[发明专利]基于以太网的发送数据的方法、以太网节点及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及数控技术，尤其涉及基于以太网的发送数据的技术。

背景技术

随着以太网技术的飞速发展，越来越多的通信系统都采用以太网这种通 信方式。以太网安装量大，技术成熟，价格低廉，通信速度较其它的传统的 串行通信方式具有较大的优势。

目前，有些控制系统内部也采用以太网这种通信方式，例如，有些数控 系统内部就采用以太网这种通信方式。控制系统包括至少一个控制设备和至 少一个测量执行设备，一个控制设备控制至少一个测量执行设备。

以太网在应用中多采用载波监听多路访问(CSMA/CD)机制进行数据发 送。在实际应用中，控制系统内部的各个节点(包括控制设备和测量执行设 备)监听信道，当信道空闲时，需要发送数据的节点可以发送数据。

但是，如果多个节点同时发送数据，那么就有可能会发生发送数据冲突 (Collision)的现象，进而导致某些节点或所有的需要发送数据的节点发送数 据失败。

对于上述因冲突而产生的问题，现有的一种解决方法是，需要发送数据 的节点一旦发生数据发送冲突的现象，就采用退避方法，即，延迟一段时间 后再尝试发送数据。

然而，发明人在仔细研究上述的解决方法后发现，当需要发送数据的节 点在延迟一段时间后再次尝试发送数据时，可能还会发生发送数据冲突的现 象，这样，需要发送数据的节点还需要再次延迟一段时间后，才能再次尝试 发送数据。如果这种现象一直持续下去的话，那么需要发送数据的节点就会 在相当长的时间内无法发送数据，甚至可能不能确定会在什么时间才能发送 数据。所以，现有的退避方法不能从根本上解决发送数据冲突的问题。

发明内容

本发明提供基于以太网的发送数据的方法、以太网节点及控制系统，用 以从根本上解决发送数据冲突的问题。

一种基于以太网的发送数据的方法，应用于包括多个节点的控制系统中， 所述发送数据的方法包括：第一节点缓存需要发送的数据；如果当前通信宏 周期包括用于第一节点发送数据的时间段，则第一节点在当前通信宏周期内 的用于第一节点发送数据的时间段，发送缓存的数据，如果当前通信宏周期 不包括用于第一节点发送数据的时间段，则第一节点不在当前通信宏周期内 发送缓存的数据，其中，其他节点不在当前通信宏周期内的用于第一节点发 送数据的时间段发送数据，每个通信宏周期的时长都相同，每个通信宏周期 由多个长度固定的时间段组成，并且，每个通信宏周期都包括一个随机时间 段，所述随机时间段由成功申请到占用所述随机时间段的一个节点占用，除 所述随机时间段外，每个通信宏周期内的其他任意一个时间段只能由预先指 定的一个节点占用；

第一节点在发送数据的同时或之后，向第二节点请求占用后一个通信宏 周期内的随机时间段；

如果在所述后一个通信宏周期内获得第二节点允许占用所述后一个通信 宏周期内的随机时间段的响应，则第一节点在所述后一个通信宏周期内的随 机时间段发送数据，并且，如果所述后一个通信宏周期包括用于第一节点发 送数据的时间段，则第一节点还在所述后一个通信宏周期内的用于其发送数 据的时间段发送数据。

一种以太网节点，应用于包括多个以太网节点的控制系统中，所述以太 网节点包括：缓存单元，缓存需要发送的数据；第一判断单元，在缓存单元 缓存需要发送的数据后，判断当前通信宏周期是否包括用于所述以太网节点 发送数据的时间段；数据处理单元，如果第一判断单元判断出当前通信宏周 期包括用于所述以太网节点发送数据的时间段，则数据处理单元在当前通信 宏周期内的用于所述以太网节点发送数据的时间段，发送缓存单元缓存的数 据，如果第一判断单元判断出当前通信宏周期不包括用于以太网节点发送数 据的时间段，则数据处理单元不在当前通信宏周期内发送缓存单元缓存的数 据，其中，其他节点不在当前通信宏周期内的用于所述以太网节点发送数据 的时间段发送数据，并且，每个通信宏周期都包括一个随机时间段，所述随 机时间段由成功申请到占用所述随机时间段的一个节点占用，除所述随机时 间段外，每个通信宏周期内的其他任意一个时间段只能由预先指定的一个节 点占用；

其中，每个通信宏周期的时长都相同，每个通信宏周期由多个长度固定 的时间段组成；

请求单元，用于在数据处理单元发送数据的同时或之后，向第二以太网 节点请求占用后一个通信宏周期内的随机时间段；