串行总线通信网络的保护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种串行总线通信网络的保护方法及装置，应用于串行总线网络拓扑结构中的主站点，该网络拓扑结构包括主站点与多个从站点，所述主站点串行连接各个所述从站点形成环路结构；各从站点处于接收且透传数据的工作模式；所述方法包括：当接收到关于所述环路结构发生故障的故障报告时，主站点改变数据发送端口形成与受故障影响的设备节点间新的工作数据环路。本发明专利技术还提供一种采用上述方法的保护装置。与现有保护装置相比，避免环路中产生大量的无效数据和重复数据，减少了环路结构中各个设备的数据处理量，优化了保护效果，降低了环路整体功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于串行总线
，特别是涉及一种串行总线通信网络的保护方法及装置。
技术介绍
目前，RS-485等串行总线因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点，被广泛应用于消防、水利、工业控制、智能表计的远程集中抄表、楼宇控制等工程中。但RS-485串行总线存在自适应、自保护功能脆弱、通信效率低等缺点，容易出现通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此，提高RS-485总线的运行可靠性至关重要。例如，现有的RS-485主设备和从设备以光纤单环网或环套环的方式应用于智能远程抄表；当网络中从站点设备数量过多时，就需要考虑网络的冗余保护问题，否则单点故障将会导致全网中断。申请号为CN 201120566144的专利公开了一种基于POF塑料光纤的自愈双环网的方案，该方案优点是实现简单，能做到网络冗余保护问题；但即使在正常工作中，也需要在双环网上同时发送相同数据，从而导致一问一答的交互过程中，双环网上将产生三倍数量的重复数据，增加了主站点和各个从站点的CPU处理负担，增加了无效的功耗消耗；且每个从站点都会收到相同的数据，还需要进行仲裁滤波，避免对重复数据进行响应。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种串行总线通信网络的保护方法及装置，用于解决现有技术中双环网在起到冗余保护时，双环网产生重复数据的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种串行总线通信网络的保护方法，应用于串行总线网络拓扑结构中的主站点，该网络拓扑结构包括主站点与多个从站点，所述主站点串行连接各个所述从站点形成环路结构；各从站点处于接收且透传数据的工作模式；所述方法包括：当接收到关于所述环路结构发生故障的故障报告时，主站点改变数据发送端口形成与受故障影响的设备节点间新的工作数据环路。本专利技术的另一目的在于提供一种串行总线通信网络的保护方法，应用于串行总线网络拓扑结构中的从站点，该网络拓扑结构包括主站点与多个从站点，所述主站点串行连接各个所述从站点形成环路结构；各从站点处于接收并透传数据的工作模式；所述方法包括：当所述从站点检测到其对应端口发生故障时，向主站点发送故障报告，所述故障报告包含检测故障的设备节点ID与其对应端口及该端口在设备节点上所在方向。本专利技术还提供的一种串行总线通信网络的保护装置，应用于串行总线网络拓扑结构中，该网络拓扑结构包括主站点与多个从站点，所述主站点串行连接各个所述从站点形成环路结构；各从站点处于接收并透传数据的工作模式；所述保护装置包括：保护模块，用于当接收到关于所述环路结构发生故障的故障报告时，主站点改变数据发送端口形成与受故障影响的设备节点间新的工作数据环路。另外，串行总线通信网络的保护装置，应用于串行总线网络拓扑结构中的从站点，该网络拓扑结构包括主站点与多个从站点，所述主站点串行连接各个所述从站点形成环路结构；各从站点处于接收并透传数据的工作模式；所述保护装置包括：故障检测模块，用于当所述从站点检测到其对应端口发生故障时，向主站点发送故障报告，所述故障报告包含发生故障的设备节点ID与其对应端口及该端口在设备节点上所在方向。如上所述，本专利技术的串行总线通信网络的保护方法及装置，具有以下有益效果：与现有的串行总线通信网络的保护方式相比，本专利技术避免了在双路环路结构中同时传输相同的数据，杜绝了大量的无效数据和重复数据的产生，减少了环路结构中各个设备处理数据的负担，降低了环路整体的功耗，达到了节能目的；同时，优化了保护路径，可广泛推广于工业控制和智能抄表等行业中。附图说明图1显示为本专利技术的串行总线通信网络拓扑图；图2-a、b、c分别显示为本专利技术的串行总线通信网络故障时倒换拓扑图；图3显示为串行总线通信网络的保护装置。元件标号说明：1、主站点，2、从站点。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征
可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1所示，为本专利技术的串行总线通信网络拓扑图，本专利技术针对串行总线通信网络拓扑图提供一种保护方法，应用于串行总线网络拓扑结构中的主站点1，该网络拓扑结构包括主站点1与多个从站点2，所述主站点串行连接各个所述从站点形成环路结构；各从站点处于接收且透传数据的工作模式(即，每个从站点均要判断接收的数据包的目的地址是否与其设备节点ID相同，如果是，则该从站点响应该数据包按原路发送回主站点；同时，不管判断目的地址是否与从站点的设备节点ID相同，均要将该数据包透传至其下一节点设备，直至该数据包回到主站点为止)；所述方法包括：当接收到关于所述环路结构发生故障的故障报告时，主站点改变数据发送端口形成与受故障影响的设备节点间新的工作数据环路，即在环路结构中发生故障时，根据接收的故障报告获取发生故障的设备节点ID以及其对应的故障端口及该端口在设备节点上所在方向，结合拓扑连接关系，判断哪些设备节点受到故障影响，修改主站点转发表内受故障节点影响的设备节点所对应的发送端口(其中，发送端口在环路结构中对应固定的数据传输端口)，使得在工作总线与冗余工作总线相结合，形成满足数据发送行为新的工作数据环路，其中，设备节点ID可为主站点节点ID或从站点节点ID。在本实施例中，所述网络拓扑结构(环网拓扑)优选为全双工RS485串行总线网络，其中，工作总线与冗余工作总线的传输方向可为顺时针或逆时针，但工作总线和冗余工作总线的传输方向设置必定相反；如果两者的传输方向相同，当主站点与从站点之间的某一侧工作数据环路完全中断，对应端口出现故障时，则无法通过倒换该故障的从站点的工作总线与冗余工作总线形成新的工作数据环路，即会发生通信中断；而如果两者的传输方向不同，当主站点与从站点之间的某一侧工作数据环路完全中断，对应端口出现故障时，即可倒换故障的从站点的工作总线与冗余工作总线形成新的工作数据环路，保持正常通信，从而提高了故障保护倒换的实用性。具体地，所述主站点设有主用端口和备用端口，所述主用端口的收发方向串行连接各个从站点形成工作总线，所述备用端口的收发方向串行连接各个从站形成冗余工作总线，其中，所述主站点与所述从站点均设有唯一的设备节点ID，且所述主站点设有存储各个所述
从站点设备节点ID以及向各个从站点发送数据的发送端口的转发表，形成的所述数据环路通过修改转发表内故障端口以及受故障节点影响的设备节点所对应的端口来实现。其中，所述主站点的主用端口通过连接各从站点的端口形成一条环线，如图1中可将顺时针传输方向为工作总线，即主用端口为主站点数据环路中内环所对应的端口，所述主站点的备用端口通过连接各从站点的端口形成另一条环线，如图1中可将逆时针的传输方向为冗余工作总线，即备用端口为主站点数据环路中外环所对应的端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串行总线通信网络的保护方法，应用于串行总线网络拓扑结构中的主站点，该网络拓扑结构包括主站点与多个从站点，其特征在于，所述主站点串行连接各个所述从站点形成环路结构；各从站点处于接收且透传数据的工作模式；所述方法包括：当接收到关于所述环路结构发生故障的故障报告时，主站点改变数据发送端口形成与受故障影响的设备节点间新的工作数据环路。

【技术特征摘要】
1.一种串行总线通信网络的保护方法，应用于串行总线网络拓扑结构中的主站点，该网络拓扑结构包括主站点与多个从站点，其特征在于，所述主站点串行连接各个所述从站点形成环路结构；各从站点处于接收且透传数据的工作模式；所述方法包括：当接收到关于所述环路结构发生故障的故障报告时，主站点改变数据发送端口形成与受故障影响的设备节点间新的工作数据环路。2.根据权利要求1所述的串行总线通信网络的保护方法，其特征在于，所述主站点设有主用端口和备用端口，所述主用端口的收发方向串行连接各个从站点形成工作总线，所述备用端口的收发方向串行连接各个从站形成冗余工作总线，其中，所述主站点与所述从站点均设有唯一的设备节点ID，且所述主站点设有存储各个所述从站点设备节点ID以及向其发送数据的发送端口的转发表。3.根据权利要求1所述的串行总线通信网络的保护方法，其特征在于，所述主站点的主用端口和备用端口均设有故障检测机制，用于检测对应端口是否故障，以及还用于检测故障端口是否恢复正常。4.根据权利要求3所述的串行总线通信网络的保护方法，其特征在于，当所述主站点检测到其对应的主用端口或备用端口发生故障时，则直接产生故障报告；当所述主站点检测到其对应的主用端口或备用端口对应的故障端口恢复正常时，则直接产生故障恢复报告，其中，所述故障报告包含发生故障的端口，所述故障恢复报告包含故障已恢复的对应端口。5.根据权利要求1所述的串行总线通信网络的保护方法，其特征在于，当所述主站点接收到故障报告时，检测存储的已上报故障报告是否包含新接收的故障报告中的报告设备节点ID；当其包含时，则不操作；当其不包含时，则显示的故障数目累计加1；当所述主站点接收到故障恢复报告时，检测存储的已上报故障恢复报告是否包含新接收的故障恢复报告中的报告设备节点ID；当其不包含时，则显示的故障数目累计减1；当其包含时，则不操作，其中，该故障恢复报告可为主站点或从站点检测其对应的端口正常时所产生，且所述主站点的备用端口产生的故障报告或故障恢复报告不参与数目累计。6.根据权利要求5所述的串行总线通信网络的保护方法，其特征在于，当所述主站点接收到故障报告且故障数目从零变为一时，则根据故障报告中检测故障的设备节点ID与其对
\t应故障端口修改转发表内受到故障影响的设备节点的发送端口，使其形成新的工作数据环路。7.根据权利要求5所述的串行总线通信网络的保护方法，其特征在于，当所述主站点显示的故障数目从一减为零时，修改转发表内受到故障影响的设备节点ID所对应的端口至初始状态，使其倒换到工作端口上收发数据报文。8.一种串行总线通信网络的保护方法，应用于串行总线网络拓扑结构中的从站点，该网络拓扑结构包括主站点与多个从站点，其特征在于，所述主站点串行连接各个所述从站点形成环路结构；各从站点处于接收并透传数据的工作模式；所述方法包括：当所述从站点检测到其对应端口发生故障时，向主站点发送故障报告，所述故障报告包含检测故障的设备节点ID及故障端口。9.根据权利要求8所述的串行总线通信网络的保护方法，其特征在于，所述从站点的每个端口均设有故障检测机制，用于检测对应端口是否故障，以及还用于检测故障端口是否恢复正常。10.根据权利要求9所述的串行总线通信网络的保护方法，其特征在于，当所述从站点检测到其对应故障端口恢复正常时，向主站点发送故障恢复报告，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙祥均，
申请(专利权)人：重庆世纪之光科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50