CN114615345B - 工业现场总线多协议路由器系统及多协议转换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了工业现场总线多协议路由器及多协议转换方法，包括：工业双模通信分系统，用于工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；纳机电主控制分系统，用于对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；容错切换安全分系统，用于根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；多协议及路径分系统，用于根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配。

Description

工业现场总线多协议路由器系统及多协议转换方法
技术领域
本发明涉及工业总线协议路由转换领域，更具体地说，本发明涉及工业现场总线多协议路由器及多协议转换方法。
背景技术
现阶段，工业现场通信一般通过单模进行；主控制部分多采用无源控制单元，无法在控制电源掉电时进行紧急临时控制和数据紧急备份，无法在电源恢复过程中仍保持工业现场的临时通信控制；目前在智能流量设定方面，对双模通信进行智能流量设定、在多条路径间进行负载均衡、智能分析现场网络容错安全保障特性方面仍需改进；工业现场对通信系统的可靠性要求较高，现有技术中容错切换的及时性仍需提高，现场通信的安全及预警仍待加强；如何进行多协议及路径的流量设定和负载均衡仍有必要进一步改进；因此，有必要提出一种工业现场总线多协议路由器及多协议转换方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题，本发明提供了工业现场总线多协议路由器系统，包括：
工业双模通信分系统，用于工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；
纳机电主控制分系统，用于对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；
容错切换安全分系统，用于根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；
多协议及路径分系统，用于根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配。
优选的，所述工业双模通信分系统包括：
工业现场设备接口子系统，用于设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元；
路由通信设备接口子系统，用于设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元，并与无线设备通信单元进行无线通信；
工业现场通信总线子系统，用于连接有线设备通信接口和有线路由通信接口。
优选的，所述纳机电主控制分系统包括：
纳机电通信监测分系统，用于通过微型纳机电集成流量监测分析，对双模通信进行智能流量设定；
纳机电通信控制分系统，用于通过双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡；
纳机电安全保障分系统，用于智能评估现场网络容错安全保障特性，并在系统突发断电时通过微型集成电源进行紧急通信数据备份供电。
优选的，所述容错切换安全分系统包括：
通信链路柔性集成子系统，用于将工业现场多种通信链路进行柔性调配扩展集成化处理，形成柔性集成通信链路；
通信链路无缝切换子系统，用于对柔性集成通信链路进行预准备瞬态无缝切换；
通信安全预警控制子系统，用于接收纳机电主控制分系统的智能分析安全信息，控制触发安全预警信号。
优选的，所述多协议及路径分系统包括：
多协议生成子系统，用于根据通讯类型生成路由协议；
多路径规划子系统，用于将生成路由协议根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行路由协议配置；
协议传输路径分配子系统，用于根据路由协议配置为多协议路由器分配协议传输地址和协议传输路径。
一种工业现场总线多协议路由器协议转换方法，包括：
S100、通过工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；
S200、对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；
S300、根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；
S400、根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配。
优选的，所述S100包括：
S101、设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元；
S102、设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元，并与无线设备通信单元进行无线通信；
S103、连接有线设备通信接口和有线路由通信接口。
优选的，所述S200包括：
S201、通过微型纳机电集成流量监测分析，对双模通信进行智能流量设定；设置集成流量监测程序规则，并传输到纳机电主控制系统；通过微型纳机电集成多路开关，切换不同模式通信通道并进行转换，加入多种成组转换模式模拟通道，设置程序对多个模拟通道进行自动逐采样转换；集成流量监测程序规则包括：微型纳机电集成流量监测分析工业现场数据类型和工业现场数据描述信息，通过工业现场数据流量监测识别位进行识别数据，判断数据产生于工业现场或外部信息传入工业现场；当数据产生于工业现场，则对数据进行存储；当数据由外部信息传入工业现场，则对数据进行智能评估是否影响现场网络安全；
S202、通过双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡；
S203、智能评估现场网络容错安全保障特性，并在系统突发断电时通过微型集成电源进行紧急通信数据备份供电。
优选的，所述S300包括：
S301、将工业现场多种通信链路进行柔性调配扩展集成化处理，形成柔性集成通信链路；通过通信链路数据分配和通信链路柔性设置；对每种通信链路配置集成信道，确定接收发射端的参数；分析不同通信链路信道属性，确定信号在每条通信链路信道上的衰弱因子；衰弱因子包括：信号散射衰弱因子、环境噪声衰弱因子和距离衰弱因子；对衰弱因子通过扩展进行信号增强并通过集成化处理进行智能平衡；当信号散射衰弱因子大于设定信号散射衰弱因子时，则减小信号散射范围；当环境噪声衰弱因子大于设定环境噪声衰弱因子时，通过集成滤波对环境噪声进行滤波处理；当距离衰弱因子大于设定距离衰弱因子时，则进行信号增强；
S302、对柔性集成通信链路进行预准备瞬态无缝切换；
S303、接收纳机电主控制分系统的智能分析安全信息，控制触发安全预警信号。
优选的，所述S400包括：
S401、根据通讯类型生成路由协议；
S402、将生成路由协议根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行路由协议配置；
S403、根据路由协议配置为多协议路由器分配协议传输地址和协议传输路径。
相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：
本发明的工业现场总线多协议路由器及多协议转换方法，工业双模通信分系统，用于工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；纳机电主控制分系统，用于对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；容错切换安全分系统，用于根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；多协议及路径分系统，用于根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配；能够进行工业现场通信双模通信，双模互相补充提供保障，提高了通信系统的可靠性；主控制部分采用有源控制单元，可以在控制电源掉电时进行紧急临时控制和数据紧急备份，能够在电源恢复过程中仍保持工业现场的临时通信控制；在智能流量设定方面，对双模通信进行智能流量设定、在多条路径间进行负载均衡、智能分析现场网络容错安全保障特性方面进行改进；可以满足工业现场对通信系统的较高可靠性要求，提高了现有技术中容错切换的及时性，加强了现场通信的安全及预警；多协议及路径的流量设定和负载均衡等方面都得到进一步改进。
本发明所述的工业现场总线多协议路由器及多协议转换方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明所述的工业现场总线多协议路由器系统结构图。
图2为本发明所述的工业现场总线多协议路由器协议转换方法步骤图。
图3为本发明所述的工业现场总线多协议路由器协议转换方法子步骤图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1-3所示，本发明提供了工业现场总线多协议路由器系统，包括：
工业双模通信分系统，用于工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；
纳机电主控制分系统，用于对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；
容错切换安全分系统，用于根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；
多协议及路径分系统，用于根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配。
上述技术方案的工作原理为：工业现场总线多协议路由器系统，包括：
工业双模通信分系统，用于工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；
纳机电主控制分系统，用于对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；纳机电主控制分系统集成微电源、微纳主控、系统传感监测、链路信息处理、协议信息处理、接口分配数据处理、逻辑程序运行；
容错切换安全分系统，用于根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；
多协议及路径分系统，用于根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配。
上述技术方案的有益效果为：工业现场总线多协议路由器系统，包括：工业双模通信分系统，用于工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；纳机电主控制分系统，用于对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；容错切换安全分系统，用于根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；多协议及路径分系统，用于根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配；能够进行工业现场通信双模通信，双模互相补充提供保障，提高了通信系统的可靠性；主控制部分采用有源控制单元，可以在控制电源掉电时进行紧急临时控制和数据紧急备份，能够在电源恢复过程中仍保持工业现场的临时通信控制；在智能流量设定方面，对双模通信进行智能流量设定、在多条路径间进行负载均衡、智能分析现场网络容错安全保障特性方面进行改进；可以满足工业现场对通信系统的较高可靠性要求，提高了现有技术中容错切换的及时性，加强了现场通信的安全及预警；多协议及路径的流量设定和负载均衡等方面都得到进一步改进。
在一个实施例中，所述工业双模通信分系统包括：
工业现场设备接口子系统，用于设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元；
路由通信设备接口子系统，用于设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元，并与无线设备通信单元进行无线通信；
工业现场通信总线子系统，用于连接有线设备通信接口和有线路由通信接口。
上述技术方案的工作原理为：所述工业双模通信分系统包括：
工业现场设备接口子系统，用于设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元；
路由通信设备接口子系统，用于设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元，并与无线设备通信单元进行无线通信；
工业现场通信总线子系统，用于连接有线设备通信接口和有线路由通信接口；设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元包括：在工业现场设备设置有线设备通信接口，另外还设置通信接口无线收发器；设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元包括：在多协议路由器端设置多协议路由器的有线路由通信接口和上位机接口以及无线路由通信单元；并建立工业现场设备有线通信协议和无线通信协议。
上述技术方案的有益效果为：工业现场设备接口子系统，用于设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元；路由通信设备接口子系统，用于设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元，并与无线设备通信单元进行无线通信；工业现场通信总线子系统，用于连接有线设备通信接口和有线路由通信接口；设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元包括：在工业现场设备设置有线设备通信接口，另外还设置通信接口无线收发器；设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元包括：在多协议路由器端设置多协议路由器的有线路由通信接口和上位机接口以及无线路由通信单元；并建立工业现场设备有线通信协议和无线通信协议；能够进行工业现场通信双模通信，双模互相补充提供保障，提高了通信系统的可靠性。
在一个实施例中，所述纳机电主控制分系统包括：
纳机电通信监测分系统，用于通过微型纳机电集成流量监测分析，对双模通信进行智能流量设定；
纳机电通信控制分系统，用于通过双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡；
纳机电安全保障分系统，用于智能评估现场网络容错安全保障特性，并在系统突发断电时通过微型集成电源进行紧急通信数据备份供电。
上述技术方案的工作原理为：所述纳机电主控制分系统包括：纳机电通信监测分系统，用于通过微型纳机电集成流量监测分析，对双模通信进行智能流量设定；设置集成流量监测程序规则，并传输到纳机电主控制系统；通过微型纳机电集成多路开关，切换不同模式通信通道并进行转换，加入多种成组转换模式模拟通道，设置程序对多个模拟通道进行自动逐采样转换；集成流量监测程序规则包括：微型纳机电集成流量监测分析工业现场数据类型和工业现场数据描述信息，通过工业现场数据流量监测识别位进行识别数据，判断数据产生于工业现场或外部信息传入工业现场；当数据产生于工业现场，则对数据进行存储；当数据由外部信息传入工业现场，则对数据进行智能评估是否影响现场网络安全；纳机电通信控制分系统，用于通过双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡；纳机电安全保障分系统，用于智能评估现场网络容错安全保障特性，并在系统突发断电时通过微型集成电源进行紧急通信数据备份供电。
上述技术方案的有益效果为：纳机电主控制分系统包括：纳机电通信监测分系统，用于通过微型纳机电集成流量监测分析，对双模通信进行智能流量设定；设置集成流量监测程序规则，并传输到纳机电主控制系统；通过微型纳机电集成多路开关，切换不同模式通信通道并进行转换，加入多种成组转换模式模拟通道，设置程序对多个模拟通道进行自动逐采样转换；集成流量监测程序规则包括：微型纳机电集成流量监测分析工业现场数据类型和工业现场数据描述信息，通过工业现场数据流量监测识别位进行识别数据，判断数据产生于工业现场或外部信息传入工业现场；当数据产生于工业现场，则对数据进行存储；当数据由外部信息传入工业现场，则对数据进行智能评估是否影响现场网络安全；纳机电通信控制分系统，用于通过双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡；纳机电安全保障分系统，用于智能评估现场网络容错安全保障特性，并在系统突发断电时通过微型集成电源进行紧急通信数据备份供电；主控制部分采用有源控制单元，可以在控制电源掉电时进行紧急临时控制和数据紧急备份，能够在电源恢复过程中仍保持工业现场的临时通信控制；在智能流量设定方面，对双模通信进行智能流量设定、在多条路径间进行负载均衡、智能分析现场网络容错安全保障特性方面进行改进。
在一个实施例中，所述容错切换安全分系统包括：
通信链路柔性集成子系统，用于将工业现场多种通信链路进行柔性调配扩展集成化处理，形成柔性集成通信链路；
通信链路无缝切换子系统，用于对柔性集成通信链路进行预准备瞬态无缝切换；
通信安全预警控制子系统，用于接收纳机电主控制分系统的智能分析安全信息，控制触发安全预警信号。
上述技术方案的工作原理为：所述容错切换安全分系统包括：通信链路柔性集成子系统，用于将工业现场多种通信链路进行柔性调配扩展集成化处理，形成柔性集成通信链路；通过通信链路数据分配和通信链路柔性设置；对每种通信链路配置集成信道，确定接收发射端的参数；分析不同通信链路信道属性，确定信号在每条通信链路信道上的衰弱因子；衰弱因子包括：信号散射衰弱因子、环境噪声衰弱因子和距离衰弱因子；对衰弱因子通过扩展进行信号增强并通过集成化处理进行智能平衡；当信号散射衰弱因子大于设定信号散射衰弱因子时，则减小信号散射范围；当环境噪声衰弱因子大于设定环境噪声衰弱因子时，通过集成滤波对环境噪声进行滤波处理；当距离衰弱因子大于设定距离衰弱因子时，则进行信号增强；通信链路无缝切换子系统，用于对柔性集成通信链路进行预准备瞬态无缝切换；通信安全预警控制子系统，用于接收纳机电主控制分系统的智能分析安全信息，控制触发安全预警信号。
上述技术方案的有益效果为：容错切换安全分系统包括：通信链路柔性集成子系统，用于将工业现场多种通信链路进行柔性调配扩展集成化处理，形成柔性集成通信链路；通过通信链路数据分配和通信链路柔性设置；对每种通信链路配置集成信道，确定接收发射端的参数；分析不同通信链路信道属性，确定信号在每条通信链路信道上的衰弱因子；衰弱因子包括：信号散射衰弱因子、环境噪声衰弱因子和距离衰弱因子；对衰弱因子通过扩展进行信号增强并通过集成化处理进行智能平衡；当信号散射衰弱因子大于设定信号散射衰弱因子时，则减小信号散射范围；当环境噪声衰弱因子大于设定环境噪声衰弱因子时，通过集成滤波对环境噪声进行滤波处理；当距离衰弱因子大于设定距离衰弱因子时，则进行信号增强；通信链路无缝切换子系统，用于对柔性集成通信链路进行预准备瞬态无缝切换；通信安全预警控制子系统，用于接收纳机电主控制分系统的智能分析安全信息，控制触发安全预警信号；可以满足工业现场对通信系统的较高可靠性要求，提高了现有技术中容错切换的及时性，加强了现场通信的安全及预警。
在一个实施例中，所述多协议及路径分系统包括：
多协议生成子系统，用于根据通讯类型生成路由协议；
多路径规划子系统，用于将生成路由协议根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行路由协议配置；
协议传输路径分配子系统，用于根据路由协议配置为多协议路由器分配协议传输地址和协议传输路径。
上述技术方案的工作原理为：所述多协议及路径分系统包括：多协议生成子系统，用于根据通讯类型生成路由协议；多路径规划子系统，用于将生成路由协议根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行路由协议配置；协议传输路径分配子系统，用于根据路由协议配置为多协议路由器分配协议传输地址和协议传输路径；多个路由器组成MESH路由系统，多通信链路具有多个端口；纳机电主控制分系统通过光纤和/或移动通信连接转换SPI和/或 UART串口、CAN端口、蓝牙和/或WIF；读取目标IP地址、子网掩码、每跳IP地址和出接口，并预设优先级；同时配置往返路径的两条静态路由，使两两路由器之间能相互访问；在各主机上配置指向连接三层设备LAN接口IP地址的缺省网关；配置各路由器接口的IP地址；分别通过配置缺省路由、目标静态路由配置静态路由；RouterB Ip配置以RouterA的GE1/O/O接口IP地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterB Ip配置以RouterC的GE1/O/O接口lP地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterC Ip配置以RouterB的GE2/O/O接口IP地址作为下一跳的缺省路由；动态调整路由优先级；计算路由路径选择效率；对动态路由协议进行智能判定分配，包括：分配距离向量路由协议，路由器将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器；分配链路状态路由协议，路由器将链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由器；通过系统通信传输监测，进行智能分配。
上述技术方案的有益效果为：多协议及路径分系统包括：多协议生成子系统，用于根据通讯类型生成路由协议；多路径规划子系统，用于将生成路由协议根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行路由协议配置；协议传输路径分配子系统，用于根据路由协议配置为多协议路由器分配协议传输地址和协议传输路径；多个路由器组成MESH路由系统，多通信链路具有多个端口；纳机电主控制分系统通过光纤和/或移动通信连接转换SPI和/或 UART串口、CAN端口、蓝牙和/或WIF；读取目标IP地址、子网掩码、每跳IP地址和出接口，并预设优先级；同时配置往返路径的两条静态路由，使两两路由器之间能相互访问；在各主机上配置指向连接三层设备LAN接口IP地址的缺省网关；配置各路由器接口的IP地址；分别通过配置缺省路由、目标静态路由配置静态路由；RouterB Ip配置以RouterA的GE1/O/O接口IP地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterB Ip配置以RouterC的GE1/O/O接口lP地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterC Ip配置以RouterB的GE2/O/O接口IP地址作为下一跳的缺省路由；动态调整路由优先级；计算路由路径选择效率；对动态路由协议进行智能判定分配，包括：分配距离向量路由协议，路由器将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器；分配链路状态路由协议，路由器将链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由器；通过系统通信传输监测，进行智能分配；多协议及路径的流量设定和负载均衡等方面都得到进一步改进。
一种工业现场总线多协议路由器协议转换方法，包括：
S100、通过工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；
S200、对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；
S300、根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；
S400、根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配。
上述技术方案的工作原理为：一种工业现场总线多协议路由器协议转换方法，包括：
S100、通过工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；
S200、对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；通过纳机电主控制分系统进行集成微电源、微纳主控、系统传感监测、链路信息处理、协议信息处理、接口分配数据处理、逻辑程序运行；
S300、根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；
S400、根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配。
上述技术方案的有益效果为：工业现场总线多协议路由器协议转换方法，包括：通过工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配；能够进行工业现场通信双模通信，双模互相补充提供保障，提高了通信系统的可靠性；主控制部分采用有源控制单元，可以在控制电源掉电时进行紧急临时控制和数据紧急备份，能够在电源恢复过程中仍保持工业现场的临时通信控制；在智能流量设定方面，对双模通信进行智能流量设定、在多条路径间进行负载均衡、智能分析现场网络容错安全保障特性方面进行改进；可以满足工业现场对通信系统的较高可靠性要求，提高了现有技术中容错切换的及时性，加强了现场通信的安全及预警；多协议及路径的流量设定和负载均衡等方面都得到进一步改进。
在一个实施例中，所述S100包括：
S101、设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元；
S102、设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元，并与无线设备通信单元进行无线通信；
S103、连接有线设备通信接口和有线路由通信接口。
上述技术方案的工作原理为：设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元；设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元，并与无线设备通信单元进行无线通信；连接有线设备通信接口和有线路由通信接口；设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元包括：在工业现场设备设置有线设备通信接口，另外还设置通信接口无线收发器；设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元包括：在多协议路由器端设置多协议路由器的有线路由通信接口和上位机接口以及无线路由通信单元；并建立工业现场设备有线通信协议和无线通信协议。
上述技术方案的有益效果为：设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元；设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元，并与无线设备通信单元进行无线通信；连接有线设备通信接口和有线路由通信接口；设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元包括：在工业现场设备设置有线设备通信接口，另外还设置通信接口无线收发器；设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元包括：在多协议路由器端设置多协议路由器的有线路由通信接口和上位机接口以及无线路由通信单元；并建立工业现场设备有线通信协议和无线通信协议；能够进行工业现场通信双模通信，双模互相补充提供保障，提高了通信系统的可靠性。
在一个实施例中，所述S200包括：
S201、通过微型纳机电集成流量监测分析，对双模通信进行智能流量设定；设置集成流量监测程序规则，并传输到纳机电主控制系统；通过微型纳机电集成多路开关，切换不同模式通信通道并进行转换，加入多种成组转换模式模拟通道，设置程序对多个模拟通道进行自动逐采样转换；集成流量监测程序规则包括：微型纳机电集成流量监测分析工业现场数据类型和工业现场数据描述信息，通过工业现场数据流量监测识别位进行识别数据，判断数据产生于工业现场或外部信息传入工业现场；当数据产生于工业现场，则对数据进行存储；当数据由外部信息传入工业现场，则对数据进行智能评估是否影响现场网络安全；
S202、通过双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡；
S203、智能评估现场网络容错安全保障特性，并在系统突发断电时通过微型集成电源进行紧急通信数据备份供电。
上述技术方案的工作原理为：通过微型纳机电集成流量监测分析，对双模通信进行智能流量设定；设置集成流量监测程序规则，并传输到纳机电主控制系统；通过微型纳机电集成多路开关，切换不同模式通信通道并进行转换，加入多种成组转换模式模拟通道，设置程序对多个模拟通道进行自动逐采样转换；集成流量监测程序规则包括：微型纳机电集成流量监测分析工业现场数据类型和工业现场数据描述信息，通过工业现场数据流量监测识别位进行识别数据，判断数据产生于工业现场或外部信息传入工业现场；当数据产生于工业现场，则对数据进行存储；当数据由外部信息传入工业现场，则对数据进行智能评估是否影响现场网络安全；通过双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡；智能评估现场网络容错安全保障特性，并在系统突发断电时通过微型集成电源进行紧急通信数据备份供电。
上述技术方案的有益效果为：通过微型纳机电集成流量监测分析，对双模通信进行智能流量设定；设置集成流量监测程序规则，并传输到纳机电主控制系统；通过微型纳机电集成多路开关，切换不同模式通信通道并进行转换，加入多种成组转换模式模拟通道，设置程序对多个模拟通道进行自动逐采样转换；集成流量监测程序规则包括：微型纳机电集成流量监测分析工业现场数据类型和工业现场数据描述信息，通过工业现场数据流量监测识别位进行识别数据，判断数据产生于工业现场或外部信息传入工业现场；当数据产生于工业现场，则对数据进行存储；当数据由外部信息传入工业现场，则对数据进行智能评估是否影响现场网络安全；通过双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡；智能评估现场网络容错安全保障特性，并在系统突发断电时通过微型集成电源进行紧急通信数据备份供电；主控制部分采用有源控制单元，可以在控制电源掉电时进行紧急临时控制和数据紧急备份，能够在电源恢复过程中仍保持工业现场的临时通信控制；在智能流量设定方面，对双模通信进行智能流量设定、在多条路径间进行负载均衡、智能分析现场网络容错安全保障特性方面进行改进。
在一个实施例中，所述S300包括：
S301、将工业现场多种通信链路进行柔性调配扩展集成化处理，形成柔性集成通信链路；通过通信链路数据分配和通信链路柔性设置；对每种通信链路配置集成信道，确定接收发射端的参数；分析不同通信链路信道属性，确定信号在每条通信链路信道上的衰弱因子；衰弱因子包括：信号散射衰弱因子、环境噪声衰弱因子和距离衰弱因子；对衰弱因子通过扩展进行信号增强并通过集成化处理进行智能平衡；当信号散射衰弱因子大于设定信号散射衰弱因子时，则减小信号散射范围；当环境噪声衰弱因子大于设定环境噪声衰弱因子时，通过集成滤波对环境噪声进行滤波处理；当距离衰弱因子大于设定距离衰弱因子时，则进行信号增强；
S302、对柔性集成通信链路进行预准备瞬态无缝切换；
S303、接收纳机电主控制分系统的智能分析安全信息，控制触发安全预警信号。
上述技术方案的工作原理为：将工业现场多种通信链路进行柔性调配扩展集成化处理，形成柔性集成通信链路；通过通信链路数据分配和通信链路柔性设置；对每种通信链路配置集成信道，确定接收发射端的参数；分析不同通信链路信道属性，确定信号在每条通信链路信道上的衰弱因子；衰弱因子包括：信号散射衰弱因子、环境噪声衰弱因子和距离衰弱因子；对衰弱因子通过扩展进行信号增强并通过集成化处理进行智能平衡；当信号散射衰弱因子大于设定信号散射衰弱因子时，则减小信号散射范围；当环境噪声衰弱因子大于设定环境噪声衰弱因子时，通过集成滤波对环境噪声进行滤波处理；当距离衰弱因子大于设定距离衰弱因子时，则进行信号增强；对柔性集成通信链路进行预准备瞬态无缝切换；接收纳机电主控制分系统的智能分析安全信息，控制触发安全预警信号。
上述技术方案的有益效果为：将工业现场多种通信链路进行柔性调配扩展集成化处理，形成柔性集成通信链路；通过通信链路数据分配和通信链路柔性设置；对每种通信链路配置集成信道，确定接收发射端的参数；分析不同通信链路信道属性，确定信号在每条通信链路信道上的衰弱因子；衰弱因子包括：信号散射衰弱因子、环境噪声衰弱因子和距离衰弱因子；对衰弱因子通过扩展进行信号增强并通过集成化处理进行智能平衡；当信号散射衰弱因子大于设定信号散射衰弱因子时，则减小信号散射范围；当环境噪声衰弱因子大于设定环境噪声衰弱因子时，通过集成滤波对环境噪声进行滤波处理；当距离衰弱因子大于设定距离衰弱因子时，则进行信号增强；对柔性集成通信链路进行预准备瞬态无缝切换；接收纳机电主控制分系统的智能分析安全信息，控制触发安全预警信号；可以满足工业现场对通信系统的较高可靠性要求，提高了现有技术中容错切换的及时性，加强了现场通信的安全及预警。
在一个实施例中，所述S400包括：
S401、根据通讯类型生成路由协议；
S402、将生成路由协议根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行路由协议配置；
S403、根据路由协议配置为多协议路由器分配协议传输地址和协议传输路径；多个路由器组成MESH路由系统，多通信链路具有多个端口；纳机电主控制分系统通过光纤和/或移动通信连接转换SPI和/或UART串口、CAN端口、蓝牙和/或WIF；读取目标IP地址、子网掩码、每跳IP地址和出接口，并预设优先级；同时配置往返路径的两条静态路由，使两两路由器之间能相互访问；在各主机上配置指向连接三层设备LAN接口IP地址的缺省网关；配置各路由器接口的IP地址；分别通过配置缺省路由、目标静态路由配置静态路由；RouterB Ip配置以RouterA的GE1/O/O接口IP地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterB Ip配置以RouterC的GE1/O/O接口lP地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterC Ip配置以RouterB的GE2/O/O接口IP地址作为下一跳的缺省路由；动态调整路由优先级；根据路由路径选择效率对动态路由协议进行智能判断，包括：当路由路径选择效率低于设定全局路径选择效率时，分配局部距离向量路由协议，将路由表及链路状态信息传递给与其相邻的路由节点；当路由路径选择效率不低于设定全局路径选择效率时，分配全局链路状态路由协议，将路由表及链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由节点；通过运算判断和系统通信传输监测，进行智能分配。
上述技术方案的工作原理为：根据通讯类型生成路由协议；将生成路由协议根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行路由协议配置；根据路由协议配置为多协议路由器分配协议传输地址和协议传输路径；多个路由器组成MESH路由系统，多通信链路具有多个端口；纳机电主控制分系统通过光纤和/或移动通信连接转换SPI和/或UART串口、CAN端口、蓝牙和/或WIF；读取目标IP地址、子网掩码、每跳IP地址和出接口，并预设优先级；同时配置往返路径的两条静态路由，使两两路由器之间能相互访问；在各主机上配置指向连接三层设备LAN接口IP地址的缺省网关；配置各路由器接口的IP地址；分别通过配置缺省路由、目标静态路由配置静态路由；RouterB Ip配置以RouterA的GE1/O/O接口IP地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterB Ip配置以RouterC的GE1/O/O接口lP 地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterC Ip配置以RouterB的GE2/O/O 接口IP地址作为下一跳的缺省路由；动态调整路由优先级；根据路由路径选择，计算路由路径选择效率，计算公式如下：
Figure GDA0003797031200000141
其中，Psz代表路由路径选择效率，k代表所需路由路径的节点数目，Ts代表所需路由路径的节点占用时间，ω代表选择调节系数，Kz代表全部路由节点数目，Tz代表所有节点路由路径的总时间；根据路由路径选择效率计算结果对动态路由协议进行智能判断，包括：当路由路径选择效率低于设定全局路径选择效率时，分配局部距离向量路由协议，将路由表及链路状态信息传递给与其相邻的路由节点；当路由路径选择效率不低于设定全局路径选择效率时，分配全局链路状态路由协议，将路由表及链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由节点；通过运算判断和系统通信传输监测，进行智能分配。
上述技术方案的有益效果为：根据通讯类型生成路由协议；将生成路由协议根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行路由协议配置；根据路由协议配置为多协议路由器分配协议传输地址和协议传输路径；多个路由器组成MESH路由系统，多通信链路具有多个端口；纳机电主控制分系统通过光纤和/或移动通信连接转换SPI和/或UART串口、CAN端口、蓝牙和/或WIF；读取目标IP地址、子网掩码、每跳IP地址和出接口，并预设优先级；同时配置往返路径的两条静态路由，使两两路由器之间能相互访问；在各主机上配置指向连接三层设备LAN接口IP地址的缺省网关；配置各路由器接口的IP地址；分别通过配置缺省路由、目标静态路由配置静态路由；RouterB Ip配置以RouterA的GE1/O/O接口IP地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterB Ip配置以RouterC的GE1/O/O接口lP 地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterC Ip配置以RouterB的GE2/O/O 接口IP地址作为下一跳的缺省路由；动态调整路由优先级；根据路由路径选择，计算路由路径选择效率；根据路由路径选择效率计算结果对动态路由协议进行智能判断，包括：当路由路径选择效率低于设定全局路径选择效率时，分配局部距离向量路由协议，将路由表及链路状态信息传递给与其相邻的路由节点；当路由路径选择效率不低于设定全局路径选择效率时，分配全局链路状态路由协议，将路由表及链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由节点；通过运算判断和系统通信传输监测，进行智能分配；多协议及路径的流量设定和负载均衡等方面都得到进一步改进。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.工业现场总线多协议路由器系统，其特征在于，包括：
工业双模通信分系统，用于工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；
纳机电主控制分系统，用于对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；
容错切换安全分系统，用于根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；
多协议及路径分系统，用于根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配；
所述容错切换安全分系统包括：
通信链路柔性集成子系统，用于将工业现场多种通信链路进行柔性调配扩展集成化处理，形成柔性集成通信链路；
通信链路无缝切换子系统，用于对柔性集成通信链路进行预准备瞬态无缝切换；
通信安全预警控制子系统，用于接收纳机电主控制分系统的智能分析安全信息，控制触发安全预警信号。
2.根据权利要求1所述的工业现场总线多协议路由器系统，其特征在于，所述工业双模通信分系统包括：
工业现场设备接口子系统，用于设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元；
路由通信设备接口子系统，用于设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元，并与无线设备通信单元进行无线通信；
工业现场通信总线子系统，用于连接有线设备通信接口和有线路由通信接口。
3.根据权利要求1所述的工业现场总线多协议路由器系统，其特征在于，所述纳机电主控制分系统包括：
纳机电通信监测分系统，用于通过微型纳机电集成流量监测分析，对双模通信进行智能流量设定；
纳机电通信控制分系统，用于通过双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡；
纳机电安全保障分系统，用于智能评估现场网络容错安全保障特性，并在系统突发断电时通过微型集成电源进行紧急通信数据备份供电。
4.根据权利要求1所述的工业现场总线多协议路由器系统，其特征在于，所述多协议及路径分系统包括：
多协议生成子系统，用于根据通讯类型生成路由协议；
多路径规划子系统，用于将生成路由协议根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行路由协议配置；
协议传输路径分配子系统，用于根据路由协议配置为多协议路由器分配协议传输地址和协议传输路径。
5.一种工业现场总线多协议路由器协议转换方法，其特征在于，包括：
S100、通过工业现场设备与多协议路由器进行双模通信；
S200、对双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡，智能分析现场网络容错安全保障特性；
S300、根据容错安全特性评估结果对通信链路进行无缝切换，启动安全预警；
S400、根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行多协议通信和路径分配；
所述S300包括：
S301、将工业现场多种通信链路进行柔性调配扩展集成化处理，形成柔性集成通信链路；通过通信链路数据分配和通信链路柔性设置；对每种通信链路配置集成信道，确定接收发射端的参数；分析不同通信链路信道属性，确定信号在每条通信链路信道上的衰弱因子；衰弱因子包括：信号散射衰弱因子、环境噪声衰弱因子和距离衰弱因子；对衰弱因子通过扩展进行信号增强并通过集成化处理进行智能平衡；当信号散射衰弱因子大于设定信号散射衰弱因子时，则减小信号散射范围；当环境噪声衰弱因子大于设定环境噪声衰弱因子时，通过集成滤波对环境噪声进行滤波处理；当距离衰弱因子大于设定距离衰弱因子时，则进行信号增强；
S302、对柔性集成通信链路进行预准备瞬态无缝切换；
S303、接收纳机电主控制分系统的智能分析安全信息，控制触发安全预警信号。
6.根据权利要求5所述的工业现场总线多协议路由器协议转换方法，其特征在于，所述S100包括：
S101、设置工业现场设备的有线设备通信接口及无线设备通信单元；
S102、设置多协议路由器的有线路由通信接口及无线路由通信单元，并与无线设备通信单元进行无线通信；
S103、连接有线设备通信接口和有线路由通信接口。
7.根据权利要求5所述的工业现场总线多协议路由器协议转换方法，其特征在于，所述S200包括：
S201、通过微型纳机电集成流量监测分析，对双模通信进行智能流量设定；设置集成流量监测程序规则，并传输到纳机电主控制系统；通过微型纳机电集成多路开关，切换不同模式通信通道并进行转换，加入多种成组转换模式模拟通道，设置程序对多个模拟通道进行自动逐采样转换；集成流量监测程序规则包括：微型纳机电集成流量监测分析工业现场数据类型和工业现场数据描述信息，通过工业现场数据流量监测识别位进行识别数据，判断数据产生于工业现场或外部信息传入工业现场；当数据产生于工业现场，则对数据进行存储；当数据由外部信息传入工业现场，则对数据进行智能评估是否影响现场网络安全；
S202、通过双模通信进行智能流量设定，在多条路径间进行负载均衡；
S203、智能评估现场网络容错安全保障特性，并在系统突发断电时通过微型集成电源进行紧急通信数据备份供电。
8.根据权利要求5所述的工业现场总线多协议路由器协议转换方法，其特征在于，所述S400包括：
S401、根据通讯类型生成路由协议；
S402、将生成路由协议根据纳机电主控制分系统的流量设定和负载均衡进行路由协议配置；
S403、根据路由协议配置为多协议路由器分配协议传输地址和协议传输路径；多个路由器组成MESH路由系统，多通信链路具有多个端口；纳机电主控制分系统通过光纤和/或移动通信连接转换SPI和/或UART串口、CAN端口、蓝牙和/或WIF；读取目标IP地址、子网掩码、每跳IP地址和出接口，并预设优先级；同时配置往返路径的两条静态路由，使两两路由器之间能相互访问；在各主机上配置指向连接三层设备LAN接口IP地址的缺省网关；配置各路由器接口的IP地址；分别通过配置缺省路由、目标静态路由配置静态路由；RouterB Ip配置以RouterA的GE1/O/O接口IP地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterB Ip配置以RouterC的GE1/O/O接口lP地址作为下一跳，到达PCI所在的网段的静态路由；RouterCIp配置以RouterB的GE2/O/O接口IP地址作为下一跳的缺省路由；动态调整路由优先级；根据路由路径选择效率对动态路由协议进行智能判断，包括：当路由路径选择效率低于设定全局路径选择效率时，分配局部距离向量路由协议，将路由表及链路状态信息传递给与其相邻的路由节点；当路由路径选择效率不低于设定全局路径选择效率时，分配全局链路状态路由协议，将路由表及链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由节点；通过运算判断和系统通信传输监测，进行智能分配。
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