[發明專利]一種集成工業以太網從站自主識別主站的方法

有效

• 申請號: 201410703498.8
• 申請日: 2014-11-30
• 公開（公告）號: CN104503390A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 陳在平;孫遜;賈超;倪建云
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司12002
• 代理人: 李益書

技術領域

本發明屬于工業控制領域，涉及工業控制現場，運行有嵌入式Linux操作系統的集成工業以太網從站，與不同種類工業以太網主站進行通信時，進行自主識別與之連接的主站種類，進行相應從站程序的選擇運行。

背景技術

以太網技術向工業現場的推廣，為生產效率的提高，產品的優化等等多方面都起到了極大的促進作用。目前世界上有多種工業以太網標準，種類繁多，各有優點，在某一生產過程中，往往需要幾種工業以太網配合使用會產生更大的收益。所以，在工業控制現場比較流行使用集成工業以太網從站，但是，集成從站內對于從站程序的選擇運行，一直采用傳統的手動加載運行，即在上電前確定集成從站的性質，這給大規模的工業生產帶來了很多不便。目前，急需一種方法，能夠實現集成從站自主識別與之連接的主站類型，并自動運行與之對應的從站程序。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術上存在的上述問題，提供一種集成工業以太網從站能夠識別主站類型并自主選擇加載運行相應從站程序的方法。

本發明提供的集成工業以太網從站自主識別主站的方法，應用在工業控制現場，運行有嵌入式Linux操作系統的集成工業以太網從站，以下簡稱集成從站；所述的集成從站集成了Modbus-TCP和POWERLINK從站程序；此方法通過分析判斷來自通信網絡中的主站識別信息，來確定與集成從站相連接的主站類型，從而選擇加載運行對應的集成從站程序，實現了集成從站對主站類型的自主識別和集成從站程序的自動加載，擺脫了傳統的手動加載的方法；

該方法具體的實現步驟如下：

第1步、抓取工業以太網通信網絡中主站發送的識別數據包；

第1.1步、啟動集成從站中的Linux操作系統；

第1.2步、設置集成從站以太網芯片的工作模式為混雜模式，這樣集成從站就不會只接受目的地址為它的數據包，而是全部經過它的數據包，方便下面獲得主站發送來的識別信息數據包。

第1.3步、通過socket套接字函數創建一個原始套接字的文件描述符；

第1.4步、利用recv（）函數來接受來自通信網絡中的數據包，并將接收到的數據包賦值到一個字符型指針變量中，方便后續對其進行分析。

第2步、分析抓取到的通信網絡中的數據包；

第2.1步、將第1步中抓取到的數據包劃分格式，因為所抓取的數據包賦值給某一變量時是沒有劃分格式的，數據包從左向右依次為以太網報文頭、IP報文頭、TCP報文頭或者UDP報文頭，在區分Modbus-TCP和POWERLINK工業以太網只需要知道以太網報文頭即可。將抓取到的數據包強制轉化為struct?ether_header結構體，那么數據包的以太網報文頭便被保留下來。

第2.2步、判斷struct?ether_header結構體中的ether_type成員變量，如果變量的值為0x0806則可確定數據包來自Modbus-TCP主站，與集成從站相連的是Modbus-TCP主站，結束第2步，進入第3步；如果ether_type的值，不為0x0806，繼續分析數據包。

第2.3步、繼續判斷struct?ether_header結構體中的ether_type成員變量，如果變量的值為0x88ab則可確定數據包來自POWERLINK主站，與集成從站相連的是POWERLINK主站，結束第2步，進入第3步；如果ether_type的值，不為0x88ab，繼續分析數據包。

第2.4步、拋棄所抓取的數據包，返回第1步，重新抓取通信網絡中其他數據包。

第3步、根據第2步的分析結果，加載相應的從站程序；

此步驟根據第2步中對ether_type成員變量的分析判斷結果不同，選擇加載運行不同的工業以太網從站程序，或者不加載運行：

第3.1步、對于Modbus-TCP主站，Modbus-TCP作為Linux下的可執行程序，在可執行文件中通過system（）函數來完成Modbus-TCP從站程序的運行；

第3.2步、對于POWERLINK主站，POWERLINK從站程序代碼被交叉編譯后生成一個Linux內核模塊，需要通過insmod命令加載到Linux內核中才能運行；這里，通過編寫一個shell腳本文件，在可執行程序中通過執行system（）來執行腳本文件，從而完成POWERLINK從站程序的加載運行。

本發明的優點和有益效果