一种时钟竞争的方法与装置制造方法及图纸

本申请提供了一种时钟竞争的方法与装置，该方法包括：当时钟竞争被允许时，节点设备向其它节点设备发送携带自身时钟状态信息的时钟状态报文并且接收解析其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和其它节点设备的时钟状态信息；时钟竞争的过程由状态机控制；通过时钟竞争确定一个主时钟设备，并且从除主时钟设备以外的其它节点设备中确定一个第二优先主时钟设备；第二优先主时钟设备用于在主时钟设备因出现故障而无法发送主时钟报文时接替主时钟设备。利用本方法，当主时钟设备无法发送主时钟报文时，第二优先主时钟设备接替主时钟设备，维持网络中各个节点设备的数据调度不中断。

A Clock Competition Method and Device

【技术实现步骤摘要】
一种时钟竞争的方法与装置
本申请涉及工业通信
，尤其涉及一种时钟竞争的方法与装置。
技术介绍
EPA(EthernetforPlantAutomation，工厂自动化以太网络)是一种全新的适用于工业现场设备的开放性实时以太网标准，将大量成熟的IT技术应用于工业控制系统，利用高效、稳定、标准的以太网和UDP/IP协议的确定性通信调度策略，为适用于现场设备的实时工作建立了一种全新的标准。EPA作为一种高实时性、分布式工业以太网，由多种协议组成协议栈，网络的每个节点设备可以无差别，各个节点设备通过线缆连接形成星型、环型等拓扑结构。通过在各个节点设备选出一个节点设备作为主时钟设备，即为其它所有节点设备(以下简称从时钟设备)提供基准时钟(以下简称时基)，从时钟设备通过接收主时钟设备发送的主时钟报文与所述主时钟设备进行对时。但当主时钟设备因故障无法发送主时钟报文时，其它所有的节点设备将无法进行对时，导致网络处于混乱状态，网络各个节点间的数据调度停止，需要重新恢复。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种时钟竞争的方法与装置，能够在工业以太网络中通过时钟竞争产生主时钟节点设备和第二优先主时钟节点设备，当主时钟设备出现故障无法发送主时钟报文时，第二优先主时钟设备能够接替主时钟设备，维持网络中各个节点设备的数据调度不中断。本申请实施例提供了一种时钟竞争的方法，应用于工业控制网络，尤其涉及工厂自动化以太网络EPA，所述方法包括：当时钟竞争被允许时，节点设备向其它节点设备发送携带自身时钟状态信息的时钟状态报文，并且接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和所述其它节点设备的时钟状态信息；所述时钟竞争的过程由状态机控制，所述时钟竞争包括主时钟竞争和第二优先主时钟竞争；通过时钟竞争确定一个主时钟设备，并且从除所述主时钟设备以外的其它节点设备中确定一个第二优先主时钟设备；所述第二优先主时钟设备用于在所述主时钟设备因出现故障而无法发送主时钟报文时接替所述主时钟设备。可选的，所述状态机的初始状态为空闲状态，当所述主时钟竞争被允许但未开始时，所述节点设备的所述状态机跳转至等待主时钟状态，所述接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和其它节点设备的时钟状态信息包括：若所述节点设备未被强制设置为主时钟设备且接收到所述其它节点设备发送的主时钟确定报文，则所述节点设备的所述状态机跳转到发现主时钟状态；否则，所述节点设备进行主时钟竞争并经历第一预设宏周期后所述节点设备的所述状态机跳转至主时钟竞争声明状态。可选的，所述主时钟确定报文为以下其中的一种：强制主时钟状态报文、主时钟状态报文和主时钟声明报文。可选的，当所述状态机跳转至所述主时钟竞争声明状态时，所述节点设备向所述其它节点设备发送携带自身时钟状态信息的时钟状态报文包括：所述节点设备向所述其它节点设备发送主时钟声明报文；所述接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和其它节点设备的时钟状态信息包括：若所述节点设备接收到所述其它节点设备发送的更优主时钟确定报文，则所述节点设备的所述状态机跳转到发现主时钟状态；否则，所述主时钟竞争经历第二预设宏周期后所述节点设备的所述状态机跳转至成为主时钟状态。可选的，所述更优主时钟确定报文为以下其中的一种：所述主时钟状态报文和更优主时钟声明报文。可选的，当所述状态机跳转至所述发现主时钟状态时，所述方法还包括：当所述第二优先主时钟竞争被允许但未开始时，所述节点设备的所述状态机跳转至等待第二优先主时钟状态，所述接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和其它节点设备的时钟状态信息包括：若所述节点设备接收到所述其它节点设备发送的第二优先主时钟确定报文，则所述节点设备的所述状态机跳转到发现主时钟状态；否则，所述第二优先主时钟竞争经历第三预设宏周期后所述节点设备的所述状态机跳转至第二优先主时钟竞争声明状态。可选的，所述第二优先主时钟确定报文为以下其中的一种：第二优先主时钟状态报文和第二优先主时钟声明报文。可选的，当所述状态机跳转至所述第二优先主时钟竞争声明状态时，所述节点设备向所述其它节点设备发送携带自身时钟状态信息的时钟状态报文包括：所述节点设备向所述其它设备发送第二优先主时钟声明报文；所述接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和其它节点设备的时钟状态信息包括：若所述节点设备接收到所述其它节点设备发送的更优第二优先主时钟确定报文，则所述节点设备的所述状态机跳转到发现第二优先主时钟状态；否则，所述第二优先主时钟竞争经历第四预设宏周期后所述节点设备的所述状态机跳转至成为第二优先主时钟状态。可选的，所述更优第二优先主时钟确定报文为以下其中的一种：第二优先主时钟状态报文和更优第二优先主时钟声明报文。可选的，所述主时钟设备的IP大于所述第二优先主时钟设备的IP，所述第二优先主时钟设备的IP大于除所述主时钟设备和所述第二优先主时钟设备以外其它节点设备的IP。可选的，所述第二优先主时钟设备的IP小于除所述主时钟设备以外其它节点设备的IP，所述主时钟设备的IP小于所述第二优先主时钟设备的IP。可选的，当所述时钟竞争结束后，所述方法还包括：当所述EPA失去第二优先主时钟设备时，所述节点设备的所述状态机跳转至所述等待第二优先主时钟状态，通过第二优先主时钟竞争确定新的第二优先主时钟设备。可选的，当所述时钟竞争结束后，所述方法还包括：当所述EPA同时失去所述主时钟设备和所述第二优先主时钟设备时，所述节点设备通过所述时钟竞争确定新的主时钟设备和新的第二优先主时钟设备。可选的，当一个完整的网络被划分为N个网络且所述主时钟设备和所述第二优先主时钟设备同时位于第i个网络时，所述i＝1，…N，所述方法还包括：除所述第i个网络外的其余N-1个网络均通过时钟竞争从自身网络中确定一个自身的主时钟设备，并从自身网络中的其它节点设备中确定一个自身的第二优先主时钟设备。可选的，当一个完整的网络被划分为N个网络且所述主时钟设备位于第j个网络、所述第二优先主时钟设备位于第k个网络，所述j＝1，…N，所述k＝1，…N，j≠k时，所述方法还包括：从所述第j个网络中除所述主时钟设备外的其它节点设备中确定一个第j个网络的第二优先主时钟设备；所述第二优先主时钟设备成为第k个网络的主时钟设备，从所述第k个网络中除所述第二优先主时钟设备外的其它节点设备中确定一个第k个网络的第二优先主时钟设备；除所述第j个网络和所述第k个网络外的其余N-2个网络均通过时钟竞争从自身网络中确定一个自身的主时钟设备，并从自身网络中的其它节点设备中确定一个自身的第二优先主时钟设备。可选的，当N个网络合并成为一个新网络，且每个网络都已确定自身的主时钟设备和第二优先主时钟设备时，所述方法还包括：N个网络的N个主时钟设备进行主时钟竞争确定一个所述新网络的主时钟设备，N个网络的N个第二优先主时钟设备进行第二优先主时钟竞争确定一个所述新网络的第二优先主时钟设备。本申请实施例还提供了一种时钟竞争的装置，所述装置应用于EPA的节点设备，所述装置包括：时钟竞争模块、时钟同步模块、数据调度模块和报文分析模块：所述时钟竞争模块，用于向其它节点设备发送携带自身时钟状态信息的时钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时钟竞争的方法，其特征在于，应用于工业控制网络，尤其涉及工厂自动化以太网络EPA，所述方法包括：当时钟竞争被允许时，节点设备向其它节点设备发送携带自身时钟状态信息的时钟状态报文，并且接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和所述其它节点设备的时钟状态信息；所述时钟竞争的过程由状态机控制，所述时钟竞争包括主时钟竞争和第二优先主时钟竞争；通过时钟竞争确定一个主时钟设备，并且从除所述主时钟设备以外的其它节点设备中确定一个第二优先主时钟设备；所述第二优先主时钟设备用于在所述主时钟设备因出现故障而无法发送主时钟报文时接替所述主时钟设备。

【技术特征摘要】
1.一种时钟竞争的方法，其特征在于，应用于工业控制网络，尤其涉及工厂自动化以太网络EPA，所述方法包括：当时钟竞争被允许时，节点设备向其它节点设备发送携带自身时钟状态信息的时钟状态报文，并且接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和所述其它节点设备的时钟状态信息；所述时钟竞争的过程由状态机控制，所述时钟竞争包括主时钟竞争和第二优先主时钟竞争；通过时钟竞争确定一个主时钟设备，并且从除所述主时钟设备以外的其它节点设备中确定一个第二优先主时钟设备；所述第二优先主时钟设备用于在所述主时钟设备因出现故障而无法发送主时钟报文时接替所述主时钟设备。2.根据权利要求1所述的时钟竞争的方法，其特征在于，所述状态机的初始状态为空闲状态，当所述主时钟竞争被允许但未开始时，所述节点设备的所述状态机跳转至等待主时钟状态，所述接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和其它节点设备的时钟状态信息包括：若所述节点设备未被强制设置为主时钟设备且接收到所述其它节点设备发送的主时钟确定报文，则所述节点设备的所述状态机跳转到发现主时钟状态；否则，所述节点设备进行主时钟竞争并经历第一预设宏周期后所述节点设备的所述状态机跳转至主时钟竞争声明状态。3.根据权利要求1所述的时钟竞争的方法，其特征在于，所述主时钟确定报文为以下其中的一种：强制主时钟状态报文、主时钟状态报文和主时钟声明报文。4.根据权利要求2所述的时钟竞争的方法，其特征在于，当所述状态机跳转至所述主时钟竞争声明状态时，所述节点设备向所述其它节点设备发送携带自身时钟状态信息的时钟状态报文包括：所述节点设备向所述其它节点设备发送主时钟声明报文；所述接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和其它节点设备的时钟状态信息包括：若所述节点设备接收到所述其它节点设备发送的更优主时钟确定报文，则所述节点设备的所述状态机跳转到发现主时钟状态；否则，所述主时钟竞争经历第二预设宏周期后所述节点设备的所述状态机跳转至成为主时钟状态。5.根据权利要求4所述的时钟竞争的方法，其特征在于，所述更优主时钟确定报文为以下其中的一种：所述主时钟状态报文和更优主时钟声明报文。6.根据权利要求2或4所述的时钟竞争的方法，其特征在于，当所述状态机跳转至所述发现主时钟状态时，所述方法还包括：当所述第二优先主时钟竞争被允许但未开始时，所述节点设备的所述状态机跳转至等待第二优先主时钟状态，所述接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和其它节点设备的时钟状态信息包括：若所述节点设备接收到所述其它节点设备发送的第二优先主时钟确定报文，则所述节点设备的所述状态机跳转到发现主时钟状态；否则，所述第二优先主时钟竞争经历第三预设宏周期后所述节点设备的所述状态机跳转至第二优先主时钟竞争声明状态。7.根据权利要求6所述的时钟竞争的方法，其特征在于，所述第二优先主时钟确定报文为以下其中的一种：第二优先主时钟状态报文和第二优先主时钟声明报文。8.根据权利要求6所述的时钟竞争的方法，其特征在于，当所述状态机跳转至所述第二优先主时钟竞争声明状态时，所述节点设备向所述其它节点设备发送携带自身时钟状态信息的时钟状态报文包括：所述节点设备向所述其它设备发送第二优先主时钟声明报文；所述接收解析所述其它节点设备发送的时钟状态报文以确定自身和其它节点设备的时钟状态信息包括：若所述节点设备接收到所述其它节点设备发送的更优第二优先主时钟确定报文，则所述节点设备的所述状态机跳转到发现第二优先主时钟状态；否则，所述第二优先主时钟竞争经历第四预设宏周期后所述节点设备的所述状态机跳转至成为第二优先主时钟状态。9.根据权利要求8所述的时钟竞争的方法，其特征在于，所述更优第二优先主时钟确定报文为以下其中的一种：第二优先主时钟状态报文和更优第二优先主时钟声明报文。10.根据权利要求1所述的时钟竞争的方法，其特征在于，所述主时钟设备的I...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克炜，顾昊，张弛，王迎，还约辉，黄根线，
申请(专利权)人：浙江国利网安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33