[发明专利]一种基于多客户端节点的系统指令权切换方法

说明书

技术领域

本发明属于船舶与海洋工程领域，涉及系统指令权的切换方法，具体涉及一种基于多客户端节点的系统指令权切换方法。

背景技术

船舶与海洋工程设备上的系统种类繁多，需要进行实时监控的包括航行安全、设备安全、货物安全以及生活安全等方面，未来趋势是逐渐形成监控一体化。伴随着船舶与海上作业监控要求的提高，船舶、海洋平台等各类运输与作业平台上监控终端设备的种类与数量也在不断增加。

近年来，冗余技术在船舶与海洋工程领域的广泛应用使得作业平台上的设备与系统的运行可靠性、安全性、生存性得到极大幅度提升。考虑到船舶本身的结构特殊性与运行监控要求，往往会在不同的船舱位置配备多个操作终端，以供船上各类操作与维护工作人员使用，而冗余技术的应用，特别是结构上的冗余或储备使得船上的操作节点种类与数量大大增加。

对于像船舶与海洋工程这种涉及多种操作终端应用的行业，安全切换特别是系统指令权的切换研究还很少见到公开的报道。文献《一种双冗余计算机高可靠切换方案》利用对继电器电路的开关控制来实现双机冗余计算机的切换，与本专利所述的功能范畴以及方法有本质区别。专利《双机安全切换装置》(申请号CN201020626703.2，公开号CN201946003U)中所述的安全切换模块由软、硬件输入、输出设备同时组成，主要应用在双机的切换上。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于多客户端节点的系统指令权切换方法，该方法无需对已有终端的应用配置作较大更改，指令权切换可结合实际应用系统的配置进行移植。

本发明的具体步骤如下：

步骤1、客户端节点配置与组网。将需要指令权来获得实际操作权利的各个操作终端设备组建成一个以太网网络，每个操作终端设备等同于以太网网络中的一个客户端节点。

所述的客户端节点根据自身网卡配置情况通过路由器组成单网络或冗余网络，构成冗余网络需要每个客户端节点配置两块网卡。

所述的步骤1可以进一步包括如下步骤：

(1)服务器对客户端节点实施时间同步；服务器端功能由以太网网络上的主控制器节点或单独的服务器实现；

(2)各客户端节点之间相互报告各自的状态，该状态包括节点标识和时间戳；

(3)各客户端节点之间相互传输数据包内容，该数据包内容包括应用数据和指令权状态标识。

步骤2、各客户端节点的指令权状态标识，包括指令权的获取和指令权的给出。

指令权状态矢量(t,Ct,Cg,C)，t表征当前时刻，Ct表征指令权获取状态，Cg表征指令权给出状态，C表征指令权最终状态；所述的Ct、Cg及C均用两种状态或值来表示指令权在当前客户端节点的状态。在当前时刻t，如果一个客户端节点获取指令权，则该客户端节点的Ct为1或真，指令权最终状态C由0变为1或假变为真；之后该客户端节点如果给出指令权，其它客户端节点接收该指令权，则该客户端节点的Cg为1或真，Ct由1变为0或真变为假，该客户端节点的指令权最终状态C也由1变为0或真变为假，其它客户端节点的状态标识与该客户端节点一致。

步骤3、指令权切换，太网网络上的各客户端节点根据实际操作需要进行指令权的请求与转移。

所述的步骤3可以进一步包括以下步骤：

(1)对于当前无指令权的客户端节点，在其它客户端节点未主动给出指令权的情况下，可通过人机界面上的按键先获得指令权，该客户端节点才可以被有效操作；在其它客户端节点给出指令权的情况下，该客户端节点可同样通过人机界面上的按键获得指令权；

(2)只有具备指令权的客户端节点，才可以给出指令权；如果在设定的时间阈值内，其它客户端节点未通过按键操作来获得指令权，则该客户端节点仍然具备指令权；如果在设定的时间阈值内，其它客户端节点接收该指令权，则该客户端节点失去指令权；

(3)对于当前已具备指令权的客户端节点，如果其它客户端节点无指令权要求，可以选择给出指令权或继续保留该指令权；当该客户端节点主动给出指令权时，重复步骤(2)；当该客户端节点未主动给出指令权，而其它客户端节点通过按键操作获取指令权时，重复步骤(1)；

(4)当同一时刻有两个或多个客户端节点同时要求获取指令权时，根据预先设定的各客户端节点的优先级顺序实施优先获取；

(5)当具备指令权的客户端节点出现故障时，相关客户端节点会根据预先设定的逻辑进行指令权自动接管，之后可重复步骤(3)进行指令权切换。