[發(fā)明專利]一種基于級聯(lián)以太網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710961134.3
• 申請日: 2017-10-14
• 公開（公告）號: CN107483313B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱建培;顏耀;黃斌;周軍;張繼果;王躍;彭真保;李天翔;沈達(dá)程;鄭洪燕;盧童
• 申請（專利權(quán)）人: 中船重工信息科技有限公司
• 主分類號: H04L12/46
• 分類號: H04L12/46;H04L67/12;H04L69/16
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務(wù)所 32255
• 代理人: 劉喜蓮

一種基于級聯(lián)以太網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集方法，該方法用于數(shù)據(jù)匯總終端及若干套采集終端之間的數(shù)據(jù)通信；若干套采集終端之間通過一根以太網(wǎng)電纜，采用手拉手的方式進(jìn)行連接，最終連接于數(shù)據(jù)匯總終端，形成一種以太網(wǎng)接口的級聯(lián)系統(tǒng)；該方法基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行擴(kuò)展，使用了標(biāo)識符和數(shù)據(jù)域，標(biāo)識符長度是2字節(jié)，數(shù)值大于0x5dc。本發(fā)明還公開了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本發(fā)明方法無需配置，自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量變化；高效容易實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)通信具有更好的實(shí)時(shí)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集方法，特別是一種基于級聯(lián)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集方法，本發(fā)明還公開了應(yīng)用該數(shù)據(jù)采集方法的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)正向分布化、智能化的實(shí)時(shí)控制方面發(fā)展,其中通信成為關(guān)鍵,由于以太網(wǎng)有一網(wǎng)到底的美譽(yù),被人們普遍認(rèn)為是未來工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的最佳解決方案。

數(shù)據(jù)采集是利用一種裝置從系統(tǒng)外部采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一種接口技術(shù)，每間隔一定時(shí)間（稱采樣周期）對同一點(diǎn)數(shù)據(jù)重復(fù)采集，廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速發(fā)展，與以太網(wǎng)結(jié)合的數(shù)據(jù)采集已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)及分布式領(lǐng)域，將數(shù)據(jù)采集帶入了一個(gè)全新的時(shí)代。

周期性的數(shù)據(jù)采集采用客戶機(jī)/服務(wù)器的工作架構(gòu)，數(shù)據(jù)匯總端作為客戶機(jī)，采集終端作為服務(wù)器，當(dāng)數(shù)據(jù)匯總端需要采集數(shù)據(jù)時(shí)，向采集終端發(fā)送命令請求，采集終端響應(yīng)命令請求，返回要采集的數(shù)據(jù)。按照此通信流程，在一個(gè)采樣周期內(nèi)，完成對其他剩余的采集終端的數(shù)據(jù)采集。其缺陷在于：級聯(lián)的以太網(wǎng)終端設(shè)備，需要指定IP地址，相鄰設(shè)備端口之間的IP地址必須在一個(gè)網(wǎng)段。不能動(dòng)態(tài)調(diào)整終端設(shè)備數(shù)量，當(dāng)增加或減少級聯(lián)設(shè)備的數(shù)量時(shí)，需要修改相關(guān)聯(lián)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接配置項(xiàng)，來保證增減后相鄰設(shè)備之間能夠相互訪問。

另外，級聯(lián)設(shè)備的數(shù)量增加，需要的IP地址個(gè)數(shù)呈倍數(shù)增加，每個(gè)設(shè)備運(yùn)行TCP/IP協(xié)議棧的時(shí)間將不能被忽略，數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無需配置，自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量變化的基于級聯(lián)以太網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集方法。

本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供了應(yīng)用前述數(shù)據(jù)采集方法的系統(tǒng)。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種基于級聯(lián)以太網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集方法，其特點(diǎn)是，該方法用于“數(shù)據(jù)匯總終端”及若干套“采集終端”之間的數(shù)據(jù)通信；數(shù)據(jù)匯總終端和采集終端均為終端設(shè)備；

若干套“采集終端”之間通過一根以太網(wǎng)電纜，采用手拉手的方式進(jìn)行連接，最終連接于“數(shù)據(jù)匯終端”，形成一種以太網(wǎng)接口的級聯(lián)系統(tǒng)；

該方法基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行擴(kuò)展，使用了標(biāo)識符和數(shù)據(jù)域，標(biāo)識符長度是2字節(jié)，數(shù)值大于0x5dc。

本發(fā)明所述的基于級聯(lián)以太網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集方法，其進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案是：對于連接到本級聯(lián)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)匯總終端或采集終端，接收到一個(gè)新的數(shù)據(jù)幀，首先判斷標(biāo)識符域里的數(shù)值是否與定義的數(shù)值相同，如相同，則采用數(shù)據(jù)采集方法進(jìn)行處理；如不同，則由標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議棧進(jìn)行處理。

本發(fā)明所述的基于級聯(lián)以太網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集方法，其進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案是：使用數(shù)據(jù)域的第一個(gè)字節(jié)作為命令碼，根據(jù)數(shù)值的不同，完成不同功能的通信；設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)域的第二個(gè)字節(jié)作為輔助碼；命令碼的定義如下：

（1）?“0x1”表示向指定終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)幀

終端設(shè)備向指定硬件物理地址的終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)幀，符合該地址的終端設(shè)備接收到該數(shù)據(jù)幀后，根據(jù)輔助碼進(jìn)行相應(yīng)的功能處理；

（2）?“0x2”表示響應(yīng)命令碼“0x1”的請求

終端設(shè)備接收到命令碼為“0x1”的數(shù)據(jù)幀后，回復(fù)命令碼為“0x2”的數(shù)據(jù)幀；

（3）?“0x3”表示向多個(gè)終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)幀