[發明專利]基于IPv6的工業異構網絡多協議融合組網與通信系統及方法

有效

• 申請號: 202011120166.9
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112243009B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 王恒;楊創;石通
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L69/08
• 分類號: H04L69/08;H04L69/167;H04L67/10;H04L67/12
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于IPv6的工業異構網絡多協議融合組網與通信系統，其特征在于，該系統包括骨干網、工業現場網絡以及異構協議轉換裝置；所述骨干網包括IPv6交換機；所述工業現場網絡包括控制器、I/O設備和交換設備；所述異構協議轉換裝置在工業現場網絡中入網后，工業異構網絡中控制器與I/O設備通過異構協議轉換裝置與骨干網進行跨網設備關聯與跨網通信；所述跨網設備關聯和跨網通信包括多協議識別，自適應融合組網與數據流標識；

各個工業現場網絡設備之間的跨網設備關聯，具體包括以下步驟：

S1：工業現場網絡網內組網，異構協議轉換裝置在工業現場網絡中入網；

S2：工業現場網絡i的控制器確定進行跨網設備關聯的工業現場網絡j的I/O設備，控制器使用IPv4協議封裝并發送關聯請求幀；

S3：工業現場網絡i的交換設備接收控制器數據，交換設備分析控制器數據的IPv4地址是否屬于本網，若屬于本網IPv4地址轉發給本網I/O設備，不屬于本網IPv4地址則轉發至工業現場網絡i中的異構協議轉換裝置；

S4：工業現場網絡i中的異構協議轉換裝置收到關聯請求幀，把本網絡協議類型與流標識填入IPv6頭部，將關聯請求幀的IPv4頭部轉換為IPv6頭部，發送IPv6關聯請求幀發送至骨干網；

S5：骨干網收到IPv6關聯請求幀后，發送IPv6關聯請求幀至工業現場網絡j中的異構協議轉換裝置；

S6：工業現場網絡j中的異構協議轉換裝置收到IPv6關聯請求幀，通過IPv6頭部識別工業現場網絡i的協議類型，把IPv6頭部轉換為IPv4頭部，對關聯請求幀進行應用層協議轉換，將工業現場網絡i的應用層負載轉換為本網絡應用層負載，異構協議轉換裝置將收到IPv6關聯請求幀轉換為本網的IPv4關聯請求幀；

S7：工業現場網絡j中的異構協議轉換裝置發送IPv4關聯請求幀至本網交換設備，交換設備發送IPv4關聯請求幀至本網I/O設備；

S8：工業現場網絡j的I/O設備收到關聯請求幀后，發送關聯響應幀經原路徑一系列操作返回至工業現場網絡i的控制器，至此，跨網設備關聯和自適應融合組網完成。

2.根據權利要求1所述的工業異構網絡多協議融合組網與通信系統，其特征在于，工業現場網絡i的控制器與工業現場網絡j的I/O設備進行跨網設備關聯之后，工業異構網絡設備進行跨網通信；工業現場網絡i的控制器發送管理幀經過交換設備到達異構協議轉換裝置，異構協議轉換裝置對管理幀進行協議類型填充與流標識轉換后到達骨干網，骨干網轉發管理幀至工業現場網絡j中的異構協議轉換裝置，經過協議識別、流標識轉換與應用層協議轉換至工業現場網絡j的交換設備，然后交換設備轉發至工業現場網絡j的I/O設備，最后I/O設備返回管理響應幀至工業現場網絡i中的控制器；經過工業現場網絡i的控制器對工業現場網絡j的I/O設備的管理幀下發之后，工業現場網絡j的I/O設備發送周期性過程數據與非周期性報警數據至工業現場網絡i的控制器；至此，工業現場網絡i的控制器與工業現場網絡j的I/O設備實現跨網設備通信。