串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法及裝置，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的主站點，該網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán)路結(jié)構(gòu)；各從站點處于接收且透傳數(shù)據(jù)的工作模式；所述方法包括：當接收到關(guān)于所述環(huán)路結(jié)構(gòu)發(fā)生故障的故障報告時，主站點改變數(shù)據(jù)發(fā)送端口形成與受故障影響的設(shè)備節(jié)點間新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路。本發(fā)明還提供一種采用上述方法的保護裝置。與現(xiàn)有保護裝置相比，避免環(huán)路中產(chǎn)生大量的無效數(shù)據(jù)和重復數(shù)據(jù)，減少了環(huán)路結(jié)構(gòu)中各個設(shè)備的數(shù)據(jù)處理量，優(yōu)化了保護效果，降低了環(huán)路整體功耗。
【專利說明】
串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于串行總線技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法及裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，RS-485等串行總線因硬件設(shè)計簡單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點，被廣泛應用于消防、水利、工業(yè)控制、智能表計的遠程集中抄表、樓宇控制等工程中。但RS-485串行總線存在自適應、自保護功能脆弱、通信效率低等缺點，容易出現(xiàn)通信失敗甚至系統(tǒng)癱瘓等故障，因此，提高RS-485總線的運行可靠性至關(guān)重要。
[0003]例如，現(xiàn)有的RS-485主設(shè)備和從設(shè)備以光纖單環(huán)網(wǎng)或環(huán)套環(huán)的方式應用于智能遠程抄表;當網(wǎng)絡(luò)中從站點設(shè)備數(shù)量過多時，就需要考慮網(wǎng)絡(luò)的冗余保護問題，否則單點故障將會導致全網(wǎng)中斷。
[0004]申請?zhí)枮镃N 201120566144的專利公開了一種基于P0F塑料光纖的自愈雙環(huán)網(wǎng)的方案，該方案優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，能做到網(wǎng)絡(luò)冗余保護問題;但即使在正常工作中，也需要在雙環(huán)網(wǎng)上同時發(fā)送相同數(shù)據(jù)，從而導致一問一答的交互過程中，雙環(huán)網(wǎng)上將產(chǎn)生三倍數(shù)量的重復數(shù)據(jù)，增加了主站點和各個從站點的CPU處理負擔，增加了無效的功耗消耗;且每個從站點都會收到相同的數(shù)據(jù)，還需要進行仲裁濾波，避免對重復數(shù)據(jù)進行響應。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法及裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中雙環(huán)網(wǎng)在起到冗余保護時，雙環(huán)網(wǎng)產(chǎn)生重復數(shù)據(jù)的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的主站點，該網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點， 所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán)路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收且透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述方法包括:
[0007]當接收到關(guān)于所述環(huán)路結(jié)構(gòu)發(fā)生故障的故障報告時，主站點改變數(shù)據(jù)發(fā)送端口形成與受故障影響的設(shè)備節(jié)點間新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的從站點，該網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán)路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收并透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述方法包括:
[0009]當所述從站點檢測到其對應端口發(fā)生故障時，向主站點發(fā)送故障報告，所述故障報告包含檢測故障的設(shè)備節(jié)點ID與其對應端口及該端口在設(shè)備節(jié)點上所在方向。
[0010]本發(fā)明還提供的一種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中，該網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán)路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收并透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述保護裝置包括:
[0011]保護模塊，用于當接收到關(guān)于所述環(huán)路結(jié)構(gòu)發(fā)生故障的故障報告時，主站點改變數(shù)據(jù)發(fā)送端口形成與受故障影響的設(shè)備節(jié)點間新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路。
[0012]另外，串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的從站點， 該網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán)路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收并透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述保護裝置包括:
[0013]故障檢測模塊，用于當所述從站點檢測到其對應端口發(fā)生故障時，向主站點發(fā)送故障報告，所述故障報告包含發(fā)生故障的設(shè)備節(jié)點ID與其對應端口及該端口在設(shè)備節(jié)點上所在方向。[〇〇14]如上所述，本發(fā)明的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法及裝置，具有以下有益效果:
[0015]與現(xiàn)有的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方式相比，本發(fā)明避免了在雙路環(huán)路結(jié)構(gòu)中同時傳輸相同的數(shù)據(jù)，杜絕了大量的無效數(shù)據(jù)和重復數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，減少了環(huán)路結(jié)構(gòu)中各個設(shè)備處理數(shù)據(jù)的負擔，降低了環(huán)路整體的功耗，達到了節(jié)能目的；同時，優(yōu)化了保護路徑，可廣泛推廣于工業(yè)控制和智能抄表等行業(yè)中?！靖綀D說明】
[0016]圖1顯示為本發(fā)明的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)拓撲圖；
[0017]圖2-a、b、C分別顯示為本發(fā)明的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)故障時倒換拓撲圖；[〇〇18]圖3顯示為串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置。
[0019]元件標號說明:
[0020]1、主站點，2、從站點?！揪唧w實施方式】
[0021]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0022]需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0023]如圖1所示，為本發(fā)明的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，
[0024]本發(fā)明針對串行總線通信網(wǎng)絡(luò)拓撲圖提供一種保護方法，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的主站點1，該網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點1與多個從站點2，所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán)路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收且透傳數(shù)據(jù)的工作模式(即，每個從站點均要判斷接收的數(shù)據(jù)包的目的地址是否與其設(shè)備節(jié)點ID相同，如果是，則該從站點響應該數(shù)據(jù)包按原路發(fā)送回主站點；同時，不管判斷目的地址是否與從站點的設(shè)備節(jié)點ID相同，均要將該數(shù)據(jù)包透傳至其下一節(jié)點設(shè)備，直至該數(shù)據(jù)包回到主站點為止)；所述方法包括:當接收到關(guān)于所述環(huán)路結(jié)構(gòu)發(fā)生故障的故障報告時，主站點改變數(shù)據(jù)發(fā)送端口形成與受故障影響的設(shè)備節(jié)點間新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路，即在環(huán)路結(jié)構(gòu)中發(fā)生故障時，根據(jù)接收的故障報告獲取發(fā)生故障的設(shè)備節(jié)點ID以及其對應的故障端口及該端口在設(shè)備節(jié)點上所在方向，結(jié)合拓撲連接關(guān)系，判斷哪些設(shè)備節(jié)點受到故障影響，修改主站點轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)受故障節(jié)點影響的設(shè)備節(jié)點所對應的發(fā)送端口(其中，發(fā)送端口在環(huán)路結(jié)構(gòu)中對應固定的數(shù)據(jù)傳輸端口)，使得在工作總線與冗余工作總線相結(jié)合，形成滿足數(shù)據(jù)發(fā)送行為新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路，其中，設(shè)備節(jié)點ID可為主站點節(jié)點ID或從站點節(jié)點ID。[〇〇25]在本實施例中，所述網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)(環(huán)網(wǎng)拓撲)優(yōu)選為全雙工RS485串行總線網(wǎng)絡(luò)， 其中，工作總線與冗余工作總線的傳輸方向可為順時針或逆時針，但工作總線和冗余工作總線的傳輸方向設(shè)置必定相反;如果兩者的傳輸方向相同，當主站點與從站點之間的某一側(cè)工作數(shù)據(jù)環(huán)路完全中斷，對應端口出現(xiàn)故障時，則無法通過倒換該故障的從站點的工作總線與冗余工作總線形成新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路，即會發(fā)生通信中斷；而如果兩者的傳輸方向不同，當主站點與從站點之間的某一側(cè)工作數(shù)據(jù)環(huán)路完全中斷，對應端口出現(xiàn)故障時，即可倒換故障的從站點的工作總線與冗余工作總線形成新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路，保持正常通信，從而提高了故障保護倒換的實用性。
[0026]具體地，所述主站點設(shè)有主用端口和備用端口，所述主用端口的收發(fā)方向串行連接各個從站點形成工作總線，所述備用端口的收發(fā)方向串行連接各個從站形成冗余工作總線，其中，所述主站點與所述從站點均設(shè)有唯一的設(shè)備節(jié)點ID，且所述主站點設(shè)有存儲各個所述從站點設(shè)備節(jié)點ID以及向各個從站點發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送端口的轉(zhuǎn)發(fā)表，形成的所述數(shù)據(jù)環(huán)路通過修改轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)故障端口以及受故障節(jié)點影響的設(shè)備節(jié)點所對應的端口來實現(xiàn)。
[0027]其中，所述主站點的主用端口通過連接各從站點的端口形成一條環(huán)線，如圖1中可將順時針傳輸方向為工作總線，即主用端口為主站點數(shù)據(jù)環(huán)路中內(nèi)環(huán)所對應的端口，所述主站點的備用端口通過連接各從站點的端口形成另一條環(huán)線，如圖1中可將逆時針的傳輸方向為冗余工作總線，即備用端口為主站點數(shù)據(jù)環(huán)路中外環(huán)所對應的端口，工作總線與冗余工作總線完成相互獨立的兩條環(huán)線;且其傳輸方向相反。所述主站點配置形成環(huán)網(wǎng)拓撲鏈表是固定的，唯一可配置是通過在主站點控制環(huán)網(wǎng)拓撲鏈表內(nèi)各個設(shè)備節(jié)點所對應的發(fā)送端口，而主站點的數(shù)據(jù)發(fā)送行為是通過轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)存儲的發(fā)送端口進行數(shù)據(jù)發(fā)送。該轉(zhuǎn)發(fā)表可為鏈路表或索引表等形式，所述轉(zhuǎn)發(fā)表參照環(huán)網(wǎng)拓撲鏈表以各個設(shè)備節(jié)點ID為索引， 該轉(zhuǎn)發(fā)表中保存各個設(shè)備節(jié)點(即從站點或主站點)在正常狀態(tài)下，主站點發(fā)送數(shù)據(jù)所使用的主用端口；以及保護(非正常)狀態(tài)下，主站點根據(jù)故障設(shè)備節(jié)點以及受故障節(jié)點影響的設(shè)備節(jié)點以及故障端口所在方向，修改對其發(fā)送數(shù)據(jù)所使用的端口為備用端口，即主用端口與備用端口相結(jié)合，完成數(shù)據(jù)包的發(fā)送。
[0028]通信傳輸數(shù)據(jù)包過程:當所述主站點接收到數(shù)據(jù)包時均要進行解析，以檢測所述數(shù)據(jù)包內(nèi)所包含的設(shè)備節(jié)點ID是否與其本身的設(shè)備節(jié)點ID相同；當其相同時，則響應該數(shù)據(jù)包；當其不相同時，則直接將該數(shù)據(jù)包丟棄。各從站點接收數(shù)據(jù)包且透傳數(shù)據(jù)包;若數(shù)據(jù)包內(nèi)所包含的設(shè)備節(jié)點ID與其本身的設(shè)備節(jié)點ID相同需響應該數(shù)據(jù)包，從站點與主站點間通信為收發(fā)同路徑，即從哪個端口收到數(shù)據(jù)，就從該端口發(fā)回響應數(shù)據(jù)。
[0029]例如:主站點A發(fā)送數(shù)據(jù)包至從站點F時，無故障情況下，通過主站點A的主用端發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包在工作總線上進行傳輸，數(shù)據(jù)包依次經(jīng)過從站點B、C、D、E、F，從站點B、C、D、E、F接受數(shù)據(jù)包并透傳數(shù)據(jù)包，從站點F接收數(shù)據(jù)包時，解析數(shù)據(jù)包的目的地址與其相同，響應該數(shù)據(jù)包，同時將該數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包透傳至下一節(jié)點設(shè)備，數(shù)據(jù)包再依次經(jīng)過從站點G、H， 最終達到主站點A，因為該數(shù)據(jù)包的目的地址為從站點F，主站點A丟棄該數(shù)據(jù)包;而從站點F 發(fā)出響應數(shù)據(jù)包依次經(jīng)過從站點E、D、C、B，最終到達主站點A，該響應數(shù)據(jù)包的目的地址為主站點A，主站點A處理從站點F響應的數(shù)據(jù)包。
[0030]優(yōu)選地，所述主站點的主用端口和備用端口均設(shè)有故障檢測機制，用于檢測對應端口是否故障，以及還用于檢測故障端口是否恢復正常。
[0031]具體地，可通過預設(shè)時間是否收到數(shù)據(jù)包或端口是否檢測到有收光為依據(jù)，進行判定端口是否故障;相反地，檢測故障端口恢復正常時，如果故障端口突然又能接收到數(shù)據(jù)包且后續(xù)數(shù)據(jù)包又均在預設(shè)時間可接收到數(shù)據(jù)包或檢測到有收光時，則表示該故障端口恢復正常。
[0032]其中，當所述主站點檢測到其對應的主用端口或備用端口發(fā)生故障時，則直接產(chǎn)生故障報告；當所述主站點檢測到其對應的主用端口或備用端口由故障端口變?yōu)檎r， 則直接產(chǎn)生故障恢復報告，其中，因為均是主站點自己產(chǎn)生的故障報告或故障恢復報告，所以故障報告和故障恢復報告均包含主站點的對應端口，該端口可為故障端口或正常端口。
[0033]當主站點接收到多份故障報告或多份故障恢復報告時，按照如下操作:
[0034]當所述主站點接收到故障報告時，檢測存儲的已接收的故障報告是否包含最新接收的故障報告的設(shè)備節(jié)點ID;當其包含時，則不操作；當其不包含時，則顯示的故障數(shù)目累計加1;
[0035]當所述主站點接收到故障恢復報告時，檢測存儲的已接收的故障恢復報告是否包含最新故障恢復報告時設(shè)備節(jié)點ID;當其包含時，則不操作；當其不包含時，則顯示的故障數(shù)目累計減1，其中，該故障報告與故障恢復報告可為主站點或從站點檢測其對應的端口正常時所產(chǎn)生，但主站點的備用端口檢測到故障而生成的故障報告不參與故障數(shù)目累加，主站點的備用端口檢測到故障端口恢復正常時所產(chǎn)生的故障恢復報告也不參與故障數(shù)目累減。
[0036]當所述主站點顯示的故障數(shù)目從一減為零時，修改轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)受到故障影響的設(shè)備節(jié)點所對應的端口至初始狀態(tài)，使其倒換到工作總線內(nèi)的端口工作。[〇〇37]綜上:當所述主站點的故障數(shù)目從零增加為一時，主站點此時接收的故障報告不為其備用端口產(chǎn)生時，才會做出相應的響應倒換保護動作，具體如下:
[0038]當所述主站點接收到故障報告時，所述故障報告可為主站點或從站點產(chǎn)生；(由于主站點備用端口檢測而生成的故障報告或故障恢復報告不參與計數(shù)，因此，則不需要判斷所述故障報告是否由所述主站點的備用端口產(chǎn)生)則根據(jù)故障報告中發(fā)生故障的設(shè)備節(jié)點 ID與其對應故障端口，結(jié)合拓撲連接關(guān)系，判斷出哪些設(shè)備節(jié)點受到了此次故障的影響，修改轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)受到故障設(shè)備節(jié)點影響的設(shè)備節(jié)點所對應的數(shù)據(jù)傳輸端口為備用端口，使其形成新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路；
[0039]因為主站點的備用端口本身就是作為一種冗余的保護方式，所以，在檢測到其備用端口生成的故障報告或故障恢復報告均不需要參與故障數(shù)目累計；同時，也不能觸發(fā)相對應的保護切換。
[0040]避免了多個故障點同時發(fā)生時，導致所述主站點根據(jù)多次故障報告進行倒換，不僅增加了主站點設(shè)備的工作量，也無法到達數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?br>[0041]本發(fā)明還提供了另一種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的從站點，該網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán)路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收并透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述方法包括:
[0042]當所述從站點檢測到其對應端口發(fā)生故障時，向主站點發(fā)送故障報告，所述故障報告包含發(fā)生故障的設(shè)備節(jié)點ID以及其故障端口的傳輸方向。[〇〇43]具體地，通過故障報告包含的設(shè)備節(jié)點ID以及其故障端口的傳輸方向，可清楚確定環(huán)路結(jié)構(gòu)中發(fā)生故障的設(shè)備節(jié)點位置以及其對應方向的端口故障，方向可為順時針傳輸方向或逆時針傳輸方向，端口可為該故障節(jié)點設(shè)備的發(fā)送端口或接收端口。
[0044]優(yōu)選地，當所述從站點檢測到其對應故障端口恢復正常時，向主站點發(fā)送故障恢復報告，其中，所述故障恢復報告均包含從站點設(shè)備節(jié)點ID與其對應端口。
[0045]具體地，所述故障恢復報告中同樣包含發(fā)生故障的設(shè)備節(jié)點位置以及其對應方向的端口故障，以便主站點確定哪些故障設(shè)備節(jié)點由故障恢復為正常。
[0046]所述從站點的每個端口均設(shè)有故障檢測機制，用于檢測對應端口是否故障，以及還用于檢測故障端口是否恢復正常。
[0047]通過設(shè)置故障檢測機制，核實從站點的各個端口是否正常，以備實時檢測到故障的從站點以及其對應的端口。及時發(fā)現(xiàn)故障的站點，使得主站點能夠迅速的接收到通知，修改轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)受故障設(shè)備節(jié)點影響的各個設(shè)備節(jié)點所對應的數(shù)據(jù)傳輸端口形成新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路，確保切換的時效性。[〇〇48]當所述從站點檢測到其對應的端口故障時，調(diào)用所述從站點的逆時針與順時針各對應的端口分別向主站點發(fā)送一份故障報告;所述從站點檢測其對應的故障端口恢復正常時；調(diào)用所述從站點的逆時針與順時針各對應端口分別向主站點發(fā)送一份故障恢復報告。 其中，所述故障報告和所述故障恢復報告均包含從站點設(shè)備節(jié)點ID與其對應故障端口，SP 故障報告包含發(fā)生故障路段涉及的從站點的設(shè)備節(jié)點ID和對應設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)端口，故障恢復報告包含故障路段恢復的從站點的設(shè)備節(jié)點ID和對應設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)端口。
[0049]具體地，從站點只產(chǎn)生故障報告或故障恢復報告，而不做任何響應，主站點也可產(chǎn)生故障報告或故障恢復報告，同時，只對第一份(即故障數(shù)目從零增加為一時)接收的故障報告且不為主站點的備用端口產(chǎn)生的故障報告做出響應，其中，所述從站點發(fā)送故障報告時，從工作總線與冗余工作總線兩個方向進行發(fā)送，防止同一個從站點有一個、兩個或三個端口均故障，保證主站點能夠順利接收到該故障報告。所述從站點從工作總線與冗余工作總線兩個方向進行發(fā)送，保證主站點能夠順利接收到該故障報告或故障恢復報告。
[0050]另外，當從站點接收到數(shù)據(jù)包時均要進行解析，以檢測所述數(shù)據(jù)包內(nèi)所包含的設(shè)備節(jié)點ID是否與其本身的設(shè)備節(jié)點ID相同；當其相同時，則響應該數(shù)據(jù)包并按所述數(shù)據(jù)包的傳輸方向原路返回響應信息;并同時將該數(shù)據(jù)包透傳至下一個節(jié)點。
[0051]例如:當數(shù)據(jù)包由主站點A依次經(jīng)過B、C兩個從站點將該數(shù)據(jù)包發(fā)送至從站點D，途中B、C兩個從站點接收到該數(shù)據(jù)包時，均要進行解析以獲取其中的目的地址，即檢測所述數(shù)據(jù)包內(nèi)所包含的設(shè)備節(jié)點ID是否與其本身的設(shè)備節(jié)點ID相同；因為數(shù)據(jù)包只包含從站點D 的設(shè)備節(jié)點ID，故只有從站點D回復響應信息，該數(shù)據(jù)包被從站點D的發(fā)送端口透傳至所對應的下一節(jié)點設(shè)備，直到該數(shù)據(jù)包回到主站點的接收端口為止;同時，將響應信息從從站點D的接收端口方向，依次經(jīng)過C、B兩個從站點發(fā)送至主站點A的發(fā)送端口。[〇〇52] 實施例
[0053]如圖2所示，圖2_a、b、c分別顯示為本發(fā)明的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)故障時倒換拓撲圖，包括:
[0054]主站點1和多個從站點2，其中，主站點A、從站點B、C、D、E、F、G和H，從站點A可為集中器、從站點B至H可為電表;或者，從站點A可為控制裝置，從站點B至H可為終端等設(shè)備;其中，圖中主站點A和各個從站點之間形成順時針的工作總線，主站點A的備用端口與各從站點之間形成逆時針的冗余工作總線。[〇〇55]初始狀態(tài):[〇〇56]該環(huán)網(wǎng)拓撲為正常狀態(tài)，按照環(huán)網(wǎng)拓撲鏈表正常的順序為AB⑶EFGHA進行傳輸數(shù)據(jù)包;其中，主站點A內(nèi)部存儲的轉(zhuǎn)發(fā)表存儲所述環(huán)網(wǎng)拓撲鏈表所使用的數(shù)據(jù)傳輸端口，初始化時，均為通過主站的主用端口對從站點進行數(shù)據(jù)發(fā)送，發(fā)生故障時，將轉(zhuǎn)發(fā)表中受故障影響的節(jié)點的發(fā)送數(shù)據(jù)端口修改為備用端口。[〇〇57]數(shù)據(jù)包從主站點A根據(jù)上述傳輸過程進行解析和檢測，在此不---贅述;將含有目的地址的數(shù)據(jù)包發(fā)送至從站點。
[0058]每個端口均設(shè)有故障檢測機制，判斷各個從站點和主站點的端口是否故障，或者是否由故障端口恢復為正常狀態(tài)。
[0059]其中，工作總線為環(huán)路結(jié)構(gòu)中內(nèi)環(huán)所對應的順時針的傳輸方向；冗余工作總線為環(huán)路結(jié)構(gòu)中外環(huán)所對應的逆時針的傳輸方向。
[0060]故障狀態(tài):
[0061]如圖2-a所示，當主站點接收到對應從站點發(fā)送的故障報告時，根據(jù)故障報告確定故障從站點的位置信息和端口的方向信息；如從站點G、F之間的鏈路發(fā)生故障，從站G收不到數(shù)據(jù)包，從站點G發(fā)送故障報告。
[0062]如果主站點A收到從站點G的故障報告時，主站點的故障數(shù)目從零變?yōu)橐粫r，則在轉(zhuǎn)發(fā)表中更改從站點G及同樣受故障影響到的從站點H的數(shù)據(jù)傳輸端口，主站點A通過主站點的備用端口與從站點G、H進行通信，主站點A啟用備用端口發(fā)送數(shù)據(jù)包至從站點G，同時， 主站點A至從站點F的端口保持不變；即轉(zhuǎn)發(fā)表中拓撲鏈表由主站點A到從站點G的發(fā)送路徑:A-HG，其反饋路徑:GHA，形成新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路，其中，主站點A通過備用端□向從站點G 或H發(fā)送數(shù)據(jù)包，從站點B至F仍然通過主用端口發(fā)送數(shù)據(jù)，其不用進行保護倒換。[〇〇63]轉(zhuǎn)發(fā)表中拓撲鏈表中主站點A至從站點F的發(fā)送路徑依舊為:ABCDEF，其反饋路徑依舊為:FEDCBA，其中，還可以主站點自身檢測到故障報告，具體如下:
[0064]如圖2-b所示，當檢測到主站點A向從站點B的方向出現(xiàn)故障時，如果此時主站點的故障數(shù)目從零變?yōu)橐粫r，則在轉(zhuǎn)發(fā)表中將主站點A與所有從站點進行數(shù)據(jù)通信的的數(shù)據(jù)傳輸端口(故障端口)更改為備用發(fā)送端口，同時，轉(zhuǎn)發(fā)表中拓撲鏈表中由主站點A至從站點B 的發(fā)送路徑為:AHGFEDCB，其反饋路徑為:B⑶EFGHA，形成新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路，且主站點A的發(fā)送路徑倒換為備用端口，其反饋路徑根據(jù)發(fā)送路徑原路返回。
[0065]如果檢測到主站點A與從站點H的方向出現(xiàn)故障時，無論接收到多少次這種故障報告，均不采取任何行動，因為主站點A和從站點H之間的工作數(shù)據(jù)環(huán)路完整。
[0066]同時，接收到故障報告或者故障恢復報告的參照以上要求執(zhí)行，在此不一一贅述。
[0067]保護倒換狀態(tài):[〇〇68]當接收到故障報告且顯示故障報告的數(shù)目從零變?yōu)橐粫r，則進入到保護倒換狀態(tài);具體地，在主站點A和串聯(lián)的從站點中，與主站點相接末尾的從站點，即主站點與末尾從站點之間發(fā)生故障，例如主站點A，即圖2-c中逆時針傳輸方向為備用端口發(fā)送方向，如果是主站點A的備用端口檢測到故障，只產(chǎn)生故障報告且該故障報告不參與故障數(shù)目的統(tǒng)計，因此其不需要進行通信通道的倒換。同理，如果是檢測到從站點H的發(fā)送端口發(fā)生故障，且主站點A的備用端口故障，由于主戰(zhàn)點A至從站點H的發(fā)送路徑啟用的是主站點A的主用端口， 能夠順利將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)包發(fā)送至從站點H，而從站點的反饋路徑也可原路返回，因此， 不需要倒換至保護狀態(tài)。[〇〇69]當接收到故障恢復報告且顯示故障報告的數(shù)目從一變?yōu)榱銜r，修改轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)受故障影響的設(shè)備節(jié)點ID所對應的數(shù)據(jù)傳輸端口至初始狀態(tài)，主站點A通過主用端口與所有從站點進行通信。
[0070]如圖3所示，為串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，其中，圖3中左邊的第一保護裝置為主站點1，而右邊的第二保護裝置為從站點2，具體包括:
[0071]本發(fā)明提供的一種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中，該網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán)路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收并透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述保護裝置包括:
[0072]保護模塊11，用于當接收到環(huán)路結(jié)構(gòu)中故障報告時，主站點改變數(shù)據(jù)發(fā)送端口形成與受故障影響的設(shè)備節(jié)點間新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路。
[0073]具體地，所述主站點設(shè)有主用端口和備用端口，所述環(huán)路結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)傳輸方向相反的工作總線及冗余工作總線，所述主用端口的收發(fā)方向串行連接各個從站點形成工作總線，所述備用端口的收發(fā)方向串行連接各個從站形成冗余工作總線，其中，所述主站點與所述從站點均設(shè)有唯一的設(shè)備節(jié)點ID，且所述主站點設(shè)有存儲各個所述從站點設(shè)備節(jié)點ID 以及向?qū)O(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送端口的轉(zhuǎn)發(fā)表。
[0074]其中，所述主站點的主用端口和備用端口均設(shè)有第一故障檢測模塊16,其用于檢測對應端口是否故障，以及還用于檢測故障端口是否恢復正常。
[0075]具體地，所述保護裝置包括:報告模塊12,用于當所述主站點檢測到其對應的主用端口或備用端口發(fā)生故障時，則直接產(chǎn)生故障報告；當所述主站點檢測到其對應的主用端口或備用端口對應的故障端口恢復正常時，則直接產(chǎn)生故障恢復報告，其中，所述故障報告包含發(fā)生故障的端口，所述故障恢復報告包含故障已恢復的對應端口。
[0076]具體地，所述保護裝置包括:計數(shù)模塊14,用于當所述主站點接收到故障報告時， 檢測存儲的已接收故障報告是否包含新接收的故障報告的設(shè)備節(jié)點ID;當其包含時，則不操作；當其不包含時，則顯示的故障數(shù)目累計加1;當所述主站點接收到故障恢復報告時，檢測存儲的已接收故障恢復報告是否包含新接收的故障恢復報告時設(shè)備節(jié)點ID;當其包含時，則不操作；當其不包含時，則顯示的故障數(shù)目累計減1，其中，該故障報告或故障恢復報告可為主站點或從站點檢測其對應的端口正常時所產(chǎn)生，且所述主站點的備用端口產(chǎn)生的故障報告或故障恢復報告不參與數(shù)目累計。[〇〇77]具體地，所述保護裝置包括:傳輸模塊13,用于當所述主站點接收到故障報告且顯示其故障數(shù)目從零變?yōu)橐粫r，則將該故障報告發(fā)送至保護模塊進行處理;還用于當所述主站點接收到故障恢復報告且顯示其故障數(shù)目從一變?yōu)榱銜r，則將該故障恢復報告發(fā)送至下一步恢復處理。
[0078]在本實施例中，主站點的備用端口與主用端口在發(fā)生故障時，均產(chǎn)生故障報告;而傳輸模塊接收的故障報告或故障恢復報告均有計數(shù)模塊進行統(tǒng)計，只要當接收的故障數(shù)目滿足條件才將故障報告或故障恢復報告發(fā)送至下一模塊。[〇〇79]具體地，所述保護裝置包括:初始模塊15,用于當所述主站點顯示的故障數(shù)目從一減為零時，修改轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)故障設(shè)備節(jié)點對應的故障端口以及受到故障節(jié)點所影響的設(shè)備節(jié)點所對應的數(shù)據(jù)傳輸端口至初始狀態(tài)，使其倒換到工作總線內(nèi)的端口工作。
[0080]具體地，在本實施例中，所述主站接收到故障恢復報告且顯示的故障數(shù)目為一變?yōu)榱銜r，傳輸模塊才將該故障恢復報告發(fā)送至初始模塊;而初始模塊根據(jù)發(fā)送該報告的設(shè)備節(jié)點ID以及由故障恢復正常的端口，修改轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)故障設(shè)備節(jié)點對應的故障端口以及受到故障節(jié)點所影響的設(shè)備節(jié)點的發(fā)送端口至初始狀態(tài)，使其倒換到工作總線內(nèi)的端口工作。
[0081]—種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的從站點， 該網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán)路結(jié)構(gòu)，；各從站點處于接收并透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述保護裝置包括:
[0082]第二故障檢測模塊21，用于當所述從站點檢測到其對應端口發(fā)生故障時，向主站點發(fā)送故障報告，所述故障報告包含檢測故障的設(shè)備節(jié)點ID及其對應故障端口。
[0083]具體地，每個從站點均具有故障檢測模塊，而當從站點接收到數(shù)據(jù)包時均要進行解析，以檢測所述數(shù)據(jù)包內(nèi)所包含的設(shè)備節(jié)點ID是否與其本身的設(shè)備節(jié)點ID相同；當其相同時，則響應該數(shù)據(jù)包并按所述數(shù)據(jù)包的傳輸方向原路返回響應信息。
[0084]所述從站點的每個端口均設(shè)有故障檢測機制，用于檢測對應端口是否故障，以及還用于檢測故障端口是否恢復正常。[〇〇85]當所述從站點檢測到其對應故障端口恢復正常時，向主站點發(fā)送故障恢復報告， 其中，所述故障恢復報告包含檢測從站點設(shè)備節(jié)點ID及其恢復正常的端口。
[0086]在本實施例中，所述從站點對應設(shè)置的保護裝置僅僅只檢測端口故障時，產(chǎn)生故障報告發(fā)送至主站點，檢測端口由故障恢復正常時，發(fā)送故障恢復報告至主站點。
[0087]綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方式相比，本發(fā)明避免了在雙路環(huán)路結(jié)構(gòu)中同時傳輸相同的數(shù)據(jù)，杜絕了大量的無效數(shù)據(jù)和重復數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，減少了環(huán)路結(jié)構(gòu)中各個設(shè)備處理數(shù)據(jù)的負擔，降低了整個環(huán)路的功耗，達到了節(jié)能目的；同時，優(yōu)化了保護路徑，可廣泛推廣于工業(yè)控制和智能抄表等行業(yè)中。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。[〇〇88]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的主站點，該 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，其特征在于，所述主站點串行連接各個所述從站 點形成環(huán)路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收且透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述方法包括:當接收到關(guān)于所述環(huán)路結(jié)構(gòu)發(fā)生故障的故障報告時，主站點改變數(shù)據(jù)發(fā)送端口形成與 受故障影響的設(shè)備節(jié)點間新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，其特征在于，所述主站點設(shè)有 主用端口和備用端口，所述主用端口的收發(fā)方向串行連接各個從站點形成工作總線，所述 備用端口的收發(fā)方向串行連接各個從站形成冗余工作總線，其中，所述主站點與所述從站 點均設(shè)有唯一的設(shè)備節(jié)點ID，且所述主站點設(shè)有存儲各個所述從站點設(shè)備節(jié)點ID以及向其 發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送端口的轉(zhuǎn)發(fā)表。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，其特征在于，所述主站點的主 用端口和備用端口均設(shè)有故障檢測機制，用于檢測對應端口是否故障，以及還用于檢測故 障端口是否恢復正常。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，其特征在于，當所述主站點檢 測到其對應的主用端口或備用端口發(fā)生故障時，則直接產(chǎn)生故障報告；當所述主站點檢測 到其對應的主用端口或備用端口對應的故障端口恢復正常時，則直接產(chǎn)生故障恢復報告， 其中，所述故障報告包含發(fā)生故障的端口，所述故障恢復報告包含故障已恢復的對應端口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，其特征在于，當所述主站點接 收到故障報告時，檢測存儲的已上報故障報告是否包含新接收的故障報告中的報告設(shè)備節(jié) 點ID;當其包含時，則不操作；當其不包含時，則顯示的故障數(shù)目累計加1;當所述主站點接 收到故障恢復報告時，檢測存儲的已上報故障恢復報告是否包含新接收的故障恢復報告中 的報告設(shè)備節(jié)點ID;當其不包含時，則顯示的故障數(shù)目累計減1;當其包含時，則不操作，其 中，該故障恢復報告可為主站點或從站點檢測其對應的端口正常時所產(chǎn)生，且所述主站點 的備用端口產(chǎn)生的故障報告或故障恢復報告不參與數(shù)目累計。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，其特征在于，當所述主站點接 收到故障報告且故障數(shù)目從零變?yōu)橐粫r，則根據(jù)故障報告中檢測故障的設(shè)備節(jié)點ID與其對 應故障端口修改轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)受到故障影響的設(shè)備節(jié)點的發(fā)送端口，使其形成新的工作數(shù)據(jù)環(huán) 路。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，其特征在于，當所述主站點顯 示的故障數(shù)目從一減為零時，修改轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)受到故障影響的設(shè)備節(jié)點ID所對應的端口至初 始狀態(tài)，使其倒換到工作端口上收發(fā)數(shù)據(jù)報文。8.—種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的從站點，該 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，其特征在于，所述主站點串行連接各個所述從站 點形成環(huán)路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收并透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述方法包括:當所述從站點檢測到其對應端口發(fā)生故障時，向主站點發(fā)送故障報告，所述故障報告 包含檢測故障的設(shè)備節(jié)點ID及故障端口。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，其特征在于，所述從站點的每 個端口均設(shè)有故障檢測機制，用于檢測對應端口是否故障，以及還用于檢測故障端口是否 恢復正常。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護方法，其特征在于，當所述從站點 檢測到其對應故障端口恢復正常時，向主站點發(fā)送故障恢復報告，其中，所述故障恢復報告 包含從站點設(shè)備節(jié)點ID以及故障端口。11.一種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中，該網(wǎng)絡(luò)拓撲 結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，其特征在于，所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán) 路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收并透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述保護裝置包括:保護模塊，用于當接收到關(guān)于所述環(huán)路結(jié)構(gòu)發(fā)生故障的故障報告時，主站點改變數(shù)據(jù) 發(fā)送端口形成與受故障影響的設(shè)備節(jié)點間新的工作數(shù)據(jù)環(huán)路。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，其特征在于，所述主站點設(shè) 有主用端口和備用端口，所述主用端口的收發(fā)方向串行連接各個從站點形成工作總線，所 述備用端口的收發(fā)方向串行連接各個從站形成冗余工作總線，其中，所述主站點與所述從 站點均設(shè)有唯一的設(shè)備節(jié)點ID，且所述主站點設(shè)有存儲各個所述從站點設(shè)備節(jié)點ID以及向 對應設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送端口的轉(zhuǎn)發(fā)表。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，其特征在于，所述保護裝置 還包括:在所述主站點的主用端口和備用端口均設(shè)有第一故障檢測模塊，其用于檢測對應 端口是否故障，以及還用于檢測故障端口是否恢復正常。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，其特征在于，所述保護裝置 還包括:報告模塊，用于當所述主站點檢測到其對應的主用端口或備用端口發(fā)生故障時，則 直接產(chǎn)生故障報告；當所述主站點檢測到其對應的主用端口或備用端口對應的故障端口恢 復正常時，則直接產(chǎn)生故障恢復報告，其中，所述故障報告包含發(fā)生故障的端口，所述故障 恢復報告包含故障已恢復的對應端口。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，所述保護裝置還包括:計數(shù)模塊，用于當所述主站點接收到故障報告時，檢測存儲的已上報故障報告是否包 含新接收的故障報告中的報告設(shè)備節(jié)點ID;當其包含時，則不操作；當其不包含時，則顯示 的故障數(shù)目累計加1;當所述主站點接收到故障恢復報告時，檢測存儲的已上報故障恢復報 告是否包含新接收的故障恢復報告中的報告設(shè)備節(jié)點ID;當其不包含時，則顯示的故障數(shù) 目累計減1;當其包含時，則不操作，其中，該故障報告或故障恢復報告可為主站點或從站點 檢測其對應的端口正常時所產(chǎn)生，且所述主站點的備用端口產(chǎn)生的故障報告或故障恢復報 告不參與數(shù)目累計。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，所述保護裝置還包括:傳輸模塊，用于當所述主站點接收到故障報告且顯示其故障數(shù)目從零變?yōu)橐粫r，則將 該故障報告發(fā)送至保護模塊進行處理;還用于當所述主站點接收到故障恢復報告且顯示其 故障數(shù)目從一變?yōu)榱銜r，則將該故障恢復報告發(fā)送至下一步恢復處理。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，所述保護裝置還包括:初始模塊，用于當所述主站點顯示的故障數(shù)目從一減為零時，修改轉(zhuǎn)發(fā)表內(nèi)受故障影響的設(shè)備節(jié)點ID所對應的數(shù)據(jù)傳輸端口至初始狀態(tài)，使其倒換到工作端口上收發(fā)數(shù)據(jù)報 文。18.—種串行總線通信網(wǎng)絡(luò)的保護裝置，應用于串行總線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的從站點，該 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)包括主站點與多個從站點，其特征在于，所述主站點串行連接各個所述從站點形成環(huán)路結(jié)構(gòu);各從站點處于接收并透傳數(shù)據(jù)的工作模式;所述保護裝置包括:第二故障檢測模塊，用于當所述從站點檢測到其對應端口發(fā)生故障時，向主站點發(fā)送 故障報告，所述故障報告包含檢測故障的設(shè)備節(jié)點ID及其對應故障端口。
【文檔編號】H04L12/24GK105978735SQ201610512045
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】龍祥均
【申請人】重慶世紀之光科技實業(yè)有限公司