[发明专利]开放网络设备互连模型

说明书

本发明是现场总线到网际网的开放互连模型

现场总线是现场级设备，如传感器、施动器、传动装置、PLC等互连的最有效手段，它以其低成本、高可靠、使用简便等特点，日渐显示出在过程/制造领域底层集成中的重要地位。但传统模式的现场总线管理和应用，在很大程度上受到地域和时间上的限制，人们只能在一定的范围内，才能实现现场总线现场设备的管理和应用，这种模式已阻碍了现场总线在更广泛范围内的应用。目前，现场总线在工业控制领域已得到广泛的应用，基本上实现了现场设备的工厂级互连。然而，在对现场总线的管理与维护上，一些更新、更迫切的需求与问题随之而出。对管理者来说，希望能建立一条从办公室到现场设备(如传感器、施动器等)的通道，实现对控制网络中各个结点的监控。对技术人员来说，希望能通过现有的公共通信网络，不受地域的限制，对现有设备进行存取：收集数据、下载驱动、实施维护。对广大厂商和用户来说，更希望通过现有的网络设施，实现对现场设备的远地诊断与修复。这些需求集中体现在现场级网络与其它类型网络互连的问题上。世界范围的信息技术的革命推动计算机技术的发展进入了网络时代的新纪元，Internet的广泛应用和迅速普及是这个时代的最突出的表现，网络互连技术的发展为众多的不同类型的网络进入Internet提供了现实的可能和技上的支持。

随着Internet的不断发展，Internet上的丰富的网络资源和不受地域、时间限制的简便的存取手段为人们工作和生活方式的改变提供了应有的条件，同时也把传统的现场总线的管理和应用带入了一种新的境界。本模型针对这一问题，采用开放的协议和体系结构，构造了开放网络设备互连模型，用以解决从现场总线到Internet上互连的方法。

本模型的主要优点：

1.提供一种新的管理、操作模式：

本模型(本模型(ONDC)，Open Network-Devices Connectivity)是一种用来解决现场总线与其它类型网络互连的模型。它是一种基于TCP/IP协议和HTTP协议，采用多元客户/服务器模式，从不同子网、不同的物理区域实现对现场总线网络现场设备的监控、诊断、管理、维护及下载驱动程序等，从而形成过程/控制领域的一种新的管理、操作模式。

2.本模型具有完全的开放性，能够满足现场总线的实时性特点和不受地域、时间、上网方式的限制的要求。

3.本模型中包括本模型(ONDC)并发服务器的模型及面向对象的虚拟客户的设计方法。同时，在对并发服务器研究的基础上，还提出了基于多线程的本模型(ONDC)服务器模型。

4.本模型提供了对LAN/WAN/Internet上的客户的透明地服务方式，并通过对现场总线接口驱动的动态链接以保证其往下的开放性。

5.本模型采用多元客户/服务器模式的体系结构：

(1)三元客户/服务器模式：

主要是针对LAN上的本模型(ONDC)客户和通过拔号入网的WAN上的本模型(ONDC)客户。其中：

第一级为本模型(ONDC)Client与本模型(ONDC)Server，它们之间通过TCP/IP协议交互；

第二级为本模型(ONDC)Server和现场总线现场设备，通过网关接口交互。

(2)四元客户/服务器模式：

四元客户/服务器模式，也就是三级客户/服务器模式。这种模式是为Internet上利用WWW浏览器的本模型(ONDC)客户设计的：

第一级为Web Browser与Web Server，它们之间通过HTTP协议交互，

第二级为Web Server与本模型(ONDC)Server，它们之间通过TCP/IP协议交互，

第三级为本模型(ONDC)Server和现场总线现场设备，通过网关接口交互。

尽管这两种模式的复杂度不同，但根本上它们都是基于面向连接的客户/服务器结构，满足客户/服务器的通信要求，并提供了完整的通信服务过程。

6.本模型提供了在LAN/WAN/Internet上对现场总线现场设备的透明存取控制方法。

7.本模型实现了现场总线到Internet互连的网关技术：

本模型技术方案：