[發(fā)明專利]基于IPv6的工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議融合組網(wǎng)與通信系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011120166.9
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN112243009B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王恒;楊創(chuàng);石通
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L69/08
• 分類號(hào): H04L69/08;H04L69/167;H04L67/10;H04L67/12
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于IPv6的工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議融合組網(wǎng)與通信系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括骨干網(wǎng)、工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)以及異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置；所述骨干網(wǎng)包括IPv6交換機(jī)；所述工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)包括控制器、I/O設(shè)備和交換設(shè)備；所述異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置在工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)中入網(wǎng)后，工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中控制器與I/O設(shè)備通過異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置與骨干網(wǎng)進(jìn)行跨網(wǎng)設(shè)備關(guān)聯(lián)與跨網(wǎng)通信；所述跨網(wǎng)設(shè)備關(guān)聯(lián)和跨網(wǎng)通信包括多協(xié)議識(shí)別，自適應(yīng)融合組網(wǎng)與數(shù)據(jù)流標(biāo)識(shí)；

各個(gè)工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的跨網(wǎng)設(shè)備關(guān)聯(lián)，具體包括以下步驟：

S1：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)內(nèi)組網(wǎng)，異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置在工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)中入網(wǎng)；

S2：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i的控制器確定進(jìn)行跨網(wǎng)設(shè)備關(guān)聯(lián)的工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j的I/O設(shè)備，控制器使用IPv4協(xié)議封裝并發(fā)送關(guān)聯(lián)請求幀；

S3：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i的交換設(shè)備接收控制器數(shù)據(jù)，交換設(shè)備分析控制器數(shù)據(jù)的IPv4地址是否屬于本網(wǎng)，若屬于本網(wǎng)IPv4地址轉(zhuǎn)發(fā)給本網(wǎng)I/O設(shè)備，不屬于本網(wǎng)IPv4地址則轉(zhuǎn)發(fā)至工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i中的異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置；

S4：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i中的異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置收到關(guān)聯(lián)請求幀，把本網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型與流標(biāo)識(shí)填入IPv6頭部，將關(guān)聯(lián)請求幀的IPv4頭部轉(zhuǎn)換為IPv6頭部，發(fā)送IPv6關(guān)聯(lián)請求幀發(fā)送至骨干網(wǎng)；

S5：骨干網(wǎng)收到IPv6關(guān)聯(lián)請求幀后，發(fā)送IPv6關(guān)聯(lián)請求幀至工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j中的異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置；

S6：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j中的異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置收到IPv6關(guān)聯(lián)請求幀，通過IPv6頭部識(shí)別工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i的協(xié)議類型，把IPv6頭部轉(zhuǎn)換為IPv4頭部，對關(guān)聯(lián)請求幀進(jìn)行應(yīng)用層協(xié)議轉(zhuǎn)換，將工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i的應(yīng)用層負(fù)載轉(zhuǎn)換為本網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層負(fù)載，異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置將收到IPv6關(guān)聯(lián)請求幀轉(zhuǎn)換為本網(wǎng)的IPv4關(guān)聯(lián)請求幀；

S7：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j中的異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置發(fā)送IPv4關(guān)聯(lián)請求幀至本網(wǎng)交換設(shè)備，交換設(shè)備發(fā)送IPv4關(guān)聯(lián)請求幀至本網(wǎng)I/O設(shè)備；

S8：工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j的I/O設(shè)備收到關(guān)聯(lián)請求幀后，發(fā)送關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀經(jīng)原路徑一系列操作返回至工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i的控制器，至此，跨網(wǎng)設(shè)備關(guān)聯(lián)和自適應(yīng)融合組網(wǎng)完成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多協(xié)議融合組網(wǎng)與通信系統(tǒng)，其特征在于，工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i的控制器與工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j的I/O設(shè)備進(jìn)行跨網(wǎng)設(shè)備關(guān)聯(lián)之后，工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行跨網(wǎng)通信；工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i的控制器發(fā)送管理幀經(jīng)過交換設(shè)備到達(dá)異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置對管理幀進(jìn)行協(xié)議類型填充與流標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)換后到達(dá)骨干網(wǎng)，骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)管理幀至工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j中的異構(gòu)協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，經(jīng)過協(xié)議識(shí)別、流標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)換與應(yīng)用層協(xié)議轉(zhuǎn)換至工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j的交換設(shè)備，然后交換設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)至工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j的I/O設(shè)備，最后I/O設(shè)備返回管理響應(yīng)幀至工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i中的控制器；經(jīng)過工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i的控制器對工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j的I/O設(shè)備的管理幀下發(fā)之后，工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j的I/O設(shè)備發(fā)送周期性過程數(shù)據(jù)與非周期性報(bào)警數(shù)據(jù)至工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i的控制器；至此，工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)i的控制器與工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)j的I/O設(shè)備實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)設(shè)備通信。