可调节主备系数据同步方法
【专利摘要】本发明公开了一种采用定时周期运行的可调节主备系数据同步方法，包括：定义主备系状态参数集合S、周期时间t、不同步容忍时间c和周期号n；得到每系每个周期内本系集合S数组CRC，将CRC发送对方系；本系发送出数据为LCRC接收数据为RCRC；每系均保存本系及对方系最近c个周期CRC数据；每个周期每系对其本系LCRC和RCRC中数据进行比较，本系LCRC任意一个数据和RCRC中任意一个数据相同，认为主备系同步；本系LCRC任意一个数据和RCRC中任意一个数据不同，认为主备系不同步；主备系同步各自进行原有运算和处理；主备系不同步，备系停止运算和处理，等待主系同步数据，主系将本系同步数据打包发送给备系同时完成原有的运算和处理。本发明对硬件性能和通信带宽要求较低。
【专利说明】可调节主备系数据同步方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业自动化控制领域，特别是涉及一种采用定时周期运行的可调节主备系数据同步方法。
【背景技术】
[0002]工业自动化控制领域现有的主备系数据同步方法主要有两种:
[0003]第一种:绝对时钟同步，该算法能够实现时钟级的同步，但是对硬件性能和通讯带宽要求很高；
[0004]第二种:每周期同步，该算法要求每个控制周期，主系都要发送同步数据给备系，以实现主备系的同步，这对通讯带宽和可靠性要求很高。
[0005]在现有工业自动化控制领域比如铁路信号控制系统，高炉控制系统等对主备系的同步要求处于IOOms级，因此采用绝对时钟同步或者每周期同步的方式，总的实现成本会较高，而其数据同步效果并没有质的改变。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种相对现有主备系数据同步方法对硬件性能和通信带宽要求较低采用定时周期运行的可调节主备系数据同步方法。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用定时周期运行的可调节主备系数据同步方法，包括:
[0008]主备系数据同步是指主备系控制系统中，一系列内部状态和参数都完全一致的状况，这一系列内部状态和参数可以由具体的控制系统来确认。
[0009]I)将王备系内部状态和参数定乂为集合S,周期时间定乂为t晕秒,王备系不冋步的容忍时间为c个周期，周期号为n，主系和备系在每个周期都完成相同的运算和处理；
[0010]2)每个周期内每系都计算得到一个本系集合S的数组CRC，数组CRC定义为CRC (S，η)，并将该数组CRC的数据发送到对方系；本系发送出数组CRC的数据为LCRC，本系接收对方系数组CRC的数据为RCRC ;其中，数组CRC的长度和算法也可根据具体的硬件和网络通讯介质来灵活确定；
[0011]3)每一系均保存本系及对方系最近c个周期数组CRC的数据，如果某个周期没有收到对方系数组RCRC的数据，则认为该周期数组RCRC的数据无效，跳过该周期数组RCRC的数据；
[0012]4)每个周期每系对其本系中的数组LCRC和数组RCRC中的数据进行比较，如果本系数组LCRC的任意一个数据和数组RCRC中的任意一个数据相同，认为主备系同步；本系数组LCRC中任意一个数据和数组RCRC中任意一个数据均不同，认为主备系不同步；
[0013]5)若主备系同步对主备系各自进行原有的运算和处理；
[0014]若主备系不同步，备系停止原有的运算和处理，等待主系的同步数据，主系将本系的内部状态和参数集合S作为同步数据打包发送给备系，同时主系完成原有的运算和处理。
[0015]6)判断主备系同步级别,定义双系的同步级别SyncLevel为:
[0016]SyncLevel=Min ( | nl-n2 | ) where LCRC (S, nl) =RCRC (S, N2)
[0017]SyncLevel是本算法中定义的一个内部状态变量，代表两系之间同步的时间差，其实际数值为周期数，也就是该公式里面描述的两系之间CRC相同时的最小周期差。
[0018]SyncLevel数值越小越接近O,说明主备系的同步级别越高,SyncLevel数值越大，说明主备系的同步级别越低；
[0019]SyncLevel大于O小于等于2被认为是主备系同步级别高区间,SyncLevel大于2认为主备系同步级别低区间。
[0020]其中，周期时间t为大于O小于等于100毫秒。
[0021]其中，不同步的容忍时间为c为大于等于I个小于等于5个周期。
[0022]本发明的主备系数据同步方法采取参数化的方法，通过对集合S，定时周期t毫秒，以及同步容忍的c周期等参数的调整，实现其通用性，能适应不同的应用环境，
[0023]能有效减少了对主备系通讯的带宽和可靠性的要求，利用了系统对主备系不同步的容忍时间，能有效过滤掉外围环境干扰带来的主备系的短时间不同步问题，能确保在同步容忍范围内实现主备系的同步。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0025]图1是本发明的流程示意图。
[0026]图2是本发明数组LCRC数据和数组RCRC数据比较关系示意图。
【具体实施方式】
[0027]如图1所示，本发明采用定时周期运行的可调节主备系数据同步方法，包括:
[0028]I)将主备系内部状态和参数定义为集合S，周期时间定义为t毫秒(0<t< 100)，主备系不同步的容忍时间为c个周期(I≤c≤5)，周期号为η (I≤η≤5)，主系和备系在每个周期都完成相同的运算和处理；
[0029]2)每个周期内每系都计算得到一个本系集合S的数组CRC，数组CRC定义为CRC (S，η)，并将该数组CRC的数据发送到对方系；本系发送出数组CRC的数据标记为LCRC，本系接收对方系数组CRC的数据为RCRC ;其中，数组CRC的长度和算法也可根据具体的硬件和网络通讯介质来灵活确定；
[0030]3)每一系均保存本系及对方系最近c个周期数组CRC的数据；比如第η个周期，需要保存本系的最近c个周期的CRC数据，为数据LCRC:LCRC (S，η-c+l)~LCRC (S，η)，以及对方系最近c个周期的CRC数据，为数组RCRC =RCRC(S, n-c+1)~RCRC(S，η)。如果某个周期没有收到对方系数组RCRC的数据，则认为该周期数组RCRC的数据无效，跳过该周期数组RCRC的数据；
[0031]4)如图2所示，每个周期每系对其本系中的数组LCRC和数组RCRC中的数据进行比较，如果本系数组LCRC中任意一个数据和数组RCRC中任意一个数据相同，则认为主备系同步；本系数组LCRC中任意一个数据和数组RCRC中任意一个数据均不同(即时数组LCRC数据和数组RCRC数据完全不同)，认为主备系不同步；
[0032]5)若主备系同步对主备系各自进行原有的运算和处理；
[0033]若主备系不同步，备系停止原有的运算和处理，等待主系的同步数据，主系将本系的内部状态和参数集合S作为同步数据打包发送给备系，同时主系完成原有的运算和处理。
[0034]6)判断王备系冋步级别，定乂双系的冋步级别SyncLevel为:
[0035]SyncLevel=Min ( | nl-n2 | ) where LCRC (S, nl) =RCRC (S, N2)
[0036]SyncLevel数值越小越接近O,说明主备系的同步级别越高,SyncLevel数值越大，说明主备系的同步级别越低；
[0037]SyncLevel大于O小于等于2被认为是主备系同步级别高区间,SyncLevel大于2认为主备系同步级别低区间。
[0038]以上通过【具体实施方式】和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种采用定时周期运行的可调节主备系数据同步方法，其特征是，包括: 1)将主备系内部状态和参数定义为集合S，周期时间定义为t毫秒，主备系不同步的容忍时间为C个周期，周期号为η ； 2)每个周期内每系都计算得到一个本系集合S的数组CRC，并将该数组CRC的数据发送到对方系，本系发送出数组CRC的数据为LCRC，本系接收对方系数组CRC的数据为RCRC ； 3)每一系均保存本系及对方系最近c个周期数组CRC的数据，如果某个周期没有收到对方系数组RCRC的数据，则认为该周期数组RCRC的数据无效，跳过该周期数组RCRC的数据； 4)每个周期每系对其本系中的数组LCRC和数组RCRC中的数据进行比较，如果本系数组LCRC中任意一个数据和数组RCRC中任意一个数据相同，认为主备系同步；本系数组LCRC的任意一个数据和数组RCRC中的任意一个数据均不同，认为主备系不同步； 5)若主备系同步对主备系各自进行原有的运算和处理； 若主备系不同步,备系停止原有的运算和处理,等待主系的同步数据,主系将本系的内部状态和参数集合S作为同步数据打包发送给备系，同时主系完成原有的运算和处理。
2.如权利要求1所述的可调节主备系数据同步方法，其特征是:还包括步骤6) 6)判断王备系冋步级别，定乂双系的冋步级别SyncLevel为:
SyncLevel=Min (|nl_n2|) where LCRC(S, nl)=RCRC(S, N2) SyncLevel数值越小即越接近0,说明主备系的同步级别越高,SyncLevel数值越大,说明主备系的同步级别越低。
3.如权利要求1或2所述的可调节主备系数据同步方法，其特征是:周期时间t为大于O小于等于IOO毫秒。
4.如权利要求1或2所述的可调节主备系数据同步方法，其特征是:不同步的容忍时间为c为大于等于I个小于等于5个周期。
【文档编号】H04L29/08GK103841210SQ201410109682
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】秦怀阳, 李广斌 申请人:上海富欣智能交通控制有限公司