实时工业以太网协议的转换切换与互通融合系统及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114301995A(43)申请公布日2022.04.08(21)申请号202111657839.9(22)申请日2021.12.30(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人彭超薛栋梁黄林鹏刘楷(74)专利代理机构上海伯瑞杰知识产权代理有限公司31227代理人孟旭彤(51)Int.Cl.H04L69/08(2022.01)H04L67/12(2022.01)H04L67/125(2022.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称实时工业以太网协议的转换切换与互通融合系统及其方法(57)摘要本发明公开了一种实时工业以太网协议的转换切换与互通融合系统及其方法，解决了目前工业以太网没有统一标准，协议彼此存在异构特质难以便捷实现互通的问题，其技术方案要点是包括有融合工业以太网的网关支撑模块及对应不同协议的网络支撑模块，实现相关工业互联网协议的连接和通信，融合工业以太网的网关支撑模块与不同工业互联网协议控制支撑模块进行连接，接受其协议数据，将不同工业互联网的协议数据进行提取，实现不同工业互联网协议的转换和协议内部数据的传输，本发明的一种实时工业以太网协议的转换切换与互通融合系统及其方法，能在不改变原有各工业以太网协议的情况下，将不同工业以太网协议进行转换互通，实现工业以太网的融合统一。CN114301995ACN114301995A权利要求书1/2页1.一种实时工业以太网协议的转换切换与互通融合方法，其特征是，包括有以下步骤：S1、在工业以太网协议控制网络支撑模块中，当需要与其他工业以太网协议进行转换切换时，建立网关消息池内的发送和接收链表，根据发送和接收请求将数据发送到融合工业以太网的网关支撑模块进行转换或者将其传回给本协议网络支撑模块的协议实现单元进行处理；S2、在融合工业以太网的网关支撑模块中，当某一工业以太网协议拆包打包机制接收到工业以太网协议控制网络支撑模块发送来的协议包或者来自其他协议拆包打包机制发送来的数据域时，根据转入以及转出请求进行相应的处理；S3、任意两个工业以太网协议之间的转换切换遵循排队网络模型，其中，两个协议的拆包和打包机制遵循排队系统模型，拆包队列中数据在完成操作之后在欲要转换成的协议的打包机制中排队，打包队列中数据在完成操作之后即可进入该协议控制网络模块中进行通信操作。2.根据权利要求1所述的实时工业以太网协议的转换切换与互通融合方法，其特征是：步骤S1中，对于需要发送和接收的数据，其在网关消息池中分别加入对应的链表，具体为S11、当工业以太网协议控制网络支撑模块接收到一个消息或者从协议实现部分发送一个消息到网关消息池时，根据其属于发送消息或者接收消息找到对应链表，将其链接到该链表尾，并更新队列尾部位置信息；S12、当工业以太网协议控制网络支撑模块需要实际从网关消息池发送一个消息到融合工业以太网的网关支撑模块或者从网关消息池实际接收一个消息时，根据发送或者接收要求找到对应的链表，从链表头之后取下第一个需要发送或者接收的消息，修改链表头指针指向下一个消息；再将取下的消息发送到融合工业以太网的网关支撑模块或者传回给本工业以太网协议控制网络支撑模块的协议实现单元。3.根据权利要求1所述的实时工业以太网协议的转换切换与互通融合方法，其特征是：步骤S2中，对于不同的请求，通过拆包机制取出转出请求的数据域或者打包机制打包转入请求的数据域后再进行下一步处理具体为S21、其他协议拆包打包机制的转出链表发送数据域到本协议转入链表，将其链接至转入链表尾，等待其成为转入链表头后第一个数据时，本协议打包机制将其打包成本协议包，并将其发送至本协议控制网络模块；S22、本协议数据包拆包机制将接收到的本协议包的协议各类信息去除提取出对应的数据域，将其链接至转出链表尾，等待其成为转出链表头后第一个数据时，将其取下放入要转换成的协议数据域池中的转入链表尾。4.根据权利要求1所述的实时工业以太网协议的转换切换与互通融合方法，其特征是：两工业以太网协议之间的拆包打包机制之间按照排队网络模型进行处理具体为S31、协议控制网络模块发送协议数据包至融合工业以太网的网关支撑模块中对应协议的拆包机制队列中等待进行拆包，拆包后获得数据域将其放入数据池的转出队列再进入要转换成的协议的数据域池中，在其转入队列中排队；S32、协议的打包机制将数据域池内转入队列排队的数据取出打包成本协议包后发送至对应协议控制网络模块中；S33、两个互相转换的协议之间的拆包打包机制按照步骤S31、S32组成排队网络模型，2CN114301995A权利要求书2/2页依据存在多个任务、多个队列、多个服务可抽象成多任务多队列多服务的模式，不断进行协议间的转