ZigBee网络化工业控制系统通信调度方法及其协调器.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CN110536467A(43)申请公布日2019.12.03(21)申请号201910805640.2G05B19/418(2006.01)(22)申请日2019.08.29(66)本国优先权数据201910804211.32019.08.28CN(71)申请人西南大学地址400715重庆市北碚区天生路2号(72)发明人黄伟赵亦欣冉茂琪段宝燕杨佩张丹阳黄健桓袁海波(74)专利代理机构北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司11129代理人吕小琴(51)Int.Cl.H04W72/12(2009.01)H04W84/18(2009.01)H04L29/08(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图2页(54)发明名称ZigBee网络化工业控制系统通信调度方法及其协调器(57)摘要本发明提供的一种ZigBee网络化工业控制系统通信调度方法，包括S1：协调器将底层各个节点进行边缘簇的组合；S2：协调器设定轮询顺序，初始化通信轮询总时间T和控制回路边缘簇插队进入通信轮询队列的轮询时间Tq；S3：协调器按照轮询顺序，依次轮询各边缘簇，其中，控制回路边缘簇采用抢占的方式控制回路边缘簇插队进入普通边缘簇的通信轮询队列；通信轮询启动，首先插入发起控制回路边缘簇的通信，协调器与边缘簇采用主从轮询机制，协调器作为主站发起通信请求，各边缘簇作为从站接收请求并执行相应操作；本发明能够保证控制的实时性，提高带宽资源利用率，并提升系统规模。CN110536467ACN110536467A权利要求书1/3页1.一种ZigBee网络化工业控制系统通信调度方法，其特征在于：包括步骤：S1：协调器将底层各个节点进行边缘簇的组合，得到普通边缘簇和控制回路边缘簇；其中，所述普通边缘簇由作为边缘节点的测量节点和作为边缘数据中心的测量节点组成；所述控制回路边缘簇由作为边缘节点的测量结合和作为边缘数据中心的控制节点组成；所述控制回路边缘簇至多有一个；在每个普通边缘簇只有一个作为边缘数据中心的测量节点；在控制回路边缘簇只有一个作为边缘数据中心的控制节点；S2：协调器设定通信的轮询顺序，具体为：协调器设定普通边缘簇的通信轮询队列；设定控制回路边缘簇采用抢占的方式控制回路边缘簇插队进入通信轮询队列；设定通信轮询启动，首先插入发起控制回路边缘簇的通信；其中，协调器与边缘簇采用主从轮询机制，协调器作为主站发起通信请求，各边缘簇作为从站接收请求并执行相应操作；协调器初始化通信轮询总时间T和控制回路边缘簇插队进入通信轮询队列的轮询时间Tq；S3：协调器按照轮询顺序，依次轮询各边缘簇，具体包括：S31：通信轮询启动时，协调器向控制回路边缘簇插入发送轮询通信请求帧；其中，控制回路边缘簇作为当前边缘簇；同时，协调器启动计时T1和T2；S32：协调器判断是否接收到当前边缘簇发出的通信响应帧，若是，则协调器将通信接收缓存区的数据读取至临时变量，接收数据计数器累加，进入步骤S33；若否，则重复步骤S32；S33：协调器解析接收的当前边缘簇发出通信响应帧，具体包括：协调器根据接收中断标志位，判断临时变量是否为所需的有效数据，若是，则将协调器当前接收到的数据存入其它数据缓存区；若否，则接收数据计数器清零，其它数据缓存区清零，协调器退出接收中；S34：判断通信轮询队列中是否有未经轮询的边缘簇，若无，则进入步骤S35；若有，则进入步骤S36；S35：判断计时T1是否达到通信轮询总时间T；若是，则进入下一通信轮询，返回步骤S31；若否，则返回步骤S35；S36：判断计时T2是否等于Tq，若否，则进入步骤S37；若是，则将计时T2清零，进入步骤S38；S37：协调器判断当前接收到的数据的第1字节数据是否为所需有效数据，若是，则按照通信的轮询顺序，将位于通信轮询队列中当前边缘簇的下一普通边缘簇作为新的当前边缘簇；协调器向新的当前边缘簇发送轮询通信请求帧，然后进入步骤S32；若否，则接收数据计时器清零，一级数据缓存区清零，协调器退出接收数据中断，返回步骤S37；S38：协调器将控制回路边缘簇插入通信轮询队列中，使控制回路边缘簇位于当前边缘簇下一个通信轮询队列位置；同时，协调器重新启动计时T2，然后进入步骤S37。2.根据权利要求1所述ZigBee网络化工业控制系统通信调度方法，其特征在于：当协调器向当前边缘簇发送轮询通信请求帧时，协调器进入发送中断发送数据；当协调器向当前边缘簇发送轮询通信请求帧完成后，协调器退回接收中断。3.根据权利要求2所述ZigBee网络化工业控制系统通信调度方法，其特征在于：协调器向当前边缘簇发送轮询通信请求帧时，协调器进入发送中断发送数据，具体包括：2CN110536467A权利要求书2/3页步骤1：协调器获取向当