基于确定性网络的通信时间调度的方法技术

本发明专利技术的实施例涉及一种基于确定性网络的通信时间调度的方法

【技术实现步骤摘要】
基于确定性网络的通信时间调度的方法、设备和存储介质


[0001]本专利技术的实施例总体涉及通信领域，并且更具体地涉及一种基于确定性网络的通信时间调度的方法
、
计算设备和存储介质
。

技术介绍

[0002]近些年来随着工业控制系统向数字化
、
智能化快速转型，在工业控制系统中融入了各类自动化和信息化工具，导致工业控制系统对通信的要求越来越高
。
确定性网络被逐渐应用于工控领域，例如， EPA
（
Ethernet for Plant Automation
，工业以太网）被广泛的应用于电力
、
化工
、
机械
、
采矿
、
石油等多个领域的复杂控制系统
。
[0003]传统的通信时间调度方法，各网络设备被分配的周期时间片需满足最大传输数据的通信需求，这使得在特定场景下某两个节点设备的周期数据发送时刻相差较大，从而可能导致无法满足某些控制数据的快速请求响应的需求；应用层在处理请求数据和发送响应数据的过程中可能存在的处理时间波动，使得响应节点设备错过预设的发送时刻，导致响应数据超时回复
。
为保证网络各节点设备有充足的响应时间以发送响应类控制数据报文，在各节点设备在控制时间片和周期时间片内分别预设发送偏移时间，为每个节点设备预留响应时间；然而，这也会导致网络预留的冗余时间太长，降低通信效率
。
[0004]综上，传统的用于通信时间调度的方式存在的不足之处在于：难以满足关于控制数据的快速请求响应的需求，以及通信效率低下
。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种基于确定性网络的通信时间调度的方法
、
计算设备和存储介质，能够满足关于控制数据的快速请求响应的需求，以及避免响应数据超时回复
。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于确定性网络的通信时间调度的方法，网络包括多个节点设备，网络的每一个通信周期包括控制时间片
、
周期时间片和非周期时间片；响应于确定当前节点设备在当前通信周期需发送控制数据报文，确定所需发送的控制数据报文的类型；响应于确定所需发送的控制数据报文的类型为非响应类控制数据报文，确定非响应类控制数据报文所指示的响应节点设备；基于所指示的响应节点设备，确定所指示的响应节点设备所对应的响应时间信息，以便更新当前控制时间片的时长；以及向其他节点设备发送所确定的响应时间信息
。
[0007]根据本专利技术的第二方面，提供了一种计算设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本专利技术的第一方面的方法
。
[0008]在本专利技术的第三方面中，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中计算机指令用于使计算机执行本专利技术的第一方面的方法
。
[0009]在一些实施例中，确定所指示的响应节点设备所对应的响应时间信息包括：基于
响应节点设备的预定响应时间信息，确定响应节点设备发送响应类控制数据报文所需的发送时长；以及确定响应节点设备的响应时长和
/
或响应节点设备的响应时刻
。
[0010]在一些实施例中，确定所指示的响应节点设备所对应的响应时间信息还包括：响应于确定非响应类控制数据报文中存在至少两个所指示的响应节点设备，基于以下任一项确定响应节点设备之间的响应顺位：各响应节点设备的预定响应时长或预定响应时刻；或者各响应节点设备的预定响应优先级
。
[0011]在一些实施例中，基于确定性网络的通信时间调度的方法还包括：基于所确定的响应节点设备之间的响应顺位
、
各响应节点设备的初始响应时长和
/
或初始响应时刻
、
各响应节点设备发送响应类控制数据报文所需的发送时长，校验各响应节点设备在发送响应类控制数据报文时是否存在时间冲突；响应于确定各响应节点设备在发送响应类控制数据报文时不存在时间冲突，确定时间冲突校验通过；以及基于时间冲突校验通过时，响应节点设备之间的响应顺位
、
各响应节点设备的初始响应时长和
/
或初始响应时刻
、
以及各响应节点设备发送响应类控制数据报文所需的发送时长，生成响应节点设备所对应的响应时间信息
。
[0012]在一些实施例中，基于确定性网络的通信时间调度的方法还包括：响应于确定各响应节点设备在发送响应类控制数据报文时存在时间冲突，确定时间冲突校验未通过；针对存在时间冲突的多个响应节点设备，调整响应顺位在后的响应节点设备的初始响应时长和
/
或初始响应时刻，使得各响应节点设备在发送响应类控制数据报文时不存在时间冲突，以便通过时间冲突校验
。
[0013]在一些实施例中，基于确定性网络的通信时间调度的方法还包括：在满足预定数量的连续多个通信周期中，经由预定动态算法，基于各响应节点设备实际花费的响应时长，调整各响应节点设备的预定响应时长
。
[0014]在一些实施例中，基于确定性网络的通信时间调度的方法还包括：响应于确定非响应类控制数据报文中不存在所指示的响应节点设备，确定当前控制时间片的时长不短于预定的最小时长阈值，预定的最小时长阈值基于非响应类控制数据报文的最小发送时长需求确定
。
[0015]在一些实施例中，基于确定性网络的通信时间调度的方法还包括：响应于接收到非响应类控制数据报文，确定非响应类控制数据报文所指示的响应节点设备；响应于确定当前节点设备为响应节点设备，基于所接收的响应时间声明信息，至少确定当前节点设备所对应的响应时长和响应时刻；基于所接收的响应时间声明信息，更新当前控制时间片的时长；以及响应于确定响应时刻到达，基于当前节点设备的响应类控制数据报文准备状态，向其他节点设备发送响应类控制数据报文
、
响应时间声明报文和超时声明报文中的一个
。
[0016]在一些实施例中，基于确定性网络的通信时间调度的方法还包括：响应于确定响应时刻到达并且当前节点设备不存在有效的响应类控制数据报文，确定当前节点的延迟响应时长；基于当前节点的延迟响应时长，计算更新后的当前控制时间片的时长；响应于确定更新后的当前控制时间片的时长小于或者等于预定的最大时长阈值，基于延迟响应时长，更新当前控制时间片的时长和当前节点的响应时刻；以及向网络中的其他节点设备发送响应时间声明报文，响应时间声明报文至少指示延迟响应时长
。
[0017]在一些实施例中，确定当前节点的延迟响应时长包括：响应于当前节点设备的更
新后的响应时刻与其他响应节点设备在发送响应类控制数据报文时存在时间冲突；以及基于存在时间冲突的其他节点设备的响应时长，调整当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于确定性网络的通信时间调度的方法，其特征在于，所述网络包括多个节点设备，所述网络的每一个通信周期包括控制时间片
、
周期时间片和非周期时间片；响应于确定当前节点设备在当前通信周期需发送控制数据报文，确定所需发送的控制数据报文的类型；响应于确定所需发送的控制数据报文的类型为非响应类控制数据报文，确定所述非响应类控制数据报文所指示的响应节点设备；基于所指示的响应节点设备，确定所指示的响应节点设备所对应的响应时间信息，以便更新当前控制时间片的时长；以及向其他节点设备发送所确定的响应时间信息
。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所指示的响应节点设备所对应的响应时间信息包括：基于响应节点设备的预定响应时间信息，确定响应节点设备发送响应类控制数据报文所需的发送时长；以及确定响应节点设备的响应时长和
/
或响应节点设备的响应时刻
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所指示的响应节点设备所对应的响应时间信息还包括：响应于确定所述非响应类控制数据报文中存在至少两个所指示的响应节点设备，基于以下任一项确定响应节点设备之间的响应顺位：各响应节点设备的预定响应时长或预定响应时刻；或者各响应节点设备的预定响应优先级
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所确定的响应节点设备之间的响应顺位
、
各响应节点设备的初始响应时长和
/
或初始响应时刻
、
各响应节点设备发送响应类控制数据报文所需的发送时长，校验各响应节点设备在发送响应类控制数据报文时是否存在时间冲突；响应于确定各响应节点设备在发送响应类控制数据报文时不存在时间冲突，确定时间冲突校验通过；以及基于时间冲突校验通过时，响应节点设备之间的响应顺位
、
各响应节点设备的初始响应时长和
/
或初始响应时刻
、
以及各响应节点设备发送响应类控制数据报文所需的发送时长，生成响应节点设备所对应的响应时间信息
。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于确定各响应节点设备在发送响应类控制数据报文时存在时间冲突，确定时间冲突校验未通过；以及针对存在时间冲突的多个响应节点设备，调整响应顺位在后的响应节点设备的初始响应时长和
/
或初始响应时刻，使得各响应节点设备在发送响应类控制数据报文时不存在时间冲突，以便通过时间冲突校验
。6.
根据权利要求1‑5中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建飞，苏梦鸻，顾昊，王海帆，
申请(专利权)人：浙江国利信安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：