一种工业以太网系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种工业以太网系统，在该系统中主站与从站之间发送业务数据包的过程中就携带了同步信息，因此主站就不需要向从站发送特定的同步帧来实现主站与从站之间的同步，而是直接将同步信息携带在平常通讯时发送的业务数据包中，从而节约了网络带宽，并避免了主站与从站之间发送同步帧时不能发送正常业务数据包的问题，进而提升了系统的通讯效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业自动化领域，尤其涉及一种工业以太网系统。
技术介绍
当前，在工业以太网系统中至少包括了一个主站和若干从站，每个从站至少包含了两个网口，主站与从站之间以及各个从站之间通过标准网线首尾连接(如图1所示)，在图1中主站与N个从站从而形成一个链式网络，然后主站通过链路将命令数据包发送至各个从站。现有技术中的工业以太网系统的同步过程是通过同步帧来完成的，即:主站向从站通过发送单独的同步巾贞请求同步时钟信息，被请求的从站向主站发送相应的同步响应中贞返回同步时钟信息。为了保证上传和下发链路的对等性，在进行同步帧的请求和响应的过程中，系统链路不能发送正常数据，因此同步帧的存在不仅占用了系统链路带宽，而且降低了系统的通讯效率。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种工业以太网系统，用以解决现有技术中工业以太网通讯效率较低的问题。其具体的技术方案如下:一种工业以太网系统,包括:主站，所述主站包含两个网口、主站处理器，所述主站处理器与所述两个网口连接;多个从站，所述多个从站依次连接形成链路，所述链路的一端连接至所述主站的一个网口，所述链路的另一端连接至所述主站的另一网口，所述多个从站中的每个从站都包含从站处理器，所述从站处理器与网口连接；其中，所述主站处理器通过网口依次向每个从站下发携带同步信息的业务数据包；所述从站处理器在接收到主站下发的业务数据包时，判断接收到的业务数据包中的从站标识是否与预存的从站标识匹配，若匹配，读取业务数据包中的同步信息，根据所述同步信息调整自身的时间计数器，并向主站返回携带时间戳的反馈数据包；若不匹配，则将所述业务数据包转发至下一个从站。可选的，所述主站处理器，用于生成业务数据包，在业务数据包中确定出用于携带数据信息的数据段，并将所述同步信息写入所述数据段中。可选的，所述主站中处理器，具体用于获取发送所述业务数据包的发送时刻，在接收所述从站返回的携带时间戳的反馈数据包时，记录接收所述反馈数据包的接收时刻，将所述发送时刻与所述接收时刻之和与所述反馈数据包中的时间戳之间的差值的一半作为本次通讯周期的时间偏差值，将所述时间偏差值作为所述同步信息。可选的，所述从站处理器，用于接收主站发送的携带上一次通讯周期得到的时间计数器的偏差值的业务数据包，根据所述偏差值，获取与主站之间的时间戳，生成携带时间戳的反馈数据包。可选的，所述从站处理器，还用于将本次通讯周期得到的偏差值与保存的之前通讯周期获得N个偏差值之间的算数平均值作为平均偏差值，确定接收所述业务数据包时记录的接收时刻，以及向所述主站发送反馈数据包的反馈时刻，将所述接收时刻与平均偏差值之和以及反馈时刻与平均偏差值之和的和确定为所述时间戳，N为大于等于I的整数。可选的，所述从站处理器，还用于根据所述平均偏差值调整时间计数器，使得与主站的时间计数器的时间同步。可选的，所述主站处理器，还用于获取所有未发送反馈数据包的从站，在所有未发送反馈数据包的从站中确定与主站的网口传输距离最短的从站为断网从站，通过与所述断网从站传输距离最短的网口向所述断网从站与所述网口之间的从站发送业务数据包，通过另一网口向断网从站以及断网从站与所述另一网口之间的从站发送业务数据包。可选的，所述主站处理器，还用于获取所有未发送反馈数据包的从站的从站标识，并根据从站标识确定出与主站的端口传输距离最短的从站，若是在连续3次未接收到所述从站的反馈数据包时，则确定所述从站为断网从站。可选的，所述主站处理器，还用于在所述依次连接的多个从站中确定出处于中间位置的中心从站，通过一个网口向所述网口与所述中心从站之间的从站发送携带检测信息的业务数据包，通过另一网口向所述中心从站以及所述另一网口与所述中心从站之间的从站发送携带检测信息的业务数据包。在本专利技术实施例中主站与从站之间发送业务数据包的过程中就携带了同步信息，因此主站就不需要向从站发送特定的同步帧来实现主站与从站之间的同步，而是直接将同步信息携带在平常通讯时发送的业务数据包中，从而节约了网络带宽，并避免了主站与从站之间发送同步帧时不能发送正常业务数据包的问题，进而提升了系统的通讯效率。专利技术实施例中从站只要是接收到未包含自身ID的命令数据包时，则从站将该命令数据包转发至下一个从站，若是命令数据包中的ID与自身ID匹配时，则从站将向主站返回反馈数据包，这样在一个通讯周期内，在主站发送命令数据包的同时，从站也可以实现接收以及转发数据包，从而提升了系统的通讯效率。在本专利技术实施例主站在检测到有从站未发送反馈数据包时，主站获取所有未发送反馈数据包的从站，在所有未发送反馈数据包的从站中确定与主站的网口传输距离最短的从站为断网从站，通过与断网从站传输距离最短的网口向断网从站与网口之间的从站发送业务数据包，通过另一网口向断网从站以及断网从站与另一网口之间的从站发送业务数据包。这样在从站发生故障或者是断网时，主站将及时的调整数据包的发送序列，使得系统的下发数据包时可以有效的避免断网从站，实现了系统的快速恢复，从而提升了系统通讯效率以及稳定性。【附图说明】图1为现有技术中工业以太网系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中工业以太网系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例中主站的结构示意图；图4为本专利技术实施例中从站的结构示意图；图5为本专利技术实施例中环形网络拓扑结构的示意图；图6为本专利技术实施例中链路重组后的环形网络拓扑结构的示意图；图7为本专利技术实施例中星形网络拓扑结构的示意图；图8为本专利技术实施例中链路重组后的星形网络拓扑结构的示意图；图9为本专利技术实施例中主站与从站之间的数据交互示意图；图10为本专利技术实施例中主站下发的业务数据包的结构示意图。【具体实施方式】下面通过附图以及具体实施例对本专利技术技术方案做详细的说明。首先来讲，如图2所示为本专利技术实施例中一种工业以太网系统的结构示意图，该系统中包含了主站以及从站，通过主站网口、从站网口以及标准网线连接成环形网络拓扑结构，主站两个网口与主站处理器连接，从站中的从站网口与从站处理器连接。其中，主站处理器通过网口依次向每个从站下发携带同步信息的业务数据包；从站处理器在接收到主站下发的业务数据包时，判断接收到的业务数据包中的从站标识是否与预存的从站标识匹配，若匹配，读取业务数据包中的同步信息，根据所述同步信息调整自身的时间计数器，并向主站返回携带时间戳的反馈数据包；若不匹配，则将业务数据包转发至下一个从站。进一步，在本专利技术实施例中为了保证同步信息能够携带在业务数据包中，因此主站处理器在生成业务数据包时，主站处理器将在业务数据包中当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业以太网系统，其特征在于，包括：主站，所述主站包含两个网口、主站处理器，所述主站处理器与所述两个网口连接；多个从站，所述多个从站依次连接形成链路，所述链路的一端连接至所述主站的一个网口，所述链路的另一端连接至所述主站的另一网口，所述多个从站中的每个从站都包含从站处理器，所述从站处理器与网口连接；其中，所述主站处理器通过网口依次向每个从站下发携带同步信息的业务数据包；所述从站处理器在接收到主站下发的业务数据包时，判断接收到的业务数据包中的从站标识是否与预存的从站标识匹配，若匹配，读取业务数据包中的同步信息，根据所述同步信息调整自身的时间计数器，并向主站返回携带时间戳的反馈数据包；若不匹配，则将所述业务数据包转发至下一个从站。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：周朝阳，姚詹图，胡永辉，林应荃，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44