基于EPA协议的环形或线形网络系统和非实时数据的传输方法技术方案

本发明专利技术提供了基于EPA协议的环形或线形网络系统和非实时数据的传输方法，包括多个EPA设备，EPA设备在接收到非实时阶段的数据包后，选择数据包的处理模式确定有效数据包，解析出有效数据包中的优先级字段信息，并将优先级字段信息中的网内滞留时间与其最大允许值相比较；EPA设备在数据包经过环形网络或者线形网络内的滞留时间大于其最大允许值时，自动提高有效数据包的发送优先级；在数据包经过环形以太网或者线形以太网内的滞留时间小于其最大允许值时，将有效数据包的发送优先级与其内部发送缓冲区的数据包进行优先级比较和动态重排，使各有效数据包根据优先级顺序发送缓存。本发明专利技术有效提升EPA在环形或线形网络结构下高效、可靠的传输非实时数据。

【技术实现步骤摘要】
基于EPA协议的环形或线形网络系统和非实时数据的传输方法
本专利技术涉及EPA通信技术，具体涉及基于EPA协议的环形或线形网络系统和非实时数据的传输方法。
技术介绍
EPA实时工业以太网技术是一项国内全自主可控的工业以太网传输技术，该技术的核心是在数据链路层之上增加EPA通信调度实体，通过EPA分时调度机制解决工业以太网的实时和非实时数据传输问题。现有公开的相关技术中，包括以下专利涉及到非实时数据传输。公开号为CN106685735A的EPA片上系统、EPA通信系统及通信方法，提到了“EPA数据通信在以往的周期和非周期通信基础上增加第三个非实时阶段，使得片上系统除了可以支持上位机组态软件进行组态配置，也可以支持普通以太网报文收发进行组态配置”、“非RTE数据传输阶段(非RTE通信阶段)，EPA除了支持具有EPA格式的报文以外，同时支持普通以太网报文，在非RTE通信阶段时间里，各设备可以发送普通以太网的非实时数据，不受EPA调度机制的限制，这使得EPA能更好的将确定性调度和普通以太网进行结合，实现混合通信”。该专利针对交换机构成的星形以太网拓扑结构，在环形、线形网络传输中，网络数据传输是依次按照连接顺序进行点对点传输，该专利没有说明在环形、线形以太网传输过程中非实时数据的具体传输机制。公开号为CN102014057A的基于EPA协议的支持实时和非实时应用的工业以太网通信方法，提到了“在通信宏周期中预先设置的实时阶段时间片内发送实时数据，除实时数据时间片以外发送非实时数据”、“EPA现场设备与监控级设备通过EPA工业以太网交换机连接”、“EPA现场设备与监控级设备之间的非实时通信由EPA工业以太网交換机提供TCP/IP标准通用服务”、“EPA工业以太网交换机将直接转发实时报文到目的端，缓存各端口接收到的非实时报文，之后按照报文优先级高低和报文端设备的IP地址大小将报文进行排序。”、“在非实时数据传输阶段，EPA工业以太网交换机将非实时报文按序转发到各个目的端口，同时将从各端口接收到的非实时报文并按照报文中发送端设备的IP地址大小插入到已经排序好的非实时报文队列中。”该专利建立在通过EPA专用交换机构建的EPA星形网络中，对于EPA设备不通过交换机而构成的线形、环形网络所产生的非实时数据报文处理方法并不明确；其优先级设置只能静态设置而不能根据数据滞留延迟情况进行动态调整。在非实时时间片中，EPA设备仍然采用网络资源独占的方式进行数据传输，即在同一时刻只有一个EPA设备发送报文，这将造成网络资源的极大浪费，严重影响网络传输效率。该专利中未提及非实时数据优先级相同时的处理方法。
技术实现思路
本申请提供了基于EPA协议的环形或线形网络系统和非实时数据的传输方法和非实时数据的传输方法，用于解决现有技术中环线或线形以太网中的传输过程中非实时数据传输方法不明确，由于网络资源独占造成网络资源浪费，影响网络传输效率的问题。为解决上述问题，本专利技术提出一种基于EPA协议的环形或线形网络系统，包括多个EPA设备，各多个所述EPA设备首尾相接构成线形以太网，所述线形以太网两端的EPA设备首尾相接构成环形以太网；所述EPA设备在被配置为源节点时，获取非实时阶段的数据包，后将数据包双向并行传输给目标节点；或者，在被配置为目标节点时，从两个方向先后接收所述源节点发送的所述数据包；所述EPA设备在接收到非实时阶段的数据包后，根据网络参数配置，选择数据包的处理模式，确定有效数据包，解析出有效数据包中的优先级字段信息，并将所述优先级字段信息中的网内滞留时间与其最大允许值相比较；所述EPA设备在所述数据包经过环形网络或者线形网络内的滞留时间大于其最大允许值时，自动提高有效数据包的发送优先级；在所述数据包经过环形以太网或者线形以太网内的滞留时间小于其最大允许值时，将所述有效数据包的发送优先级与其内部发送缓冲区的数据包进行优先级比较和动态重排，使各所述有效数据包根据优先级顺序发送缓存。根据本专利技术的一个实施例，所述数据包的处理模式包括：速度优先模式、可靠性优先模式，所述速度优先模式为所述EPA设备保留在先接收的数据包，放弃在后接收的数据包；所述可靠性优先模式为所述EPA设备将先后接收到两个数据包进行对比，如果不一致，则放弃两个数据包，请求源节点重新发送数据包。根据本专利技术的一个实施例，所述非实时阶段的数据包预设有优先级设置字段，并通过在所述源节点预设所述数据包在发送前的数据优先级初始值。根据本专利技术的一个实施例，所述EPA设备在所述有效数据包的发送优先级与其内部的发送缓冲区的数据包优先级相同时，根据到达节点的先后顺序依次发送缓存。根据本专利技术的一个实施例，各所述EPA设备之间的数据包传输采用点对点双工传输。根据本专利技术的一个实施例，所述EPA设备上包括两组端口，所述环形以太网或线形以太网中的各所述EPA设备之间通过所述两组端口首尾相接实现双向并行的数据传输。根据本专利技术的一个实施例，所述EPA设备的每组端口包含两路或四路冗余网络接口。为解决上述问题，本专利技术提出一种基于EPA协议的非实时数据的传输方法，采用如上述实施例提供的基于EPA协议的环形或线形网络系统，包括由多个EPA设备构成的环形以太网或者线形以太网，其非实时数据的传输方法包括：S1：根据各所述EPA设备的网络参数配置，选择对接收非实时阶段数据包的处理模式，确定有效数据包；S2：各所述EPA设备接收并确定有效数据包后，解析所述有效数据包；S3：各所述EPA设备根据解析出的数据包中的优先级字段信息，提取所述优先级字段信息中的网内滞留时间，并将其与预设的最大允许值比较；S4：各所述EPA设备根据比较结果，自动提高有效数据包的发送优先级，或者，根据优先级动态重新排序，使各所述有效数据包根据优先级顺序发送缓存。根据本专利技术的一个实施例，所述步骤S1之前还包括：在各所述EPA设备上预设确定有效数据包的处理模式，包括速度优先模式、可靠性优先模式；其中，所述速度优先模式为所述EPA设备保留在先接收的数据包，放弃在后接收的数据包；所述可靠性优先模式为所述EPA设备将先后接收到两个数据包进行对比，如果不一致，则放弃两个数据包，请求源节点重新发送数据包。根据本专利技术的一个实施例，所述步骤S4进一步包括：当所述数据包在环形以太网或者线形以太网内的滞留时间大于最大允许值时，自动提高有效数据包的发送优先级，并在到达目标节点前的每一个节点进行调整，直至有效数据包的网内滞留时间小于最大允许值后，将有效数据包的优先级恢复至初始优先级；当所述数据包在环形以太网或者线形以太网内的滞留时间小于最大允许值时，有效数据包根据优先级与节点内发送缓冲区的数据包进行优先级重新比较、以及动态重排，确保每个有效数据包在每个EPA设备中都能按照各节点内的优先级顺序进行发送。采用上述技术方案后，本专利技术相比现有技术具有以下有益效果：1)本专利技术与现有EPA设备独占式传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于EPA协议的环形或线形网络系统，其特征在于，包括多个EPA设备，各所述EPA设备首尾相接构成线形以太网，所述线形以太网两端的EPA设备首尾相接构成环形以太网；/n所述EPA设备在被配置为源节点时，获取非实时阶段的数据包，后将数据包双向并行传输给目标节点；或者，在被配置为目标节点时，从两个方向先后接收所述源节点发送的所述数据包；/n所述EPA设备在接收到非实时阶段的数据包后，根据网络参数配置，选择数据包的处理模式，确定有效数据包，解析出有效数据包中的优先级字段信息，并将所述优先级字段信息中的网内滞留时间与其最大允许值相比较；/n所述EPA设备在所述数据包经过环形网络或者线形网络内的滞留时间大于其最大允许值时，自动提高有效数据包的发送优先级；在所述数据包经过环形以太网或者线形以太网内的滞留时间小于其最大允许值时，将所述有效数据包的发送优先级与其内部发送缓冲区的数据包进行优先级比较和动态重排，使各所述有效数据包根据优先级顺序发送缓存。/n

【技术特征摘要】
1.基于EPA协议的环形或线形网络系统，其特征在于，包括多个EPA设备，各所述EPA设备首尾相接构成线形以太网，所述线形以太网两端的EPA设备首尾相接构成环形以太网；
所述EPA设备在被配置为源节点时，获取非实时阶段的数据包，后将数据包双向并行传输给目标节点；或者，在被配置为目标节点时，从两个方向先后接收所述源节点发送的所述数据包；
所述EPA设备在接收到非实时阶段的数据包后，根据网络参数配置，选择数据包的处理模式，确定有效数据包，解析出有效数据包中的优先级字段信息，并将所述优先级字段信息中的网内滞留时间与其最大允许值相比较；
所述EPA设备在所述数据包经过环形网络或者线形网络内的滞留时间大于其最大允许值时，自动提高有效数据包的发送优先级；在所述数据包经过环形以太网或者线形以太网内的滞留时间小于其最大允许值时，将所述有效数据包的发送优先级与其内部发送缓冲区的数据包进行优先级比较和动态重排，使各所述有效数据包根据优先级顺序发送缓存。


2.如权利要求1所述的基于EPA协议的环形或线形网络系统，其特征在于，所述数据包的处理模式包括：速度优先模式、可靠性优先模式；
所述速度优先模式为所述EPA设备保留在先接收的数据包，放弃在后接收的数据包；
所述可靠性优先模式为所述EPA设备将先后接收到两个数据包进行对比，如果不一致，则放弃两个数据包，请求源节点重新发送数据包。


3.如权利要求1所述的基于EPA协议的环形或线形网络系统，其特征在于，所述非实时阶段的数据包预设有优先级设置字段，并通过在所述源节点预设所述数据包在发送前的数据优先级初始值。


4.如权利要求1所述的基于EPA协议的环形或线形网络系统，其特征在于，所述EPA设备在所述有效数据包的发送优先级与其内部的发送缓冲区的数据包优先级相同时，根据到达节点的先后顺序依次发送缓存。


5.如权利要求1所述的基于EPA协议的环形或线形网络系统，其特征在于，各所述EPA设备之间的数据包传输采用点对点双工传输。


6.如权利要求1所述的基于EPA协议的环形或线形网络系统，其特征在于，所述EPA设备上包括两组端口，所述环形以太网或者线...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹焱，郑慧娴，魏彬，杨大胜，唐艳丽，周海敏，
申请(专利权)人：浙江杰芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33