[發明專利]基于工業互聯網現場層總線架構實時傳輸方法及裝置

有效

• 申請號: 201710542984.X
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107528680B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 邵枝暉;史兢;鐘輝;黃易
• 申請（專利權）人: 北京東土科技股份有限公司;北京神經元網絡技術有限公司
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04L12/40;H04W72/04;H04W72/08;H04W74/08
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本發明涉及基于工業通信領域，尤其涉及基于工業互聯網現場層寬帶總線架構實時傳輸方法及裝置，基于工業互聯網現場層寬帶總線架構，包括：總線控制器、至少一個總線終端和兩線制總線，總線控制器與總線終端通過兩線制總線連接構成一個網絡，并且總線控制器與任一總線終端之間、以及各總線終端之間基于OFDM技術進行通信，其中，各總線終端占用的子載波之間互不干擾，該方法為，總線控制器接收總線終端基于預分配的固定速率業務資源塊發送的固定速率業務；在可變速率業務資源塊中，為總線終端可變速率業務動態實時分配資源塊，這樣，將OFDM技術引用到工業現場總線，將數據業務和信道資源進行劃分，實現數據傳輸的可靠性、高速和實時性。

技術領域

本發明涉及基于工業通信領域，尤其涉及基于工業互聯網現場層總線架構實時傳輸方法及裝置。

背景技術

工業互聯網是全球工業系統與高級計算、分析、感應技術以及互聯網連接融合的結果，現場總線則實現了工業現場設備與自動化系統的數據通信。

現有技術中，現場總線采用單載波技術，例如，CAN、PROFIBUS等，傳輸帶寬都比較低，一般在五十兆以下，導致傳輸速率慢。而對于例如，Profinet等以太網總線，雖然相較CAN、PROFIBUS，傳輸帶寬較高，但隨著工業現場規模的壯大，工業現場設備也隨之繁雜眾多，現場總線需要掛接大量工業現場設備，也無法滿足大型工業現場中大量工業現場設備的接入及高速傳輸需求，并且，在工業現場應用時需要借助以太網交換機實現設備的接入及數據傳輸，系統復雜、布線困難，也無法滿足數據高速、實時傳輸。

現有技術中，針對采用單載波技術的現場總線，也可以采用載波均衡技術來提高傳輸帶寬、高速和實時性，但是，通過載波均衡技術來提高傳輸帶寬、高速和實時性的技術比較復雜，難度也比較大。

并且，由于現有技術中現場總線采用單載波技術，針對多現場設備公用總線傳輸場景，通常采用沖突碰撞檢測機制來傳輸數據，但經常會導致數據擁塞、數據無法實時傳輸的問題。

綜上所述，現有技術中，根據工業現場規模的壯大及傳輸性能需求，目前還沒有有效的技術來實現工業現場數據的高速、實時性和可靠性傳輸。

發明內容

本發明實施例提供基于工業互聯網現場層寬帶總線架構實時傳輸方法及裝置，以解決現有技術中不能有效地實現工業現場數據的高速、實時性和可靠性傳輸的問題。

本發明實施例提供的具體技術方案如下：

基于工業互聯網現場層總線寬帶架構實時傳輸方法，所述基于工業互聯網現場層寬帶總線架構，包括：總線控制器、至少一個總線終端和兩線制總線，總線控制器與總線終端通過兩線制總線連接構成一個網絡，并且所述總線控制器與任一總線終端之間、以及各總線終端之間基于多載波正交頻分復用OFDM技術進行通信，其中，各總線終端占用的子載波之間互不干擾，所述方法具體包括：

所述總線控制器接收所述總線終端基于預分配的固定速率業務資源塊，在上行子幀中發送的固定速率業務；

所述總線控制器接收所述總線終端在上行子幀中發送的可變速率業務傳輸需求，并根據所述可變速率業務傳輸需求，在預劃分的可變速率業務資源塊中，為所述總線終端的可變速率業務分配資源塊，并將資源塊分配結果發送給所述總線終端，以使所述總線終端根據所述資源塊分配結果傳輸可變速率業務。

較佳的，進一步包括：

在所述總線終端初始接入時，所述總線控制器接收所述總線終端發送的接入請求；其中，所述接入請求中，至少包括所述總線終端的固定速率業務傳輸需求；

為所述總線終端分配預設數量的子載波，并根據所述總線終端的固定速率業務傳輸需求，在時域上將所述預設數量的子載波劃分為固定速率業務資源塊和可變速率業務資源塊，其中，所述固定速率業務資源塊，用于傳輸固定速率業務；所述可變速率業務資源塊，用于傳輸可變速率業務；