一種工業以太網系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業自動化領域，尤其涉及一種工業以太網系統。
【背景技術】
[0002]當前，在工業以太網系統中至少包括了一個主站和若干從站，每個從站至少包含了兩個網口，主站與從站之間以及各個從站之間通過標準網線首尾連接(如圖1所示)，在圖1中主站與N個從站從而形成一個鏈式網絡，然后主站通過鏈路將命令數據包發送至各個從站。
[0003]現有技術中的工業以太網系統的同步過程是通過同步幀來完成的，即:主站向從站通過發送單獨的同步巾貞請求同步時鐘信息，被請求的從站向主站發送相應的同步響應中貞返回同步時鐘信息。為了保證上傳和下發鏈路的對等性，在進行同步幀的請求和響應的過程中，系統鏈路不能發送正常數據，因此同步幀的存在不僅占用了系統鏈路帶寬，而且降低了系統的通訊效率。
【發明內容】
[0004]本發明實施例中提供了一種工業以太網系統，用以解決現有技術中工業以太網通訊效率較低的問題。
[0005]其具體的技術方案如下:
[0006]一種工業以太網系統,包括:
[0007]主站，所述主站包含兩個網口、主站處理器，所述主站處理器與所述兩個網口連接;
[0008]多個從站，所述多個從站依次連接形成鏈路，所述鏈路的一端連接至所述主站的一個網口，所述鏈路的另一端連接至所述主站的另一網口，所述多個從站中的每個從站都包含從站處理器，所述從站處理器與網口連接；
[0009]其中，所述主站處理器通過網口依次向每個從站下發攜帶同步信息的業務數據包；所述從站處理器在接收到主站下發的業務數據包時，判斷接收到的業務數據包中的從站標識是否與預存的從站標識匹配，若匹配，讀取業務數據包中的同步信息，根據所述同步信息調整自身的時間計數器，并向主站返回攜帶時間戳的反饋數據包；若不匹配，則將所述業務數據包轉發至下一個從站。
[0010]可選的，所述主站處理器，用于生成業務數據包，在業務數據包中確定出用于攜帶數據信息的數據段，并將所述同步信息寫入所述數據段中。
[0011]可選的，所述主站中處理器，具體用于獲取發送所述業務數據包的發送時刻，在接收所述從站返回的攜帶時間戳的反饋數據包時，記錄接收所述反饋數據包的接收時刻，將所述發送時刻與所述接收時刻之和與所述反饋數據包中的時間戳之間的差值的一半作為本次通訊周期的時間偏差值，將所述時間偏差值作為所述同步信息。
[0012]可選的，所述從站處理器，用于接收主站發送的攜帶上一次通訊周期得到的時間計數器的偏差值的業務數據包，根據所述偏差值，獲取與主站之間的時間戳，生成攜帶時間戳的反饋數據包。
[0013]可選的，所述從站處理器，還用于將本次通訊周期得到的偏差值與保存的之前通訊周期獲得N個偏差值之間的算數平均值作為平均偏差值，確定接收所述業務數據包時記錄的接收時刻，以及向所述主站發送反饋數據包的反饋時刻，將所述接收時刻與平均偏差值之和以及反饋時刻與平均偏差值之和的和確定為所述時間戳，N為大于等于I的整數。
[0014]可選的，所述從站處理器，還用于根據所述平均偏差值調整時間計數器，使得與主站的時間計數器的時間同步。
[0015]可選的，所述主站處理器，還用于獲取所有未發送反饋數據包的從站，在所有未發送反饋數據包的從站中確定與主站的網口傳輸距離最短的從站為斷網從站，通過與所述斷網從站傳輸距離最短的網口向所述斷網從站與所述網口之間的從站發送業務數據包，通過另一網口向斷網從站以及斷網從站與所述另一網口之間的從站發送業務數據包。
[0016]可選的，所述主站處理器，還用于獲取所有未發送反饋數據包的從站的從站標識，并根據從站標識確定出與主站的端口傳輸距離最短的從站，若是在連續3次未接收到所述從站的反饋數據包時，則確定所述從站為斷網從站。
[0017]可選的，所述主站處理器，還用于在所述依次連接的多個從站中確定出處于中間位置的中心從站，通過一個網口向所述網口與所述中心從站之間的從站發送攜帶檢測信息的業務數據包，通過另一網口向所述中心從站以及所述另一網口與所述中心從站之間的從站發送攜帶檢測信息的業務數據包。
[0018]在本發明實施例中主站與從站之間發送業務數據包的過程中就攜帶了同步信息，因此主站就不需要向從站發送特定的同步幀來實現主站與從站之間的同步，而是直接將同步信息攜帶在平常通訊時發送的業務數據包中，從而節約了網絡帶寬，并避免了主站與從站之間發送同步幀時不能發送正常業務數據包的問題，進而提升了系統的通訊效率。
[0019]發明實施例中從站只要是接收到未包含自身ID的命令數據包時，則從站將該命令數據包轉發至下一個從站，若是命令數據包中的ID與自身ID匹配時，則從站將向主站返回反饋數據包，這樣在一個通訊周期內，在主站發送命令數據包的同時，從站也可以實現接收以及轉發數據包，從而提升了系統的通訊效率。
[0020]在本發明實施例主站在檢測到有從站未發送反饋數據包時，主站獲取所有未發送反饋數據包的從站，在所有未發送反饋數據包的從站中確定與主站的網口傳輸距離最短的從站為斷網從站，通過與斷網從站傳輸距離最短的網口向斷網從站與網口之間的從站發送業務數據包，通過另一網口向斷網從站以及斷網從站與另一網口之間的從站發送業務數據包。這樣在從站發生故障或者是斷網時，主站將及時的調整數據包的發送序列，使得系統的下發數據包時可以有效的避免斷網從站，實現了系統的快速恢復，從而提升了系統通訊效率以及穩定性。
【附圖說明】
[0021]圖1為現有技術中工業以太網系統的結構示意圖；
[0022]圖2為本發明實施例中工業以太網系統的結構示意圖；
[0023]圖3為本發明實施例中主站的結構示意圖；
[0024]圖4為本發明實施例中從站的結構示意圖；
[0025]圖5為本發明實施例中環形網絡拓撲結構的示意圖；
[0026]圖6為本發明實施例中鏈路重組后的環形網絡拓撲結構的示意圖；
[0027]圖7為本發明實施例中星形網絡拓撲結構的示意圖；
[0028]圖8為本發明實施例中鏈路重組后的星形網絡拓撲結構的示意圖；
[0029]圖9為本發明實施例中主站與從站之間的數據交互示意圖；
[0030]圖10為本發明實施例中主站下發的業務數據包的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面通過附圖以及具體實施例對本發明技術方案做詳細的說明。
[0032]首先來講，如圖2所示為本發明實施例中一種工業以太網系統的結構示意圖，該系統中包含了主站以及從站，通過主站網口、從站網口以及標準網線連接成環形網絡拓撲結構，主站兩個網口與主站處理器連接，從站中的從站網口與從站處理器連接。
[0033]其中，主站處理器通過網口依次向每個從站下發攜帶同步信息的業務數據包；從站處理器在接收到主站下發的業務數據包時，判斷接收到的業務數據包中的從站標識是否與預存的從站標識匹配，若匹配，讀取業務數據包中的同步信息，根據所述同步信息調整自身的時間計數器，并向主站返回攜帶時間戳的反饋數據包；若不匹配，則將業務數據包轉發至下一個從站。
[0034]進一步，在本發明實施例中為了保證同步信息能夠攜帶在業務數據包中，因此主站處理器在生成業務數據包時，主站處理器將在業務數據包中