專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)
文聚合傳輸方法。
背景技術(shù)：
與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有布設(shè)快速、易于維護(hù)、高度靈活等優(yōu)點(diǎn)。隨著無(wú)線
通信技術(shù)的成熟及構(gòu)建相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)成本的降低，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線化已成發(fā)展趨勢(shì)。 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視、測(cè)量與控制工業(yè)過(guò)程的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)
絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的物理層和介質(zhì)接入層一般基于國(guó)際電子與電氣工程師協(xié)會(huì)無(wú)線
個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 15.4標(biāo)準(zhǔn)。在這類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中，多數(shù)設(shè)備都由電池供電，以最節(jié)電的方式
運(yùn)行是設(shè)計(jì)這類(lèi)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的主要要求之一。 目前，現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的主要目的是監(jiān)視工業(yè)過(guò)程的一些相關(guān)參數(shù)。這些被監(jiān)視的參數(shù)數(shù)據(jù)為應(yīng)用數(shù)據(jù)。與完成文件、語(yǔ)音、圖像傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)不同，現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用數(shù)據(jù)在一條無(wú)線報(bào)文中所占的比例很小，其長(zhǎng)度一般為整條無(wú)線報(bào)文長(zhǎng)度的5%到10%。這種報(bào)文結(jié)構(gòu)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的報(bào)頭通信開(kāi)銷(xiāo)極大，浪費(fèi)了自身電能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)報(bào)頭通信開(kāi)銷(xiāo)大的缺點(diǎn)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，應(yīng)用于網(wǎng)狀與星型結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，減小報(bào)頭通信開(kāi)銷(xiāo)。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 本發(fā)明一種用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法包括以下步驟
構(gòu)建由星型結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)； 在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的路由設(shè)備中構(gòu)建聚合對(duì)象，配置聚合對(duì)象的聚合周期；
在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備中構(gòu)建解聚對(duì)象； 由現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備按需求采集應(yīng)用數(shù)據(jù)，發(fā)出包含應(yīng)用數(shù)據(jù)的報(bào)文； 路由設(shè)備中的聚合對(duì)象收集并緩存聚合周期內(nèi)包含應(yīng)用數(shù)據(jù)的報(bào)文，通過(guò)聚合處理，形成聚合后報(bào)文； 路由設(shè)備通過(guò)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的其他路由設(shè)備將聚合后的報(bào)文發(fā)送到網(wǎng)關(guān)設(shè)備中的解聚對(duì)象； 解聚對(duì)象對(duì)聚合后報(bào)文進(jìn)行解聚處理，并分發(fā)給相應(yīng)的用戶應(yīng)用程序。 所述現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)狀與星型結(jié)合的兩層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中第一層
為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由網(wǎng)關(guān)設(shè)備及多個(gè)路由設(shè)備構(gòu)成；第二層為星型結(jié)構(gòu)，也稱(chēng)為簇，由上述每個(gè)
路由設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或手持設(shè)備構(gòu)成。 所述構(gòu)建聚合對(duì)象包括
每一類(lèi)用戶應(yīng)用對(duì)象建立一個(gè)聚合對(duì)象，具體為現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中主控計(jì)算機(jī)的組態(tài)軟件首先根據(jù)用戶需求配置用戶應(yīng)用對(duì)象，由網(wǎng)絡(luò)管理者中的聚合管理對(duì)象配置路由設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)管理代理，網(wǎng)絡(luò)管理代理根據(jù)用戶應(yīng)用對(duì)象種類(lèi)建立聚合對(duì)象。
所述聚合對(duì)象由預(yù)先配置相應(yīng)大小的報(bào)文緩沖隊(duì)列及完成聚合功能的程序構(gòu)成。
所述配置聚合對(duì)象的聚合周期包括 聚合周期設(shè)置為簇內(nèi)用戶應(yīng)用對(duì)象的最小數(shù)據(jù)更新周期。
所述構(gòu)建解聚對(duì)象包括解聚對(duì)象由按聚合報(bào)文的最大長(zhǎng)度設(shè)置的相應(yīng)大小的聚
合后報(bào)文緩沖區(qū)及完成解聚功能的程序構(gòu)成。
所述聚合處理包括 聚合對(duì)象在聚合周期內(nèi)每收到的一條現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送的報(bào)文后將之轉(zhuǎn)換為聚合前報(bào)文，聚合前報(bào)文由數(shù)據(jù)源設(shè)備地址、應(yīng)用對(duì)象標(biāo)識(shí)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成； 聚合對(duì)象使用多個(gè)聚合前報(bào)文生成聚合后報(bào)文，聚合后報(bào)文由兩大部分構(gòu)成頭部為設(shè)備聚合控制位，用于說(shuō)明聚合報(bào)文中聚合的報(bào)文數(shù)量；聚合報(bào)文載荷由多個(gè)聚合前報(bào)文構(gòu)成，即設(shè)聚合后報(bào)文頭部為設(shè)備聚合控制位，用于說(shuō)明聚合報(bào)文中聚合的報(bào)文數(shù)量，聚合控制位設(shè)為聚合對(duì)象所記錄的收到的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備報(bào)文數(shù)量；聚合報(bào)文載荷由多個(gè)聚合前報(bào)文構(gòu)成，聚合對(duì)象依次提取報(bào)文緩沖區(qū)內(nèi)的聚合前報(bào)文，將提取的第一條聚合前報(bào)文列于聚合控制位之后；隨后提取的聚合前報(bào)文順次排列；當(dāng)包括聚合控制位及多個(gè)聚合前報(bào)文總長(zhǎng)度小于預(yù)設(shè)的聚合后報(bào)文最大長(zhǎng)度，且不能再增加下一條聚合前報(bào)文時(shí)，聚合對(duì)象將聚合控制位的值設(shè)置為已排列的聚合前報(bào)文數(shù)量，從而生成一條完整的聚合后報(bào)文。 所述解聚對(duì)象對(duì)聚合后報(bào)文進(jìn)行解聚處理包括 首先判斷聚合后報(bào)文中的聚合控制位數(shù)值是否大于1 ; 當(dāng)聚合控制位的數(shù)值大于1時(shí)，恢復(fù)聚合后報(bào)文，生成多個(gè)聚合前報(bào)文； 根據(jù)上述聚合前報(bào)文中的用戶應(yīng)用對(duì)象標(biāo)識(shí)、源設(shè)備地址將各個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)分發(fā)給
相應(yīng)的用戶應(yīng)用進(jìn)程。
當(dāng)聚合控制位等于1時(shí)，由于聚合控制位后的報(bào)文不是經(jīng)過(guò)聚合后的報(bào)文，所以
解聚對(duì)象不需要完成上述恢復(fù)聚合前報(bào)文的過(guò)程。 本發(fā)明方法還包括以下步驟 使用虛擬通信關(guān)系區(qū)分在聚合傳輸過(guò)程中，不同類(lèi)用戶應(yīng)用對(duì)象所使用的通信資源；所述虛擬通信關(guān)系在網(wǎng)絡(luò)中具有唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)，與該標(biāo)識(shí)號(hào)相關(guān)聯(lián)的屬性有通信類(lèi)型、通信端點(diǎn)、通信優(yōu)先級(jí)。 本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn) 1.使用本發(fā)明方法可以在傳輸相同數(shù)量應(yīng)用數(shù)據(jù)的情況下，減少報(bào)頭通信開(kāi)銷(xiāo)。
2.本發(fā)明方法使網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線報(bào)文數(shù)量減少，增大了工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能容納的業(yè)務(wù) 3.本發(fā)明方法減少了工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線報(bào)文發(fā)送數(shù)量，也減少了無(wú)線儀表的的能耗。


圖1為本發(fā)明方法采用的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明方法中報(bào)文格式關(guān)系圖； 圖3A、3B為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中有一個(gè)以上的用戶應(yīng)用對(duì)象時(shí)，聚合與解聚使用的虛擬通
信關(guān)系示意圖(一)、(二)； 圖4為本發(fā)明采用的聚合方法流程圖； 圖5為本發(fā)明采用的解聚方法流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明方法應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，包括以下步驟
構(gòu)建由星型結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)； 在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的路由設(shè)備中構(gòu)建聚合對(duì)象，配置聚合對(duì)象的聚合周期；
在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備中構(gòu)建解聚對(duì)象； 網(wǎng)絡(luò)管理者配置現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的用戶應(yīng)用對(duì)象、路由設(shè)備中的聚合對(duì)象、網(wǎng)關(guān)中的解聚對(duì)象間的虛擬通信關(guān)系； 由現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備按需求采集應(yīng)用數(shù)據(jù)，發(fā)出包含應(yīng)用數(shù)據(jù)附艮文；
路由設(shè)備中的聚合對(duì)象收集并緩存聚合周期內(nèi)的包含應(yīng)用數(shù)據(jù)的報(bào)文進(jìn)行聚合處理，形成聚合后報(bào)文； 路由設(shè)備通過(guò)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的其他路由設(shè)備將聚合后報(bào)文發(fā)送到網(wǎng)關(guān)設(shè)備中的解聚對(duì)象； 解聚對(duì)象對(duì)聚合后報(bào)文進(jìn)行解聚處理，并分發(fā)給相應(yīng)的用戶應(yīng)用程序。 本發(fā)明采用的網(wǎng)狀與星型結(jié)合的兩層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)涉及5類(lèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (1)主控計(jì)算機(jī)，指供用戶管理和維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)； (2)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，指具有收發(fā)無(wú)線報(bào)文功能，與主控計(jì)算機(jī)相連的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備； (3)路由設(shè)備，指具有發(fā)送和接收無(wú)線報(bào)文功能，同時(shí)可根據(jù)預(yù)設(shè)的路由表轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)
線報(bào)文的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備； (4)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，指完成應(yīng)用數(shù)據(jù)采集，具有收發(fā)無(wú)線報(bào)文功能，但不具備轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線報(bào)文功能的無(wú)線儀表； (5)手持設(shè)備，指用戶臨時(shí)訪問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，完成現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)與網(wǎng)絡(luò)配置的接入設(shè)備。如果不作特殊聲明，下文提到的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括手持設(shè)備。 本發(fā)明中的星型結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)結(jié)合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖l所示，冗余網(wǎng)關(guān)、冗余路由設(shè)備分別對(duì)應(yīng)于網(wǎng)關(guān)設(shè)備和路由設(shè)備的熱備份。網(wǎng)絡(luò)管理者、安全管理者、主控計(jì)算機(jī)、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、冗余網(wǎng)關(guān)可通過(guò)有線或無(wú)線方式連接。網(wǎng)絡(luò)管理者和安全管理者由虛框示出，代表它們可不作為一個(gè)單獨(dú)的物理實(shí)體存在。本實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)有4個(gè)路由設(shè)備，形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，再以每個(gè)路由設(shè)備為中心節(jié)點(diǎn)，與周?chē)默F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備形成星型結(jié)構(gòu)，也稱(chēng)為簇。
聚合與解聚過(guò)程需要以下實(shí)體參與完成 (1)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備應(yīng)用對(duì)象，指現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備協(xié)議棧軟件中實(shí)現(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)完成用戶指定監(jiān)視某參數(shù)的軟件模塊。
(2)路由設(shè)備聚合對(duì)象，指路由設(shè)備協(xié)議棧軟件中實(shí)現(xiàn)的處理聚合前報(bào)文，生成聚合后報(bào)文的軟件模塊。 (3)網(wǎng)關(guān)設(shè)備中的解聚對(duì)象，指網(wǎng)關(guān)設(shè)備協(xié)議棧軟件中實(shí)現(xiàn)的解聚聚合后報(bào)文，恢復(fù)并分發(fā)聚合前報(bào)文的軟件模塊。 (4)聚合管理對(duì)象，指網(wǎng)關(guān)設(shè)備協(xié)議棧軟件中實(shí)現(xiàn)的完成網(wǎng)絡(luò)管理模塊，配置路由設(shè)備中的聚合對(duì)象。 (5)網(wǎng)絡(luò)管理代理，指路由設(shè)備協(xié)議棧軟件中的網(wǎng)絡(luò)管理模塊，負(fù)責(zé)管理簇內(nèi)的路由設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 在聚合與解聚過(guò)程運(yùn)行之前，聚合管理對(duì)象要配置以下內(nèi)容 (1)聚合對(duì)象，如果使用聚合功能，網(wǎng)絡(luò)管理代理(NMA)要根據(jù)聚合管理對(duì)象的命令生成相應(yīng)的聚合對(duì)象。
(2)聚合周期，聚合對(duì)象以聚合周期為時(shí)間間隔重復(fù)報(bào)文聚合行為。
(3)虛擬通信關(guān)系(VCR)，虛擬通信關(guān)系(VCR)規(guī)定了通信類(lèi)型、通信端點(diǎn)、通信優(yōu)先級(jí)等；通過(guò)虛擬通信關(guān)系(VCR)標(biāo)識(shí)符可區(qū)分不同用戶應(yīng)用對(duì)象所使用的通信資源。
所述構(gòu)建聚合對(duì)象包括 每一類(lèi)用戶應(yīng)用對(duì)象建立一個(gè)聚合對(duì)象，具體為現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中主控計(jì)算機(jī)的組態(tài)軟件首先根據(jù)用戶需求配置用戶應(yīng)用對(duì)象，由網(wǎng)絡(luò)管理者中的聚合管理對(duì)象配置路由設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)管理代理(NMA)，網(wǎng)絡(luò)管理代理獲取簇內(nèi)的用戶應(yīng)用對(duì)象種類(lèi)，然后根據(jù)用戶應(yīng)用對(duì)象種類(lèi)建立聚合對(duì)象，簇內(nèi)有一類(lèi)用戶應(yīng)用對(duì)象就建立一個(gè)聚合對(duì)象。
所述聚合對(duì)象由根據(jù)最大可聚合報(bào)文數(shù)量設(shè)置的相應(yīng)大小的報(bào)文緩沖隊(duì)列及完成聚合功能的程序構(gòu)成。 所述配置聚合對(duì)象的聚合周期為聚合周期設(shè)置為簇內(nèi)用戶應(yīng)用對(duì)象的最小數(shù)據(jù)更新周期。
所述構(gòu)建解聚對(duì)象包括解聚對(duì)象由按聚合后報(bào)文的最大長(zhǎng)度所設(shè)置的報(bào)文緩沖
區(qū)及完成解聚功能的程序構(gòu)成。
所述聚合處理過(guò)程如圖4所示。 路由設(shè)備中的聚合對(duì)象接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出的報(bào)文，并緩存于預(yù)先設(shè)置的緩沖區(qū)隊(duì)列中。之后，聚合對(duì)象將收到的報(bào)文轉(zhuǎn)換為聚合前報(bào)文；聚合前報(bào)文由數(shù)據(jù)源設(shè)備地址、應(yīng)用對(duì)象標(biāo)識(shí)和應(yīng)用數(shù)據(jù)構(gòu)成；如果被轉(zhuǎn)換的報(bào)文為緩沖隊(duì)列中第一條聚合前報(bào)文，聚合對(duì)象將報(bào)文緩沖區(qū)中的第一個(gè)字節(jié)設(shè)置為聚合控制位，并將其值初始化為1，同時(shí)設(shè)置接收?qǐng)?bào)文計(jì)數(shù)器，將其值初始化為1 ;將所接收到的第一條聚合前報(bào)文加至報(bào)文緩沖區(qū)的聚合控制位后，返回緩存現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出的報(bào)文步驟；如果聚合對(duì)象收到的不是第一條報(bào)文，聚合對(duì)象將接收?qǐng)?bào)文計(jì)數(shù)器的值加l，將聚合前報(bào)文加至當(dāng)前聚合后報(bào)文的尾部；如果此時(shí)聚合后報(bào)文的長(zhǎng)度還可以加入新的聚合前報(bào)文，則返回緩存現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出的報(bào)文步驟，聚合對(duì)象可以重復(fù)完成上述的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備報(bào)文的處理過(guò)程；如果此時(shí)聚合后報(bào)文的長(zhǎng)度已不能加入新的聚合前報(bào)文，則將聚合后報(bào)文緩沖區(qū)中的聚合控制位設(shè)置為當(dāng)前接收?qǐng)?bào)文計(jì)數(shù)器的值。至此，聚合對(duì)象生成一條完整的聚合后報(bào)文。 所述解聚對(duì)象對(duì)聚合后報(bào)文進(jìn)行解聚處理過(guò)程如圖5所示。 首先取出聚合后報(bào)文中的聚合控制位，判斷聚合控制位數(shù)值是否大于1 ; 當(dāng)聚合控制位的數(shù)值大于1時(shí)，恢復(fù)聚合后報(bào)文，生成聚合前報(bào)文并根據(jù)上述聚合前報(bào)文中的用戶應(yīng)用對(duì)象標(biāo)識(shí)、源設(shè)備地址將各個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)分發(fā)給相應(yīng)的用戶應(yīng)用程序。 當(dāng)聚合控制位的數(shù)值等于1時(shí)，解聚對(duì)象不需要恢復(fù)聚合后報(bào)文，直接取出聚合控制位后報(bào)文發(fā)送給用戶應(yīng)用程序。 如圖2所示，為從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出的原始報(bào)文到生成聚合后報(bào)文過(guò)程示意圖?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出的報(bào)文由報(bào)頭、用戶應(yīng)用對(duì)象標(biāo)識(shí)、應(yīng)用數(shù)據(jù)構(gòu)成。聚合對(duì)象對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出的報(bào)文進(jìn)行處理，得到聚合前報(bào)文，聚合前報(bào)文由源設(shè)備地址、用戶應(yīng)用對(duì)象標(biāo)識(shí)、應(yīng)用數(shù)據(jù)構(gòu)成。其中源設(shè)備地址取自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出的報(bào)文的報(bào)頭部分。聚合對(duì)象得到N個(gè)聚合前報(bào)文后，生成聚合后報(bào)文。聚合后報(bào)文由聚合控制位、目的設(shè)備地址和N個(gè)聚合前報(bào)文構(gòu)成。
如圖3A、3B所示，給出了每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中具有一個(gè)以上用戶應(yīng)用對(duì)象時(shí)所采用的聚合傳輸方法。在這種情況下，聚合傳輸需要使用虛擬通信關(guān)系(VCR)來(lái)區(qū)分不同的用戶應(yīng)用對(duì)象數(shù)據(jù)。圖3A、3B中的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)實(shí)施例由兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備A和B、一個(gè)路由設(shè)備R、一個(gè)網(wǎng)關(guān)GW、一個(gè)主控計(jì)算機(jī)構(gòu)成?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備A有兩個(gè)用戶應(yīng)用對(duì)象，即用戶應(yīng)用對(duì)象al和用戶應(yīng)用對(duì)象a2 ;現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備B有兩個(gè)用戶應(yīng)用對(duì)象，即用戶應(yīng)用對(duì)象bl和用戶應(yīng)用對(duì)象b2。 在使用本發(fā)明聚合傳輸方法之前，主控計(jì)算機(jī)的組態(tài)軟件首先根據(jù)用戶需求配置用戶應(yīng)用對(duì)象al，用戶應(yīng)用對(duì)象a2，用戶應(yīng)用對(duì)象bl，用戶應(yīng)用對(duì)象b2。這一過(guò)程通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理者中的聚合管理對(duì)象完成。這里假設(shè)用戶應(yīng)用對(duì)象al和用戶應(yīng)用對(duì)象a2的數(shù)據(jù)更新周期配置為1秒，用戶應(yīng)用對(duì)象bl和用戶應(yīng)用對(duì)象b2的數(shù)據(jù)更新周期配置為4秒；
報(bào)文聚合步驟如下 (1)網(wǎng)絡(luò)管理者中通過(guò)聚合管理對(duì)象配置路由設(shè)備R中的網(wǎng)絡(luò)管理代理NMA，網(wǎng)絡(luò)管理代理NMA建立兩個(gè)聚合對(duì)象，即聚合對(duì)象AG01和聚合對(duì)象AG02 ;與聚合對(duì)象AG01和聚合對(duì)象AG02對(duì)應(yīng)，網(wǎng)關(guān)設(shè)備中設(shè)置兩個(gè)解聚對(duì)象DAG01和DAG02 ，分別負(fù)責(zé)解開(kāi)聚合對(duì)象AG01和聚合對(duì)象AG02聚合后的報(bào)文。 (2)在收到配置信息后，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備A、B與路由設(shè)備R之間共建立四個(gè)VCR :A_vcrl，B_vcrl， A_vcr2， B_vcr2。其中，A_vcrl的端點(diǎn)分別為用戶應(yīng)用對(duì)象al和AGOl， B_vcrl的端點(diǎn)分別為用戶應(yīng)用對(duì)象bl和聚合對(duì)象AG01，A—vcr2的端點(diǎn)分別為用戶應(yīng)用對(duì)象a2和聚合對(duì)象AG02， B_vcr2的端點(diǎn)分別為用戶應(yīng)用對(duì)象b2和聚合對(duì)象AG02 ;
(3)在簇內(nèi)VCR的建立過(guò)程后，路由設(shè)備R和網(wǎng)關(guān)設(shè)備GW間建立VCR1和VCR2兩個(gè)簇間VCR。其中，VCR1的端點(diǎn)分別為聚合對(duì)象AGOl和解聚對(duì)象DAGOl， VCR2的端點(diǎn)分別為聚合對(duì)象AG02和解聚對(duì)象DAG02 ; (4)在所有的數(shù)據(jù)VCR均建立完成后，網(wǎng)絡(luò)管理者通過(guò)聚合管理對(duì)象開(kāi)始配置聚合周期。由于用戶應(yīng)用對(duì)象al、用戶應(yīng)用對(duì)象a2、用戶應(yīng)用對(duì)象bl以及用戶應(yīng)用對(duì)象b2的最小數(shù)據(jù)更新周期為1秒，聚合對(duì)象AGOl和聚合對(duì)象AG02的聚合周期配置為1秒；
(5)路由設(shè)備每秒完成一次報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)作。在1秒的時(shí)間間隔中，路由設(shè)備緩存收到的報(bào)文，并按圖2中的聚合前報(bào)文格式生成聚合前報(bào)文。當(dāng)1秒時(shí)間到時(shí)，將所有收到的聚合前報(bào)文聚合成一條聚合后報(bào)文。圖2中，說(shuō)明了本發(fā)明所使用的聚合后報(bào)文結(jié)構(gòu)。聚合后的應(yīng)用層報(bào)文由聚合控制位和N個(gè)聚合前報(bào)文組成。其中每個(gè)聚合前報(bào)文由源設(shè)備地址、用戶應(yīng)用對(duì)象標(biāo)識(shí)和應(yīng)用數(shù)據(jù)構(gòu)成。
8
權(quán)利要求
一種用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在于包括以下步驟構(gòu)建由星型結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的路由設(shè)備中構(gòu)建聚合對(duì)象，配置聚合對(duì)象的聚合周期；在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備中構(gòu)建解聚對(duì)象；由現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備按需求采集應(yīng)用數(shù)據(jù)，發(fā)出包含應(yīng)用數(shù)據(jù)的報(bào)文；路由設(shè)備中的聚合對(duì)象收集并緩存聚合周期內(nèi)的包含應(yīng)用數(shù)據(jù)的報(bào)文進(jìn)行聚合處理，形成聚合后的報(bào)文；路由設(shè)備通過(guò)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的其他路由設(shè)備將聚合后的報(bào)文發(fā)送到網(wǎng)關(guān)設(shè)備中的解聚對(duì)象；解聚對(duì)象對(duì)聚合后報(bào)文進(jìn)行解聚處理，并分發(fā)給相應(yīng)的用戶應(yīng)用程序。
2. 按權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在 于星型結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)采用網(wǎng)狀與星型結(jié)合的兩層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中第一層為網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，由網(wǎng)關(guān)設(shè)備及多個(gè)路由設(shè)備構(gòu)成；第二層為星型結(jié)構(gòu)，也稱(chēng)為簇，由上述每個(gè)路由設(shè)備 及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或手持設(shè)備構(gòu)成。
3. 按權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在于 所述構(gòu)建聚合對(duì)象包括每一類(lèi)用戶應(yīng)用對(duì)象建立一個(gè)聚合對(duì)象，具體為現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中主控計(jì)算機(jī) 的組態(tài)軟件首先根據(jù)用戶需求配置用戶應(yīng)用對(duì)象，由網(wǎng)絡(luò)管理者中的聚合管理對(duì)象配置路 由設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)管理代理，網(wǎng)絡(luò)管理代理根據(jù)用戶應(yīng)用對(duì)象種類(lèi)建立聚合對(duì)象。
4. 按權(quán)利要求3所述的用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在于 所述聚合對(duì)象由根據(jù)最大可聚合報(bào)文數(shù)量設(shè)置的相應(yīng)大小的報(bào)文緩沖隊(duì)列及完成聚合功 能的程序構(gòu)成。
5. 按權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在于 所述配置聚合對(duì)象的聚合周期包括聚合周期設(shè)置為簇內(nèi)用戶應(yīng)用對(duì)象的最小數(shù)據(jù)更新周期。
6. 按權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在于 所述構(gòu)建解聚對(duì)象包括解聚對(duì)象由按聚合報(bào)文的最大長(zhǎng)度設(shè)置相應(yīng)大小的聚合后報(bào)文緩 沖區(qū)及完成解聚功能的程序構(gòu)成。
7. 按權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在于 所述聚合處理包括聚合對(duì)象在聚合周期內(nèi)每收到的一條現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)送的報(bào)文轉(zhuǎn)換為聚合前報(bào)文；聚合對(duì) 象使用多個(gè)聚合前報(bào)文組合生成聚合后報(bào)文。
8. 按權(quán)利要求7所述的用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在于 所述聚合前報(bào)文由數(shù)據(jù)源設(shè)備地址、應(yīng)用對(duì)象標(biāo)識(shí)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成；
9. 按權(quán)利要求7所述的用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在于 所述聚合后報(bào)文由兩部分構(gòu)成頭部為設(shè)備聚合控制位，用于說(shuō)明聚合報(bào)文中聚合的報(bào)文 數(shù)量；聚合后報(bào)文載荷由多個(gè)聚合前報(bào)文構(gòu)成，即設(shè)聚合后報(bào)文頭部為設(shè)備聚合控制位， 用于說(shuō)明聚合報(bào)文中聚合的報(bào)文數(shù)量，聚合控制位設(shè)為聚合對(duì)象所記錄的收到的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備報(bào)文數(shù)量；聚合報(bào)文載荷由多個(gè)聚合前報(bào)文構(gòu)成；聚合對(duì)象依次提取報(bào)文緩沖區(qū)內(nèi)的聚合 前報(bào)文，將提取的第一條聚合前報(bào)文列于聚合控制位之后；隨后提取的聚合前報(bào)文順次排 列；當(dāng)包括聚合控制位及多個(gè)聚合前報(bào)文總長(zhǎng)度小于預(yù)設(shè)的聚合后報(bào)文最大長(zhǎng)度，且不能 再增加下一條聚合前報(bào)文時(shí)，聚合對(duì)象將聚合控制位的值設(shè)置為已排列的聚合前報(bào)文數(shù) 量，從而生成一條完整的聚合后報(bào)文。
10. 按權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在 于所述解聚對(duì)象對(duì)聚合后報(bào)文進(jìn)行解聚處理包括首先判斷聚合后報(bào)文中的聚合控制位數(shù)值是否大于1 ; 當(dāng)聚合控制位的數(shù)值大于1時(shí)，恢復(fù)聚合后報(bào)文，生成多個(gè)聚合前報(bào)文； 根據(jù)上述聚合前報(bào)文中的應(yīng)用對(duì)象標(biāo)識(shí)、源設(shè)備地址將各個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)分發(fā)給相應(yīng)的用 戶應(yīng)用進(jìn)程。當(dāng)聚合控制位等于1時(shí)，由于聚合控制位后的報(bào)文不是經(jīng)過(guò)聚合后的報(bào)文，所以解聚 對(duì)象不需要完成上述恢復(fù)聚合后報(bào)文的過(guò)程。
11. 按權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，其特征在 于還包括以下步驟使用虛擬通信關(guān)系區(qū)分在聚合傳輸過(guò)程中不同類(lèi)用戶應(yīng)用對(duì)象所使用的通信資源；所 述虛擬通信關(guān)系在網(wǎng)絡(luò)中具有唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)，與該標(biāo)識(shí)號(hào)相關(guān)聯(lián)的屬性有通信類(lèi)型、通信 端點(diǎn)、通信優(yōu)先級(jí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多報(bào)文聚合傳輸方法，包括以下步驟構(gòu)建由星型結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的路由設(shè)備中構(gòu)建聚合對(duì)象，配置聚合對(duì)象的聚合周期；在上述網(wǎng)關(guān)設(shè)備中構(gòu)建解聚對(duì)象；由現(xiàn)場(chǎng)級(jí)工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備按需求采集應(yīng)用數(shù)據(jù)，發(fā)出包含應(yīng)用數(shù)據(jù)的報(bào)文；路由設(shè)備中的聚合對(duì)象收集并緩存聚合周期內(nèi)的包含應(yīng)用數(shù)據(jù)的報(bào)文進(jìn)行聚合處理，形成聚合后的報(bào)文；路由設(shè)備將聚合后的報(bào)文發(fā)送到網(wǎng)關(guān)設(shè)備中的解聚對(duì)象；解聚對(duì)象對(duì)聚合后報(bào)文進(jìn)行解聚處理，并分發(fā)給相應(yīng)的用戶應(yīng)用程序。本發(fā)明在傳輸相同數(shù)量應(yīng)用數(shù)據(jù)的情況下，減少報(bào)頭通信開(kāi)銷(xiāo)，需要使用的無(wú)線報(bào)文數(shù)量大大減小。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101771597SQ20081023024
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者于海斌, 尚志軍, 徐皚東, 曾鵬, 楊志家 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所