[实用新型]基于DRP协议的工业以太网交换机

说明书

技术领域

本实用新型属于网络交换设备技术领域，具体涉及一种基于DRP协议的工业以太网交换机。

背景技术

以太网技术由于具有开放性、稳定性、成本低廉、传输速率高、易于组网等诸多优点，逐渐进入工业控制领域，成为自动化通信网络的组成部分，而使用以太网目前最常用的设备就是以太网交换机。采用STP(生成树)协议和RSTP(快速生成树)协议的普通商业以太网交换机的网络恢复时间是2秒到20秒，不能满足工业控制网络通信实时性的要求，

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是实现一种支持DRP协议(DistributedRedunancy Protocol)的工业以太网交换机，能够组成环网，并实现在环形网络中的通信冗余，能够快速地检测环网中的链路故障和设备故障，并能够建立新的网络拓补来恢复网络。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：基于DRP协议的工业以太网交换机，包括以太网接口、隔离模块、交换处理单元模块、防静电雷击保护模块和电源模块，其特征在于：还包括CPU控制管理模块，所述CPU控制管理模块与所述交换处理单元模块连接。

所述CPU控制管理模块与所述交换处理单元模块可以通过以太网接口和SPI总线连接，

所述CPU控制管理模块由ARM微处理器芯片AT91SAM7x256及其外围电路组成。

所述CPU控制管理模块由KS8995MAI芯片及其外围电路组成组成。

其具体应用为：基于DRP协议的工业以太网交换机组成一个环形网络，其中每台交换机有2个端口连接在环网上，并被称之为环端口，环端口有两种状态，分别是阻塞状态和转发状态，处于转发状态的端口转发所有的以太网报文，而处于阻塞状态的端口仅转发DRP协议报文。各交换机依据IEEE 1588协议进行时钟同步，通过这种同步，交换机之间的时钟可以实现亚微妙级的同步。之后网络进入通信阶段，各交换机除了交换普通的网络数据报文外，还要依据组态分时发送DRP协议报文，即设备声明报文和链路检测报文(LinkCheck)。设备声明报文用于检测环网是否闭合，链路检测报文用于检测环形网络中相邻设备之间是否存在链路故障或者设备故障。每个设备都在其通信周期内同时向相邻的交换机发送链路检测报文。如果网络正常，那么在一定的时间内，交换机设备会接收到相邻设备所发送的检测报文。如果有交换机设备在限定的时间内没有收到相邻设备发送的检测报文，则表明网络出现故障。此时发现网络故障的交换机设备向整个网络发送链路报警报文(LinkAlarm)，并启用环网中备用的通信路径，保证网络的正常工作。

本实用新型的优点是：按照上述方法使用，可以快速检测定位并修复网络故障，任何一个交换机的通信链路故障都可以快速被发现并得到相应处理，不会影响整个系统中其他设备的通信，避免了主从式、令牌式通信控制方式中由于主站或令牌主站的故障引起的整个系统通信的故障。50台采用DRP协议的工业以太网交换机组成的环网的网络恢复时间是100毫秒，在性能上明显优于普通以太网交换机，实现了工业以太网的高可用性组成环网。

附图说明

图1是DRP工业以太网交换机硬件框图；

图2是DRP工业以太网交换机电源模块结构；

图3是环形网络结构示意图；

图4是DRP工业以太网交换机软件工作流程。

图中：隔离模块1，交换处理功能模块2，CPU控制管理模块3，防静电雷击保护模块4和电源模块5。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方法对本实用新型作进一步详细的描述：