CN102684923A - 一种半双工异步通信自愈组网方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半双工异步通信自愈组网方法，包括以下步骤：首先网络中节点通过循环点名的方式竞争做主机，网络节点收到比自己ID小的节点也在发送点名报文就转为从机，如果一轮点名下来只收到从机响应，没有其它节点竞争点名则成为主机；主机向所有从机循环发送状态查询报文（或者实际需要的应用报文），从机连续3次没有回应则从网络中剔除，每次轮询最后发送查询新节点报文，主机如果发现自己ID比新节点大则转为从机，否则添加新节点到从机列表。因而通过本发明，取消了传统半双工异步通信网络中为了避免多节点发送报文冲突，必须指定主从机的概念，且网络中可以灵活增加、删除节点，而不影响正常组网应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据通讯领域，更具体的，涉及半双工异步通信条件下的自愈组网方法。
背景技术
半双工异步通信总线是被各个研发机构广泛使用的数据通信总线，它往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间，由于实际应用***中，分散控制单元数量较多，受异步通信的限制，节点不能同时收发报文，不能有两个或两个以上节点同时发送报文，必须指定一个主节点（主机），让主节点依次问答从节点实现相互间的通讯，这样造成如果主节点故障必须重新指定，否则可能网络失效。
因此，需要一种新的组网方法来解决现有技术中存在的问题。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种半双工异步通信条件下的自愈组网方法。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种半双工异步通信自愈组网方法，包括以下步骤：
步骤1，节点发送点名报文竞争做主机，点名顺序1~N，N为通信网络最大节点数；发送前可以设定随机延时，避免点名报文发送冲突。
步骤2，点名接收：收到比自己ID小的节点发送点名报文转为从机，建立所有从机列表，如果一轮点名下来只收到从机响应则转为主机。
步骤3，主机向所有从机循环发送状态查询报文或者应用报文。
步骤4，主机连续n次没有收到从机回应，则把该节点从通信网络中剔除；n为设定值，一般设定为1~6。
步骤5，主机发送查询新节点报文。
步骤6，主机如果发现自己ID比新节点大则转为从机，否则添加新节点到从机列表。
本发明步骤1中的点名报文中包含节点自身的节点ID信息以及点名ID信息。
本发明步骤3中的状态查询报文中包含节点自身的节点ID信息以及轮询节点ID信息。
本发明步骤5中的查询新节点报文包含所有当前节点ID信息。
本发明中，如果步骤3中从机超时没有收到主机的状态查询报文，则判定为主机故障，重新返回步骤1。
有益效果：本发明方法组网前不需要特别指定主节点（主机），所有组网节点都可以竞争做主机，同时算法还保证了组网的灵活性，无论是增加新节点，还是有节点故障，都不会影响网络的正常运行。通过本发明，在半双工异步通信总线环境下，可以轻松实现控制枢纽与分散控制单元之间的通讯，组网灵活方便，不需要特别指定主节点（主机），如果有新加节点或故障节点，也不需要人为重新配置，主体网络依然能够自动正常工作。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1是本发明方法的整体流程图。
图2是本发明方法的点名过程的流程图。
图3是本发明方法的状态轮询的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种半双工异步通信自愈组网方法，包括以下步骤：步骤1，节点发送点名报文竞争做主机，点名顺序1~N，N为通信网络最大节点数；发送前可以设定随机延时，避免点名报文发送冲突。步骤2，点名接收：收到比自己ID小的节点发送点名报文转为从机，建立所有从机列表，如果一轮点名下来只收到从机响应则转为主机。步骤3，主机向所有从机循环发送状态查询报文或者应用报文。步骤4，主机连续n次没有收到从机回应，则把该节点从通信网络中剔除；n为设定值，一般设定为1~6。步骤5，主机发送查询新节点报文。步骤6，主机如果发现自己ID比新节点大则转为从机，否则添加新节点到从机列表。
实施例
如图1和图2以及图3所示，本实施例实施步骤如下：
1．正常组网阶段
1）设备（即节点）启动后，随机延时(ID*300+rand(10)*20)ms开始发送点名报文，点名范围1～N，点名超时300ms，收到回应则记录ID到从机列表，超时或收到回应后点名ID+1；发送点名报文前的延时中，如果未发现其它报文，则认为自己主机，如果发现有任何报文，则取消发送点名报文，进入被点名等待。
2）从机收到点名报文后延时rand(10)*20ms后应答点名。
3）点名过程中，主机如果发现应答报文是非法报文则重复点该ID，直到有回应或超时。
4）点名过程中，主机如果发现应答报文ID比自己小，则降为从机，进入被点名等待；从机如果发现自己ID小于主机ID，则发送完应答报文后升为主机，重新开始对从机逐一点名。
5）主机点名一轮，如果点名ID>N，组网结束，开始轮询，如果点名ID<N，则返回步骤1。
6）主机对在线从机依次轮询，只轮询在线从机，查询超时300ms，没有收到从机回应则从网络列表中剔除该设备，超时或收到回应后从机索引i+1；主机每次一遍轮询前延时rand(10)*20ms。
7）从机收到轮询报文后延时rand(10)*20ms后应答查询。
8）主机轮询完1遍从机后(从机索引i>通信网内从机个数)，主机发起一次新加设备查询（报文包含所有已知在线从机ID列表），新设备如果发现不在列表中，则延时rand(10)*20ms后应答查询。
9）新设备查询中，主机如果发现新设备ID比自己小，则降为从机，进入被轮询等待；新设备如果发现自己ID小于主机ID，则发送完应答报文后升为主机，开始轮询从机。
设备变更阶段
新增节点：启动延时(ID*300+rand(10)*20)ms期间收到任何报文，就进入被点名等待或新设备查询等待。
节点故障：如果从机故障，连续3次轮询无响应就被剔除网络；如果主机故障，从机中ID最小的接管网络做主机，等待超时3s。
本发明提供了一种半双工异步通信条件下的自愈组网方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种半双工异步通信自愈组网方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，节点发送点名报文竞争做主机，点名顺序1~N，N为通信网络最大节点数；
步骤2，点名接收：收到比自己ID小的节点发送点名报文转为从机，建立所有从机列表，如果一轮点名下来只收到从机响应则转为主机；
步骤3，主机向所有从机循环发送状态查询报文或者应用报文；
步骤4，主机连续n次没有收到从机回应，则把该节点从通信网络中剔除；
步骤5，主机发送查询新节点报文；
步骤6，主机如果发现自己ID比新节点大则转为从机，否则添加新节点到从机列表。
2.根据权利要求1所述的一种半双工异步通信自愈组网方法，其特征在于，步骤1中的点名报文中包含节点自身的节点ID信息以及点名ID信息。
3.根据权利要求1所述的一种半双工异步通信自愈组网方法，其特征在于，步骤3中的状态查询报文中包含节点自身的节点ID信息以及轮询节点ID信息。
4.根据权利要求1所述的一种半双工异步通信自愈组网方法，其特征在于，步骤5中的查询新节点报文包含所有当前节点ID信息。
5.根据权利要求1所述的一种半双工异步通信自愈组网方法，其特征在于，如果步骤3中从机超时没有收到主机的状态查询报文，则判定为主机故障，重新返回步骤1。
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