[发明专利]ZigBee网络化工业控制系统的边缘计算方法及其边缘节点有效
申请号: | 201910805639.X | 申请日: | 2019-08-29 |
公开(公告)号: | CN110519374B | 公开(公告)日: | 2021-09-28 |
发明(设计)人: | 赵亦欣;黄伟;赵铁生;刘雨锫;张佩衡;卢宁;黄健桓;郭良振 | 申请(专利权)人: | 西南大学 |
主分类号: | H04L29/08 | 分类号: | H04L29/08;H04L29/06;H04L12/26;H04L12/24 |
代理公司: | 北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司 11129 | 代理人: | 吕小琴 |
地址: | 400715*** | 国省代码: | 重庆;50 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | zigbee 网络 化工业 控制系统 边缘 计算方法 及其 节点 | ||
1.一种ZigBee网络化工业控制系统的边缘计算方法,其特征在于:包括步骤:
S1:将底层各个节点进行边缘簇的组合,得到普通的边缘簇和控制回路的边缘簇;其中,所述普通的边缘簇由作为边缘节点的测量节点和作为边缘数据中心的测量节点组成;所述控制回路的边缘簇由作为边缘节点的测量节点和作为边缘数据中心的控制节点组成;所述控制回路的边缘簇至多有一个;在每个普通的边缘簇只有一个作为边缘数据中心的测量节点;在控制回路的边缘簇只有一个作为边缘数据中心的控制节点;
设定协调器与边缘簇采用主从轮询机制,协调器作为主站发起通信请求,各边缘簇作为从站接收请求并执行相应操作;
设定对各边缘簇的轮询顺序,选取位于轮询顺序的起始位置的边缘簇,作为当前边缘簇;
S2:当前边缘簇中地址码最小的节点作为起始节点,接收轮询请求;
S3:起始节点判断接收到轮询请求的通信报文中的功能码为写命令请求还是读命令请求,若为写命令请求,进入步骤S4,若为读命令请求,将起始节点作为当前节点,进入步骤S5;
S4:起始节点做出由MAC层主动发起一个11字节短帧响应,无需进行应用数据的上传应答;
S5:判断当前节点是否为边缘数据中心,若否,则进入步骤S6,若是,则进入步骤S7;
S6:将当前节点信息添加在接收到的通信报文帧末尾,形成新的通信报文,将新的通信报文转发到当前轮询边缘簇中地址码比当前节点地址码大1的下一节点,将下一节点作为新的当前节点,返回步骤S5;
S7:判断当前节点是否为控制节点,若是,则将当前轮询边缘簇中已经执行过控制运算的节点数据进行整合,形成最终的控制运算结果,并执行控制输出,进入步骤S8;若否,则直接进入步骤S8;
S8:将当前轮询边缘簇中所有节点的信息进行整合,统一封装形成响应帧,发送给协调器,完成对当前轮询边缘簇的通信事务;按照轮询顺序将下一边缘簇作为新的当前边缘簇,返回步骤S2。
2.根据权利要求1所述ZigBee网络化工业控制系统的边缘计算方法,其特征在于:在当前边缘簇在第一次接收到轮询请求报文时,所述步骤S6中在返回步骤S5的同时,还需启动判断新的当前节点是否发生故障无法通信,一旦判定节点发生故障无法通信,则停止执行步骤S5的后续操作,进入容错恢复操作;若没有发生节点发生故障无法通信,则继续执行步骤S5的后续操作。
3.根据权利要求2所述ZigBee网络化工业控制系统的边缘计算方法,其特征在于:所述判断新的当前节点是否发生故障无法通信,一旦判定节点发生故障无法通信,则停止执行步骤S5的后续操作,进入容错恢复操作;若没有发生节点发生故障无法通信,则继续执行步骤S5的后续操作,具体包括:
S6-1:启动请求超时寄存器,将请求超时寄存器定时长度设定为Tc;Tc>Tz;Tz表示轮询所有底层节点的总时间;
S6-2:判断在Tc的时间内新的当前节点是否收到第二次轮询请求,若是,则新的当前节点将请求帧连同自身信息,以令牌的方式往当前轮询边缘簇中地址码比新的当前节点地址码大1的下一节点传送,同时对请求超时寄存器重启;若否,则新的当前节点主动组成请求报文,转发到当前轮询边缘簇中地址码比新的当前节点地址码大1的下一节点。
4.根据权利要求3所述ZigBee网络化工业控制系统的边缘计算方法,其特征在于:所述步骤S6-2中新的当前节点主动组成的请求报文结构为:地址码Ⅲ+功能码Ⅱ+新的当前节点自身信息;其中,地址码Ⅲ为新的当前节点本身地址,功能码Ⅱ为新的当前节点接收到轮询请求功能码。
5.根据权利要求1所述ZigBee网络化工业控制系统的边缘计算方法,其特征在于:所述步骤S8中,所述响应帧的结构为:地址码Ⅰ+地址码Ⅱ+功能码Ⅰ+各节点数据;所述响应帧的结构中地址码Ⅰ为当前轮询边缘簇中的边缘数据中心地址码,地址码Ⅱ为当前轮询边缘簇中的请求报文帧中地址码,各节点数据按节点地址大小由低到高排列。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于西南大学,未经西南大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201910805639.X/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:用于推送信息的方法和装置
- 下一篇:一种信息同步的方法及相关装置