[發(fā)明專(zhuān)利]一種通信節(jié)點(diǎn)、基于通信節(jié)點(diǎn)的通信鏈路及其工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510778166.0
• 申請(qǐng)日: 2015-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105471688B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔得朋;楊震威
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東康威通信技術(shù)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L12/40
• 分類(lèi)號(hào): H04L12/40;H04L29/08;H04L29/12
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.基于通信節(jié)點(diǎn)的通信鏈路的工作方法，其特征是，

基于通信節(jié)點(diǎn)的通信鏈路，包括：若干通信節(jié)點(diǎn)，通信節(jié)點(diǎn)彼此之間通過(guò)高速差分總線連接，通信節(jié)點(diǎn)還通過(guò)高速差分總線與節(jié)點(diǎn)管理器連接，所述節(jié)點(diǎn)管理器通過(guò)TCP/IP總線與平臺(tái)連接，所述通信節(jié)點(diǎn)還與外部設(shè)備連接；通信節(jié)點(diǎn)，包括：控制單元，所述控制單元設(shè)有485端口、網(wǎng)口和若干串口，所述串口均通過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路與高速差分總線連接，所述485端口和網(wǎng)口用于與外界設(shè)備連接，所述控制單元為ARM芯片；配合波特率自適應(yīng)，適用于電力隧道通信的各種距離；通信節(jié)點(diǎn)上設(shè)計(jì)有網(wǎng)口和485端口，能實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備接入；

所述方法包括如下步驟：

步驟(1)：在通信鏈路的每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)搭建高速上行串口通路和下行串口通路；所述通信節(jié)點(diǎn)具備高數(shù)據(jù)吞吐能力，波特率達(dá)到5Mbps；

步驟(2)：每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)對(duì)高速上行串口通路和下行串口通路數(shù)據(jù)進(jìn)行分幀處理；所述每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)通過(guò)STM32F4XX芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)分幀處理；

步驟(3)：通信鏈路的每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)交換機(jī)功能，接收到數(shù)據(jù)后，根據(jù)目標(biāo)MAC地址和數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行處理或轉(zhuǎn)發(fā)；所述交換機(jī)功能包括外接設(shè)備和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；

所述步驟(3)的步驟，具體實(shí)現(xiàn)如下：

步驟(31)：通信鏈路上的通信節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立源MAC地址同通信節(jié)點(diǎn)端口的映射，并將映射寫(xiě)入MAC地址表中；

步驟(32)：通信節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，依據(jù)比較結(jié)果選擇對(duì)應(yīng)端口進(jìn)行處理或轉(zhuǎn)發(fā)；

若目的MAC地址與串口端對(duì)應(yīng)的MAC地址表中的地址一致，則將數(shù)據(jù)幀交予協(xié)議棧進(jìn)行處理；

若目的MAC地址與網(wǎng)口端對(duì)應(yīng)的MAC地址表中的地址一致，則進(jìn)一步判斷網(wǎng)口端與外部連接設(shè)備是否連接成功，若成功則將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的外接設(shè)備，若未連接成功則不轉(zhuǎn)發(fā)；若目的MAC地址不在MAC地址表中，則向通信節(jié)點(diǎn)的所有端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀；

所述通信節(jié)點(diǎn)端口包括：串口端和網(wǎng)口端；所述MAC地址表包括串口端對(duì)應(yīng)的MAC地址表和網(wǎng)口端對(duì)應(yīng)的MAC地址表；所述協(xié)議棧采用LWIP輕量級(jí)嵌入式協(xié)議棧；

高速串口通路的數(shù)據(jù)連續(xù)不斷的高速發(fā)送，而網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)是以包為單位分幀發(fā)送的，所以必須對(duì)高速串口數(shù)據(jù)進(jìn)行分幀處理，以實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠轉(zhuǎn)換；

通信節(jié)點(diǎn)采用STM32F4XX芯片，通過(guò)芯片的DMA空閑中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，由于幀間隔的存在，每收完一幀數(shù)據(jù)后，通知CPU進(jìn)行處理；保證通信節(jié)點(diǎn)的CPU不必頻繁進(jìn)入通信節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)將從串口接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分幀處理；STM32F4XX是基于CORTEX-M4A內(nèi)核的一款A(yù)RM芯片；

在數(shù)據(jù)幀發(fā)送時(shí)，同樣采用DMA空閑中斷方式，要求至少有一個(gè)字節(jié)空閑時(shí)間，在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，一包數(shù)據(jù)必須連續(xù)發(fā)送，不允許出現(xiàn)間隔，防止發(fā)送過(guò)程中CPU被打斷導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不連續(xù)的情況。