[發明專利]具有多層擴展架構的多主機通信系統及通信方法

有效

• 申請號: 202010988502.5
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112130535B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 張鳴曉;侯開源
• 申請（專利權）人: 重慶歡騰科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京星通盈泰知識產權代理有限公司 11952
• 代理人: 黃正奇

本申請公開了具有多層擴展架構的多主機通信系統，包括多層通信層，每個通信層包括一個或多個通信總線，每個通信總線均包括至少一個節點功能模塊，同一通信總線內至少一個節點功能模塊與相鄰通信層中其中一個通信總線的節點功能模塊連接；同一通信總線內每個節點功能模塊以自適應的方式輪動式地將數據發送至本通信總線和接收本通信總線上傳輸的數據，同一通信總線內每個與相鄰通信層節點功能模塊連接的節點功能模塊發送到本通信總線的數據包括接收到的對應相鄰通信層節點功能模塊發來的數據，且發送至對應相鄰通信層節點功能模塊的數據包括接收到的本通信總線上傳輸的數據。該系統實現通信節點及站點的無限擴展，提高了線纜復用率。

技術領域

本申請涉及數據通信技術領域，特別涉及具有多層擴展架構的多主機通信系統及通信方法。

背景技術

目前在控制設備進行數據采集、功能執行上，普遍采用的是PLC主從站的方式實現，從站提供與現場設備的接口和主站的通訊，負責將從現場設備采集到的數據發送至主站，主站提供運算處理、通訊處理等功能，負責對采集到的數據進行處理，依據處理結果獲知現場情況，并以此控制現場設備進行相應動作，實現需要達到的目的。

而當現場設備的數量較為龐大時，通常采用的方式是增加從站的數量，或采用星型拓撲結構，設立多級別的主從站，從站下設有子從站，以實現現場設備的大范圍覆蓋。或者采用集散控制系統，從站控制設備完成從站的控制功能，并將集中控制所需的數據與主機做交互。但此兩種方式下，線纜的用量會隨著現場設備的增多而大幅增加，因為對于每個級別的主從站和從站-從站控制設備來說，線纜均是點對點連接，而且隨著級別的增多，同一傳輸方向上的線纜量會很大，會有很大一捆線纜捆綁著從一個從站到主站或從一個從站到從站控制設備，匯集的線纜的I/O則會因為還有其他從站或設備要連接而導致更多更粗，因此會產生大量的通信線纜，不利于通信架構的搭建，并且提高了成本，難以覆蓋數量級較高的設備以及難以應對設備分布范圍較大的場景。

另外，目前的集散控制系統、主從站式控制系統或其他總線式系統，其站點擴展能力受硬件負載能力、通訊速率等因素的限制而導致實際的擴展能力較低，設備擴展能力較為有限，同樣使得現有的系統難以應用于具有高數量級設備和大范圍設備分布的場景。

發明內容

(一)申請目的

基于此，為了能夠通過多主機、全主機實現高系統穩定性、高通信穩定性、模塊故障不影響其他模塊的數據傳輸的好處，同時還對通信架構進行多維擴展以擴大通信深度和廣度，并提高線纜服用率，節約線纜使用量，以適用于模塊數量很多的工況和場景，本申請公開了以下技術方案。

(二)技術方案

一方面，提供了具有多層擴展架構的多主機通信系統，包括至少兩層通信層，每個通信層包括一個或多個通信總線，每個所述通信總線均包括至少一個節點功能模塊，同一通信總線內至少一個所述節點功能模塊與相鄰通信層中其中一個通信總線的節點功能模塊連接；其中，

同一通信總線內每個所述節點功能模塊以自適應的方式輪動式地將數據發送至本通信總線和接收本通信總線上傳輸的數據，其中，同一通信總線內每個與相鄰通信層節點功能模塊連接的節點功能模塊發送到本通信總線的數據包括接收到的對應相鄰通信層節點功能模塊發來的數據，且發送至對應相鄰通信層節點功能模塊的數據包括接收到的本通信總線上傳輸的數據。

在一種可能的實施方式中，所述至少兩層通信層中，第一層通信層包括一個第一通信總線，第N層通信層包括一個或多個第N通信總線，其中N≥2，第N層通信層中每個第N通信總線均通過所述節點功能模塊與上一層通信層的通信總線連接。

在一種可能的實施方式中，至少部分的所述通信總線還包括一個或多個的站點功能模塊，所述站點功能模塊用于采集下位設備產生的數據和/或生成模塊控制狀態數據作為待發數據，并與所在通信總線內的所有節點功能模塊和其他站點功能模塊共同以自適應的方式輪動式的將各自的待發數據發送至所在通信總線。