多节点数据同步分发方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多节点数据同步分发方法及装置，所述方法包括：控制节点与多个终端节点间建立一条的实时通道，所述实时通道是基于TSN调度的时间片；控制节点把待发送给各终端节点的下行数据组成下行数据单元，所述下行数据单元封装在所述实时通道的通道报文中，所述通道报文通过所述实时通道同步向各终端节点发送，从而实现控制节点各终端节点数据的实时同步分发。本发明专利技术还提供各终端节点同步向控制节点发送上行数据的方法及装置。本发明专利技术还相应提供了实现上述方法的设备和存储介质。本发明专利技术用于工业控制的同步控制，提高工业精准控制效果。

【技术实现步骤摘要】
多节点数据同步分发方法、装置、设备及存储介质
本申请涉及工业控制的网络
，特别是涉及基于TSN的多节点数据同步发送和接收方法及装置。
技术介绍
在工业控制的网络中，其中心控制器通过以太网连接到终端的控制器及传感器。通过采集终端现场数据，经过运算，形成控制调整策略，然后下发到各个终端控制器进行调整。网络同时承载着网络管理、监控数据及文件传输等非调整控制类型的数据。在工业控制过程中，各个终端现场的数据采集及下发到各个终端的调整参数，在时间上越是同步，运算速度越快，效果会越好。如果时间偏差过大，会出现调整参数失效的情况。达不到预期的调整效果。基于当前工业控制的网络拓扑，中心控制器与终端节点的通信协议多采用主从方式的点对点的协议，如Modbus-TCP。在这种模式下，数据的采集和策略的下发，需要中心控制器采用轮询的方式与各个终端节点进行通信。这样在终端节点数量多的情况下，会导致通信效率降低，数据因同步及时效偏差过大失效。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了基于TSN的多节点数据同步分发方法，实现工业控制网络多节点数据的同步性和实时性，本专利技术还相应地提供了基于TSN的多节点数据同步分发装置。第一方面，提供了一种多节点数据同步分发方法，控制节点与多个终端节点建立一条虚拟的实时通道；控制节点根据待发送给各终端节点的数据构建一下行数据单元，并封装于一通道报文中；控制节点通过所述实时通道向各终端节点发送所述通道报文；所述实时通道为控制节点与各终端节点间、基于TSN分配的一个时间片。由上，所述实时通道所对应的时间片是TSN调度的时间片，控制节点把待发送给各所述终端节点的下行数据集成起来并组成下行数据单元，通过所述实时通道向各终端节点同步发送下行数据，从而发给所有终端节点的下行数据均在TSN网络调度的一个时间片内发送。而普通TSN网络中控制节点给其他每一个节点发送下行数据都必须分别占用一个所述时间片，基于上述方法，所述控制节点实现了向各终端节点同步发送下行数据，在用于工业控制的网络中实现同步控制终端节点。根据第一方面，在所述多节点数据同步分发方法的第一种可能的实现方式中，构建所述下行数据单元时，包括下面之一，该下行数据单元中，对应所述待发送给各终端节点的数据添加有相应的各终端节点标识；该下行数据单元中，所述待发送给各终端节点的数据基于第一顺序排列；所述第一顺序为所述控制节点与各终端节点约定的顺序。由上，所述控制节点基于所述标识或所述约定顺序把所述待发送给各终端节点的数据封装于所述下行数据单元中而发送，基于上述方法，在工业控制的网络中，所述控制节点在所述实时通道对应的时间片内同步向各终端节点同步发送下行数据，实现同步控制。根据第一方面，在所述多节点数据同步分发方法的第二种可能的实现方式中，所述待发送给各终端节点的数据的类型为反馈结果类指令、且应用的网络类型为环形、菊花链或其混合的网络时，所述方法还包括，所述控制节点通过所述实时通道接收经过各终端节点后的所述通道报文；所述控制节点解封装所述经过各终端节点的所述通道报文获得所包含的一上行数据单元，并从该上行数据单元中提取各终端节点发送的数据。由上，所述实时通道的通道报文的上行数据单元包含了各终端节点通过所述实时通道向控制节点同步发送上行数据，从而控制节点从所述实时通道对应的一个时间片接收各终端节点发送的上行数据，而普通TSN网络中必须分别占用一个所述时间片接收不同终端节点发送上行数据，因此，基于上述方法，本专利技术的控制节点同步接收各终端节点发送的上行数据，在用于工业控制的网络中实现同步采集各终端节点测量数据或命令处理结果。根据第一方面的第二种可能的实现方式，在所述多节点数据同步分发方法的第三种可能的实现方式中，所述提取各终端节点发送的数据时，包括下面之一，该上行数据单元中，对应各终端节点的数据具有相应的各终端节点标识；根据各终端节点标识提取各终端节点发送的数据；该上行数据单元中，各终端节点的数据基于第二顺序排列；所述第二顺序为所述控制节点与各终端节点约定的顺序；根据所述第二顺序提取各终端节点发送的数据。由上，控制节点从所述通道报文的上行数据单元中基于终端节点的标识或按照约定顺序依次，提取各所述终端节点把待发送的上行数据。因此，基于上述方法，在工业控制网络中控制节点实现同步采集各终端节点的测量数据或命令运行结果。第二方面，提供了一种多节点数据同步分发方法，各终端节点通过一实时通道接收一通道报文；所述实时通道为控制节点与各终端节点间、基于TSN分配的一个时间片；各终端节点分别解封装所述通道报文获得所包含的一下行数据单元，并从该下行数据单元中提取发送给自己的数据。由上，因为所述通道报文的下行数据单元包含了发送给所有所述终端节点的下行数据，从而各所述终端节点在所述实时通道对应的同一时间片内同步接收同源的所述下行数据单元。而普通TSN网络中，各所述终端节点分别在不同的等同于所述实时通道对应的时间片接收数据，因此，基于上述方法，各所述终端节点在所述实时通道对应的时间片内同步接收数据，在用于工业控制的网络中实现同步接收控制命令，同步受控操作。根据第二方面，在所述多节点数据同步分发方法的第一种可能的实现方式中，所述提取发送给自己的数据时，包括下面之一，根据该下行数据单元中具有的对应各终端节点的数据的各终端节点标识，提取对应该终端节点标识的数据；根据该下行数据单元中的各终端节点的数据的排列的第一顺序，提取对应该终端节点位置的数据；所述第一顺序为所述控制节点与各终端节点约定的顺序。由上，各所述终端节点从所述下行数据单元中基于所述标识或所述约定顺序能够识别和提取发送给本身的下行数据。因此，基于上述方法，各所述终端节点在所述第一通道对应的时间片内同步从所述下行数据单元中提取数据，实现同步接收命令。根据第二方面，在所述多节点数据同步分发方法的第二种可能的实现方式中，当应用的网络类型为环形、菊花链或其混合的网络时，终端节点当从下行数据单元中提取发送给自己的数据时，所述方法还包括，终端节点若有待发送给控制节点的上行数据时，判断所述通道报文中是否已包含上行数据单元，若是，将其待发送的数据添加到所述的上行数据单元中，重新封装于所述通道报文中通过所述实时通道向下一节点发送；否则，根据待发送给控制节点的数据构建一上行数据单元，并将其封装于所述通道报文中通过所述实时通道向下一节点发送。由上，所述实时通道所对应的时间片是TSN调度的时间片，各终端节点通过所述实时通道向控制节点同步发送上行数据示为所有终端节点的上行数据均在TSN网络调度的的时间片内发送。而普通TSN网络中各终端节点必须分别占用一个所述时间片发送上行数据，因此，基于上述方法，本专利技术的各终端节点实现了向控制节点同步发送上行数据，在用于工业控制的网络中实现同步汇报采集数据或处理结果。根据第二方面的第二种可能的实现方式中，在所述多节点数据同步分发方法的第三种可能的实现方式中，将待发送的数据添加到所述的上行数据单元时，包括下面之一，该上行数据单元中，对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多节点数据同步分发方法，其特征在于，包括，/n控制节点与多个终端节点建立一条虚拟的实时通道；/n控制节点根据待发送给各终端节点的数据构建一下行数据单元，并封装于一通道报文中；/n控制节点通过所述实时通道向各终端节点发送所述通道报文；/n所述实时通道为控制节点与各终端节点间、基于TSN分配的一个时间片。/n

【技术特征摘要】
1.一种多节点数据同步分发方法，其特征在于，包括，
控制节点与多个终端节点建立一条虚拟的实时通道；
控制节点根据待发送给各终端节点的数据构建一下行数据单元，并封装于一通道报文中；
控制节点通过所述实时通道向各终端节点发送所述通道报文；
所述实时通道为控制节点与各终端节点间、基于TSN分配的一个时间片。


2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，构建所述下行数据单元时，包括下面之一，
该下行数据单元中，对应所述待发送给各终端节点的数据添加有相应的各终端节点标识；
该下行数据单元中，所述待发送给各终端节点的数据基于第一顺序排列；所述第一顺序为所述控制节点与各终端节点约定的顺序。


3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述待发送给各终端节点的数据的类型为反馈结果类指令、且应用的网络类型为环形、菊花链或其混合的网络时，所述方法还包括，
所述控制节点通过所述实时通道接收经过各终端节点后的所述通道报文；
所述控制节点解封装所述经过各终端节点的所述通道报文获得所包含的一上行数据单元，并从该上行数据单元中提取各终端节点发送的数据。


4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述提取各终端节点发送的数据时，包括下面之一，
该上行数据单元中，对应各终端节点的数据具有相应的各终端节点标识；根据各终端节点标识提取各终端节点发送的数据；
该上行数据单元中，各终端节点的数据基于第二顺序排列；所述第二顺序为所述控制节点与各终端节点约定的顺序；根据所述第二顺序提取各终端节点发送的数据。


5.一种多节点数据同步分发方法，其特征在于，包括，
各终端节点通过一实时通道接收一通道报文；所述实时通道为控制节点与各终端节点间、基于TSN分配的一个时间片；
各终端节点分别解封装所述通道报文获得所包含的一下行数据单元，并从该下行数据单元中提取发送给自己的数据。


6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述提取发送给自己的数据时，包括下面之一，
根据该下行数据单元中具有的对应各终端节点的数据的各终端节点标识，提取对应该终端节点标识的数据；
根据该下行数据单元中的各终端节点的数据的排列的第一顺序，提取对应该终端节点位置的数据；所述第一顺序为所述控制节点与各终端节点约定的顺序。

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志勇，
申请(专利权)人：北京东土科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11