[发明专利]一种高可靠性冗余现场总线系统及数据处理方法、装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种高可靠性冗余网络系统及数据处理方法、装置。

背景技术

人类对数据传输可靠性的追求是无止境的，尤其是在航空航天领域，人们尝试各种各样的技术用来保证数据传输的可靠。提高数据传输可靠性最简单常用的方法就是增加额外的数据通道，如图1所示，通过余度分区A和余度分区B的双冗余通道设计来提高终端1与终端2之间数据传输的可靠性。如果双冗余通道仍然不够，一般的做法是继续增加独立的冗余通道，然而，增加额外的数据通道意味着要增加一套额外的连接设备和线路，这样一来会大大提高硬件成本，并且也会导致设计上的一系列问题。如何尽可能少的增加硬件设备又能提高数据传输的可靠性，以应用于对数据传输可靠性要求较高的组网场景，尤其是航空航天相关领域的总线系统，是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提出了一种高可靠性冗余网络系统及数据处理方法、装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种高可靠性冗余现场总线系统，该系统包括第一通信设备、第二通信设备和位于所述两个通信设备之间的两条或多条独立冗余链路，其特征在于，将分别位于不同的独立冗余链路上的通信节点互联，以使数据报文在从第一通信设备传输至第二通信设备的过程中具有更多的传输路径。

所述通信节点或第二通信设备还包括冗余报文处理模块，用于剔除通过不同路径重复到达的报文。

所述冗余报文处理模块具体包括：数据报文记录模块，用于记录数据报文到达该通信节点时的时间及数据报文ID；数据报文处理模块，用于在所述通信节点或第二通信设备接收到一个数据报文时，将该数据报文的ID与数据报文记录模块的所有记录逐一进行比较，如果存在具有相同ID的数据报文接收记录，且其接收时间还未超过老化阈值，则直接返回或发送所述相同记录报文对应的响应；如果不存在具有相同ID的数据报文接收记录，或者虽然存在具有相同ID的数据报文接收记录但其接收时间已超过老化阈值，则把该数据报文的ID及当前的时间戳信息交给数据报文记录模块进行记录，然后处理该数据报文。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种冗余网络数据处理方法，其特征在于，当通信节点接收到一个数据报文时，将该数据报文的ID与通信节点上保存的所有报文接收记录逐一进行比较，如果存在具有相同ID的数据报文接收记录，且其接收时间还未超过老化阈值，则直接返回或发送所述相同记录报文对应的响应；

如果不存在具有相同ID的数据报文接收记录，或者虽然存在具有相同ID的数据报文接收记录但其接收时间已超过老化阈值，则把该数据报文的ID及当前的时间戳信息保存，然后处理该数据报文。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种数据处理装置来完成上述数据处理方法，所述数据处理装置可以位于冗余链路上的通信节点或数据报文的接收设备。所述数据处理装置具体包括：

数据报文记录模块，用于记录数据报文到达该通信设备时的时间及数据报文ID；

数据报文处理模块，用于在所述通信设备接收到一个数据报文时，将所述数据报文的ID与数据报文记录模块的所有记录逐一进行比较，如果存在具有相同ID的数据报文接收记录，且其接收时间还未超过老化阈值，则直接返回或发送所述相同记录报文对应的响应；

如果不存在具有相同ID的数据报文接收记录，或者虽然存在具有相同ID的数据报文接收记录但其接收时间已超过老化阈值，则把该数据报文的ID及当前的时间戳信息交给数据报文记录模块进行记录，然后处理该数据报文。

与现有技术相比，本发明打破了传统冗余网络各余度分区互相隔离的结构，将原本独立的各冗余链路进行了互联，使得数据可以通过更多条路径进行数据包传递，大大提高数据传输的可靠性又尽可能减少硬件设备。同时为了解决由于交换机的转发可能导致目标网络节点收到多份同样的数据包，通过对网络各通信节点收到的传输报文进行处理，可实现对重复数据的滤除，从而仅保留本发明所提出的冗余网络的优点，又能去除其缺点，使其满足用户的最终需求。

附图说明

图1示出传统冗余网络的传输结构示意图。

图2示出根据本发明的高可靠性冗余网络的传输结构示意图。

图3示出传统冗余网络数据传输路径1。

图4示出传统冗余网络数据传输路径2。

图5示出本发明的冗余网络增加的数据传输路径3。

图6示出本发明的冗余网络增加的数据传输路径4。