CN116346699A - 一种控制器拓扑自动发现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动化技术控制领域，具体是一种控制器拓扑自动发现方法，涉及到总线通信技术、嵌入式操作系统应用、XML和设备管理技术。包括以下步骤：主站设备与从站设备通过总线协议进行数据交互，构成底层物理拓扑结构；主站设备与开发环境匹配，实现在开发环境中对从站设备的管理和使用。本发明通过在控制器上增加自动扫描从站拓扑技术，可快速的实现从站设备的拓扑和发现，方便工程师对从站设备的管理和维护，避免人为的错误配置，导致功能不可用。可大大提供工程师的开发应用效率。
Description
技术领域
本发明属于自动化技术控制领域，具体是一种控制器拓扑自动发现方法，涉及到总线通信技术、嵌入式操作系统应用、XML和设备管理技术。
背景技术
目前的控制器都是通过总线连接外部的设备，外部设备物理连接后需要在开发环境中进行管理，在开发环境中对设备类型及物理拓扑结构进行呈现和配置，当前的实现方案根据物理设备类型和连接顺序在开发环境中进行设备类型的选择和添加，这种模式需要对操作人员有较高的要求，容易出现设备选择错误或顺序添加错误，导致功能不可用。
发明内容
本发明通过开发一种控制器总线拓扑自动发现技术，可实现对外部设备的类型自动探测，连接拓扑结构自动发现，并将拓扑数据呈现在开发环境中，降低对操作人员的要求，实现一键扫描功能，在保障了控制系统稳定性的前提下大大可提高工作效率。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种控制器拓扑自动发现方法，包括以下步骤：
主站设备与从站设备通过总线协议进行数据交互，以构成底层物理拓扑结构；
主站设备与开发环境进行匹配，实现在开发环境中对从站设备的管理和使用。
所述主站设备与从站设备通过总线协议进行数据交互，以构建底层物理拓扑结构，包括以下步骤：
主站设备发起拓扑发现报文，该拓扑发现报文通过物理网络依次传送给所有从站设备；
当第一个从站设备接收到主站设备发出的拓扑发现报文时，该从站设备响应更新自己状态并设置访问地址为01，同时更新拓扑发现报文的发现标志，其他从站设备接收到带有发现标志的拓扑发现报文后保持静默，不再响应；
当拓扑发现报文经过所有从站设备后返回到主站设备，主站设备根据拓扑发现报文中发现标志的位置，记录响应拓扑发现报文的从站设备的位置；
主站设备再次发送拓扑发现报文，第一个从站设备已被发现并配置访问地址，所以不再响应拓扑发现报文，第二个从站设备响应更新自己状态并设置访问地址为02,同时更新拓扑发现报文的发现标志；
遍历所有从站设备，直至所有从站设备均具备访问地址，结束拓扑扫描；
主站设备根据从站设备分配的访问地址依次与从站设备进行数据通信获取从站设备数据，并将所有从站设备数据存入主站设备的数据库中。
所述从站设备数据包括：从站设备的类型、ID、名称和配置信息。
所述主站设备与开发环境进行匹配，包括以下步骤：
编写从站设备的设备描述文件，并将设备描述文件导入至开发环境中；
主站设备将其数据库中的从站设备数据导入至开发环境中；
开发环境根据从站设备的ID和类型将设备描述文件与从站设备数据进行匹配，实现在开发环境中对从站设备的管理和使用。
所述设备描述文件为XML格式。
所述设备描述文件包括：从站设备的ID、名称、类型、支持的接口。
一种控制器拓扑自动发现系统，包括：
主站设备，用于通过与从站设备经总线协议进行数据交互，以构成底层物理拓扑结构；
从站设备，用于与主站设备经总线协议进行数据交互，以构成底层物理拓扑结构；
开发环境设备管理器，用于主站设备与开发环境进行匹配，实现在开发环境中对从站设备的管理和使用。
本发明具有以下有益效果及优点：
由于本发明通过在控制器上增加自动扫描从站拓扑技术，可快速的实现从站设备的拓扑和发现，方便工程师对从站设备的管理和维护，避免人为的错误配置，导致功能不可用。可大大提供工程师的开发应用效率。
附图说明
图1为控制器通过底层协议栈自动扫描从站拓扑的方法及过程图；
图2为控制器开发环境中设备与物理设备映射框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明分为2个部分，一部分为底层总线协议，底层总线协议负责主站设备与从站设备进行数据交互，依次确认从站设备的站点信息，并将所有从站的站点信息收集到主站中。另一部分为主站设备与开发环境匹配呈现，该部分主要通过在开发环境中安装设备描述XML文件，主站收集到的设备信息与设备描述文件的类型进行匹配，使开发环境能正确呈现网络的拓扑结构以及从站站点信息。
如图2所示，底层总线协议部分基于标准的以太网技术，通过实现定制开发二层协议的方式进行数据流通性及管理，主站设备发起拓扑发现协议数据帧，该数据帧会通过物理网络依次传送给所有从站设备，当一个从站接收到主站数据帧时，从站将会响应更新自己状态设置访问地址为01同时并更新主站数据帧的发现标志，其他从站再次接收到该数据帧后保持静默，不在响应，当报文经过所有从站后返回到主站，主站设备根据报文中发现标记的位置，记录从站的位置，然后主站再次发送拓扑发现报文，第一个从站已被发现并配置的地址，所以不再响应主站的拓扑发现报文，第二个从站参照第一个从站模式，配置自己的地址为02,后续从站不响应。这样主站通过多次发送拓扑发现报文，当所有从站都具备地址后，将不再响应主站拓扑扫描报文，主站当收到在没有新的从站设备被发现的拓扑报文后，结束拓扑扫描环境。然后根据从站分配的地址依次与从站设备进行数据通信进一步获取从站设备的类型、名称和配置信息，将所有从站数据存入主站的数据库中。
主站设备与开发环境匹配，首先需要编写从站设备的设备描述文件，可以以XML格式编写，XML文件内包含从站设备的ID、名称、类型、支持的接口情况等。将XML文件导至开发环境设备管理器中。主站设备将存储在数据库中从站信息导出到开发环境中，根据从站设备的ID和类型进行匹配，开发环境将根据主站设备数据库对从站设备的存储顺序和类型，对重站设备进行依次呈现，在开发环境中即可对从站设备管理和使用。
本实施例中，控制器设备包含主站功能，从站设备包括驱动器，耦合器、读卡器，条码枪，数字量输入模块，数字量输出模块，模拟量输入模块、模拟量输出模块等多种类型，主站通过自动拓扑扫描机制，将对连接到物理链路的不同设备进行甄别和发现并在开发环境中描述拓扑连接结构。
开发环境根据发现的从站设备类型进行设备匹配，将实际的物理设备与开发环境中的虚拟设备进行一一对应，并分类管理。然后根据从站设备类型提供对应的配置和管理页面，驱动器将提供配置电机运行模式，电机运行位置值，电机运行速度值，电机运行状态采集，耦合器和输入输出模块进行配合使用，可实现IO的输出控制及外部IO状态的获取，读卡器可获取外部卡片的类型及信息数据，条码枪可以获得扫描到的条码数据。
本发明实现了一种控制器自动扫描从站控制方法，在实际使用过程中主站可以一键扫描出连接的物理从站，不需要人为添加管理，减少出错误的概率，在开发环境对设备进行管理和配置，提高了控制器的维护和管理效率。
Claims (7)
1.一种控制器拓扑自动发现方法，其特征在于，包括以下步骤：
主站设备与从站设备通过总线协议进行数据交互，以构成底层物理拓扑结构；
主站设备与开发环境进行匹配，实现在开发环境中对从站设备的管理和使用。
2.根据权利要求1所述的一种控制器拓扑自动发现方法，其特征在于，所述主站设备与从站设备通过总线协议进行数据交互，以构建底层物理拓扑结构，包括以下步骤：
主站设备发起拓扑发现报文，该拓扑发现报文通过物理网络依次传送给所有从站设备；
当第一个从站设备接收到主站设备发出的拓扑发现报文时，该从站设备响应更新自己状态并设置访问地址为01，同时更新拓扑发现报文的发现标志，其他从站设备接收到带有发现标志的拓扑发现报文后保持静默，不再响应；
当拓扑发现报文经过所有从站设备后返回到主站设备，主站设备根据拓扑发现报文中发现标志的位置，记录响应拓扑发现报文的从站设备的位置；
主站设备再次发送拓扑发现报文，第一个从站设备已被发现并配置访问地址，所以不再响应拓扑发现报文，第二个从站设备响应更新自己状态并设置访问地址为02,同时更新拓扑发现报文的发现标志；
遍历所有从站设备，直至所有从站设备均具备访问地址，结束拓扑扫描；
主站设备根据从站设备分配的访问地址依次与从站设备进行数据通信获取从站设备数据，并将所有从站设备数据存入主站设备的数据库中。
3.根据权利要求2所述的一种控制器拓扑自动发现方法，其特征在于，所述从站设备数据包括：从站设备的类型、ID、名称和配置信息。
4.根据权利要求1所述的一种控制器拓扑自动发现方法，其特征在于，所述主站设备与开发环境进行匹配，包括以下步骤：
编写从站设备的设备描述文件，并将设备描述文件导入至开发环境中；
主站设备将其数据库中的从站设备数据导入至开发环境中；
开发环境根据从站设备的ID和类型将设备描述文件与从站设备数据进行匹配，实现在开发环境中对从站设备的管理和使用。
5.根据权利要求4所述的一种控制器拓扑自动发现方法，其特征在于，所述设备描述文件为XML格式。
6.根据权利要求4所述的一种控制器拓扑自动发现方法，其特征在于，所述设备描述文件包括：从站设备的ID、名称、类型、支持的接口。
7.一种控制器拓扑自动发现系统，其特征在于，包括：
主站设备，用于通过与从站设备经总线协议进行数据交互，以构成底层物理拓扑结构；
从站设备，用于与主站设备经总线协议进行数据交互，以构成底层物理拓扑结构；
开发环境设备管理器，用于主站设备与开发环境进行匹配，实现在开发环境中对从站设备的管理和使用。
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|---|---|---|---|---|
| CN117278647A (zh) * | 2023-11-21 | 2023-12-22 | 广东优力普物联科技有限公司 | 一种设备发现方法、存储介质及电子设备 |
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