本发明专利技术公开了一种采用时间划片数据调度策略的网络控制方法及系统，以交换机和控制器设备时钟同步为基础，根据数据的实时性要求将控制器发送的数据进行QOS等级划分，交换机的每个端口均具有与若干个数据发送优先等级一一对应的若干个数据发送缓存队列，按照数据发送优先等级，将其他交换机端口发送来的数据分入对应的数据发送缓存队列中，每个数据发送缓冲队列均具有一门控开关，交换机循环关断若干个数据发送缓冲队列中一个数据发送缓冲队列的门控开关并激活其余数据发送缓冲队列的门控开关，被激活门控开关的缓冲队列通过交换机的端口向外发送一包数据；交换机循环控制门队列的数据发送，避免交换机数据发生碰撞，提高数据传输的可靠。数据传输的可靠。数据传输的可靠。
【技术实现步骤摘要】
一种采用时间划片数据调度策略的网络控制方法及系统
[0001]本专利技术涉及列车控制
，特别涉及一种采用时间划片数据调度策略的网络控制方法及系统。
技术介绍
[0002]目前列车以太网网络控制系统主要采用工业交换机构成的交换式环形网络进行数据通讯，由于工业交换以太网采用“尽力而为”的发送机制，每个设备需要发送数据时，就向交换机发数据，再由交换机转发到其他交换机或者控制器，在数据传输量较小的情况下，数据通常可以实现交换机之间可靠的传输，不容易出现数据堵塞丢包，但是当数据传输带宽达到40％以上后，各类控制器发送到交换机上的数据很容易就超出了交换机的发送缓存容量上限，导致传输数据丢失，从而影响网络通讯的可靠性。
技术实现思路
[0003]本专利技术提供一种采用时间划片数据调度策略的网络控制方法及系统，可以避免数据传输的堵塞，提升网络数据通讯可靠性。
[0004]一种采用时间划片数据调度策略的网络控制方法，包括如下步骤：
[0005]对交换机和控制器设备进行时钟同步；
[0006]将列车网络中数据的传输时间划分为若干个基本周期，每次数据的传输在基本周期内完成，控制器发送至交换机的数据周期为基本周期的N*倍；
[0007]根据数据的实时性要求将控制器发送的数据进行QOS等级划分，QOS等级分为若干个数据发送优先等级；
[0008]交换机与控制器之间数据的传输采用点对点的通讯方式；
[0009]交换机之间的数据的传输如下：交换机的每个端口均具有与若干个数据发送优先等级一一对应的若干个数据发送缓存队列，按照数据发送优先等级，将其他交换机端口发送来的数据分入对应的数据发送缓存队列中，每个数据发送缓冲队列均具有一门控开关，交换机循环关断若干个数据发送缓冲队列中一个数据发送缓冲队列的门控开关并激活其余数据发送缓冲队列的门控开关，被激活门控开关的缓冲队列通过交换机的端口向外发送一包数据；
[0010]对交换机和控制器设备进行时钟同步的方法如下：
[0011]将列车第一节车厢的中央控制单元作为时钟主节点，列车上的其他控制单元作为列车的时钟从节点，由时钟主节点对时钟从节点进行时钟同步；
[0012](1)时钟主节点向时钟从节点发送Sync报文，并记录发送时间t1，时钟从节点收到该报文后，记录接收时间t2；
[0013](2)时钟主节点发送Sync报文之后，紧接着发送一个携带有t1的Follow_Up报文；
[0014](3)时钟从节点向时钟主节点发送Delay_Req报文，用于发起反向传输延时的计算，并记录发送时间t3；时钟主节点收到该报文后，记录接收时间t4；
[0015](4)时钟主节点收到Delay_Req报文之后，回复一个携带有t4的Delay_Resp报文；
[0016]由此，时钟从节点获得t1、t2、t3以及t4这四个时间戳，那么时钟主节点与时钟次节点的往返总延时为[(t2
‑
t1)+(t4
‑
t3)]；
[0017]时钟主节点与时钟次节点的单向延时为[(t2
‑
t1)+(t4
‑
t3)]/2；
[0018]时钟从节点相对于时钟主节点的时钟偏差为：offset＝[(t2
‑
t1)
‑
(t4
‑
t3)]/2；
[0019]时钟从节点减去时钟偏差以及单向延时就能够实现与时钟主节点的时钟同步。
[0020]交换机循环激活若干个缓冲队列的门控开关的方法为：
[0021]交换机建立一门控列表清单，交换机按照数据传输的基本周期，按顺序扫描门控列表清单，根据门控制列表的状态字决定某一个基本周期的若干个发送缓冲队列的开闭状态。
[0022]所述基本周期为1ms
‑
50ms。
[0023]一种采用时间划片数据调度策略的网络控制系统，包括至少两个交换机，每个交换机均具有若干个百兆以太网口以及至少两个千兆以太网口，多个交换机之间通过千兆以太网口组成一千兆环网，交换机的百兆以太网口与车厢控制器相连，其特征在于，所述控制系统在数据传输的过程中实现上述任一项所述方法。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出一种通过时间划片管理交换机发送缓存队列发送数据时序的方法，在数据传输带宽达到40％以上后，能够避免交换机数据发生碰撞，提升网络数据通讯可靠性。
附图说明
[0025]图1为列车以太网网络控制系统的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的时钟同步方法的流程图；
[0027]图3为本专利技术的交换机缓存发送数据的原理图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图，对本专利技术的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0029]如图1至图3所示，在交换机和控制器设备时钟同步为基础上，本专利技术实施例提供的一种采用时间划片数据调度策略的网络控制方法，包括如下步骤：
[0030]对交换机和控制器设备进行时钟同步；
[0031]具体的，对交换机和控制器设备进行时钟同步的方法如下：
[0032]将列车第一节车厢的中央控制单元作为时钟主节点，列车上的其他控制单元作为列车的时钟从节点，由时钟主节点对时钟从节点进行时钟同步；
[0033](1)时钟主节点向时钟从节点发送Sync报文，并记录发送时间t1，时钟从节点收到该报文后，记录接收时间t2；
[0034](2)时钟主节点发送Sync报文之后，紧接着发送一个携带有t1的Follow_Up报文；
[0035](3)时钟从节点向时钟主节点发送Delay_Req报文，用于发起反向传输延时的计算，并记录发送时间t3；时钟主节点收到该报文后，记录接收时间t4；
[0036](4)时钟主节点收到Delay_Req报文之后，回复一个携带有t4的Delay_Resp报文；
[0037]由此，时钟从节点获得t1、t2、t3以及t4这四个时间戳，那么时钟主节点与时钟次节点的往返总延时为[(t2
‑
t1)+(t4
‑
t3)]；
[0038]时钟主节点与时钟次节点的单向延时为[(t2
‑
t1)+(t4
‑
t3)]/2；
[0039]时钟从节点相对于时钟主节点的时钟偏差为：offset＝[(t2
‑
t1)
‑
(t4
‑
t3)]/2；
[0040]时钟从节点减去时钟偏差以及单向延时就能够实现与时钟主节点的时钟同步；
[0041]将列车网络中数据的传输时间划分为若干个基本周期(基本周期可为1ms
‑
50ms)，每次数据的传输在基本周期内完成，控制器发送至交换机的数据周期为基本周期的N*倍(N为正整数)；
[0042]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用时间划片数据调度策略的网络控制方法，其特征在于，包括如下步骤：对交换机和控制器设备进行时钟同步；将列车网络中数据的传输时间划分为若干个基本周期，每次数据的传输在基本周期内完成，控制器发送至交换机的数据周期为基本周期的N*倍；根据数据的实时性要求将控制器发送的数据进行QOS等级划分，QOS等级分为若干个数据发送优先等级；交换机与控制器之间数据的传输采用点对点的通讯方式；交换机之间的数据的传输如下：交换机的每个端口均具有与若干个数据发送优先等级一一对应的若干个数据发送缓存队列，按照数据发送优先等级，将其他交换机端口发送来的数据分入对应的数据发送缓存队列中，每个数据发送缓冲队列均具有一门控开关，交换机循环关断若干个数据发送缓冲队列中一个数据发送缓冲队列的门控开关并激活其余数据发送缓冲队列的门控开关，被激活门控开关的缓冲队列通过交换机的端口向外发送一包数据。2.如权利要求1所述的一种采用时间划片数据调度策略的网络控制方法，其特征在于，对交换机和控制器设备进行时钟同步的方法如下：将列车第一节车厢的中央控制单元作为时钟主节点，列车上的其他控制单元作为列车的时钟从节点，由时钟主节点对时钟从节点进行时钟同步；(1)时钟主节点向时钟从节点发送Sync报文，并记录发送时间t1，时钟从节点收到该报文后，记录接收时间t2；(2)时钟主节点发送Sync报文之后，紧接着发送一个携带有t1的Follow_Up报文；(3)时钟从节点向时钟主节点发送Delay_Req报文，用于发起反向传输延时的计算，并记录发送时间t3；时钟主节点收到该报文后，记录接收时间t4；(4)时钟主节点收到D...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄涛，张军贤，李悦，陈美霞，吕红强，葛鹏，
申请(专利权)人：中车南京浦镇车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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