一种用于多主站系统之间的实时通信方法及其设备技术方案

本发明专利技术公开了一种用于多主站系统之间的实时通信方法及其设备。实时通信设备串接于两套独立的主站系统中，包括两个从站和一个实时通信控制器；主站与从站之间根据实时通信协议进行实时通信；从站之间在实时通信控制器的协调下进行实时通信。实时通信控制器通过监测从站工作状态，控制从站之间通过实时数据缓存器进行实时数据传输。本发明专利技术将两个主站之间的实时通信转化成两个主站系统所挂从站之间的实时通信。通过本发明专利技术可以实现独立的主站系统之间的双向实时通信，能够满足高速、高可靠性等应用场合的实时通信需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于多主站系统之间的实时通信方法及其设备
本专利技术涉及一种用于多主站系统之间的实时通信方法，同时还涉及一种用于实现该实时通信方法的实时通信设备。
技术介绍
随着通信、微电子和计算机技术的飞速发展，工业控制系统不断发生变革，自动化水平不断提高，越来越多的工业控制系统要求实现信息的快速传递。通信实时性问题在工业监控领域具有十分重要的地位，控制系统的实时性直接影响着整个系统的综合性能。尤其在航空航天、军工、高速动车组、高速有价证券处理等高科技领域，对设备控制系统的实时性要求越来越高。目前由于技术原理等因素限制，控制系统采用传统的通信方式已经难以满足人们高性能需求。随着PROFIBUS、CANOPEN、DeviceNet等现场总线技术以及PR0FINET、EtherCAT, SERCOS III等工业以太网技术的发展和推广，多样化的通信协议不仅改变了现代工业控制系统的结构，而且大大提升了现代工业控制系统的实时性能。例如EtherCAT和SERCOS III两种实时以太网技术特别适合通信周期在Ims以下的强实时控制应用领域。然而在控制系统中由于多种因素限制，上述的通信协议只能保证主站及其所挂从站之间的实时通信，多个主站之间不能直接进行高精度的强实时通信。传统的主站间通信方式大都采用主站之间直接进行通信的方式。由于直接通信通常采用Ethernet、RT-Ethernet> ADS等非强实时通信方式,主站之间的通信方式本质上是非实时的。而非实时通信会因数据拥塞、时延等外界因素的干扰，致使通信速率及稳定性降低，控制系统的通信时间无法确定。传统的通信方式只能满足一般的通信需求。对于一些高速、高可靠性等应用场合，目前的通信方式不能满足主站系统之间的强实时通信需求。而目前也没有相关公司或企业给出多个主站之间进行实时通信的解决方案。基于上述可知，如何实现主站系统之间的实时通信，是目前控制系统领域亟待解决的重要课题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种用于多主站系统之间的实时通信方法。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种用于上述实时通信方法的实时通信设备。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案:一种用于多主站系统之间的实时通信方法，将主站系统之间的实时通信转化为主站系统下从站之间的通信:第一主站系统通过实时通信协议向其所挂从站发送数据；所述从站接收并处理所述第一主站系统的实时数据后产生中断请求；当所述从站相应的从站通信管理器监测到从站为空闲状态且有中断请求时，则将从站中的实时数据写入实时数据缓存器中；当第二主站系统所挂从站的从站通信管理器监测到相应从站为空闲状态且没有中断请求，则将所述实时数据缓存器中的实时数据写入所述从站中；所述从站采用实时通信协议将实时数据发送至第二主站系统。其中较优地，所述实时数据缓存器为两个方向相反的FIFO数据缓存器，则从站通信管理器的工作过程如下:监测从站为空闲状态且有中断请求时，读取所述从站中实时数据并写入则第一FIFO数据缓存器；若所述从站为空闲状态且没有中断请求，则读取第二 FIFO数据缓存器中的实时数据并写入所述从站中。其中较优地，所述实时数据缓存器为双口随机存储器。其中较优地，所述从站通信管理器读取所述从站中实时数据前判断是否具备读数据的条件:当从站数据准备就绪且第一 FIFO数据缓存器不满时，读取所述从站中数据，并写入所述第一 FIFO数据缓存器；若所述从站中实时数据未准备就绪或所述第一 FIFO数据缓存器为满时，则继续等待；向所述从站写入实时数据前判断是否具备写数据的条件:判断第二 FIFO数据缓存器是否为空:若为空，继续等待；若不为空，则读取所述FIFO数据缓存器的实时数据，并将所述数据写入所述从站中。其中较优地，所述的实时通信方法还包括从站工作状态的转换方法，具体步骤如下:所述主站系统向从站发送状态控制命令请求；所述从站处理所述请求，并写从站控制字，同时向相应的所述从站通信管理器产生中断请求；所述从站通信管理器处理所述中断请求，将从站状态字与所述从站控制字进行比较判断:若符合从站状态的转化关系，则响应所述请求并将所述从站控制字写入从站状态子，并完成状态切换；否则给出错误标志。其中较优地，从站状态包括初始化、预运行、安全运行、运行四种工作状态和一种备选的引导状态；所述从站状态的转化关系为:所述初始化状态向所述运行状态转化时，按照初始化、预运行、安全运行、运行的顺序转化；所述运行状态向所述初始化状态转化时，按照运行、安全运行、预运行、初始化的顺序转化；所述引导状态为备选状态，只与所述初始化状态之间相互转化。—种用于实现上述实时通信方法的实时通信设备，串联于两个主站系统之间，包括两个从站和一个实时通信控制器；所述实时通信控制器分别与所述两个从站进行通信；所述从站与相应的主站系统进行实时通信；所述实时通信控制器包括两个从站通信管理器和两个FIFO数据缓存器；所述从站通信管理器协调主站对从站运行状态的控制，并控制从站数据写入一个FIFO数据缓存器或者将另一个FIFO数据缓存器的数据写入所述从站控制器；所述FIFO数据缓存器用于两个从站的数据交互，其中任意一个FIFO数据缓存器的入口用于一个从站写入数据，出口用于另一个从站读出数据。其中较优地，每个所述从站包括通信接口、接口电路和从站控制器；所述主站系统的通信电信号通过通信接口传给接口电路；所述接口电路将所述电信号经过隔离变压、模数转换为通信报文后发送给从站控制器；所述从站控制器识别所述主站系统发送报文的实时通信协议，并根据相应实时通信协议提取并存储通信报文中携带的数据。其中较优地，所述实时通信设备串联的两个主站系统具有不同的实时通信协议。其中较优地，所述从站与所述实时通信控制器通过高速并行总线进行通信。本专利技术提供的用于多主站系统之间的实时通信方法及其设备，具有以下有益效果:1)为多个独立的主站系统之间的通信，提供了一种新型实时通信方法；2)能够实现多主站之间高速、高精度、高可靠性的双向实时数据通信；3)设备体积小、安装使用方便、且通信数据能够根据实际需求灵活配置。【附图说明】图1为本专利技术中从站通信管理器控制数据传输的流程图；图2为本专利技术中从站状态转化关系图；图3为本专利技术中两个主站系统之间实时通信原理框图；图4为本专利技术中实时通信设备的组成结构框图；图5为三个主站之间采用三个实时通信设备的原理图；图6为三个主站之间采用两个实时通信设备的原理图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术所提供的用于多主站系统之间的实时通信方法，其基本思路在于将两个主站之间的实时通信转化为两个主站所挂用于实时通信的从站之间的实时通信。目前由于技术条件限制，通常主站系统之间是不能直接进行强实时通信的。而主站和从站之间可以通过实时通信协议进行强实时通信的。基于此，本专利技术中主站系统之间的实时通信由主站系统中下挂的用于实时通信的从站完成。只要保证两个主站系统下从站之间进行实时通信，就可以实现主站系统之间的高速、高精度的双向实时通信。本专利技术中所提供的实时通信设备串接于两套独立主站系统中，可以在两套系统之间搭建起一条实时通信的通道，从而实现主站系统之间的实时通信。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多主站系统之间实时通信方法，其特征在于将主站系统之间的实时通信转化为主站系统所挂从站之间的通信：第一主站系统通过实时通信协议向其所挂从站发送数据；所述从站接收并处理所述第一主站系统的实时数据后产生中断请求；当所述从站相应的从站通信管理器监测到从站为空闲状态且有中断请求时，则将从站中的实时数据写入实时数据缓存器中；当第二主站系统所挂从站的从站通信管理器监测到相应从站为空闲状态且没有中断请求，则将所述实时数据缓存器中的实时数据写入所述从站中；所述从站采用实时通信协议将实时数据发送至第二主站系统。

【技术特征摘要】
1.一种用于多主站系统之间实时通信方法，其特征在于将主站系统之间的实时通信转化为主站系统所挂从站之间的通信: 第一主站系统通过实时通信协议向其所挂从站发送数据； 所述从站接收并处理所述第一主站系统的实时数据后产生中断请求； 当所述从站相应的从站通信管理器监测到从站为空闲状态且有中断请求时，则将从站中的实时数据写入实时数据缓存器中； 当第二主站系统所挂从站的从站通信管理器监测到相应从站为空闲状态且没有中断请求，则将所述实时数据缓存器中的实时数据写入所述从站中； 所述从站采用实时通信协议将实时数据发送至第二主站系统。2.如权利要求1所述的实时通信方法，其特征在于所述实时数据缓存器为两个方向相反的FIFO数据缓存器时，从站通信管理器的工作过程如下: 监测从站为空闲状态且有中断请求时，读取所述从站中实时数据并写入则第一 FIFO数据缓存器；若所述从站为空闲状态且没有中断请求，则读取第二 FIFO数据缓存器中的实时数据并写入所述从站中。3.如权利要求1所述的实时通信方法，其特征在于: 所述实时数据缓存器为双口随机存储器。4.如权利要求2所述的实时通信方法，其特征在于: 读取所述从站中实时数据前判断是否具备读数据的条件:当从站数据准备就绪且第一FIFO数据缓存器不满时，读取所述从站中数据，并写入所述第一 FIFO数据缓存器；若所述从站中实时数据未准备就绪或所述第一 FIFO数据缓存器为满时，则继续等待； 向所述从站写入实时数据前判断是否具备写数据的条件:判断第二 FIFO数据缓存器是否为空:若为空，继续等待；若不为空，则读取所述FIFO数据缓存器的实时数据，并将所述数据写入所述从站中。5.如权利要求1所述的实时通信方法，其特征在于还包括从站工作状态的转换过程，具体步骤如下: 所述主站系统向从站发送状态控制命令请求； 所述从站处理所述请求，并写从站控制字，同时向所述从站通信管理器产生中断请求； 所述从站通信管理器处理所述中断请求，将从...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈明生，杜旭东，姜君，董学良，伯玉霞，王川，孙进强，吴硕夫，韩绪艳，
申请(专利权)人：中国人民银行印制科学技术研究所，中国印钞造币总公司，
类型：发明
国别省市：北京;11