一种多总线网络通信架构制造技术

本申请涉及一种多总线网络通信架构，所述架构包括：以太网路由器节点、主站节点和从站节点，以太网路由器节点桥接数据管理中心和主站节点，主站节点通过M‑LVDS总线连接多个从站节点，从站节点与多个终端设备通信，实现了一种数据管理中心、以太网路由器节点、主站节点、从站节点和终端设备级联的网络结构。该多总线网络通信架构可提高总线通信链路的通信带宽利用效率，可通过配置节点数量和节点连接关系优化网络部署方式，还可通过配置从站节点为不同类型的终端设备提供接入能力，能够避免对终端设备在接入方式、数量、总线类型等方面的限制，实现灵活的网络规模伸缩，适应于更多的应用环境。

【技术实现步骤摘要】
一种多总线网络通信架构
本申请涉及总线网络通信
，特别是涉及一种多总线网络通信架构。
技术介绍
随着电子通信系统中设备数量和类型的增加，为满足设备间实时、可靠的数据传输需求，越来越多的电子通信系统都采用了总线通信技术，以实现系统中对各设备的最优化的通信控制。随着设备的数据类型和设备间传输协议格式的发展，设备采用的总线类型也呈现多样化发展，如工业上应用较多的RS485总线、汽车上应用较多的CAN总线、高速通信应用较多的LVDS总线等。由于不同类型总线间通信方式存在差异，目前各类电子通信系统在实现不同总线类型设备间的通信时，大多在收发设备上增加了相应的数据格式转换模块；并且为了降低设备的复杂度，大多数电子通信系统只采用一到两种总线进行通信。这种通信方式受到其选用的总线类型及总线驱动能力的限制，设备间布线数量较多且总线通信带宽的利用效率不高。此外，当接入设备类型或数量变化时，采用上述通信方式的系统需要相应地更换或升级设备，并相应调整布线、接入点数量等，限制了系统的灵活性，使其难以适应复杂多变的各类应用环境。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够优化系统的网络部署方式、增加系统灵活度，并提高总线通信带宽利用效率的总线网络通信架构。一种多总线网络通信架构，包括：以太网路由器节点、主站节点和从站节点。以太网路由器节点包括网桥模块，网桥模块用于桥接数据管理节点和主站节点；主站节点包括主站以太网通信模块和主站M-LVDS通信模块，主站节点通过主站以太网通信模块与路由器节点通信，通过主站M-LVDS通信模块与从站节点通信；从站节点包括从站M-LVDS通信模块和终端设备总线通信模块，从站节点通过从站M-LVDS通信模块与主站节点通信，通过终端设备总线通信模块与终端设备通信。其中一个实施例中，与一个主站节点通信的从站节点的数量不大于32个。其中一个实施例中，以太网路由器节点的通信速率为自适应100M/1000M。其中一个实施例中，主站节点的数量不大于32个。其中一个实施例中，终端总线通信模块包括差分总线通信接口，差分总线通信接口包括LVDS、CAN、RS485。其中一个实施例中，一个从站节点的终端总线通信模块使用一种差分总线通信接口。其中一个实施例中，主站节点还包括主站控制指令解析模块，主站控制指令解析模块解析通过主站以太网通信模块接收到的控制指令，根据控制指令通过主站M-LVDS通信模块向从站节点转发控制指令；从站节点还包括控制指令解析模块，从站控制指令解析模块解析通过从站M-LVDS通信模块收到的控制指令，根据控制指令通过终端设备总线通信模块向终端设备转发控制指令。其中一个实施例中，主站节点还包括主站数据解析模块，主站数据解析模块解析通过主站M-LVDS通信模块接收的数据，按照预设的格式生成数据包通过主站以太网通信模块发送给以太网路由器节点；从站节点还包括从站数据解析模块，从站数据解析模块解析通过从站总线通信模块接收的数据，按照预设的格式生成数据包通过从站M-LVDS通信模块发送给主站节点。上述多总线网络通信架构使用以太网路由器节点桥接数据管理中心和主站节点，主站节点通过M-LVDS总线通信链路连接多个从站节点，从站节点通过终端总线通信模块与多个终端设备通信，实现了一种数据管理中心、以太网路由器节点、主站节点、从站节点和终端设备级联的网络结构。采用上述多总线网络通信架构，可通过配置各级节点的数量和接入关系优化网络部署方式，包括灵活地增减与数据管理中心通信的终端设备数量、实现网络规模伸缩等；主站节点通过M-LVDS总线通信链路与多个从站节点通信，可提高主站节点和从站节点间总线通信链路的通信带宽利用效率；通过配置从站节点的终端设备总线通信模块可接入不同类型的终端设备，可适应更多的应用环境。上述多总线网络通信架构避免了传统总线通信方式对终端设备的接入方式、数量、总线类型等方面的限制，增加了系统的灵活性，也解决了其总线通信链路通信带宽利用效率低的问题。附图说明图1为一个实施例中多总线网络通信架构的应用场景图；图2为一个实施例中多总线网络通信架构的组成示意图；图3为另一个实施例中多总线网络通信架构的组成示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请提供的多总线网络通信架构可以应用于如图1所示的应用环境中，其中，数据管理中心通过通信网络与多个终端设备通信，数据管理中心可以但不限于是各种服务器、个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑，终端设备可以是信号采集器或信号控制器，如温度信号采集、压力信号采集、振动信号采集、电机控制、电磁阀控制等。在一个实施例中，如图2所示，提供了一种多总线网络通信架构，以该架构应用于图1中的通信网络为例进行说明，该多总线网络通信架构包括以太网路由器节点、主站节点和从站节点。以太网路由器节点包括网桥模块，网桥模块用于桥接数据管理节点和主站节点。网桥是一种对帧进行转发的技术，根据MAC地址分区块，将网络的多个网段在数据链路层连接起来，并且可隔离碰撞。具体地，以太网路由器节点主要实现根据消息中的目的IP地址将消息转发给对应设备的功能：当收到来自数据管理中心的消息时，根据其中IP地址将其转发给对应的一个或多个主站节点；当收到来自主站节点的消息时，根据其中的IP地址将其转发给数据管理中心。主站节点包括主站以太网通信模块和主站M-LVDS通信模块，主站节点通过主站以太网通信模块与以太网路由器节点通信，通过主站M-LVDS通信模块与从站节点通信。M-LVDS即多点低电压差分信号，是一种可以提供多点间连接能力的总线通信方式。相对于同样可以提供多点间连接能力的RS-485和CAN总线来说，M-LVDS能够以更低的功耗实现更高速的通信链路，其最高通信速率可达200Mbps。本实施例的主站节点和多个从站节之间选用M-LVDS链路进行通信，可以利用差分信号抗电磁干扰能力强的特点，使系统可适用于更加严苛的环境；可为主站节点和从站节点间提供更高通信速率，缩短数据传输时间、允许更大的数据传输量；由于M-LVDS对驱动电压的要求比其他类型的多点连接总线更低，还可降低对主站节点驱动能力的要求。从站节点包括从站M-LVDS通信模块和终端设备总线通信模块，从站节点通过从站M-LVDS通信模块与主站节点通信，通过终端设备总线通信模块与终端设备通信。具体地，从站节点可以通过终端设备总线通信模块与多个终端设备通信，并且可以通过配置终端设备总线通信模块提供不同类型总线间的物理层、链路层解析与转换功能，以接入采用不同类型总线的终端设备。上述多总线网络通信架构采用以太网路由器节点、主站节点、从站节点级联的网络结构实现了终端设备与数据中心间的通信，与传统方式中终端设备通过总线通信链本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多总线网络通信架构，所述架构包括：以太网路由器节点、主站节点和从站节点，/n所述以太网路由器节点包括网桥模块，所述网桥模块用于桥接数据管理节点和所述主站节点；/n所述主站节点包括主站以太网通信模块和主站M-LVDS通信模块，所述主站节点通过所述主站以太网通信模块与所述路由器节点通信，通过所述主站M-LVDS通信模块与所述从站节点通信；/n所述从站节点包括从站M-LVDS通信模块和终端设备总线通信模块，所述从站节点通过所述从站M-LVDS通信模块与所述主站节点通信，通过所述终端设备总线通信模块与终端设备通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种多总线网络通信架构，所述架构包括：以太网路由器节点、主站节点和从站节点，
所述以太网路由器节点包括网桥模块，所述网桥模块用于桥接数据管理节点和所述主站节点；
所述主站节点包括主站以太网通信模块和主站M-LVDS通信模块，所述主站节点通过所述主站以太网通信模块与所述路由器节点通信，通过所述主站M-LVDS通信模块与所述从站节点通信；
所述从站节点包括从站M-LVDS通信模块和终端设备总线通信模块，所述从站节点通过所述从站M-LVDS通信模块与所述主站节点通信，通过所述终端设备总线通信模块与终端设备通信。


2.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，与一个所述主站节点通信的所述从站节点的数量不大于32个。


3.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述以太网路由器节点的通信速率为自适应100M/1000M。


4.根据权利要求3所述的架构，其特征在于，所述主站节点的数量不大于32个。


5.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述终端总线通信模块包括差分总线通信接口，所述差分总线通信接口包括LVDS、CAN、RS485。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志玺，吴先宇，谭文若，杨俊，郭熙业，曾祥华，李献斌，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43