zh) 一种报文发送方法、vtep及存储介质
US20220247682A1 (en) Message forwarding method, system, device, node device, and storage medium
CN113810261B (zh) 通过操作虚拟区网标签在时间敏感网络与非时间敏感网络之间路由封包的装置及方法
CN111565140B (zh) 同时支持can总线和以太网的分布式航空通信中间件
CN116132299A (zh) 一种处理方法及装置
CN113259244B (zh) 一种用于时间敏感网络的流量映射方法
JP7464054B2 (ja) 中継装置、通信方法および通信プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant