申请/专利权人：重庆邮电大学

申请日：2023-10-17

公开（公告）日：2024-01-12

公开（公告）号：CN117394941A

主分类号：H04J3/06

分类号：H04J3/06

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.01.30#实质审查的生效;2024.01.12#公开

摘要：本发明涉及一种OPCUAoverTSN门控周期对齐的方法，属于工业网络技术领域。该方法首先，将OPCUA终端设备系统时间与TSN网络间的时间同步；其次，OPCUAPublisher终端设备在一个交换机门控周期的时长T内以频率fs向OPCUASubscriber终端设备连续发送X帧时隙探测报文，得到连续帧端到端时延按照一定的规律排布；再通过规律排布找出传输时延最短的时隙探测帧的发送时刻；再根据最短的时隙探测帧的发送时刻和交换机门控的开启周期计算出后续所有帧的最佳发送时刻；最后，终端设备维持检查时隙是否对齐。本发明能准确的实现终端设备发送时刻与交换机门控开始时刻对齐。

主权项：1.一种OPCUAoverTSN门控周期对齐的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：将开放平台统一架构OPCUA终端设备与时间敏感网络TSN进行时间同步；S2：假定连接OPCUAPublisher终端设备和OPCUASubscriber终端设备的TSN交换机之间的门控时隙是对齐的状态，即假设当发送端和接收端之间有多台TSN交换机连接时，所述交换机开门和关门的时刻是一致，当OPCUAPublisher终端设备在一个交换机门控周期的时长T内以频率fs向OPCUASubscriber终端设备连续发送X帧时隙探测报文时，将TSN交换机的门控对时隙探测帧的传输时延分为两种情况：情况1：当第一帧探测帧到交换机时传输门处于关闭状态，时隙探测帧在时隙2中被传输，则不同时刻到达的时隙探测帧的排队时延表示为：第一帧F1需等待Δt1时长后传输、第二帧F2需等待Δt2时长后传输、第三帧F3需等待Δt3时长后传输，若交换机传输门此时刻开启，第四帧F4以及F4后续帧以及所有等待帧立即传输，传输直到OPCUAPublisher终端设备发送完最后一帧时隙探测报文；其中，Δt1Δt2Δt3；情况2：当第一帧探测帧到达交换机时传输门处于开启状态，OPCUAPublisher终端设备发出的第一帧时隙探测帧到达交换机时刚好时隙2处于开启的状态，则同时刻到达的时隙探测帧的排队时延表示为：第一帧F1立即传输、第二帧F2立即传输、若交换机传输门此时刻关闭时，第三帧F3需等待Δt1时长后传输、第四帧F4需等待Δt2时长后传输，直到传输第n帧Fn时交换机传输门此时刻开启，则立即传输Fn以及等待的所有帧；其中，Δt1Δt2；S3：OPCUASubscriber终端设备接收由所述OPCUAPublisher终端设备发送出来的时隙探测报文，并从所述时隙探测报文中解析出报文携带的时间戳，并将时间戳与OPCUASubscriber终端设备接收到的时隙探测报文的时刻进行对比，计算出每一帧探测帧在网络中的传输时延，根据传输时延的排列情况，匹配传输时延是属于所述S2中的那种情况，并根据匹配结果选择出在最佳发送时刻发送出的时隙探测帧；S4：OPCUASubscriber终端设备在所述S3中的最佳时隙探测帧中寻找出编号以及发送时间戳tb信息，将编号以及时间戳tb信息封装为一帧Sync_Ack帧发送给OPCUAPublisher终端设备；S5：OPCUAPublisher终端设备收到所述S4发送的Sync_Ack帧后，从Sync_Ack帧中解析出最佳时隙探测帧的编号，OPCUAPublisher终端设备根据解析出最佳时隙探测帧的编号，根据编号寻找出最佳时隙探测帧发送出去的时刻，并根据最佳时刻和门控周期推算出后续的周期性报文发送的最佳时刻，实现OPCUAPublisher终端设备发送时刻与交换机门控开启时刻对齐，OPCUAPublisher终端设备发送一帧Sync_Resp帧告知OPCUASubscriber终端设备时隙对齐完成；S6：OPCUAPublisher终端设备维持检查时隙是否对齐，若时隙处于对齐的状态，则OPCUAPublisher终端设备在n个周期后再次进行时隙对齐检测；若时隙处于非对齐状态，则OPCUAPublisher终端设备重新进行时隙对齐。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 重庆邮电大学 一种OPC UA over TSN门控周期对齐的方法

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