[發明專利]工業以太網協議分析及現場測試儀

無效

• 申請號: 200710078637.2
• 申請日: 2007-06-20
• 公開（公告）號: CN101072147A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 王平;陳良華;康小軍;苗海濤;黃源
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L12/26;H04L12/24
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本發明涉及通信技術、計算機技術和自動控制技術，具體是一種工業以太網控制技術。

背景技術

在國家標準--《用于工業測量與控制系統的工業以太網EPA(Ethernetfor?plant?automation)系統結構和通信標準》(簡稱“EPA標準”)的基礎上形成的65C/357/NP將作為第十四類型列入現場總線國際標準IEC?61158。目前，基于EPA標準的產品正在越來越多地被應用于工程實際，而對EPA網絡的分析、EPA網絡設備現場安裝調試以及對EPA相關產品的測試都還處于起步階段。沒有現成的對EPA網絡及EPA相關產品進行分析和測試的儀表。

隨著EPA標準的推廣，越來越多的EPA相關產品開始進入實際應用領域。EPA網絡作為一種工業以太網有其自身的特點如在鏈路層增加了EPA通信調度管理實體、定義了自己的用戶層等，因此在EPA網絡的現場安裝調試與運行階段，現有的網絡分析、現場調試工具存在著不能分析EPA網絡的調度規則、識別不了EPA協議定義的各種服務報文等問題，因此有必要開發針對EPA網絡的便攜式網絡分析與現場調測儀。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對目前在工業以太網現場安裝和測試過程中沒有規范的測試分析儀，本發明設計了一種工業以太網協議分析與現場測試儀，能對EPA網絡進行分析，在EPA網絡的現場安裝調試過程中能對EPA相關產品進行協議一致性測試，并且能夠檢測和定位網絡故障，幫助用戶完成故障的排除工作。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，設計一種EPA協議分析與現場調測儀，該協議分析與現場調測儀包括電源部分，網絡分析部分、現場測試與故障檢測部分、EPA協議一致性測試部分。電源部分為該調校儀提供AC適配器供電，電池供電和總線供電三種供電方式；網絡分析部分包括：EPA網絡狀況統計模塊、EPA網絡設備分析模塊、EPA網絡利用率測試模塊、吞吐量測試模塊，該部分實時統計網絡上的報文，監測EPA網絡的利用率、網絡的傳輸性能、整個EPA網絡的設備上線情況，并根據網絡上的設備聲明報文，對EPA網絡上的設備進行性能分析。其中EPA網絡狀況統計模塊完成對EPA網絡上的各種報文的統計；EPA網絡設備分析模塊監測整個EPA網絡上的設備上線情況，根據網絡上的設備聲明報文，對EPA網絡上的每個設備進行分析；EPA網絡利用率測試模塊，實時的監測整個EPA網絡的利用率，從而可以知道EPA網絡工作是否工常、是否最優以及是否處于超負載等實時工作情況；吞吐量測試模塊，完成對EPA網絡發送和接收的數據量進行統計，靈活地對EPA網絡吞吐量進行測試，比較實際吞吐量與理論值，從而可以知道整個網絡的傳輸性能，通過對不同位置之間的吞吐量測試還能發現影響整個網絡性能的瓶頸位置。現場測試與故障檢測部分包括：EPA目標設備連通性檢查模塊、EPA目標設備路由追蹤模塊、地址沖突檢查模塊、設備查詢模塊，該部分檢測EPA網絡連接是否正常，追蹤目標設備路由，檢查地址沖突，查詢目標設備狀態，探測目標設備端口狀態。其中，EPA目標設備連通性檢查模塊：檢查測試EPA目標設備是否已正確地接入EPA網絡；EPA目標設備路由追蹤模塊：通過追蹤EPA目標設備的路由，檢測EPA網絡結構、報文的路徑及目標設備的位置，進一步結合網絡的路由器分布情況確定目標設備的物理位置；IP/MAC地址沖突檢查模塊：檢測EPA網絡上設備的IP地址/MAC地址是否有沖突，并查詢對應的MAC地址/IP地址；目標設備信息查詢模塊：利用設備查詢請求服務根據物理設備位號PD?Tag或功能塊實例位號FB?Tag查詢設備狀態；端口掃描模塊：探測目標設備的指定用戶數據報協議UDP端口，并掃描目標設備的全部傳輸控制協議TCP端口打開情況，從而可以掌握目標設備的網絡運行情況。