[发明专利]一种基于帧预留的带宽动态调整系统及方法

说明书

本发明提供了一种基于帧预留的带宽动态调整系统及方法，该系统包括总线和连接在总线上的若干设备，其中，若至少有一个设备需要发送通信数据报文时，需要发送通信数据报文的设备进行如下操作：在发送帧预留报文中携带待发送通信数据报文的传输时长；统计所有设备的通信数据报文的传输时长并求和，并将该求和值作为通信数据报文子周期时长；根据当前通信扫描周期的起始时刻按照一定顺序发送通信数据报文；其中，通信扫描周期时长为帧预留报文子周期时长和通信数据报文子周期时长之和，帧预留报文在帧预留报文子周期发送，通信数据报文在通信数据报文子周期发送。本发明可以解决现有工业实时以太网无法适应带宽动态调整的问题。

技术领域

本发明涉及工业通信技术领域，特别涉及一种基于帧预留的带宽动态调整系统及方法。

背景技术

以太网由于其开放性好、应用广泛以及价格低廉等特点，已有进一步应用到工业现场的趋势，数据调度技术作为工业实时以太网的核心技术，正在得到越来越多的关注。随着应用的深入，在实际应用中，不同的场合中，对所使用总线数据传输的实时性、确定性、兼容性提出了不同的要求，即要求以太网的数据调度机制能够实时确定的传输实时数据，同时能够兼容已有实时以太网协议和普通以太网协议，并且能够在设备所发数据报文长度变化时，动态调整带宽利用，满足不同长度，不同协议格式的以太网报文都能够实时确定传输。比如要求在同一总线中能够传输不同协议(如用户自定义协议、实时以太网协议、普通以太网协议等)的数据报文。目前，其他总线的调度机制只能够满足自身协议标准，兼容性较差，同时总线带宽资源浪费严重，不能适应数据报文长度变化的数据传输需求。

由此可见，现有总线调度机制存在的局限性及缺陷，无法满足总线带宽动态调整需求和兼容性提出的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种基于帧预留的带宽动态调整系统及方法，以解决现有工业实时以太网无法适应带宽动态调整、实用性和兼容性较低的问题。

本发明提供一种基于帧预留的带宽动态调整系统，包括总线和连接在所述总线上的若干设备，其中，若至少有一个所述设备需要发送通信数据报文时，需要发送通信数据报文的所述设备进行如下操作：在发送帧预留报文中携带待发送通信数据报文的传输时长；统计所有所述设备的通信数据报文的传输时长并求和，并将该求和值作为通信数据报文子周期时长；根据当前通信扫描周期的起始时刻按照一定顺序发送通信数据报文；其中，所述通信扫描周期时长为帧预留报文子周期时长和通信数据报文子周期时长之和，所述帧预留报文在所述帧预留报文子周期发送，所述通信数据报文在所述通信数据报文子周期发送。

较佳地，若所有所述设备都不需要发送通信数据报文，则所述通信扫描周期按照组态设置值运行。

较佳地，所述当前通信扫描周期的起始时刻为上一通信扫描周期的起始时刻+通信扫描周期时长。

较佳地，各设备的通信数据报文发送顺序与各设备相应的帧预留报文发送顺序相同。

较佳地，所述各设备相应的帧预留报文发送顺序通过组态方式确定。

较佳地，需要发送通信数据报文的所述设备在发送帧预留报文中还携带所需带宽。

较佳地，所述的通信数据报文包括普通以太网协议报文、实时以太网协议报文、用户自定义协议报文和工业通信协议报文。

本发明还提供了一种基于帧预留的带宽动态调整方法，若总线上至少有一个设备需要发送通信数据报文时，需要发送通信数据报文的所述设备进行如下操作：在发送帧预留报文中携带待发送通信数据报文的传输时长；统计所有所述设备的通信数据报文的传输时长并求和，并将该求和值作为通信数据报文子周期时长；根据当前通信扫描周期的起始时刻按照一定顺序发送通信数据报文；其中，所述通信扫描周期时长为帧预留报文子周期时长和通信数据报文子周期时长之和，所述帧预留报文在所述帧预留报文子周期发送，所述通信数据报文在所述通信数据报文子周期发送。