專利名稱：使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)領(lǐng)域和生產(chǎn)環(huán)境，出于控制和安全的需要，以及環(huán)境的復(fù)雜性的要求，往往要采用以太網(wǎng)、CAN總線、無線局域網(wǎng)(802. Ilx)進(jìn)行混合組網(wǎng)，以完成數(shù)據(jù)的廣播傳輸。在混合組網(wǎng)中，以太網(wǎng)、CAN總線、無線局域網(wǎng)構(gòu)成三種不同的傳輸鏈路。在目前的混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，需要使用互連網(wǎng)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)在上述三種不同的傳輸鏈路之間轉(zhuǎn)發(fā)廣播數(shù)據(jù)，這些互連網(wǎng)關(guān)設(shè)備是不同于制造出廣播數(shù)據(jù)的源地址設(shè)備及廣播數(shù)據(jù)最終抵達(dá)的目的地址設(shè)備的獨(dú)立類型設(shè)備。并且在不同的傳輸鏈路中使用的數(shù)據(jù)收發(fā)節(jié)點(diǎn)設(shè)備也不同。這樣就導(dǎo)致目前的混合組網(wǎng)數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，要使用多種類型的數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備，因而不僅會由此帶來網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的提高從而增加了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)、調(diào)整、優(yōu)化的難度，同時(shí)還 降低了應(yīng)付網(wǎng)絡(luò)故障的自適應(yīng)能力。另一方面，由于工業(yè)領(lǐng)域和生產(chǎn)環(huán)境對通信傳輸可靠性的要求，目前實(shí)際使用的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，在以太網(wǎng)絡(luò)中多是采用基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸。TCP/IP傳輸方式雖然保證了通信的可靠性，但若要將同一數(shù)據(jù)發(fā)送到多個廣播接收節(jié)點(diǎn)，就必須在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中經(jīng)過眾多的廣播接收節(jié)點(diǎn)間對同一數(shù)據(jù)的多次傳送或傳遞來完成，由于這種傳送或傳遞過程必須由眾多的廣播接收節(jié)點(diǎn)來參與并完成，因而就必然降低了廣播傳輸?shù)男?，同時(shí)也對傳輸實(shí)時(shí)性有非常不利的影響。實(shí)際上，在以太網(wǎng)中，基于用戶數(shù)據(jù)報(bào)UDP的傳輸方式更適合數(shù)據(jù)廣播。但UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播存在兩種可能會出現(xiàn)的缺陷。第一個可能的缺陷是其通信協(xié)議本身并不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，因而需要通過對報(bào)文和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置，避免出現(xiàn)出數(shù)據(jù)報(bào)文的延遲或丟棄的情況。第二個可能的缺陷是當(dāng)不同的傳輸鏈路之間存在廣播傳輸?shù)沫h(huán)路時(shí)會導(dǎo)致出現(xiàn)“廣播風(fēng)暴”，即報(bào)文在環(huán)路網(wǎng)絡(luò)中不斷增生和無限循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)；系統(tǒng)在以太網(wǎng)、CAN總線、無線局域網(wǎng)三種不同的傳輸鏈路的混合組網(wǎng)中，使用同一類型的收發(fā)節(jié)點(diǎn)設(shè)備；在不同類型的傳輸鏈路之間，通過配置使得只有其中一條鏈路中的唯一的收發(fā)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)完成廣播數(shù)據(jù)在這兩條不同類型的傳輸鏈路之間的轉(zhuǎn)發(fā)；使用了基于數(shù)據(jù)報(bào)廣播的數(shù)據(jù)傳輸，在UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播中采用IP優(yōu)先級技術(shù)和以太網(wǎng)交換機(jī)QoS配置作為保障數(shù)據(jù)廣播收發(fā)具備可靠性和實(shí)時(shí)性的技術(shù)手段。本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，該系統(tǒng)由主機(jī)服務(wù)器、星形子網(wǎng)、無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)、供電線路構(gòu)成；其中，星形子網(wǎng)由以太網(wǎng)交換機(jī)、網(wǎng)線、收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成；無線子網(wǎng)由無線路由器及其無線局域網(wǎng)、網(wǎng)線構(gòu)成；CAN子網(wǎng)由CAN總線、收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成；
所述的收發(fā)節(jié)點(diǎn)由以下部件構(gòu)成
(1)CPU核心模塊，內(nèi)含CPU處理器、以太網(wǎng)通信接口、CAN通信接口、無線局域網(wǎng)通信接口、運(yùn)行內(nèi)存、數(shù)據(jù)存儲器、以太網(wǎng)通信控制器、CAN通信控制器、音頻編碼器輸出接口、音頻解碼器輸入接口；
(2)通信模塊，包括以太網(wǎng)收發(fā)器、CAN收發(fā)器、無線局域網(wǎng)通信模塊；
(3 )天線接口連接器，用于連接無線局域網(wǎng)通信模塊與該模塊的天線；
(4)網(wǎng)口連接器，用于連接以太網(wǎng)收發(fā)器與網(wǎng)線；
(5)CAN 口連接器，用于連接CAN收發(fā)器與CAN總線；
(6)電源管理模塊，內(nèi)含電源管理器、CPU模塊供電管理單元、通信模塊供電管理單元、外設(shè)供電管理單元；
(7)音頻編解碼器，負(fù)責(zé)完成音頻信號采集及音頻編碼、音頻解碼及音頻輸出功能；音頻編解碼器包含有音頻編碼器輸入端、音頻編碼器輸出端、音頻解碼器輸入端、音頻解碼器輸出端；
(8)本地音頻輸入設(shè)備；
(9)本地音頻輸出驅(qū)動器；
(10)本地音頻輸出設(shè)備；
收發(fā)節(jié)點(diǎn)中各部件的連接如下CPU核心模塊中的以太網(wǎng)通信控制器通過以太網(wǎng)通信接口連接并控制以太網(wǎng)收發(fā)器完成以太網(wǎng)傳輸信號的收發(fā)；以太網(wǎng)通信控制器通過通信總線與CPU處理器連接，通過該通信總線完成以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的收發(fā);CPU核心模塊中的CAN通信控制器通過CAN通信接口連接并控制CAN收發(fā)器完成CAN總線傳輸信號的收發(fā)；CAN通信控制器通過通信總線與CPU處理器連接，通過該通信總線完成CAN總線傳輸數(shù)據(jù)的收發(fā)；(PU處理器通過無線局域網(wǎng)通信接口連接無線局域網(wǎng)通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，并控制無線局域網(wǎng)通信模塊完成無線局域網(wǎng)信號的收發(fā)；CPU處理器還與運(yùn)行內(nèi)存、數(shù)據(jù)存儲器之間通過地址總線、數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接并完成數(shù)據(jù)訪問和存儲；無線局域網(wǎng)通信模塊的射頻信號收發(fā)的輸入輸出端通過天線接口連接器連接到該模塊的天線；CAN收發(fā)器經(jīng)由CAN 口連接器與CAN總線相連；以太網(wǎng)收發(fā)器經(jīng)由網(wǎng)口連接器與網(wǎng)線相連；
音頻編碼器輸入端與本地音頻輸入設(shè)備相連，用于采集本地音頻輸入信號，音頻編碼器輸出端通過CPU核心模塊的音頻編碼器輸出接口連接到CPU處理器，用于將音頻編碼器輸出的完成編碼的數(shù)字化音頻數(shù)據(jù)輸出給CPU處理器，再由CPU處理器通過通信接口發(fā)送到相應(yīng)的通信模塊；音頻解碼器輸入端通過CPU核心模塊的音頻解碼器輸入接口連接到(PU處理器，CPU處理器通過該接口將來自通信模塊的廣播數(shù)據(jù)輸出到音頻解碼器輸入端，音頻解碼器輸出端連接到本地音頻輸出驅(qū)動器，用于音頻解碼器輸出的完成解碼的模擬音頻信號輸出到本地音頻輸出驅(qū)動器及本地音頻輸出設(shè)備；
電源管理模塊中電源管理器的輸入端連接到外部的供電電源電壓，其輸出端分別連接CPU模塊供電管理單元、通信模塊供電管理單元、外設(shè)供電管理單元的輸入端；CPU模塊供電管理單元的輸出端分別連接到CPU核心模塊內(nèi)各個組成單元，為CPU核心模塊內(nèi)各個組成單元提供電源電壓；通信模塊供電管理單元的輸出端分別連接到各個通信模塊各個組成單元，為通信模塊內(nèi)各個組成單元提供電源電壓；外設(shè)供電管理單元的輸出端分別連接到音頻編解碼器、本地音頻輸出驅(qū)動器，為音頻編解碼器、本地音頻輸出驅(qū)動器提供電源電壓；
在該系統(tǒng)中，主機(jī)服務(wù)器借助于無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)、星形子網(wǎng)之間的互連互通，實(shí)現(xiàn)與無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)、星形子網(wǎng)中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的互連互通；每兩種不同類型的、具有重疊覆蓋區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸鏈路之間，通過對收發(fā)節(jié)點(diǎn)的配置，限定在其之間只存在一個收發(fā)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)提供廣播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)功能；
在該系統(tǒng)中，在組網(wǎng)前對各個收發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行事先配置，在組網(wǎng)完成后，主機(jī)服務(wù)器可通過網(wǎng)絡(luò)對收發(fā)節(jié)點(diǎn)的配置進(jìn)行修改和調(diào)整，更換用于提供廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能的收發(fā)節(jié)點(diǎn)；供電線路連接到主機(jī)服務(wù)器、各個星形子網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機(jī)和收發(fā)節(jié)點(diǎn)、各個無線子網(wǎng)的無線路由器、各個CAN子網(wǎng)中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)，給這些設(shè)備供電。該系統(tǒng)中各收發(fā)節(jié)點(diǎn)通過星形子網(wǎng)、無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)建立互連互通，實(shí)現(xiàn)廣播數(shù)據(jù)傳輸；相互之間的連接關(guān)系如下 在該系統(tǒng)的每一星形子網(wǎng)中，每個收發(fā)節(jié)點(diǎn)首先連接到星形子網(wǎng)網(wǎng)線，再經(jīng)由網(wǎng)線匯聚到同一星形子網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機(jī)，后者匯聚連接同一星形子網(wǎng)中的全部收發(fā)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)完成對這些收發(fā)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)、交換；該系統(tǒng)中的各個星形子網(wǎng)內(nèi)的以太網(wǎng)交換機(jī)之間的網(wǎng)線的連接可以實(shí)現(xiàn)星形子網(wǎng)之間的互連互通；
在該系統(tǒng)的CAN子網(wǎng)中，每個收發(fā)節(jié)點(diǎn)連接到CAN子網(wǎng)的CAN總線上，通過CAN總線與同一 CAN子網(wǎng)中的其它連接到CAN總線上的收發(fā)節(jié)點(diǎn)建立互連互通，通過CAN總線進(jìn)行廣播數(shù)據(jù)傳輸；每一 CAN子網(wǎng)都存在與一個星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域，在該區(qū)域，CAN子網(wǎng)中會存在有一個或多個收發(fā)節(jié)點(diǎn)同時(shí)連接到CAN子網(wǎng)和星形子網(wǎng)，或同時(shí)連接到CAN子網(wǎng)和無線子網(wǎng)；通過對上述這種收發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，使得這些節(jié)點(diǎn)中的唯一一個負(fù)責(zé)提供將來自CAN子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)中，以及將來自星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到CAN子網(wǎng)中的其它收發(fā)節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，該收發(fā)節(jié)點(diǎn)還負(fù)責(zé)完成將接收到的來自CAN子網(wǎng)或星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)傳送給該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻解碼器及音頻輸出設(shè)備進(jìn)行處理，并將該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻輸入設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)作為廣播數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送到CAN子網(wǎng)和星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)；
在該系統(tǒng)在不具備星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)的區(qū)域，使用無線子網(wǎng)進(jìn)行無線傳輸，每一無線子網(wǎng)都存在與星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域；在與星形子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域，每一無線子網(wǎng)至少存在有一個無線路由器與星形子網(wǎng)建立有線互連互通，即無線路由器的WAN 口通過網(wǎng)線連接到星形子網(wǎng)；通過對無線子網(wǎng)無線路由器進(jìn)行配置，使得無線子網(wǎng)無線路由器中的一個負(fù)責(zé)提供將將來自無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到星形子網(wǎng)中，以及將來自星形子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到無線子網(wǎng)；
對于該系統(tǒng)的每一無線子網(wǎng)，都存在一個或多個收發(fā)節(jié)點(diǎn)，后者或者是處于星形子網(wǎng)與該無線子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域，或者是處于CAN子網(wǎng)與該無線子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域，當(dāng)這些收發(fā)節(jié)點(diǎn)所在的星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)不具備與其它星形子網(wǎng)之間的互連互通時(shí)，通過對這些收發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，使得這些節(jié)點(diǎn)中的一個負(fù)責(zé)提供將來自其所在的星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到該無線子網(wǎng)中，將來自該無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其所在的星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)；同時(shí)，該收發(fā)節(jié)點(diǎn)還負(fù)責(zé)完成將接收到的來自無線子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)以及星形子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)傳送給該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻解碼器及音頻輸出設(shè)備進(jìn)行處理，并將該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻輸入設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)作為廣播數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送到無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)或星形子網(wǎng)。該系統(tǒng)的收發(fā)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)從CAN子網(wǎng)、星形子網(wǎng)、無線子網(wǎng)接收廣播數(shù)據(jù)，并對來自不同網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)分別進(jìn)行緩存；對于這些緩存的數(shù)據(jù)，收發(fā)節(jié)點(diǎn)按照事先在節(jié)點(diǎn)中配置的優(yōu)先級進(jìn)行輸出播放；只有在全部高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)輸出播放完畢，才播放低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)；來自不同網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)的輸出播放的優(yōu)先級自高到低依次為
(一)輸出播放來自CAN子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)；
(二)輸出播放來自星形子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)；
(三)輸出播放來自無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)。
收發(fā)節(jié)點(diǎn)提供對來自多個網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)功能時(shí)，收發(fā)節(jié)點(diǎn)對來自不同網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)分別進(jìn)行緩存，對于這些緩存的數(shù)據(jù)，收發(fā)節(jié)點(diǎn)按照以下次序進(jìn)行輪詢轉(zhuǎn)發(fā)
(一)本地音頻輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到CAN子網(wǎng)；
(二)將來自星形子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至CAN子網(wǎng)；
(三)將來自無線子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至CAN子網(wǎng)；
(四)本地音頻輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到無線子網(wǎng)；
(五)本地音頻輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到星形子網(wǎng)；
(六)將來自星形子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至無線子網(wǎng)；
(七)將來自CAN子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至星形子網(wǎng)；
(八)將來自無線子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至星形子網(wǎng)。在該系統(tǒng)的收發(fā)節(jié)點(diǎn)在CAN子網(wǎng)中傳輸?shù)腃AN數(shù)據(jù)幀包含信息功能標(biāo)識、幀類型、幀序號、目標(biāo)CAN節(jié)點(diǎn)地址、源CAN節(jié)點(diǎn)標(biāo)識；信息功能標(biāo)識比特位為IDO - ID2這3個比特；幀類型比特位為ID3 - ID4這2個比特；巾貞序號比特位為ID5 -ID8這4個比特；ID28-ID19這10個比特為源節(jié)點(diǎn)通信地址比特位，ID18-ID9這10個比特為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)通信地址比特位；節(jié)點(diǎn)通信地址范圍從O到1014，其中O為全局廣播目標(biāo)CAN節(jié)點(diǎn)地址。在該系統(tǒng)中，收發(fā)節(jié)點(diǎn)在星形子網(wǎng)中使用UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播協(xié)議及使用廣播IP地址進(jìn)行廣播數(shù)據(jù)的收發(fā)；收發(fā)節(jié)點(diǎn)傳送UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播所使用的IP數(shù)據(jù)報(bào)中，服務(wù)類型ToS字段使用DSCP優(yōu)先級。收發(fā)節(jié)點(diǎn)在星形子網(wǎng)中使用UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播協(xié)議及使用廣播IP地址進(jìn)行廣播數(shù)據(jù)的收發(fā)；收發(fā)節(jié)點(diǎn)傳送UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播所使用的IP數(shù)據(jù)報(bào)中，服務(wù)類型ToS字段使用DSCP優(yōu)先級。服務(wù)類型ToS字段中的DSCP字段的值為二進(jìn)制的101110 ;選項(xiàng)字段內(nèi)容為時(shí)間戳，包含有2比特的業(yè)務(wù)類型字段、30比特的本次廣播數(shù)據(jù)起始時(shí)間戳字段，其中包含4比特年信息、4比特月信息、5比特日信息、5比特小時(shí)信息、6比特分鐘信息、6比特秒信息。本發(fā)明的有益效果是該系統(tǒng)在以太網(wǎng)、CAN總線、無線局域網(wǎng)三種不同的傳輸鏈路的混合組網(wǎng)中使用同一類型的收發(fā)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，簡化了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成，從而降低了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)、調(diào)整、優(yōu)化的難度。同時(shí)，在不同類型的傳輸鏈路之間，通過配置使得只有其中一條鏈路中的唯一的收發(fā)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)完成廣播數(shù)據(jù)在這兩條不同類型的傳輸鏈路之間的轉(zhuǎn)發(fā)，由此避免出現(xiàn)存在廣播傳輸環(huán)路而導(dǎo)致“廣播風(fēng)暴”。此外，該系統(tǒng)使用了基于數(shù)據(jù)報(bào)廣播的數(shù)據(jù)傳輸，包括在以太網(wǎng)中使用UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播，而在CAN總線中也是使用了數(shù)據(jù)幀的廣播傳輸。其中，在m)P數(shù)據(jù)報(bào)廣播中采用IP優(yōu)先級技術(shù)和以太網(wǎng)交換機(jī)QoS配置作為保障數(shù)據(jù)廣播收發(fā)具備可靠性和實(shí)時(shí)性的技術(shù)手段，從而在將UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播用于構(gòu)建數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)以充分利用UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播所提供的優(yōu)勢的同時(shí)，還可以獲得數(shù)據(jù)廣播收發(fā)具有足夠的可靠性和實(shí)時(shí)性。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明原理框 圖2是收發(fā)節(jié)點(diǎn)原理框 圖3是UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播所使用的IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式圖；
圖4是CAN數(shù)據(jù)幀的格式圖。
具體實(shí)施例方式使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)從系統(tǒng)構(gòu)成、收發(fā)節(jié)點(diǎn)、UDP廣播數(shù)據(jù)報(bào)文和以太網(wǎng)交換機(jī)QoS配置四個部分進(jìn)行具體闡述。一、系統(tǒng)構(gòu)成
如附圖I所示，使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)由主機(jī)服務(wù)器、星形子網(wǎng)、無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)、供電線路構(gòu)成。其中，星形子網(wǎng)由以太網(wǎng)交換機(jī)、以太網(wǎng)線(以下簡稱網(wǎng)線)、收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成；無線子網(wǎng)由無線路由器及其無線局域網(wǎng)、網(wǎng)線構(gòu)成。CAN子網(wǎng)由CAN總線、收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。可以看出，這一系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)采用了有線以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、CAN總線三種不同的傳輸鏈路進(jìn)行混合組網(wǎng)。該系統(tǒng)中的各收發(fā)節(jié)點(diǎn)通過星形子網(wǎng)、無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)建立互連互通，實(shí)現(xiàn)廣播數(shù)據(jù)傳輸。在該系統(tǒng)的每一星形子網(wǎng)中，每個收發(fā)節(jié)點(diǎn)首先連接到星形子網(wǎng)網(wǎng)線，再經(jīng)由網(wǎng)線匯聚到同一星形子網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機(jī)，后者匯聚連接同一星形子網(wǎng)中的全部收發(fā)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)完成對這些收發(fā)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)、交換，如圖I中的例Al、例A2、例A3所示。系統(tǒng)中的各個星形子網(wǎng)內(nèi)的以太網(wǎng)交換機(jī)之間通過網(wǎng)線的連接，實(shí)現(xiàn)星形子網(wǎng)之間的互連互通，如圖I中的例A2、例A3所示。在使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，主機(jī)服務(wù)器也是借助于連接到星形子網(wǎng)以及星形子網(wǎng)之間的互連互通，實(shí)現(xiàn)與全部星形子網(wǎng)中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的互連互通。在CAN子網(wǎng)中，每個收發(fā)節(jié)點(diǎn)連接到CAN子網(wǎng)的CAN總線上，通過CAN總線與同一 CAN子網(wǎng)中的其它連接到CAN總線上的收發(fā)節(jié)點(diǎn)建立互連互通，通過CAN總線進(jìn)行廣播數(shù)據(jù)傳輸，如圖I中的例Cl、例C2所示。每一 CAN子網(wǎng)都存在與一個星形子網(wǎng)(如圖I中的例Cl)或無線子網(wǎng)(如圖I中的例C2)重疊覆蓋的區(qū)域，在該區(qū)域，CAN子網(wǎng)中會存在有一個或多個收發(fā)節(jié)點(diǎn)同時(shí)連接到CAN子網(wǎng)和星形子網(wǎng)(如圖I例Cl中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)1)，或同時(shí)連接到CAN子網(wǎng)和無線子網(wǎng)(如圖I例C2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)3)。通過對上述這種收發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，使得這些節(jié)點(diǎn)中的唯一一個負(fù)責(zé)提供將廣播數(shù)據(jù)在CAN子網(wǎng)與星形子網(wǎng)(如圖I例Cl中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)I)中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，或在CAN子網(wǎng)與無線子網(wǎng)(如圖I例C2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)3)中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的功能，即將來自CAN子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)中，以及將來自星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到CAN子網(wǎng)中的其它收發(fā)節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，該收發(fā)節(jié)點(diǎn)還負(fù)責(zé)完成將接收到的來自CAN子網(wǎng)或星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)傳送給該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻解碼器及音頻輸出設(shè)備進(jìn)行處理，并將該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻輸入設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)作為廣播數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送到CAN子網(wǎng)和星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)。上述對收發(fā)節(jié)點(diǎn)的配置，可以在組網(wǎng)前對各個收發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行事先配置，并且，在組網(wǎng)完成后，主機(jī)服務(wù)器可通過網(wǎng)絡(luò)對相關(guān)的收發(fā)節(jié)點(diǎn)的配置進(jìn)行修改和調(diào)整，更換用于提供上述廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能的收發(fā)節(jié)點(diǎn)。在使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，主機(jī)服務(wù)器也是借助于星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)與CAN子網(wǎng)之間的互連互通，實(shí)現(xiàn)與后者中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的互連互通。在不具備星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)的區(qū)域，使用無線路由器的 無線中繼模式功能構(gòu)成該系統(tǒng)的無線子網(wǎng)進(jìn)行無線傳輸，如圖I中的例W1、例W2所示。無線中繼模式功能是當(dāng)前所有無線路由器基本上必備的一項(xiàng)功能。無線子網(wǎng)使用多個無線路由器的無線中繼模式功能構(gòu)成無線信號傳輸鏈路進(jìn)行無線信號傳輸，在無線子網(wǎng)的無線傳輸鏈路中，該鏈路中的后一個無線路由器(如圖I例W2中無線路由器R)接收該鏈路中的前一個無線路由器(如圖I例Wl中無線路由器T)的無線信號進(jìn)行信號整形和放大，然后用無線信號進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)并形成以該無線路由器為中心的無線局域網(wǎng)覆蓋。無線傳輸鏈路中的每一個無線路由器也同時(shí)作為無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)，后者通過收發(fā)無線信號形成無線局域網(wǎng)覆蓋，處于該無線局域網(wǎng)覆蓋中的無線設(shè)備可與該無線路由器之間通過無線信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。上述有關(guān)無線中繼模式功能的描述，以及使用無線中繼模式功能的無線路由器同時(shí)作為無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)的描述，是無線路由器的基本常識，具體內(nèi)容可以參見市面上大多數(shù)無線路由器的使用說明書或手冊。每一無線子網(wǎng)都存在與星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域。在與星形子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域，每一無線子網(wǎng)至少存在有一個無線路由器(如圖I例Wl中無線路由器T)與星形子網(wǎng)建立有線互連互通，這些無線路由器的WAN 口通過網(wǎng)線連接到星形子網(wǎng)。通過對這些無線路由器進(jìn)行配置，使得這些無線路由器中的一個(如圖I例Wl中無線路由器T)負(fù)責(zé)提供將廣播數(shù)據(jù)在無線子網(wǎng)和星形子網(wǎng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的功能，即將來自無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到星形子網(wǎng)中，以及將來自星形子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到無線子網(wǎng)。每一個收發(fā)節(jié)點(diǎn)都裝有無線局域網(wǎng)通信模塊，當(dāng)其處于某一無線子網(wǎng)的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，可與該無線子網(wǎng)之間通過無線信號進(jìn)行廣播數(shù)據(jù)傳輸，如圖I例C2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)3。對于每一無線子網(wǎng)，都存在一個或多個收發(fā)節(jié)點(diǎn)，后者或者是處于星形子網(wǎng)與該無線子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域(如圖I例A2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)4)，或者是處于CAN子網(wǎng)與該無線子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域(如圖I例C2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)3)。當(dāng)這些收發(fā)節(jié)點(diǎn)所在的星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)不具備與其它星形子網(wǎng)之間的互連互通時(shí)，通過對這些收發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，使得這些節(jié)點(diǎn)中的一個負(fù)責(zé)提供將廣播數(shù)據(jù)在該無線子網(wǎng)與其所在的星形子網(wǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)(如圖I例A2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)4)，或在該無線子網(wǎng)與其所在的CAN子網(wǎng)中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)(如圖I例C2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)3)的功能，即將來自其所在的星形子網(wǎng)(如圖I例A2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)4)或CAN子網(wǎng)(如圖I例C2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)3)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到該無線子網(wǎng)中，將來自該無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其所在的星形子網(wǎng)(如圖I例A2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)4)或CAN子網(wǎng)(如圖I例C2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)3)。同時(shí)，該收發(fā)節(jié)點(diǎn)還負(fù)責(zé)完成將接收到的來自無線子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)以及星形子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)傳送給該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻解碼器及音頻輸出設(shè)備進(jìn)行處理，并將該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻輸入設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)作為廣播數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送到無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)(如圖I例C2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)3)或星形子網(wǎng)(如圖I例A2中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)4)。上述對收發(fā)節(jié)點(diǎn)的配置，可以在組網(wǎng)前對各個收發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行事先配置，并且，在組網(wǎng)完成后，主機(jī)服務(wù)器可通過網(wǎng)絡(luò)對相關(guān)的收發(fā)節(jié)點(diǎn)的配置進(jìn)行修改和調(diào)整，更換用于提供上述廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能的收發(fā)節(jié)點(diǎn)。在使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，主機(jī)服務(wù)器也是借助于無線子網(wǎng)與CAN子網(wǎng)及星形子網(wǎng)之間的互連互通，實(shí)現(xiàn)與無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)、星形子網(wǎng)中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的互連互通。為避免形成廣播風(fēng)暴，在使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，對于以下的每兩種不同類型的、具有重疊覆蓋區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸鏈路之間，通過對收發(fā) 節(jié)點(diǎn)的配置，限定在其之間只存在一個收發(fā)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)提供廣播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)功能
(1)某一無線子網(wǎng)與對其具有重疊覆蓋區(qū)域的一個CAN子網(wǎng)之間；
(2)某一無線子網(wǎng)與對其具有重疊覆蓋區(qū)域的一個星形子網(wǎng)之間；
(3)一個CAN子網(wǎng)與對其具有重疊覆蓋區(qū)域的一個星形子網(wǎng)之間。在使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，分別將供電線路連接到主機(jī)服務(wù)器、各個星形子網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機(jī)和收發(fā)節(jié)點(diǎn)、各個無線子網(wǎng)的無線路由器、各個CAN子網(wǎng)中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)，給這些設(shè)備供電。二、收發(fā)節(jié)點(diǎn)
在使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，收發(fā)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)提供在無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)、星形子網(wǎng)與本地音頻輸入輸出設(shè)備之間進(jìn)行廣播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)交換功能。如附圖2所示，是本發(fā)明提出的收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成框圖。每一收發(fā)節(jié)點(diǎn)由以下部件構(gòu)成
(1)CPU核心模塊，內(nèi)含CPU處理器、以太網(wǎng)通信接口、CAN通信接口、無線局域網(wǎng)通信接口、運(yùn)行內(nèi)存、數(shù)據(jù)存儲器、以太網(wǎng)通信控制器、CAN通信控制器、音頻編碼器輸出接口、音頻解碼器輸入接口；
(2)通信模塊，包括以太網(wǎng)收發(fā)器、CAN收發(fā)器、無線局域網(wǎng)通信模塊；
(3 )天線接口連接器，用于連接無線局域網(wǎng)通信模塊與該模塊的天線；
(4)網(wǎng)口連接器，用于連接以太網(wǎng)收發(fā)器與網(wǎng)線；
(5)CAN 口連接器，用于連接CAN收發(fā)器與CAN總線；
(6)電源管理模塊，內(nèi)含電源管理器、CPU模塊供電管理單元、通信模塊供電管理單元、外設(shè)供電管理單元；
(7)音頻編解碼器，負(fù)責(zé)完成音頻信號采集及音頻編碼、音頻解碼及音頻輸出功能。音頻編解碼器包含有音頻編碼器輸入端、音頻編碼器輸出端、音頻解碼器輸入端、音頻解碼器輸出端；
(8)本地音頻輸入設(shè)備；
(9)本地音頻輸出驅(qū)動器；
(10)本地音頻輸出設(shè)備。CPU核心模塊內(nèi)的以太網(wǎng)通信控制器主要提供以太網(wǎng)協(xié)議的物理層和鏈路層功能，并通過以太網(wǎng)通信接口連接并控制以太網(wǎng)收發(fā)器完成以太網(wǎng)傳輸信號的收發(fā)。以太網(wǎng)通信控制器與CPU處理器之間具有通信總線的連接，通過該通信總線完成以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的收發(fā)。CPU核心模塊內(nèi)的CAN通信控制器主要提供CAN總線協(xié)議的物理層和鏈路層功能，并通過CAN通信接口連接并控制CAN收發(fā)器完成CAN總線傳輸信號的收發(fā)。CAN通信控制器與CPU處理器之間具有通信總線的連接，通過該通信總線完成CAN總線傳輸數(shù)據(jù)的收發(fā)。(PU處理器通過無線局域網(wǎng)通信接口連接無線局域網(wǎng)通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，并控制無線局域網(wǎng)通信模塊完成無線局域網(wǎng)信號的收發(fā)。完整的無線局域網(wǎng)通信協(xié)議由無線局域網(wǎng)通信模塊實(shí)現(xiàn)，包括數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)、模擬調(diào)制解調(diào)、射頻信號的調(diào)制解調(diào)及收發(fā)。(PU處理器只負(fù)責(zé)完成廣播數(shù)據(jù)的傳輸。在CPU核心模塊中，CPU處理器還與運(yùn)行內(nèi)存、數(shù)據(jù)存儲器之間通過地址總線、數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接并完成數(shù)據(jù)訪問和存儲。無線局域網(wǎng)通信模塊的射頻信號收發(fā)的輸入輸出端通過天線接口連接器連接到該模塊的天線。CAN收發(fā)器經(jīng)由CAN 口連接器與CAN總線相連；以太網(wǎng)收發(fā)器經(jīng)由網(wǎng)口連接器與網(wǎng)線相連。 音頻編碼器輸入端與本地音頻輸入設(shè)備相連，用于采集本地音頻輸入信號，音頻編碼器輸出端通過CPU核心模塊的音頻編碼器輸出接口連接到CPU處理器，用于將音頻編碼器輸出的完成編碼的數(shù)字化音頻數(shù)據(jù)輸出給CPU處理器，再由CPU處理器通過通信接口發(fā)送到相應(yīng)的通信模塊。音頻解碼器輸入端通過CPU核心模塊的音頻解碼器輸入接口連接到CPU處理器，CPU處理器通過該接口將來自通信模塊的廣播數(shù)據(jù)輸出到音頻解碼器輸入端，音頻解碼器輸出端連接到本地音頻輸出驅(qū)動器，用于音頻解碼器輸出的完成解碼的模擬音頻信號輸出到本地音頻輸出驅(qū)動器及本地音頻輸出設(shè)備。電源管理模塊負(fù)責(zé)將收發(fā)節(jié)點(diǎn)外部的供電電源電壓轉(zhuǎn)換成可供收發(fā)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部各個部件直接使用的電源電壓。電源管理模塊的電源管理器的輸入端連接到外部的供電電源電壓，其輸出端連接到電源管理模塊的CPU模塊供電管理單元、通信模塊供電管理單元、夕卜設(shè)供電管理單元的輸入端。CPU模塊供電管理單元的輸出端分別連接到CPU核心模塊內(nèi)各個組成單元，為CPU核心模塊內(nèi)各個組成單元提供電源電壓。通信模塊供電管理單元的輸出端分別連接到各個通信模塊各個組成單元，為通信模塊內(nèi)各個組成單元提供電源電壓。外設(shè)供電管理單元的輸出端分別連接到音頻編解碼器、本地音頻輸出驅(qū)動器，為音頻編解碼器、本地音頻輸出驅(qū)動器提供電源電壓。收發(fā)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)從不同網(wǎng)絡(luò)(CAN子網(wǎng)、星形子網(wǎng)、無線子網(wǎng))接收廣播數(shù)據(jù)時(shí)，并對來自不同網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)分別進(jìn)行緩存。對于這些緩存的數(shù)據(jù)，收發(fā)節(jié)點(diǎn)按照事先在節(jié)點(diǎn)中配置的優(yōu)先級進(jìn)行輸出播放。只有在全部高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)輸出播放完畢，才播放低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)。來自不同網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)的輸出播放的優(yōu)先級自高到低依次為
(I)輸出播放來自CAN子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)；
(2 )輸出播放來自星形子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)；
(3 )輸出播放來自無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)。當(dāng)一個收發(fā)節(jié)點(diǎn)還負(fù)責(zé)提供對來自多個網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)功能時(shí)，收發(fā)節(jié)點(diǎn)對來自不同網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)分別進(jìn)行緩存。對于這些緩存的數(shù)據(jù)，收發(fā)節(jié)點(diǎn)按照以下次序進(jìn)行輪詢轉(zhuǎn)發(fā)(1)本地音頻輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到CAN子網(wǎng)；
(2)將來自星形子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至CAN子網(wǎng)；
(3)將來自無線子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至CAN子網(wǎng)；
(4)本地音頻輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到無線子網(wǎng)；
(5)本地音頻輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到星形子網(wǎng)；
(6)將來自星形子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至無線子網(wǎng)；
(7)將來自CAN子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至星形子網(wǎng)；
(8)將來自無線子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至星形子網(wǎng)。每一個收發(fā)節(jié)點(diǎn)的CPU核心模塊中都保存有一個獨(dú)特的CAN地址。CPU核心模塊 使用這個CAN地址作為自身的CAN設(shè)備地址，也即源CAN節(jié)點(diǎn)標(biāo)識，用以通過CAN收發(fā)器及CAN總線收發(fā)廣播數(shù)據(jù)。使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中的CAN數(shù)據(jù)幀的格式如圖4所示。收發(fā)節(jié)點(diǎn)使用CAN2. OB擴(kuò)展幀發(fā)送廣播數(shù)據(jù)。在CAN2.0B的基礎(chǔ)上定義了 CAN報(bào)文ID和消息類型，將CAN標(biāo)識符依次劃分為信息功能標(biāo)識、幀類型、幀序號、目標(biāo)CAN節(jié)點(diǎn)地址、源CAN節(jié)點(diǎn)標(biāo)識。信息功能標(biāo)識比特位為IDO - ID2這3個比特。幀類型比特位為ID3 -ID4這2個比特。幀序號比特位為ID5 -ID8這4個比特。ID28-ID19這10個比特為源節(jié)點(diǎn)通信地址比特位，ID18-ID9這10個比特為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)通信地址比特位。節(jié)點(diǎn)通信地址范圍從O到1014 (最高7位ID28-ID22不能全為隱性位“ 1”)，因此，最多可有1014個節(jié)點(diǎn)，O為全局廣播通信地址。在使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，CAN子網(wǎng)使用O作為目標(biāo)CAN節(jié)點(diǎn)地址，在CAN子網(wǎng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)廣播。信息功能標(biāo)識比特位的定義分為0為廣播，I為數(shù)據(jù)，2為控制。幀類型比特位的定義分為0為有后續(xù)分幀，I為無后續(xù)分幀，2為多幀非結(jié)束幀，3為多幀結(jié)束幀。DLC3 DLCO表示該幀中數(shù)據(jù)字節(jié)的長度，范圍O 8。FF: O表示為標(biāo)準(zhǔn)格式巾貞，I表示為擴(kuò)展格式巾貞；
RTR: O表示為數(shù)據(jù)幀，I表示為遠(yuǎn)程幀；
三、UDP廣播數(shù)據(jù)報(bào)文
在使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，收發(fā)節(jié)點(diǎn)在星形子網(wǎng)中使用UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播協(xié)議及使用廣播IP地址進(jìn)行廣播數(shù)據(jù)的收發(fā)。為此，在該系統(tǒng)中，各個星形子網(wǎng)中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)、各個無線子網(wǎng)的無線路由器以及各個CAN子網(wǎng)中收發(fā)節(jié)點(diǎn)的IP地址和掩碼被配置成處于同一類型網(wǎng)絡(luò)的同一網(wǎng)段內(nèi)。收發(fā)節(jié)點(diǎn)在廣播的UDP數(shù)據(jù)報(bào)中的目標(biāo)IP地址取為廣播IP地址，廣播IP地址的主機(jī)部分全為1，這樣就使得使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中的其它所有收發(fā)節(jié)點(diǎn)都接收并查看該UDP數(shù)據(jù)報(bào)。根據(jù)使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中所有星形子網(wǎng)采用的網(wǎng)絡(luò)類型的不同，收發(fā)節(jié)點(diǎn)在廣播的UDP數(shù)據(jù)報(bào)中使用的廣播IP地址也不同。該系統(tǒng)中星形子網(wǎng)可根據(jù)實(shí)際需要，使用A類、B類、C類網(wǎng)絡(luò)IP地址中的一種。C類網(wǎng)絡(luò)192. 168. I. O的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為255. 255. 255. 0，其廣播地址為192. 168. I. 255，其主機(jī)部分為十進(jìn)制數(shù)255或二進(jìn)制數(shù)11111111 (全為I)；B類網(wǎng)絡(luò)172. 16. O. O的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為255. 255. 0.0,其廣播地址為172. 16. 255. 255 ；
A類網(wǎng)絡(luò)10. O. O. O的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為255. O. O. 0，其廣播地址為10. 255. 255. 255。在以太網(wǎng)幀中，必須包含與廣播IP地址對應(yīng)的廣播MAC地址。廣播MAC地址長48位，其十六進(jìn)制表示為FF-FF-FF-FF-FF-FF。使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中的UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播所使用的IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式如圖3所示。本設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)的IP協(xié)議使用選項(xiàng)字段，IP報(bào)頭長度為24字節(jié)。版本號該字段長度4比特，標(biāo)識采用的IP協(xié)議的版本號，在收發(fā)節(jié)點(diǎn)收發(fā)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)中，該字段的值為4，即使用IPv4。
頭長度該字段長度為4比特，指的是IP報(bào)頭長度，以32比特為單位，包括選項(xiàng)部分的長度。在收發(fā)節(jié)點(diǎn)收發(fā)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)中，該字段的值為6。服務(wù)類型ToS (Type of Service)字段該字段長度為8比特。在收發(fā)節(jié)點(diǎn)收發(fā)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)中，使用DSCP (Differentiated Services Code Point,區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn))優(yōu)先級。Internet 工程任務(wù)組(Internet Engineering Task Force) IETF 在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 RFC2474 (Request For Comments (RFC))中對TOS進(jìn)行了重新的定義,將ToS字段中的最高的6個有效位定義成DSCP，取值范圍為O 63，最低兩位保留。在收發(fā)節(jié)點(diǎn)收發(fā)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)中，TOS的高六位定義成DSCP。在收發(fā)節(jié)點(diǎn)收發(fā)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)中，DSCP字段的值為二進(jìn)制的101110 (十進(jìn)制的46)。整個ToS字段的值為184 (二進(jìn)制的10111000，十六進(jìn)制的0xB8)
數(shù)據(jù)報(bào)長度該字段長度為16比特，是指整個IP數(shù)據(jù)報(bào)的長度，以字節(jié)為單位。數(shù)據(jù)報(bào)最大長度65535字節(jié)
標(biāo)識該字段長度為16比特，唯一的標(biāo)識主機(jī)發(fā)送的每一份數(shù)據(jù)報(bào)，通常每發(fā)送一份報(bào)文它的值就會加I。該字段和標(biāo)志字段和片偏移字段聯(lián)合使用，對較大的上層數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分段(fragment)操作。路由器將一個報(bào)拆分后，所有拆分開的小包被標(biāo)記相同的值，以便目的端設(shè)備能夠區(qū)分哪個包屬于被拆分開的報(bào)的一部分。標(biāo)志該字段長度為3比特，主要是用來對IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分片和重組。該字段第一位不使用。第二位是DF (Don’t Fragment)位,DF位設(shè)為I時(shí)表明路由器不能對該上層數(shù)據(jù)報(bào)分段。如果一個上層數(shù)據(jù)報(bào)無法在不分段的情況下進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，則路由器會丟棄該上層數(shù)據(jù)報(bào)并返回一個錯誤信息。第三位是MF (More Fragments)位，當(dāng)路由器對一個上層數(shù)據(jù)報(bào)分段，則路由器會在除了最后一個分段的IP報(bào)的報(bào)頭中將MF位設(shè)為I。片偏移該字段長度為13比特，片偏移字段指的是該片報(bào)文偏移原始數(shù)據(jù)報(bào)開始處的位置。另外，當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)被分片后，每個片的數(shù)據(jù)報(bào)長度要改為該片的長度值。最后，標(biāo)志字段中有I位稱作“不分片”位。如果將此位置位，則將不對數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分片。生存期(TTL):該字段長度為8比特，生存時(shí)間字段設(shè)置了數(shù)據(jù)報(bào)可以經(jīng)過的最多路由器數(shù)。它指定了數(shù)據(jù)報(bào)的生存時(shí)間。在收發(fā)節(jié)點(diǎn)收發(fā)的UDP數(shù)據(jù)報(bào)中，，TTL的初始值設(shè)置為N (16〈N〈64)，一旦經(jīng)過一個處理它的路由器，它的值就減去一定值。當(dāng)該字段的值為O時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)就被丟棄，并發(fā)送ICMP報(bào)文通知源主機(jī)。該字段用于防止無用數(shù)據(jù)報(bào)一直存在網(wǎng)絡(luò)中。
協(xié)議類型該字段長度為8比特，用來對數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行分用，根據(jù)它來識別是哪個高層協(xié)議向IP傳送數(shù)據(jù)。如I表示ICMP協(xié)議，6表示TCP協(xié)議，17表示UDP協(xié)議等。在收發(fā)節(jié)點(diǎn)收發(fā)的m)P數(shù)據(jù)報(bào)中，該字段的值為17。頭部校驗(yàn)和該字段長度為16比特，是根據(jù)IP報(bào)頭計(jì)算的校驗(yàn)和碼。它不對報(bào)頭后面的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。ICMP，IGMPjUDP和TCP在它們各自的報(bào)頭中均含有同時(shí)覆蓋報(bào)頭和數(shù)據(jù)校驗(yàn)和碼。每一份IP數(shù)據(jù)報(bào)都包含源IP地址和目的IP地址。它們都是32位的值。選項(xiàng)該字段長度32比特，定義為時(shí)間戳。包含有業(yè)務(wù)類型(數(shù)據(jù)廣播)字段2比特、本次廣播數(shù)據(jù)起始時(shí)間戳字段30比特，包含年(4比特)、月(4比特)、日(5比特)、小時(shí)(5比特)、分鐘(6比特)、秒(6比特)。對于同一收發(fā)節(jié)點(diǎn)連續(xù)輸出的廣播數(shù)據(jù)，只要本地廣播數(shù)據(jù)流內(nèi)未出現(xiàn)間隔高于Is的間斷，都被看做是同一起始時(shí)間的、連續(xù)的廣播數(shù)據(jù)，這些連續(xù)的廣播數(shù)據(jù)被封裝的UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播報(bào)文的廣播數(shù)據(jù)起始時(shí)間戳字段內(nèi)容相同。 四、以太網(wǎng)交換機(jī)QoS配置
在使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)中，各形子網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機(jī)通過QoS (Quality of Service,服務(wù)質(zhì)量)配置,支持對流入以太網(wǎng)交換機(jī)的IP數(shù)據(jù)報(bào)文的優(yōu)先級信任。當(dāng)以太網(wǎng)交換機(jī)通過QoS配置支持優(yōu)先級信任時(shí)，其將會根據(jù)流入以太網(wǎng)交換機(jī)的IP報(bào)文中的DSCP字段值，為流入的每一 IP報(bào)文配置不同的優(yōu)先級，放入相應(yīng)優(yōu)先級的端口輸出隊(duì)列中。以太網(wǎng)交換機(jī)共支持N (N 3 4)個隊(duì)列，隊(duì)列I為最低優(yōu)先級，隊(duì)列N為最高優(yōu)先級
QoS是用來解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問題的一種技術(shù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時(shí)，QoS能確保重要業(yè)務(wù)量不受延遲或丟棄，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，必須解決多個報(bào)文同時(shí)競爭使用資源的問題，各形子網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機(jī)采用諸如加權(quán)輪詢調(diào)度算法WRR (Weighted Round Robin)或高優(yōu)先級隊(duì)列加權(quán)輪詢調(diào)度算法HQ-WRR (High-PriorityQueueing WRR)對各端口的輸出隊(duì)列進(jìn)行隊(duì)列調(diào)度。以太網(wǎng)交換機(jī)的端口共支持N個輸出隊(duì)列，每個隊(duì)列具有不同的發(fā)送優(yōu)先級。在發(fā)送時(shí)，以太網(wǎng)交換機(jī)根據(jù)QoS配置使用WRR或HQ-WRR對各端口的隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度，按照優(yōu)先級，自高到低進(jìn)行報(bào)文的輪循轉(zhuǎn)發(fā)，優(yōu)先保證高優(yōu)先級隊(duì)列的報(bào)文先發(fā)送出去。通過采用上述QoS配置，各形子網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機(jī)會根據(jù)數(shù)據(jù)廣播報(bào)文中的DSCP字段，將數(shù)據(jù)廣播報(bào)文放入高優(yōu)先級的端口輸出隊(duì)列中發(fā)送，避免了數(shù)據(jù)廣播報(bào)文由于網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞受到延遲或丟棄。上述有關(guān)以太網(wǎng)交換機(jī)通過QoS配置支持優(yōu)先級信任的描述，以及根據(jù)QoS配置對各端口的隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度的描述，是有關(guān)以太網(wǎng)交換機(jī)的基本常識，具體內(nèi)容可以參見市面上大多數(shù)以太網(wǎng)交換機(jī)的使用說明書或手冊。上述實(shí)施例雖然對本發(fā)明作了比較詳細(xì)的說明，但是這些說明，只是對本發(fā)明的簡單說明，而不是對本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，其特征為該系統(tǒng)由主機(jī)服務(wù)器、星形子網(wǎng)、無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)、供電線路構(gòu)成；其中，星形子網(wǎng)由以太網(wǎng)交換機(jī)、網(wǎng)線、收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成；無線子網(wǎng)由無線路由器及其無線局域網(wǎng)、網(wǎng)線構(gòu)成；CAN子網(wǎng)由CAN總線、收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成； 所述的收發(fā)節(jié)點(diǎn)由以下部件構(gòu)成 (1)CPU核心模塊，內(nèi)含CPU處理器、以太網(wǎng)通信接口、CAN通信接口、無線局域網(wǎng)通信接口、運(yùn)行內(nèi)存、數(shù)據(jù)存儲器、以太網(wǎng)通信控制器、CAN通信控制器、音頻編碼器輸出接口、音頻解碼器輸入接口； (2)通信模塊，包括以太網(wǎng)收發(fā)器、CAN收發(fā)器、無線局域網(wǎng)通信模塊； (3)天線接口連接器，用于連接無線局域網(wǎng)通信模塊與該模塊的天線； (4)網(wǎng)口連接器，用于連接以太網(wǎng)收發(fā)器與網(wǎng)線； (5)CAN 口連接器，用于連接CAN收發(fā)器與CAN總線； (6)電源管理模塊，內(nèi)含電源管理器、CPU模塊供電管理單元、通信模塊供電管理單元、外設(shè)供電管理單元； (7)音頻編解碼器，負(fù)責(zé)完成音頻信號采集及音頻編碼、音頻解碼及音頻輸出功能；音頻編解碼器包含有音頻編碼器輸入端、音頻編碼器輸出端、音頻解碼器輸入端、音頻解碼器輸出端； (8)本地音頻輸入設(shè)備； (9)本地音頻輸出驅(qū)動器； (10)本地音頻輸出設(shè)備； 收發(fā)節(jié)點(diǎn)中各部件的連接如下CPU核心模塊中的以太網(wǎng)通信控制器通過以太網(wǎng)通信接口連接并控制以太網(wǎng)收發(fā)器完成以太網(wǎng)傳輸信號的收發(fā)；以太網(wǎng)通信控制器通過通信總線與CPU處理器連接，通過該通信總線完成以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的收發(fā);CPU核心模塊中的CAN通信控制器通過CAN通信接口連接并控制CAN收發(fā)器完成CAN總線傳輸信號的收發(fā)；CAN通信控制器通過通信總線與CPU處理器連接，通過該通信總線完成CAN總線傳輸數(shù)據(jù)的收發(fā)；CPU處理器通過無線局域網(wǎng)通信接口連接無線局域網(wǎng)通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，并控制無線局域網(wǎng)通信模塊完成無線局域網(wǎng)信號的收發(fā)；CPU處理器還與運(yùn)行內(nèi)存、數(shù)據(jù)存儲器之間通過地址總線、數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接并完成數(shù)據(jù)訪問和存儲；無線局域網(wǎng)通信模塊的射頻信號收發(fā)的輸入輸出端通過天線接口連接器連接到該模塊的天線；CAN收發(fā)器經(jīng)由CAN 口連接器與CAN總線相連；以太網(wǎng)收發(fā)器經(jīng)由網(wǎng)口連接器與網(wǎng)線相連； 音頻編碼器輸入端與本地音頻輸入設(shè)備相連，用于采集本地音頻輸入信號，音頻編碼器輸出端通過CPU核心模塊的音頻編碼器輸出接口連接到CPU處理器，用于將音頻編碼器輸出的完成編碼的數(shù)字化音頻數(shù)據(jù)輸出給CPU處理器，再由CPU處理器通過通信接口發(fā)送到相應(yīng)的通信模塊；音頻解碼器輸入端通過CPU核心模塊的音頻解碼器輸入接口連接到CPU處理器，CPU處理器通過該接口將來自通信模塊的廣播數(shù)據(jù)輸出到音頻解碼器輸入端，音頻解碼器輸出端連接到本地音頻輸出驅(qū)動器，用于音頻解碼器輸出的完成解碼的模擬音頻信號輸出到本地音頻輸出驅(qū)動器及本地音頻輸出設(shè)備； 電源管理模塊中電源管理器的輸入端連接到外部的供電電源電壓，其輸出端分別連接CPU模塊供電管理單元、通信模塊供電管理單元、外設(shè)供電管理單元的輸入端；CPU模塊供電管理單元的輸出端分別連接到CPU核心模塊內(nèi)各個組成單元，為CPU核心模塊內(nèi)各個組成單元提供電源電壓；通信模塊供電管理單元的輸出端分別連接到各個通信模塊各個組成單元，為通信模塊內(nèi)各個組成單元提供電源電壓；外設(shè)供電管理單元的輸出端分別連接到音頻編解碼器、本地音頻輸出驅(qū)動器，為音頻編解碼器、本地音頻輸出驅(qū)動器提供電源電壓； 在該系統(tǒng)中，主機(jī)服務(wù)器借助于無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)、星形子網(wǎng)之間的互連互通，實(shí)現(xiàn)與無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)、星形子網(wǎng)中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的互連互通；每兩種不同類型的、具有重疊覆蓋區(qū)域的數(shù)據(jù)傳輸鏈路之間，通過對收發(fā)節(jié)點(diǎn)的配置，限定在其之間只存在一個收發(fā)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)提供廣播數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)功能； 在該系統(tǒng)中，在組網(wǎng)前對各個收發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行事先配置，在組網(wǎng)完成后，主機(jī)服務(wù)器可通過網(wǎng)絡(luò)對收發(fā)節(jié)點(diǎn)的配置進(jìn)行修改和調(diào)整，更換用于提供廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能的收發(fā)節(jié)點(diǎn)；供電線路連接到主機(jī)服務(wù)器、各個星形子網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機(jī)和收發(fā)節(jié)點(diǎn)、各個無線子網(wǎng)的無線路由器、各個CAN子網(wǎng)中的收發(fā)節(jié)點(diǎn)，給這些設(shè)備供電。
2.如權(quán)利要求I所述的使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)中各收發(fā)節(jié)點(diǎn)通過星形子網(wǎng)、無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)建立互連互通，實(shí)現(xiàn)廣播數(shù)據(jù)傳輸；相互之間的連接關(guān)系如下 在該系統(tǒng)的每一星形子網(wǎng)中，每個收發(fā)節(jié)點(diǎn)首先連接到星形子網(wǎng)網(wǎng)線，再經(jīng)由網(wǎng)線匯聚到同一星形子網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機(jī)，后者匯聚連接同一星形子網(wǎng)中的全部收發(fā)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)完成對這些收發(fā)節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)、交換；該系統(tǒng)中的各個星形子網(wǎng)內(nèi)的以太網(wǎng)交換機(jī)之間的網(wǎng)線的連接可以實(shí)現(xiàn)星形子網(wǎng)之間的互連互通； 在該系統(tǒng)的CAN子網(wǎng)中，每個收發(fā)節(jié)點(diǎn)連接到CAN子網(wǎng)的CAN總線上，通過CAN總線與同一 CAN子網(wǎng)中的其它連接到CAN總線上的收發(fā)節(jié)點(diǎn)建立互連互通，通過CAN總線進(jìn)行廣播數(shù)據(jù)傳輸；每一 CAN子網(wǎng)都存在與一個星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域，在該區(qū)域，CAN子網(wǎng)中會存在有一個或多個收發(fā)節(jié)點(diǎn)同時(shí)連接到CAN子網(wǎng)和星形子網(wǎng)，或同時(shí)連接到CAN子網(wǎng)和無線子網(wǎng)；通過對上述這種收發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，使得這些節(jié)點(diǎn)中的唯一一個負(fù)責(zé)提供將來自CAN子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)中，以及將來自星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到CAN子網(wǎng)中的其它收發(fā)節(jié)點(diǎn)；同時(shí)，該收發(fā)節(jié)點(diǎn)還負(fù)責(zé)完成將接收到的來自CAN子網(wǎng)或星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)傳送給該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻解碼器及音頻輸出設(shè)備進(jìn)行處理，并將該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻輸入設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)作為廣播數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送到CAN子網(wǎng)和星形子網(wǎng)或無線子網(wǎng)； 在該系統(tǒng)在不具備星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)的區(qū)域，使用無線子網(wǎng)進(jìn)行無線傳輸，每一無線子網(wǎng)都存在與星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域；在與星形子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域，每一無線子網(wǎng)至少存在有一個無線路由器與星形子網(wǎng)建立有線互連互通，即無線路由器的WAN 口通過網(wǎng)線連接到星形子網(wǎng)；通過對無線子網(wǎng)無線路由器進(jìn)行配置，使得無線子網(wǎng)無線路由器中的一個負(fù)責(zé)提供將將來自無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到星形子網(wǎng)中，以及將來自星形子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到無線子網(wǎng)； 對于該系統(tǒng)的每一無線子網(wǎng)，都存在一個或多個收發(fā)節(jié)點(diǎn)，后者或者是處于星形子網(wǎng)與該無線子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域，或者是處于CAN子網(wǎng)與該無線子網(wǎng)重疊覆蓋的區(qū)域，當(dāng)這些收發(fā)節(jié)點(diǎn)所在的星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)不具備與其它星形子網(wǎng)之間的互連互通時(shí)，通過對這些收發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，使得這些節(jié)點(diǎn)中的一個負(fù)責(zé)提供將來自其所在的星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到該無線子網(wǎng)中，將來自該無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其所在的星形子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)；同時(shí)，該收發(fā)節(jié)點(diǎn)還負(fù)責(zé)完成將接收到的來自無線子網(wǎng)或CAN子網(wǎng)以及星形子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)傳送給該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻解碼器及音頻輸出設(shè)備進(jìn)行處理，并將該節(jié)點(diǎn)內(nèi)的本地設(shè)備如音頻輸入設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)作為廣播數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送到無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)或星形子網(wǎng)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)的收發(fā)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)從CAN子網(wǎng)、星形子網(wǎng)、無線子網(wǎng)接收廣播數(shù)據(jù)，并對來自不同網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)分別進(jìn)行緩存；對于這些緩存的數(shù)據(jù)，收發(fā)節(jié)點(diǎn)按照事先在節(jié)點(diǎn)中配置的優(yōu)先級進(jìn)行輸出播放；只有在全部高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)輸出播放完畢，才播放低優(yōu)先級的數(shù)據(jù)；來自不同網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)的輸出播放的優(yōu)先級自高到低依次為 輸出播放來自CAN子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)； 輸出播放來自星形子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)； 輸出播放來自無線子網(wǎng)的廣播數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求I或2所述的使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，其特征是收發(fā)節(jié)點(diǎn)提供對來自多個網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)功能時(shí)，收發(fā)節(jié)點(diǎn)對來自不同網(wǎng)絡(luò)的廣播數(shù)據(jù)分別進(jìn)行緩存，對于這些緩存的數(shù)據(jù)，收發(fā)節(jié)點(diǎn)按照以下次序進(jìn)行輪詢轉(zhuǎn)發(fā) 本地音頻輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到CAN子網(wǎng)； 將來自星形子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至CAN子網(wǎng)； 將來自無線子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至CAN子網(wǎng)； 本地音頻輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到無線子網(wǎng)； 本地音頻輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到星形子網(wǎng)； 將來自星形子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至無線子網(wǎng)； 將來自CAN子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至星形子網(wǎng)； 將來自無線子網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至星形子網(wǎng)。
5.如權(quán)利要求I或2所述的使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，其特征是在該系統(tǒng)的收發(fā)節(jié)點(diǎn)在CAN子網(wǎng)中傳輸?shù)腃AN數(shù)據(jù)幀包含信息功能標(biāo)識、幀類型、幀序號、目標(biāo)CAN節(jié)點(diǎn)地址、源CAN節(jié)點(diǎn)標(biāo)識；信息功能標(biāo)識比特位為IDO - ID2這3個比特；幀類型比特位為ID3 - ID4這2個比特；幀序號比特位為ID5 - ID8這4個比特；ID28-ID19這10個比特為源節(jié)點(diǎn)通信地址比特位，ID18-ID9這10個比特為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)通信地址比特位；節(jié)點(diǎn)通信地址范圍從0到1014，其中0為全局廣播目標(biāo)CAN節(jié)點(diǎn)地址。
6.如權(quán)利要求I或2所述的使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，其特征是收發(fā)節(jié)點(diǎn)在星形子網(wǎng)中使用UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播協(xié)議及使用廣播IP地址進(jìn)行廣播數(shù)據(jù)的收發(fā)；收發(fā)節(jié)點(diǎn)傳送UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播所使用的IP數(shù)據(jù)報(bào)中，服務(wù)類型ToS字段使用DSCP優(yōu)先級。
7.如權(quán)利要求6所述的使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，其特征是服務(wù)類型ToS字段中的DSCP字段的值為二進(jìn)制的101110 ;選項(xiàng)字段內(nèi)容為時(shí)間戳，包含有2比特的業(yè)務(wù)類型字段、30比特的本次廣播數(shù)據(jù)起始時(shí)間戳字段，其中包含4比特年信 息、4比特月信息、5比特日信息、5比特小時(shí)信息、6比特分鐘信息、6比特秒信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用統(tǒng)一收發(fā)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建三種鏈路混合組網(wǎng)的數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)。主機(jī)服務(wù)器、星形子網(wǎng)、無線子網(wǎng)、CAN子網(wǎng)、供電線路構(gòu)成；在以太網(wǎng)、CAN總線、無線局域網(wǎng)三種不同的傳輸鏈路的混合組網(wǎng)中使用同一類型的收發(fā)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。在不同類型的傳輸鏈路之間，通過配置使得只有其中一條鏈路中的唯一的收發(fā)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)完成廣播數(shù)據(jù)在這兩條不同類型的傳輸鏈路之間的轉(zhuǎn)發(fā)。該系統(tǒng)使用了基于數(shù)據(jù)報(bào)廣播的數(shù)據(jù)傳輸。其中，在UDP數(shù)據(jù)報(bào)廣播中采用IP優(yōu)先級技術(shù)和以太網(wǎng)交換機(jī)QoS配置作為保障數(shù)據(jù)廣播收發(fā)具備可靠性和實(shí)時(shí)性的技術(shù)手段。優(yōu)點(diǎn)簡化了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成，從而降低了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)、調(diào)整、優(yōu)化的難度。
文檔編號H04L12/40GK102801592SQ20121030854
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者顧軍, 許曉斌, 趙云, 馬永輝 申請人:徐州中礦大華洋通信設(shè)備有限公司