[发明专利]基于链路状态在线实时诊断的总线冗余方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制领域，尤其涉及一种基于链路状态在线实时诊断的总线冗余方法和系统。

背景技术

在工业控制领域，通常采用冗余总线的方法实现设备间数据的可靠通讯，即当默认数据总线出现故障时切换到备用总线进行通讯。

在现有的串行通讯方案中，设备间的通讯多依赖于主设备进行，普通设备一般无法获知整个链路的节点状态。一般情况下，对基于CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线设计的控制系统的底层通讯总线，在总线通讯之前，主设备需要向链路广播信息，以查询从节点是否处于在线状态，从节点通过回复响应以通知主设备所述从节点在线，如果所述从节点未回复响应即不在线，说明此通讯总线出现故障，则需要切换至备用的数据总线进行通讯。

但是，由于主设备对通讯总线中从节点在线状态的查询，存在一个建立链接的过程，同时冗余总线的切换也需要周期，会存在较大的延时，一般在30～100ms，在这期间通讯总线处于断路状态，因此，在通讯总线的查询诊断和冗余总线切换这一较长的时间片内，由于通讯总线断路无法进行通讯，会存在极易导致数据丢失的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于链路状态在线实时诊断的总线冗余方法和系统，以解决现有冗余通讯链路中，在通讯总线对从节点进行在线状态查询及冗余总线切换这段时间内，由于通讯总线断路，而导致数据丢失的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于链路状态在线实时诊断的总线冗余方法，包括：

选取串行总线上具有同等地位的设备中的任意一个为链路调度设备，并设置所述链路调度设备中的链路模块为链路调度器，其他未被选取的设备则为普通设备；

通过所述链路调度器实时监测并获取当前链路节点的在线信息；

当所述链路调度器监测到所述链路节点的在线信息变化时，所述链路调度器通过链路状态发布帧向所述普通设备发布所述当前链路节点的在线信息；

所述普通设备收到所述链路状态发布帧后进行保存；

所述链路调度设备和所述普通设备在数据发布前，查询所述保存的链路状态发布帧中包含的所述当前链路节点的在线信息，选取无故障的链路进行通讯。

优选地，所述链路调度器实时监测并获取当前链路节点的在线信息，包括：

所述链路调度器向总线上的各设备依次发送令牌；

所述各设备在线时，收到令牌后依次回复响应，其中所述回复响应的帧中包含回复设备的地址标签；

所述链路调度器获得所述地址标签后，将链路节点在线表中对应节点的在线标志位置位，所述标志位对应内部的一个N状态计数器；

所述计数器在定时器的驱动下逐次递减，且在收到所述回复设备的地址标签后将计数器重置为N，当所述计数器为0时，表示节点下线，其他状态均表示节点在线；

其中，对于不在线的设备，不会发送回复响应，所述链路节点在线表中对应的标志位不会被置位；所述链路调度设备通过其它节点的回复响应来判断所述链路调度设备是否在线。

优选地，所述N值的设定要保证下线周期时间至少为一个扫描周期；

其中，所述下线周期时间为所述N值减为0所用的时间，所述扫描周期为所述链路调度器向链路中所有设备都发布完一帧令牌并收到所有普通设备的回复响应的时间。

优选地，所述回复响应包括：令牌帧或有效数据帧。

优选地，所述链路节点在线表包括对应各个普通设备的内部包含计数器的子模块。

优选地，所述查询保存的链路状态发布帧中包含的所述当前链路节点的在线信息，选取无故障的链路进行通讯，包括：

所述链路调度设备和所述普通设备在发布数据前，查询其中一路总线上本节点是否在线，当所述本节点处于在线状态时，查询目标节点是否在线，当所述目标节点在线时，则在此路总线发布数据；

当所述本节点不在线或所述目标节点不在线时，查询另一路总线上的本节点是否在线，当所述另一路总线上本节点在线时，查询所述另一路总线上的目标节点是否在线，当所述目标节点在线时，则在所述另一路总线发布数据；

当所述本节点或目标节点在所述另一路总线上不在线时，则返回执行所述设备在发布数据前，查询其中一路总线上本节点是否在线这一步骤。

优选地，本发明公开的方法还包括：

CPU查询所述链路节点在线表，获得链路的拓扑结构；