一种在工业以太网中传输标准以太网数据的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业以太网通信领域，更具体地，涉及一种在工业以太网中传输标准以太网数据的方法。
【背景技术】
[0002]工业以太网是基于IEEE 802.3的强大的区域和单元网络。工业以太网与标准以太网都符合OSI模型，但针对工业控制实时性、高可靠性的要求，工业以太网在链路层、网络层增加了不同的功能模块，在物理层增加了电磁兼容性设计，解决了通信实时性、网络安全性、抗强电磁干扰等技术问题。
[0003]在如EtherCAT、NCUC等工业以太网现场总线系统中，有时需要向主机联入工业相机等标准以太网设备，而标准以太网设备主要提供千兆网、USB2.0、USB3.0、camera LINK、1394火线等接口，与工业以太网的接入标准并不相同。因此需要额外的线路与标准以太网设备进行连接，并且采用工业以太网现场总线和标准以太网两条数据链路分别进行数据传输，如图1所示。该方法需要对现有的工业以太网现场总线增加额外的布线，同时也增加了建设和维护的成本。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种在工业以太网中传输标准以太网数据的方法，其目的在于直接在从站设备之间连入标准以太网设备，从而在不增加布线的情况下实现工业以太网主机与标准以太网设备的连接。
[0005]为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种在工业以太网中传输标准以太网数据的方法，所述工业以太网包括主机以及第一从站，第二从站，…，第m从站，第m+1从站，…，第η从站，其中，η为大于等于2的整数，m为I到n-1的任意整数，所述主机的输出端连接第一从站的输入端，第m从站的输出端连接第m+1从站的输入端，所述第η从站的输出端连接所述主机的输入端；
[0006]该方法包括以下步骤:
[0007]S1.在主站与第一从站之间，或第m从站与第m+1从站之间，或第η从站与主站之间，通过接入设备连入标准以太网设备，所述接入设备的输入端连接主站的输出端，或第m从站的输出端，或第η从站的输出端，所述接入设备的输出端连接第一从站的输入端，或第m+1从站的输入端，或主站的输入端；
[0008]S2.所述主机将第一标准以太网数据以及以太网现场总线数据直接发送给所述接入设备，或者通过所述主机的输出端与所述接入设备的输入端之间连接的从站发送给所述接入设备；
[0009]S3.所述接入设备通过数据帧协议类型，区分以太网现场总线数据与第一标准以太网数据，并将第一标准以太网数据发送给所述标准以太网设备；同时，将所述标准以太网设备反馈的第二标准以太网数据以及以太网现场总线数据，发送给第一从站，或第m+1从站，或主站；
[0010]S4.所述第二标准以太网数据以及以太网现场总线数据直接发送到主机，或者通过所述接入设备的输出端与所述主机的输入端之间连接的从站发送给主机，从而实现标准以太网数据在主机以及标准以太网设备之间的传输。
[0011 ]优选地，所述接入设备包括帧检测模块，上传缓冲区以及链路转换模块；
[0012]所述帧检测模块的输入端作为所述接入设备的输入端，第一输出端连接所述链路转换模块的第一输入端，第二输出端连接标准以太网设备的输入端;所述帧检测模块用于通过数据帧协议类型，区分以太网现场总线数据与第一标准以太网数据，并将第一标准以太网数据发送给所述标准以太网设备，同时将以太网现场总线数据发送给所述链路转换模块；
[0013]所述上传缓冲区的输入端连接标准以太网设备的输出端，从而接收和储存所述标准以太网设备发送的第二标准以太网数据，并发送给链路转换模块；
[0014]所述链路转换模块的输入端连接所述上传缓冲区的输出端，输出端作为所述接入设备的输出端，用于根据所述工业以太网现场总线的最大通信时间而设定通信周期，并将所述通信周期划分为两个不同的通信区间，从而将以太网现场总线数据和第二以太网标准数据分别在所述两个不同的通信区间发送给第一从站，或第m+1从站，或主站。
[0015]优选地，所述工业以太网总线类型为NCUC，EtherCAT，Profibus ,ProfiNET，PowerLINK，Ethernet/IP或Modbus/TCP。
[0016]优选地，所述以太网设备为工业相机，或以太网交换机，或以太网路由器。
[0017]优选地，所述主机由标准以太网控制器以及工业以太网现场总线主站控制器构成，所述标准以太网控制器用于发送第一标准以太网数据和接收第二标准以太网数据，所述工业以太网现场总线主站控制器用于发送和接收以太网现场总线数据。
[0018]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0019]1、通过在从站设备之间，或者从站与主机之间直接连入标准以太网设备，无需对工业以太网现场总线原有拓扑结构以及接入方式进行更改，简化了工业以太网的线路连接，降低了建设和维护的成本；
[0020]2、优选通过链路转换模块将工业以太网现场总线的通信时间划分为不同的通信周期，从而分别将以太网现场总线数据和第二以太网标准数据进行传输，避免标准以太网数据对现场总线数据传输的影响，同时有效利用以太网现场总线的通信时间，提高了传输效率。
【附图说明】
[0021]图1是现有技术中工业以太网拓扑结构示意图；
[0022]图2是本发明工业以太网拓扑结构示意图；
[0023]图3是本发明实施例1提供的一种以太网设备共享工业以太网现场总线方法的整体结构示意图；
[0024]图4是本发明实施例1提供的一种以太网设备共享工业以太网现场总线方法的具体流程图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0026]本发明提供了一种在工业以太网中传输标准以太网数据的方法，所述工业以太网包括主机以及第一从站，第二从站，…，第m从站，第m+1从站，…，第η从站，其中，11为大于等于2的整数，m为I到η-1的任意整数，所述主机的输出端连接第一从站的输入端，第m从站的输出端连接第m+1从站的输入端，所述第η从站的输出端连接所述主机的输入端;所述主机由标准以太网控制器以及工业以太网现场总线主站控制器构成，所述标准以太网控制器用于发送第一标准以太网数据和接收第二标准以太网数据，所述工业以太网现场总线主站控制器用于发送和接收以太网现场总线数据。在传统的方法中，通常利用额外的布线将标准以太网设备与主机的标准以太网控制器相连接而传输标准以太网数据，而工业以太网现场总线主站控制器则与从站依次连接而传输以太网现场总线数据，如图1所示。
[0027]而本发明传输标准以太网数据的方法包括以下步骤:
[0028]S1.断开主机与第一从站之间，或第m从站与第m+1从站之间，或第η从站与主机之间的连接，将标准以太网设备(如工业相机，以太网交换机或以太网路由器等)通过接入设备，连接至主机与第一从站之间，或第m从站与第m+1从站之间，或第η从站与主机之间，所述接入设备的输入端连接主机的输出端，或第m从站的输出端，或第η从站的输出端，所述接入设备的输出端连接第一从站的输入端，或第m+1从站的输入端，或主机的输入端；
[0029]S2.所述主机将第一标准以太网数据以及以太网现场总线数据直接发送给所述接入设备，或者通过所述主机的输出端与所述接入设备的输入端之间连接的从站发送给所述接入设备；
[0030]S3.所述接入设备通过数据帧协议类型，区分以太网现场总线数据与第一标准以太网数据，并将第一标准以太网数据发送给所述标准以太网设备；同时，将所述标准以太网设备反馈的第二标准以太网数据以及以太网现场总线数据，发送给第一从站，或第m+1从站，或主机；
[0031]S4.所述第二标准以太网数据以及以太网现场总线数据直接发送到主机，或者通过所述接入设备的输出端与所述主机的输入端之间连接的从站发送给主机，从而实现标准以太网数据在主机以及标准以太网设备之间的传输，如图2所示。
[0032]为了充分利用工业以太网现场总线的通信时间，可以根据通信时间设定通信周期为T，并将所述通信周期划分为两个不同的通信区间tjPt2 Adt2 = T,从而将以太网现场总线数据和以太网标准数据分别在tjPt2中传输，即在时间t为NT?NT+t.，传送以太网现场总线数据，在NT+t^m+DT时，传送以太网标准数据，N为整数，其^可以根据以太网现场总线的利用率而设定。
[0033]在硬件组成