[发明专利]一种冗余主机链路冲突模式下设备通信方法和系统

说明书

本发明公开了一种冗余主站链路冲突模式下设备通信方法，包括：在冗余主站链路冲突模式下，当串行总线链路下的设备出现交叉故障时，对所述串行总线链路下所有可以与所述冗余主站中任意一台主机正常通信的每一台设备分别按照以下方式执行轮询策略：当该设备在两台主机上所映射的两个虚拟设备中的实际主设备在线时，对该实际主设备执行第一轮询策略，对两个虚拟设备中的实际从设备执行第二轮询策略；当该设备在两台主机上所映射的两个虚拟设备中的实际主设备不在线，且实际从设备在线时，对实际从设备执行第一轮询策略，对实际主设备执行第二轮询策略；其中，冗余主站包括：互为冗余的两台主机。本发明还公开了一种冗余主站链路冲突模式下设备通信的系统。

技术领域

本发明涉及设备通信领域，尤其涉及一种应用于串行总线链路下的冗余主机链路冲突模式下的通信方法和系统。

背景技术

工业控制系统的数据采集多采用冗余FEP(Front-End Processor，前端通信处理器，简称前置机，在本文中，FEP作为主站)来实现，而国内外大量设备的通信只支持串行单通道，如图1所示，通常设备只能提供一个串口(单通道)连接到冗余FEP主站的COMX串口。

作为从站的设备和作为冗余主站的FEP之间的通信规约大量采用主从应答方式，物理层一般采用双线制RS485半双工工作方式，即任何时候只能有一个通信节点(通信节点是指串行总线上所有参与通信的冗余主站FEP和从站设备)处于发送状态，这就是链路冲突模式。在链路冲突模式下，冗余主站负责管理链路通信，避免出现多主同时与设备通信从而引发链路冲突，导致通信故障。总之，主站控制通信以确保主从之间的通信稳定、可靠、实时。

首先，必须对串口链路的写操作加以管理，即两台互为冗余FEP要保证不同时向设备发送数据请求等指令，否则就会导致链路数据混乱，通信失效。发明专利《一种避免冗余主站对串行总线链路访问冲突的方法》(申请号200510115559.X，以下称为参考文件1)能保证主从应答规约中从站设备为单通道时，冗余主站不会同时对设备执行操作。

在冗余主站链路冲突模式下，实际通信过程中可能存在链路设备交叉故障(交叉故障是指同一链路下的N(N≥2)个设备中，其中的部分设备只能与一台FEP正常通信，有另一部分设备只能与另一台FEP正常通信)的情况，如图5所示：不妨假设冲突模式的链路下一共有6个物理设备，记为Dev1～Dev6，其中Dev1、Dev2、Dev3只能与FEP-A的COMX正常通信，Dev4、Dev5只能与FEP-B的COMX正常通信，而Dev6与FEP-A、FEP-B都不能正常通信。即冗余FEP综合互补来看，Dev1、Dev2、Dev3、Dev4、Dev5是通信正常的，只不过Dev1、Dev2、Dev3需要通过FEP-A通信才正常，而Dev4、Dev5需要通过FEP-B通信才正常。链路冲突模式下，FEP-A和FEP-B都作为通信主站，对同一个冲突链路的访问必须采用协商模式，即当FEP-A在与从站设备进行轮询通信会话时，FEP-B必须是静默的(静默的含义是指自身不能向链路发送任何报文)，反之亦然。

在已有的串行总线链路的冗余主站通信模式下，冗余主站包括一台主机和一台另主机，互为冗余；其主机可以是FEP。相应地，以主机为FEP为例，互为冗余的主机记为FEP和FEP-Peer。每个主机下完成对应链路下所有设备通信(包括数据采集和通信控制等功能)的软件单元记为驱动(Driver，简称Drv)，一般一个链路对应一个驱动；互为冗余的两个驱动记为Drv和Drv-Peer，Drv和Drv-Peer为相对概念。一个Drv下对应N个虚拟设备；N个虚拟设备是N个物理设备在主机FEP上的映射。两台主机FEP上互为冗余的两个虚拟设备记为Unit和Unit-Peer，Unit是FEP上对物理设备Dev的映射，Unit-Peer是FEP-Peer上对物理设备Dev的映射，Unit和Unit-Peer为相对概念。