专利名称：具有多个节点的网络以及这种类型网络的节点的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1上位概念的具有多个节点的网络以及这种类型网络的节点。节点可以是例如开关、可存储程序控制装置、PC或测量变换器。
背景技术：
德国实用新型专利297 14 517.7中公开了一种测量变换器，该测量变换器可以通过通信接口与具有多个节点的网络连接。在该测量变换器中集成了一个微处理器，用于对由传感器在测量位置上获得的信号进行预处理。该微处理器的处理程序可以利用多个参数与不同的测量任务相匹配。例如，可以将测量变换器的零点和测量时间、在故障情况下的衰减或输出信号以及测量变换器的特征曲线作为参数输入。在输入后这些数据被电子地存储在测量变换器中。除了这些用于测量变换器参数化的数据，还必须在节点中存储其它涉及网络配置的节点专用数据，从而使得测量变换器可以作为节点在网络中运行，并通过网络通信信道与其它节点交换数据。在测量变换器中电子地存储数据本身带来了这样的问题，即在设备故障的情况下有可能不能在测量变换器中调用数据。为了使数据在更换或替代损坏的测量变换器时仍然可以直接进入测量变换器的安装位置，提供了具有一个可以锁住空间的外壳，其中可以放置一个具有数据的信息载体。该信息载体包含所有节点在网络中运行所必须的节点专用数据。为了读入数据可以将该信息载体直接插入到一个备用设备中。在另一个实施方式中将该信息载体插入到一个编程设备，该编程设备通过一个通信接口将节点专用数据传送至备用设备。这种信息载体的使用具有这样的缺点，即与测量变换器本身运行所需组件相比它意味着额外的开销，以及必须小心地保持数据，以在信息载体上总是保持当前有效数据。此外，将数据从信息载体调整到备用设备有很大的出错可能性，这恰好在经验不够的操作人员或在例如设备停止的紧张情况下可能导致故障。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种具有多个节点的网络以及这种类型网络的节点，使得一个有故障的节点可以由网络中一个新的节点替代，而不需要操作干预来在备用节点中存储节点专用数据。
为了解决上述技术问题，本文开始提到的新型网络具有在由权利要求1特征部分给出的特征。在权利要求2至4中描述了该网络的优选扩展，在权利要求5和6中则描述了这种网络的节点。
本发明的优点是，可以实际上不用手动输入或者操作干预，利用故障设备的节点专用数据来参数化或配置备用设备。迄今必须通过使用上述信息载体对备用设备在投入运行之前手动地或者通过操作干预进行配置，以便其成为网络上的单个节点。在不能允许这种时间或由此造成的潜在故障的情况下，必须将事先配置好的备用节点准备好。但是，这种冷待机意味着双倍设备配备的开销。在所述新型网络中，通过选择的这种参数化和/或配置方式极大地减少了操作人员出错的可能性。
如果网络中第一和第二节点是相邻节点，则特别在节点之间是点对点连接的情况下，在替换故障节点时使网络的通信负担很小，而每个相邻的节点知道，哪个节点恰好连接在其端口上。此外，利用自动拓扑识别方法，例如通过“CINeMa自动拓扑”程序，备用设备总是可以识别哪个节点恰好是网络上的相邻节点，并存储各被替换的网络节点的节点专用数据。
按照优选的方式，如果网络节点这样构成，即在改变其节点专用数据时，将其改变传送至相邻节点以更新存储的内容，则在每个相邻节点中总有当前的节点专用数据可供使用。
作为一个替换节点连接在网络上的相同类型的节点或者在故障之后又重新恢复运行能力的节点，需要通过通信信道从相邻节点传输其节点专用数据以重新参数化和/或重新配置。以这种方式可优选地使一个节点发生故障或更换之后自动启动。
下面借助附图所示的实施方式对本发明以及其实现和优点作进一步的说明。图中，图1示出了一个其中分布式存储节点专用数据的网络，图2示出了图1中的网络在节点更换后的通信，图3示出了在一个中心节点存储节点专用数据的网络，图4示出了图3中的网络在更换了一个故障节点后的通信，以及图5示出了一个节点的框图。
具体实施例方式
在图1中所示的实施方式中，节点A1、B1、C1和D1通过连线AB1、BC1以及CD1相互连接。连线AB1、BC1和CD1以及节点A1、B1、C1和D1中用于通信的电路部分构成了通信信道，其可以例如具有以太网特性。但是，本发明当然也可以用于与所示实施方式不同的按照其它网络规范的网络。在所示以太网中，节点A1、B1、C1和D1分别以点对点连接相连接。在网络首次投入运行时，节点分别向其每个相邻节点发送具有其节点专用数据的电报，该节点专用数据存储在一个内部存储器中，用于该节点的参数化和/或配置。每个接收节点同样将该数据存储在一个为此设置的内部存储器中。由此，相应于箭头PAB1，节点A1通过连线AB1向节点B1发送其节点专用数据。而节点B1则相应于箭头PBA1向节点A1发送其节点专用数据，并相应于箭头PBC1向节点C1发送其节点专用数据。同样，节点C1如图1中箭头PCB1以及PCD1所示，向节点B1和D1发送其节点专用数据。箭头PDC1示出了节点D1向节点C1传送节点专用数据。各相邻节点存储其接收到的各发送者的节点专用数据。
为了使在相邻节点存储器中的节点专用数据总是与各节点的当前状态相对应，各节点在每次改变或校正后向其相邻节点发送具有其节点专用数据的新电报。例如，如果节点B1的一个参数通过操作干预被改变了，则该节点重新相应于箭头PBA1和PBC1向节点A1以及C1发送其节点专用数据，而节点A1以及C1必要时利用相应的版本标记将该数据存储在各自的存储器中。
例如如果此时节点A1由于技术故障而停止工作，则可以立即用一个新的同类型节点来替代它。节点B1根据节点A1的请求将节点A1的节点专用数据送回，用于节点A1的参数化和/或配置。在此，节点B1从一个新连接到网络上的、在连接后处于原节点A1所在位置的节点获得该请求。如果同一节点A1在其故障之后恢复了运行能力，则也可以由其向节点B1发送该请求。该请求分别在该节点第一次重新启动时传送至节点B1。因此，实现了在网络节点停机或者更换后的自动启动。
除了根据更换节点或维修后的节点的请求发送节点专用数据，还可以由各相邻节点周期性地通过网络传送节点专用数据。但是，这样会造成网络传输能力的下降。
参照图2，对故障节点B1的替换用替代节点B2来表示。对于图1和图2中相同的部件使用了相同的附图标记。新节点B2为请求传送其节点专用数据，相应于箭头PBA2和PBC2向其相邻节点A1以及C1发送电报“GetParameter”。节点A1和C1分别向替代节点B2发送具有迄今节点B1的节点专用数据的电报，如箭头PAB2以及PCB2所示。新节点B2在其新启动时使用当前最新版本的节点专用数据，用于其参数化和/或配置。随后，网络不经操作干预而能够重新完全运行。
由于替代设备或重新恢复的老设备最初不能识别其自身标识，所以向其各相邻节点发送非专用电报“Get Parameter”请求其节点专用数据，用于其重新参数化和/或重新配置。相邻节点识别出故障节点的标识，并通过传送相应的电报提供用于重新参数化和/或重新配置的节点专用数据。如果提供了多个数组，则将最新的版本用于重新启动。
与上述实施方式不同，在网络中还可有这样的节点，其利用相邻节点的服务，但自身不具备存储能力。例如如果在图1中节点A1的位置上有一个这样的节点，则通过由节点B1回送一个电报“Reject Parameter”而向节点A1传送节点B1的节点专用数据。如果节点B1在随后的运行中停止工作，则仅从相邻节点C1向节点B1传送节点专用数据，用于其重新启动。
与上述参照图1所述的网络不同，还可以这样构造网络，即每个节点将其现有关于网络的知识连同其自身的节点专用信息传送给其相邻的节点。在这种情况下，例如图1中的节点B1将从节点A1接收到的具有其节点专用数据的电报，用其自身的节点专用数据加以补充，并向节点C1传递。相应地，节点C1将接收到的节点A1和B1的节点专用数据用其自身的节点专用数据加以补充后继续向节点D1传递。节点D1用其节点专用数据完善所接收到的数据，并将这样形成的电报发送回节点C1，节点C1再将其传递给节点B1。节点B1再将该完善的数据发送至节点A1。由此，在网络的每个节点中都形成了具有所有节点的节点专用数据的完整网络描述。这样，在多个节点同时通过各自类型的新节点替代的情况下，也可以重新启动。
在这种网络中同样可以使用具有较小存储能力的节点。这种节点仅存储其自身的节点专用数据，用于本身的参数化和/或配置。由此，包含网络描述的电报用自身的节点专用数据加以补充，并传递至相邻节点，而不必将连接在网络中的其它节点的节点专用数据存放在内部存储器中。
图3示出一种实施方式，其中，将网络中所有节点的节点专用数据存放在一个中心服务器S3中。该服务器S3连接在节点C3的一个端口上。节点C3通过另外两个端口与节点D3和节点B3连接。节点B3又与节点A3连接。在网络投入运行时，节点A3相应于箭头PAB3在一个电报中向节点B3发送其节点专用数据，节点B3将该数据通过节点C3传递至服务器S3，如箭头PBC3和PCS3所示。同样，节点B3的节点专用数据相应于箭头PBC3和PCS3通过节点C3送至服务器S3。此外，节点B3将其节点专用数据发送至节点A3，如箭头PBA3所示。节点C3相应于箭头PCB3、PCD3以及PCS3，将包含其节点专用数据的电报发送至节点B3、节点D3和服务器S3。节点D3最后将其节点专用数据通过节点C3传送至服务器S3，如箭头PDC3和PDS3所示。因此，在投入运行之后所有节点A3、B3、C3和D3的节点专用数据都存放在服务器S3中。向服务器S3传送节点专用数据既可以按描述的方式在线进行，也可以离线进行，即在一个单独的存档步骤进行。
当然，也可以将相邻节点的节点专用数据存放在每个节点A3、B3、C3和D3中。甚至也可以将完整的网络描述存放在节点中。但原则上在图3所示实施方式中，在每个节点中仅存储相邻节点的标识就足够了。为了表示标识例如可以使用IP地址或TAG。这种表示必须在设备中是唯一的。
图4示出根据图3的网络，其中，节点B3在发生故障后由新节点B4替换。对于图3和图4中相同的部件使用了相同的附图标记。由于新节点B4起初不知道自己的标识，因此它相应于箭头PBA4和PBC4向其相邻节点A3以及C3发出请求电报“Get Parameter”。A3和C3两个节点分别在电报中向新连接的节点B4传送先前节点B3在网络中的有效标识。这在图4中由箭头PAB4以及PCB4表示。由此，替代节点B4在网络中具有唯一的标识。节点B4利用该标识向相邻节点A3和C3发出一个电报，请求传送用于其节点专用数据，以重新参数化和/或重新配置。该请求电报相应于箭头PCS4通过节点C3传递至服务器S3。据此服务器S3将其迄今为节点B3存储的节点专用数据通过节点C3发送回节点B4。这在图4中通过箭头PSC4和PCB4表示。替代节点B4在其新启动时，用其接收到的节点专用数据来重新参数化和/或重新配置。网络由此重新准备好。
图5以压力测量变换器1为例示出了网络节点的原理性构造，它例如可以在一个如图1至4中所示网络中用作节点B1...B4。压力测量变换器的中心部件是一个微处理器2，它处理存储在存储器3中的、用于测量变换器1的应用软件和通信软件的程序。不同的由处理器控制的部件通过一条内部总线4相互连接。在存储器5中存储测量变换器1作为网络节点的用于参数化和配置的自身节点专用数据。存储器6用于网络中其它节点的节点专用数据。四个端口7、8、9和10用于与网络其它节点通信。在这些端口上可以点对点的方式分别连接其它网络节点。相应于存储在存储器3中的通信软件和存储在存储器5中的配置数据，将确定对到达电报的转发，或者发送自身的电报。通信软件还用于，在将测量变换器1用作替换设备时，向存储器5和6按先前描述的方式将自身的节点专用数据以及其它网络节点的节点专用数据写入。但是，还可以手动对测量变换器1进行参数化和/或配置，其中，一个在图5中为清楚起见没有示出的操作设备连接到通信接口11或者端口7、8、9和10之一。作为测量变换器1的另一组件是一个具有信号匹配电路12的压力传感器，具有待测压力的媒介通过连线13被引至该信号匹配电路12上。
权利要求
1.一种具有多个节点的网络，这些节点通过一通信信道相互连接以交换数据，其中，至少一第一节点(B1)可以通过存储的节点专用数据被参数化和/或配置，其特征在于，至少一第二节点(C1，S3)具有一存储器(6)，其中存有用于第一节点(B1，B3)参数化和/或配置的节点专用数据，所述第一节点(B1，B3)被设计成，在新连接到所述网络上时，将其存储的节点专用数据传送至所述第二节点(C1，S3)，所述第二节点(C1，S3)被设计成，将接收到的所述第一节点(B1，B3)的节点专用数据存放在其存储器(6)中，并且在所述第一节点(B1，B3)重新投入运行或者被替换时，通过通信信道将该数据传输至该第一节点(B2，B4)，以使其重新参数化和/或重新配置。
2.根据权利要求1所述的网络，其特征在于，所述第一节点(B1)和所述第二节点(C1)是网络中的相邻节点。
3.根据权利要求1或2所述的网络，其特征在于，所述第一节点(B1)被设计成，在其节点专用数据改变时，将该节点专用数据传输给所述第二节点(C1)，以更新存储的内容。
4.根据上述权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，所述第一节点(B2)被设计成，当该第一节点(B2)是作为节点(B1)的同类型替换节点连接到所述网络上的，或者当第一节点(B1)是在故障之后重新恢复运行能力的，则在重新启动时，该第一节点(B2)通过通信信道向第二节点(C1)请求传送用于其重新参数化和/或重新配置的节点专用数据。
5.一种用于根据上述权利要求中任一项所述网络的节点，该节点可以通过存储节点专用数据进行参数化和/或配置，其特征在于，所述节点(B1)被设计成，在新连接到所述网络上时，将其存储的节点专用数据传送至一第二节点(C1)，和所述节点还被设计成，当其是作为一节点的同类型替换节点连接到所述网络上的，或者当其是在故障之后重新恢复运行能力的，则在重新启动时，其通过通信信道向该第二节点(C1)请求传送用于其重新参数化和/或重新配置的节点专用数据。
6.一种用于根据上述权利要求中任一项所述网络的节点，其特征在于，其具有一个存储器(6)，其中存有用于参数化和/或配置所述第一节点(B1)的节点专用数据，所述节点被设计成，在其存储器(6)中存储接收到的所述第一节点(B1)的节点专用数据，并在该第一节点(B2，B4)重新投入运行或者被替换时，通过通信信道将该数据传送至该第一节点(B2，B4)，用以使其重新参数化和/或重新配置。
全文摘要
本发明涉及一种具有多个节点的网络，其中，将网络中用于参数化和/或配置第一节点的节点专用数据存储在第二节点中。由于可以从第二节点(C1)向第一节点(B1)传送该节点的节点专用数据，在更换或维修第一节点(B1)时不需要应用者的操作干预。节点优选地是包括一个传感器和一个微处理器的测量变换器。此外，该测量变换器具有一个用于应用程序和参数值的存储器。测量变换器通过接口与网络通信。参数可以包括传感器特征和节点的网络配置。
文档编号H04L12/24GK1486453SQ02803829
公开日2004年3月31日 申请日期2002年1月14日 优先权日2001年1月17日
发明者沃纳·贝赫勒, 沃纳 贝赫勒 申请人:西门子公司