单从端多主端分布式以太网系统及其构建方法和通讯方法
【专利摘要】本发明公开一种可用于多种复杂工业场合的单从端多主端分布式以太网系统及其构建方法和通讯方法。包括一台上位机，连接一台以太网交换机，具有指定的IP地址和浮动的端口号；太网交换机，至少为上述一台以太网交换机，每个以太网交换机具有其固定的IP地址和端口号，通过串口/以太网转换器连接终端设备。本发明采取一个从端多个主端的反转式结构，最大优点是在实现从端对主端通讯状态完全掌握的前提下不会随着节点数目的增多而增加系统的通讯负担，大大保障了系统的稳定和安全，在从端的通讯结构设计还采用了异步多线程的方式，使从端在同一时间可同时监听所有主端的通讯状态，大大提高系统的通讯效率和稳定性。
【专利说明】单从端多主端分布式以太网系统及其构建方法和通讯方法
【技术领域】
[0001]本发明公开一种可用于多种复杂工业场合的单从端多主端分布式以太网系统及其构建方法和通讯方法。
【背景技术】
[0002]以太网通讯多采用单主端多从端的通讯结构构架方式，这种方式适用于通讯从端数目有限且固定的方式。随着通讯结构的复杂，通讯从端的数目不断增加，许多工况下从端数目还无法固定。这种情况下，通讯主端的负担不断加大且总量无法估计，通讯系统处于一种负担不断增加、风险不断加大的状态，给系统的稳定性带来了极大的隐患。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种可用于多种复杂工业场合的单从端多主端分布式以太网通讯方法及装置。
[0004]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:一种单从端多主端分布式以太网系统，包括
[0005]一台上位机，连接一台以太网交换机，具有指定的IP地址和浮动的端口号；
[0006]太网交换机，至少为上述一台以太网交换机，每个以太网交换机具有其固定的IP地址和端口号，通过串口 /以太网转换器连接终端设备。
[0007]每个串口 /以太网转换器均指定192.168.1段内的唯一的IP地址。
[0008]一种单从端多主端分布式以太网系统的构建方法，以一台上位机为从端，所述上位机连接的多个以太网交换机为主端，包括以下步骤:
[0009]固定每一个主端的IP地址和端口号，指定从端的IP地址而不固定端口号；
[0010]扫描的所有主端的数目，从一个号码开始编号，并以加I的方法逐渐递增端口号，使每一个主端对应一个端口号；
[0011]从端通过固定的IP地址和浮动的端口号绑定主端，与不同的主端发送通讯请求；主端记录下发送通讯请求的从端IP地址和端口号，并以此IP地址和端口号与从端通讯。
[0012]所述从端按照主端数目，开辟同样数目的端口号。
[0013]所述一个号码为10000。
[0014]一种单从端多主端分布式以太网系统的通讯方法，以一台上位机为从端，所述上位机连接的多个以太网交换机为主端，包括以下步骤:
[0015]通过构造ThreadStart类型的线程构造函数在从端开启独立的“读取线程”；
[0016]存放读取数据的内存区存满数据后产生触发信号，触发“读取线程”，实现异步“读取线程”，数被取走后清空内存区，继续循环挂起“读取线程”;
[0017]主端通过动态赋予参数的方法实现“委托”异步处理数据；将数据上传至从端。
[0018]所述数据存储在数据库中，其存储方法为:添加数据库ADOX动态链接；添加数据库ADODB动态链接；指定数据表存储位置；指定数据表键值个数；为每一个键值命名；周期性插入数据；更新数据库并回到周期性插入数据步骤
[0019]本发明的方法和装置彻底颠覆这一传统通讯构架，采取一个从端多个主端的反转式结构，最大优点是在实现从端对主端通讯状态完全掌握的前提下不会随着节点数目的增多而增加系统的通讯负担，大大保障了系统的稳定和安全，在从端的通讯结构设计还采用了异步多线程的方式，使从端在同一时间可同时监听所有主端的通讯状态，大大提高系统的通讯效率和稳定性。具有优点如下:
[0020]1.所有终端设备均加入以太网进行数据传输，统一协议有利于扩展；
[0021]2.系统挂接终端设备数量可以以24倍数(总数据量小于lGB/s)的数目扩展，真正实现了分布式这一工业领域较高要求；
[0022]3.采用了独特的上位机作为从站、下位机作为主站的特殊网络构架，极大的减轻了上位机的资源需求，使“可扩展”真正成为可能；
[0023]4.数据监听、读取、处理采用了独立线程和委托的方式，最大限度减轻了上位机的负担，大大提高了系统的稳定性和处理能力；
[0024]5.使用数据库为应用提供完整的实时的数据，为后续的数据分析和处理带来方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1本发明装置电路原理图；
[0026]图2本发明单从端多主端通讯构建方法控制程序流程图；
[0027]图3本发明数据库存储方法控制程序流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0029]如图1-3所示，系统包括一台上位机，运行实现单从端多主端分布式以太网通讯方法的控制程序；上位机通过8芯网线连接10M/100M网络交换机；交换机通过网线连接连接RS232/以太网转换器、RS485/以太网转换器、RS422/以太网转换器、以太网视频服务器，以太网音频服务器。将每个转换器均指定192.168.1段内的唯一的IP地址；每个转换器可直接连接终端设备，包括S232设备、RS485设备、RS422设备、视频设备、音频设备；交换机通过网线连接视频解码设备和音频解码设备。
[0030]单从端多主端的通讯方法首先固定每一个主端的IP地址和端口号，但只指定从端的IP而不固定端口号，然后扫面入网的所有主端的数目，从10000号开始编号并以加I的方法逐渐递增端口号从而与每一个主端对应。通过固定的IP地址绑定浮动的端口号与每一个主端建立通讯，主端记录下请求通讯的从端IP和端口号，并以此IP和端口号与从端通讯。
[0031]读取数据采用异步方法读取，节省系统资源，减轻了主程序负担。每一个网络设备均采用单独的线程池进行处理。数据缓存堵塞后采用委托的方式处理数据。数据库采用定时器触发方式触发，间隔固定周期存储数据。视频和音频数据均采用可读方式直接存储，为播放视频和音频带来最大方便。
[0032]本发明一种具有数据库功能的单从端多主端分布式以太网通讯方法包括单从端多主端通讯构建方法和数据库存储方法，分别如下:
[0033]单从端多主端通讯构建方法:
[0034]检测交换机状态，如果不正常则发出警报并循环检测，如果正常则继续执行；
[0035]检测广24号以太网服务器状态，如果；有问题则发出警报；
[0036]固定从端IP地址；
[0037]扫描入网的主端数目；
[0038]固定主端IP地址和端口号；
[0039]按照主端数目在从端开辟同样数目的端口号，并以加I的方式保证端口号没有重置;
[0040]通过IP地址和不同的端口号向不同的主端发送通讯请求；
[0041]主端记录下从端的IP地址和端口号并用该IP地址和端口号回传数据；
[0042]从端打开数去数据功能；
[0043]开启独立的“读取线程”；
[0044]异步“读取线程”，循环挂起；
[0045]“委托”异步处理数据；
[0046]将数据上传至上位机。
[0047]数据库存储方法:
[0048]添加数据库ADOX动态链接；
[0049]添加数据库ADODB动态链接；
[0050]指定数据表存储位置；
[0051]指定数据表键值个数；
[0052]为每一个键值命名；
[0053]周期性插入数据；
[0054]更新数据库并回到周期性出入数据步骤。
【权利要求】
1.一种单从端多主端分布式以太网系统，其特征在于，包括 一台上位机，连接一台以太网交换机，具有指定的IP地址和浮动的端口号； 太网交换机，至少为上述一台以太网交换机，每个以太网交换机具有其固定的IP地址和端口号，通过串口/以太网转换器连接终端设备。
2.根据权利要求1所述的单从端多主端分布式以太网系统，其特征在于，每个串口/以太网转换器均指定192.168.1段内的唯一的IP地址。
3.一种根据权利要求1所述的单从端多主端分布式以太网系统的构建方法，其特征在于，以一台上位机为从端，所述上位机连接的多个以太网交换机为主端，包括以下步骤: 固定每一个主端的IP地址和端口号，指定从端的IP地址而不固定端口号； 扫描的所有主端的数目，从一个号码开始编号，并以加I的方法逐渐递增端口号，使每一个主端对应一个端口号； 从端通过固定的IP地址和浮动的端口号绑定主端，与不同的主端发送通讯请求；主端记录下发送通讯请求的从端IP地址和端口号，并以此IP地址和端口号与从端通讯。
4.根据权利要求3所述的单从端多主端分布式以太网系统的构建方法，其特征在于，所述从端按照主端数目，开辟同样数目的端口号。
5.根据权利要求3所述的单从端多主端分布式以太网系统的构建方法，其特征在于，所述一个号码为10000。
6.一种根据权利要求1所述的单从端多主端分布式以太网系统的通讯方法，其特征在于，以一台上位机为从端，所述上位机连接的多个以太网交换机为主端，包括以下步骤: 通过构造ThreadStart类型的线程构造函数在从端开启独立的“读取线程”； 存放读取数据的内存区存满数据后产生触发信号，触发“读取线程”，实现异步“读取线程”，数被取走后清空内存区，继续循环挂起“读取线程”； 主端通过动态赋予参数的方法实现“委托”异步处理数据；将数据上传至从端。
7.根据权利要求6所述的单从端多主端分布式以太网系统的通讯方法，其特征在于，所述数据存储在数据库中，其存储方法为:添加数据库ADOX动态链接；添加数据库ADODB动态链接；指定数据表存储位置；指定数据表键值个数；为每一个键值命名；周期性插入数据；更新数据库并回到周期性插入数据步骤。
【文档编号】H04L29/12GK103856375SQ201210506443
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】孙凯, 李智刚 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所