[发明专利]一种单网线以太网环网的故障监测系统及其监测方法

说明书

本发明公开了一种单网线以太网环网的故障监测系统及其监测方法，包括利用特殊定制的以太网MAC控制设备及正常线序的网线，利用正常线序网线的通道一及通道二两组线缆组成两个独立通道，将网线按手牵手拓扑接入设备端口一和端口二；主机设备将通道一设置为收发模式，将通道二设置为监听模式，若发送命令后通道二接收到响应命令回应，则说明环网上所有节点正常工作，若发送命令后通道二上无法接收任何回应，或从设备返回中断命令帧，则说明环网节点存在故障，自动判断故障节点位置，并改变系统连接拓扑实现恢复。本发明方法能在实现接入主从设备通讯功能的基础上，增强系统通信容灾、自愈能力，并且只用单根传统网线，减少应用本方法系统的工程量。

技术领域

本发明属于自动化领域，自动化控制领域为长链型拓扑、主从控制的应用场景，具体涉及一种单网线以太网环网的故障监测系统。

背景技术

目前各个行业中对精细化监测控制的要求越来越高，为了控制监测到每个末端单元，需要每个点单独布设监控设备，而监控设备在场外运行的可靠性往往因为气候、环境等各种因素无法保证，单一总线容易因距离过长导致不稳定，星型拓扑又浪费接口资源及增加布线施工成本。

发明内容

为了解决现有技术成本高、不稳定的问题，本发明为自动化控制领域提供一种单网线的以太网环网组织及故障监测系统及其监测方法，实现在减少项目布线施工成本的同时，保证系统的可靠性及稳定性。

本发明的技术方案是：一种单网线以太网环网的故障监测系统，该系统包括一个环网链路首端设备、若干环网链路内从设备、环网链路末端设备和网线；所述环网链路首端设备具有一个带双网卡的网络接口；所述网络接口将网线分成两个环网端口；所述环网链路内从设备和环网链路末端设备分别具有上、下游两个网络接口；所述其中一个环网端口与环网链路末端设备连接。

具体地，所述两个环网端口分别为网线第 1、2、3、6号线 和网线第 4、5、7、8号线。

更具体地，所述网线第 4、5、7、8与环网链路末端设备连接。

更具体地，所述环网链路末端设备的网线接入为：将网线 1、2、3、6 号线接入水晶头对应位置，并将其接入上游网络接口；将网线 4、5、7、8 号线接入水晶头 1、2、3、6 号位置，并将其接入下游网络接口。

具体地，所述若干环网链路内从设备和环网链路末端设备使用网线以手牵手形式连接。

一种单网线以太网环网的故障监测系统的监测方法，所述环网链路首端设备与环网链路内从设备之间具备命令与查询两种数据帧格式；所述命令帧由环网链路首端设备发送，上游节点接收后，不断向下游结点转发，下游节点接收后继续向更下游节点转发，并向上游节点发送应答，上游节点收到应答后不再转发；最后命令由主设备回收；所述查询帧由环网链路首端设备发送，上游节点接收后，首先向更上一级节点进行应答，然后向下游设备继续发送查询帧；最后查询由主设备回收。

具体地，所述若上游节点在向下游节点发送查询或命令帧后，无法在规定时间内获得下游节点的应答数据，或环网链路首端设备在规定时间内无法收到末端节点的帧，则判定环网中断，并向上级节点发送中断命令帧。

具体地，所述环网链路首端设备接收到中断命令帧后进行记录，并向中断节点进行响应，并使用其中一个端口向环网链路末端设备发送数据，环网拓扑变为两条长链拓扑模式，中断节点也不再向下游节点发送数据。

具体地，所述若维护后中断节点恢复正常工作，则环网链路首端设备通过其中一个端口向环网发送正常工作命令，恢复环网拓扑。

与现有技术比较，本发明的有益效果是：在实现接入主从设备通讯功能的基础上，增强系统通信容灾、自愈能力，并且只用单根传统网线，减少应用本方法系统的工程量；可为自动化控制监测应用领域提供新的数据流传输、管理及故障监测、容错的解决方法。

附图说明