CN117082157A - 工业以太网通信方法、设备及介质 - Google Patents
工业以太网通信方法、设备及介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117082157A CN117082157A CN202311100777.0A CN202311100777A CN117082157A CN 117082157 A CN117082157 A CN 117082157A CN 202311100777 A CN202311100777 A CN 202311100777A CN 117082157 A CN117082157 A CN 117082157A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- industrial ethernet
- data
- data area
- communication
- controller
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 192
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 52
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 22
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 13
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
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
- H04L69/06—Notations for structuring of protocol data, e.g. abstract syntax notation one [ASN.1]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Communication Control (AREA)
Abstract
本申请公开了一种工业以太网通信方法、设备及介质，属于工业通信技术领域。在本申请中，根据控制器和被控设备对工业以太网帧中的自定义数据区进行划分，得到控制器和至少一个被控设备各自的上行数据区和下行数据区，并在每个上下行数据区上实现各个设备不同应用的数据读写，从而基于划分数据区后的工业以太网帧，实现控制器与被控设备之间的通信。通过在数据链路层基于划分的数据区实现工业以太网帧的调度，从而完成工业以太网帧转发和传输，以此对通信带宽进行统一管理，高效利用传输通道，得以在控制器和各被控设备之间实现数据交互，最终实现了兼容互通的工业以太网通信，提升了设备间的互联能力。
Description
技术领域
本申请涉及工业通信的技术领域，尤其涉及一种工业以太网通信方法、工业以太网通信设备及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，在使用工业设备时，需要通过工业以太网接入控制网络，不同的工业通信协议之间不能共用，只有控制器与被控设备之间通过相同工业通信协议才可建立控制关系。在工厂组建时，要提前规划好设备通信功能，要根据控制器支持的工业通信协议来选择被控设备。选择的工业通信协议按照自身所存在的功能性能来支持设备运作，例如机器人同步控制等。
在工业场景下，设备的使用和工业以太网通信协议密不可分，不同的应用导致工业以太网通信底层调度不同，不同通信协议设备之间的通信必须经过网桥转换实现。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种工业以太网通信方法、工业以太网通信设备及计算机可读存储介质，旨在实现兼容互通的工业以太网通信。
为实现上述目的，本申请提供一种工业以太网通信方法，所述方法应用于控制器，包括：
在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前设备进行控制命令的填充。
示例性的，所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：
下发所述多个分区的映射关系至被控设备，其中，被控设备基于所述多个分区的映射关系进行当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
示例性的，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：
根据所述控制器和被控设备确定数据通信周期，下发所述数据通信周期至被控设备，其中，被控设备基于数据通信周期进行数据处理和工业以太网帧转发，所述数据处理包括被控设备上各应用的数据读取和数据填充；
划分所述工业以太网帧在所述数据通信周期中的占用带宽。
示例性的，所述方法应用于被控设备，包括：
在一个通信周期内接收工业以太网帧，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前被控设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前被控设备进行控制命令的填充。
示例性的，所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：
接收所述多个分区的映射关系，基于所述多个分区的映射关系进行当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
示例性的，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：
接收控制器下发的数据通信周期，基于数据通信周期进行数据处理和工业以太网帧转发，所述数据处理包括当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
示例性的，在一个数据通信周期内，所述控制器与所有被控设备之间基于同一所述工业以太网帧完成一次数据交互。
示例性的，数据通信周期中除所述工业以太网帧的占用带宽之外的剩余带宽，用于标准以太网帧的通信。
本申请还提供一种工业以太网通信设备，所述工业以太网通信设备包括：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计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的工业以太网通信方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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如上所述的工业以太网通信方法的步骤。
本申请实施例提出的一种工业以太网通信方法、工业以太网通信设备及计算机可读存储介质,方法应用于控制器时，在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前设备进行控制命令的填充。
在本申请中，根据控制器和被控设备对工业以太网帧中的自定义数据区进行划分，得到控制器和至少一个被控设备各自的上行数据区和下行数据区，并在每个上下行数据区上实现各个设备不同应用的数据读写，从而基于划分数据区后的工业以太网帧，实现控制器与被控设备之间的通信。相较于控制器与被控设备之间通过相同工业通信协议建立控制关系，通过更新工业以太网的数据链路层的调度规则来实现设备互联，即在数据链路层基于划分的数据区实现工业以太网帧的调度，从而完成工业以太网帧转发和传输，以此对通信带宽进行统一管理，高效利用传输通道，得以在控制器和各被控设备之间实现数据交互，最终实现了兼容互通的工业以太网通信，提升了设备间的互联能力。
附图说明
图1是本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的运行设备的结构示意图；
图2为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的环形网络通信拓扑示意图；
图3为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的线形网络通信拓扑示意图；
图4为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的通信功能架构示意图；
图5为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例所定义的工业以太网帧格式示意图；
图6为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的上下行数据区分区示意图；
图7为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的控制器通信系统执行流程示意图；
图8为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的被控设备通信系统执行流程示意图；
图9为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的通信时间划分与带宽划分示意图。
本申请目的的实现、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
在使用工业设备时，需要通过工业以太网接入控制网络，不同的工业通信协议之间不能共用，只有控制器与被控设备之间通过相同工业通信协议才可建立控制关系。在工厂组建时，要提前规划好设备通信功能，要根据控制器支持的工业通信协议来选择被控设备。选择的工业通信协议按照自身所存在的功能性能来支持设备运作，例如机器人同步控制等。
在工业场景下，设备的使用和工业以太网通信协议密不可分，不同的应用导致工业以太网通信底层调度不同，不同通信协议设备之间的通信必须经过网桥转换实现。工业产品的易用性和互联性极低，且各种工业通信技术的各自发展，导致技术封锁，底层互通能力几乎被磨灭。随着工业以太网通信技术的垄断，工业设备使用通信技术的成本日益提升，导致工业设备成本飙升，迫使工业设备厂商无法发展技术。
在本申请中，根据控制器和被控设备对工业以太网帧中的自定义数据区进行划分，得到控制器和至少一个被控设备各自的上行数据区和下行数据区，并在每个上下行数据区上实现各个设备不同应用的数据读写，从而基于划分数据区后，从而基于划分数据区后的工业以太网帧，实现控制器与被控设备之间的通信。相较于控制器与被控设备之间通过相同工业通信协议建立控制关系，通过更新工业以太网的数据链路层的调度规则来实现设备互联，即在数据链路层基于划分的数据区实现工业以太网帧的调度，从而完成工业以太网帧转发和传输，以此对通信带宽进行统一管理，高效利用传输通道，得以在控制器和各被控设备之间实现数据交互，最终实现了兼容互通的工业以太网通信，提升了设备间的互联能力。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
参照图1，图1为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的运行设备结构示意图。
如图1所示，该运行设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。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(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，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。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对运行设备的限定，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、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及计算机程序。
在图1所示的运行设备中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本申请运行设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在运行设备中，所述运行设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的计算机程序，并执行以下操作：
所述方法应用于控制器，包括：
在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前设备进行控制命令的填充。
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：
下发所述多个分区的映射关系至被控设备，其中，被控设备基于所述多个分区的映射关系进行当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：
根据所述控制器和被控设备确定数据通信周期，下发所述数据通信周期至被控设备，其中，被控设备基于数据通信周期进行数据处理和工业以太网帧转发，所述数据处理包括被控设备上各应用的数据读取和数据填充；
划分所述工业以太网帧在所述数据通信周期中的占用带宽。
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
所述方法应用于被控设备，包括：
在一个通信周期内接收工业以太网帧，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前被控设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前被控设备进行控制命令的填充。
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：
接收所述多个分区的映射关系，基于所述多个分区的映射关系进行当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：
接收控制器下发的数据通信周期，基于数据通信周期进行数据处理和工业以太网帧转发，所述数据处理包括当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
在一实施例中，在一个数据通信周期内，所述控制器与所有被控设备之间基于同一所述工业以太网帧完成一次数据交互。
在一实施例中，数据通信周期中除所述工业以太网帧的占用带宽之外的剩余带宽，用于标准以太网帧的通信。
本申请实施例提供了一种工业以太网通信方法，在工业以太网通信方法的一实施例中，所述方法应用于控制器，包括：
在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前设备进行控制命令的填充。
示例性的，所述工业以太网的拓扑结构包括环形网络和线形网络。
参照图2，图2为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的环形网络通信拓扑示意图。在环形网络的通信拓扑中，控制器与被控设备通过网线连接成环形；
参照图3，图3为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的线形网络通信拓扑示意图。在线形网络的通信拓扑中，控制器与被控设备通过网线串行连接成线形。
此处需要说明的是，以控制器为中心的与被控设备之间的一对一控制的网络通信拓扑中，由于不存在目前通信协议的缺陷，因此，在此种网络通信拓扑中会直接使用标准以太网帧而非工业以太网帧进行通信。
参照图4，图4为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的通信功能架构示意图。本申请新增的调度模块位于数据链路层，其可用于识别标准以太网帧和本申请设计的工业以太网帧，并对工业以太网帧进行读写，其中，目前不能对标准以太网帧进行读写而是直接进行转发，而本申请可以通过调度模块对工业以太网帧进行读写和调度转发。
示例性的，划分后的所述自定义数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、被控设备的上行数据区以及被控设备的下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前设备进行设备状态数据的填充，其他设备进行读取；所述下行数据区由所述当前设备进行控制命令的填充，其他设备进行读取。
参照图5，图5为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例所定义的工业以太网帧格式示意图。工业以太网帧格式基于标准MAC帧，在数据字段进行数据格式定义，该字段内的数据定义由当前设备拓扑决定，以图2或图3中的4个设备组网为例，数据区包含控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、被控设备1的上行数据区、被控设备1的下行数据区、被控设备2的上行数据区、被控设备2的下行数据区、被控设备3的上行数据区、被控设备3的下行数据区。其中上行数据区是由本设备进行设备状态数据的填充，其他设备进行读取；下行数据区由本设备进行控制命令的填充，其他设备进行读取。
其中，在上行数据区中为例如设备状态的回应数据，在下行数据区中为例如控制命令的请求数据。以此，基于映射关系，当前设备读取之前设备的上行数据区和下行数据区；同样基于映射关系，将当前设备的请求数据和回应数据填入当前设备的上行数据区和下行数据区。其它设备均可以读取得到当前设备的状态，而当前设备将控制命令只开放给指定设备读取，从而实现任意两两设备之间的通信。
示例性的，所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：
下发所述多个分区的映射关系至被控设备，其中，被控设备基于所述多个分区的映射关系进行当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
参照图6，图6为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的上下行数据区分区示意图。工业以太网帧数据区的上行和下行数据区可以根据上层的应用程序被划分为多个分区，每个分区可映射到不同的应用数据。也就是说，每个设备均存在上行和下行数据区，该上行和下行数据区中的分区数量由当前设备的应用程序决定，应用程序越多，分区越多。被划分的分区可以被映射到不同的设备，例如分区1被映射为控制器，分区2、3被映射为被控设备1，分区4、5、6被映射为被控设备2。因为数据帧会经过每一个设备，所以，在从映射关系中确认被映射给当前设备的分区之后，该当前设备便可以使用被映射给该当前设备的分区的数据，在该分区为上行数据区的分区时，该当前设备对应的应用从该分区填充应用数据，在该分区为下行数据区的分区时，该当前设备对应的应用往该分区读取应用数据。
以此，当前设备上的某个应用可以与另外某个设备之间进行通信，也可以与另外多个设备之间进行通信。任一设备作为通信站点，可以包含很多应用，其中，作为通信站点的设备可以是伺服、PLC、变频器、遥控器、灯等设备，该设备上的应用可以是开关灯、获取当前温度、控制电机正反转等。在一典型应用场景中，当前设备为开关设备，其中的应用为控制开关灯的应用，与当前开关设备进行通信的设备为灯，二者通过上述分区的映射关系即可完成通信控制。
控制器上电初始化后，开始对通信拓扑进行系统组态，根据每个设备的应用属性和功能来设置通信周期，在一实施例中，根据每个被控设备的应用数据量的大小设置。并将不同的分区映射到不同的被控设备中，被控设备接收到配置信息后，控制器启动周期性数据发送，即通信周期的50％带宽用于本申请所规定的数据帧发送，剩余带宽用于传输其他标准以太网数据帧。在一实施例中，配置信息包括每个上行数据区和下行数据区的位置以及各分区的含义。此后，控制器设备进入运行状态，开始周期性发送和接收数据，并根据数据的映射关系来更新数据到应用层。也就是说，参照图7，先组态、配置：“启动数据周期性发送”，后通信、控制：“周期性接收/发送数据处理”。
示例性的，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：
根据所述控制器和被控设备确定数据通信周期，下发所述数据通信周期至被控设备，其中，被控设备基于数据通信周期进行数据处理和工业以太网帧转发，所述数据处理包括被控设备上各应用的数据读取和数据填充；
划分所述工业以太网帧在所述数据通信周期中的占用带宽。
参照图8，图8为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的被控设备通信系统执行流程示意图。被控设备上电初始化后，检测端口连接状态，接收控制器所配置的配置信息，如通信周期带宽和分区映射。内部映射关系处理完成后，转入运行模式，开始周期性接收数据，通过映射关系来更新数据到应用层，并将本申请所规定的数据帧转发到下一个设备。
参照图9，图9为本申请实施例方案涉及的工业以太网通信方法一实施例的通信时间划分与带宽划分示意图。每个通信周期内，划分为两个带宽部分，其中本申请所使用的工业以太网数据帧占用50％的通信带宽，剩余带宽用于其他标准以太网帧的转发或传输。其中，周期时长和占用带宽比例均可适应性调整。
本申请实施例提供了一种工业以太网通信方法，在工业以太网通信方法的一实施例中，所述方法应用于被控设备，包括：
在一个通信周期内接收工业以太网帧，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前被控设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前被控设备进行控制命令的填充。
示例性的，所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：
接收所述多个分区的映射关系，基于所述多个分区的映射关系进行当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
示例性的，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：
接收控制器下发的数据通信周期，基于数据通信周期进行数据处理和工业以太网帧转发，所述数据处理包括当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
所述方法应用于被控设备时的步骤和解释请参照上述说明，在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种工业以太网通信方法，在工业以太网通信方法的一实施例中，在一个数据通信周期内，所述控制器与所有被控设备之间基于同一所述工业以太网帧完成一次数据交互。
在本实施例中，规定数据通信周期为1ms，即控制器与所有被控设备之间的同一个以太网数据帧交互一次就要在一个通信周期内完成。
示例性的，数据通信周期中除所述工业以太网帧的占用带宽之外的剩余带宽，用于标准以太网帧的通信。
在本实施例中，未全部使用工业以太网数据帧且做通信时间的划分，可以兼容基于标准以太网帧的现有通信，例如与监控设备之间基于标准以太网帧的通信。
在本申请一种工业以太网通信方法一应用场景中，以图2通信拓扑1为例说明，控制器在通信周期前50％带宽内通过网口2发送数据帧到被控设备1的网口1，被控设备1接收到数据帧，并将所需要处理的数据读取或写入该帧后，通过网口2转发给被控设备2，被控设备2的处理方式与被控设备1一致，当数据帧被被控设备3处理完成后，被控设备3通过网口2发送至控制器的网口1，控制器此时能够识别到该帧为自己所发，只处理数据不进行数据转发。如上所述，整个一个通信周期内的数据交互完成，下一个通信周期运行流程相同。
另外存在图3通信拓扑2的情况，被控设备3的网口2没有任何连接，此时，数据帧到达被控设备3并处理完成后，被控设备3已知网口2无连接，即将数据帧通过网口1向前转发，当被控设备2的网口2收到此帧时，判断出来是已经处理过的数据帧，就直接通过被控设备2的网口1向前转发，被控设备1的处理和被控设备2一致，最终，数据帧通过控制器的网口2再次回到控制器，此时控制器就接收到了自己所发的数据帧，只处理数据而不转发。
以此，通过更新工业以太网数据链路层调度规则来实现设备互联，能够对通信带宽统一管理，高效利用传输通道，提升了数据交互的实时性、灵活性、可靠性、通信效率，并且提升了设备间互联能力。适应了工业以太网技术发展的未来需求，可完全持续满足上层更新换代的复杂应用协议的支持，在根本解决底层链路互通。
此外，本申请实施例还提供一种工业以太网通信设备，所述工业以太网通信设备包括：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计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的工业以太网通信方法的步骤。
此外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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如上所述的工业以太网通信方法的步骤。
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。
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，本申请的技术方案本质上或者说对常规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，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种工业以太网通信方法，其特征在于，所述方法应用于控制器，包括：
在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前设备进行控制命令的填充。
2.如权利要求1所述的工业以太网通信方法，其特征在于，所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：
下发所述多个分区的映射关系至被控设备，其中，被控设备基于所述多个分区的映射关系进行当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
3.如权利要求1所述的工业以太网通信方法，其特征在于，所述在一个通信周期内发送工业以太网帧至被控设备的步骤之前，包括：
根据所述控制器和被控设备确定数据通信周期，下发所述数据通信周期至被控设备，其中，被控设备基于数据通信周期进行数据处理和工业以太网帧转发，所述数据处理包括被控设备上各应用的数据读取和数据填充；
划分所述工业以太网帧在所述数据通信周期中的占用带宽。
4.一种工业以太网通信方法，其特征在于，所述方法应用于被控设备，包括：
在一个通信周期内接收工业以太网帧，其中所述工业以太网帧包括数据区，所述数据区包括控制器的上行数据区、控制器的下行数据区、至少一个被控设备的上行数据区和下行数据区；所述上行数据区由所述工业以太网帧到达的当前被控设备进行设备状态数据的填充；所述下行数据区由所述当前被控设备进行控制命令的填充。
5.如权利要求4所述的工业以太网通信方法，其特征在于，所述上行数据区和/或所述下行数据区包括多个分区，所述多个分区被映射为所述控制器或所述被控设备的应用数据，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：
接收所述多个分区的映射关系，基于所述多个分区的映射关系进行当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
6.如权利要求4所述的工业以太网通信方法，其特征在于，所述在一个通信周期内接收工业以太网帧的步骤之前，包括：
接收控制器下发的数据通信周期，基于数据通信周期进行数据处理和工业以太网帧转发，所述数据处理包括当前设备上各应用的数据读取和数据填充。
7.如权利要求1至6任一项所述的工业以太网通信方法，其特征在于，在一个数据通信周期内，所述控制器与所有被控设备之间基于同一所述工业以太网帧完成一次数据交互。
8.如权利要求1至6任一项所述的工业以太网通信方法，其特征在于，数据通信周期中除所述工业以太网帧的占用带宽之外的剩余带宽，用于标准以太网帧的通信。
9.一种工业以太网通信设备，其特征在于，所述工业以太网通信设备包括：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计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的工业以太网通信方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质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如权利要求1至8中任一项所述的工业以太网通信方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311100777.0A CN117082157A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 工业以太网通信方法、设备及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311100777.0A CN117082157A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 工业以太网通信方法、设备及介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117082157A true CN117082157A (zh) | 2023-11-17 |
Family
ID=88709548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311100777.0A Pending CN117082157A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 工业以太网通信方法、设备及介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117082157A (zh) |
-
2023
- 2023-08-29 CN CN202311100777.0A patent/CN117082157A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11229010B2 (en) | Wireless communication system and wireless communication control method, wireless communication device and wireless communication method, and computer program | |
| US20160037429A1 (en) | Low cost mesh network capability | |
| CN111818493B (zh) | 数据传输方法及无线网络系统、节点、可读存储介质 | |
| CN102124784A (zh) | 用于在两个无线通信网络中避免干扰的系统、方法及装置 | |
| EP3237979B1 (en) | An inter-operable remote terminal unit | |
| KR20150052262A (ko) | 서비스 처리 방법 및 장치 | |
| CN102665297B (zh) | 无线云传感网通讯系统和装置与方法 | |
| CN103929377A (zh) | 一种有线网络与无线网络联合调度方法、相关设备及系统 | |
| WO2023126902A1 (en) | Method and deep reinforcement neural network (drnn) management system for an intelligent plug-and-play point-to-multipoint internet of things (iot) platform | |
| Köstler et al. | Towards an open source implementation of the IEEE 802.15. 4 DSME link layer | |
| KR20160126892A (ko) | 중계 방법 및 대응하는 통신 네트워크 장치, 시스템, 컴퓨터 판독 가능 프로그램 제품 및 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 | |
| US20170168473A1 (en) | Signalling of specification information on an industrial device | |
| EP2096893A1 (en) | Intermittent operative communication apparatus adaptively controlling the timing of waiting data reception and a method therefor | |
| CN117082157A (zh) | 工业以太网通信方法、设备及介质 | |
| US20080132233A1 (en) | Method for Operating Two Radio Communication Systems | |
| US11265798B2 (en) | Method and radio communication system for an industrial automation system | |
| CN111866856A (zh) | Mesh设备的控制方法和系统、存储介质及电子装置 | |
| CN103858511A (zh) | 用于在具有动态休息信道基站中继器的无线电站中的点对点广域网通信的方法和系统 | |
| KR102104104B1 (ko) | 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 스케쥴링 관리 방법 | |
| CN115442853A (zh) | 一种无线通信方法及装置 | |
| CN103068000A (zh) | 基于小卫星的自组织网络方法及系统 | |
| JP2009171517A (ja) | 無線ネットワーク構成方法および通信装置 | |
| CN113727453A (zh) | 资源调度的方法、装置、系统及存储介质 | |
| KR20010071878A (ko) | 피 네트워크 장치에 의해 유지되고 관리되는, 연결매체에독립적인 분산 지역 및 광역 네트워크 | |
| US20130275605A1 (en) | Engineering tool and programmable controller |
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 |