專利名稱：一種用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的安全通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法。
背景技術(shù)：
隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的復(fù)雜程度正在不斷提高，也增加了意外事故發(fā)生的概率。目前，數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)各種消息安全報(bào)文對(duì)設(shè)備加以控制，以保證安全。然而， 報(bào)文在傳輸過(guò)程中難以避免的會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)故障、電磁干擾等問(wèn)題而發(fā)生錯(cuò)誤，這給安全控制帶來(lái)了極大的隱患。因此消息安全報(bào)文的傳輸安全已成為數(shù)控領(lǐng)域中通信安全性研究的
^^點(diǎn)ο目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究領(lǐng)域?qū)ο踩珗?bào)文的傳輸安全主要采用兩種方法一種方法是對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層的循環(huán)冗余校驗(yàn)方法進(jìn)行研究和改進(jìn)，以期獲得更強(qiáng)的錯(cuò)誤檢測(cè)能力， 這種方法沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)冗余，不具備數(shù)據(jù)恢復(fù)的能力，因此如果通信過(guò)程中發(fā)生傳輸錯(cuò)誤， 只能通過(guò)重傳解決問(wèn)題，增加了通信負(fù)擔(dān)與通信時(shí)延。另一種方法使用雙通道機(jī)制，使消息安全報(bào)文在兩條通道中進(jìn)行傳輸，保證了數(shù)據(jù)的冗余，具有一定的數(shù)據(jù)恢復(fù)能力，但這種方法將消息安全報(bào)文的發(fā)送和應(yīng)答放在了兩個(gè)通信周期中，實(shí)時(shí)性有待加強(qiáng)。數(shù)控系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)總線作為一種面向特殊領(lǐng)域應(yīng)用的控制總線，要求總線系統(tǒng)滿足對(duì)實(shí)時(shí)性、安全性及開放性的要求。數(shù)控系統(tǒng)中包含有急停按鈕、安全開關(guān)、安全門等各種與安全性相關(guān)的設(shè)備，它們同人身生命財(cái)產(chǎn)安全戚戚相關(guān)，對(duì)消息安全報(bào)文的傳輸質(zhì)量和傳輸實(shí)時(shí)性提出了更高的要求，因此現(xiàn)存的針對(duì)消息安全報(bào)文的幾種消息傳輸方法存在缺陷，其安全性和實(shí)時(shí)性有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠增強(qiáng)數(shù)控總線系統(tǒng)中通信實(shí)時(shí)性和傳輸數(shù)據(jù)冗余度的用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明一種用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法包括以下步驟將消息安全報(bào)文發(fā)送方作為主站，將消息安全報(bào)文接收方作為從站，將傳輸通路按照傳輸?shù)姆较蚍譃榄h(huán)路1和環(huán)路2，將所有從站按照其在環(huán)路1中的順序作為從站的站點(diǎn)
編號(hào)；將在主站中產(chǎn)生的原始有效數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，分別封裝入原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，并將原始消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路1按從站的站點(diǎn)編號(hào)順序依次發(fā)送給所有從站，將關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路2按從站的站點(diǎn)編號(hào)順序逆向依次發(fā)送給所有從站；任何一個(gè)從站對(duì)接收到的原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文進(jìn)行CRC校驗(yàn)；如果CRC校驗(yàn)正確，則該從站從原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出自身所需數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到有用數(shù)據(jù)，并將CRC校驗(yàn)正確的應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中， 然后該從站沿著環(huán)路2繼續(xù)傳送關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文，直至傳送給主站，同時(shí)該從站沿著環(huán)路1繼續(xù)傳送原始消息安全報(bào)文，直至傳送給最后一個(gè)從站(m)；主站對(duì)接收到的應(yīng)答信息進(jìn)行CRC校驗(yàn)；如果正確，則判斷通信是否結(jié)束，如結(jié)束，則此次通信完成；如果通信沒(méi)有結(jié)束，則返回到將主站中產(chǎn)生的原始有效數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，分別封裝入原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文步驟；如果主站對(duì)接收到的應(yīng)答信息進(jìn)行CRC校驗(yàn)不正確，則主站請(qǐng)求從站重新發(fā)送應(yīng)答信息至主站；接續(xù)主站對(duì)接收到的應(yīng)答信息進(jìn)行CRC校驗(yàn)步驟；如果任何一個(gè)從站對(duì)接收到的消息安全報(bào)文進(jìn)行CRC校驗(yàn)不正確，則請(qǐng)求主站重新發(fā)送該消息安全報(bào)文至當(dāng)前從站，接續(xù)將主站中產(chǎn)生的原始有效數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，分別封裝入原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文步驟。在主站中產(chǎn)生用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)包括以下過(guò)程將站點(diǎn)編號(hào)相鄰的從站所需的原始有效數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，得到用于恢復(fù)的第 1 (m-1)個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；將第一個(gè)從站(1)和最后一個(gè)從站(m)所需的原始有效數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，得到用于恢復(fù)的第m個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。所述消息安全報(bào)文包括有效數(shù)據(jù)位、狀態(tài)位、會(huì)話號(hào)位、序列號(hào)位、網(wǎng)口號(hào)位、站點(diǎn)號(hào)位以及CRC位，其中，有效數(shù)據(jù)位存放從站執(zhí)行操作的命令；狀態(tài)位用于識(shí)別通信狀態(tài)；會(huì)話號(hào)位用于區(qū)分不同會(huì)話的通信；序列號(hào)位用于識(shí)別消息安全報(bào)文順序；網(wǎng)口號(hào)位用于區(qū)分兩條傳輸環(huán)路；站點(diǎn)號(hào)位用于從站識(shí)別自身所需數(shù)據(jù)；CRC位用于進(jìn)行CRC校驗(yàn)。從站從原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出自身所需數(shù)據(jù)包括以下步驟在環(huán)路1所傳輸?shù)脑枷踩珗?bào)文中，根據(jù)消息安全報(bào)文的站點(diǎn)號(hào)位，分別提取出等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)、等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)和等于下一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)；在環(huán)路2所傳輸?shù)年P(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，根據(jù)關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文的站點(diǎn)號(hào)位，分別提取出等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。從站對(duì)提取出的自身所需數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算包括以下步驟原始消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的原始有效數(shù)據(jù)即為有用數(shù)據(jù)；原始消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)，和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)即為有用數(shù)據(jù)；原始消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于下一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)，和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)即為有用數(shù)據(jù)。從站將CRC校驗(yàn)正確的應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文步驟如下最后一個(gè)從站(m)將應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文的尾端，不替換關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的任何關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；其它從站在封裝應(yīng)答信息時(shí)，使用應(yīng)答信息替換掉關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中站點(diǎn)號(hào)位等于自身站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；第一個(gè)從站(1)在封裝應(yīng)答信息后，將關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中最后一個(gè)從站(m)站點(diǎn)編號(hào)所對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)刪除，并將應(yīng)答信息所組成的消息安全報(bào)文發(fā)送給主站。本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)1.有效增強(qiáng)實(shí)時(shí)性。由于本發(fā)明方法采用了雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行消息安全報(bào)文的傳輸，傳輸通路是環(huán)形通路，當(dāng)從站接收到主站發(fā)送的消息安全報(bào)文時(shí)，從中提取出自身需要的數(shù)據(jù)，并在消息安全報(bào)文中封裝應(yīng)答信息，發(fā)送出去；最終，封裝有各從站應(yīng)答信息的消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路傳輸回主站，因此本發(fā)明方法將消息安全報(bào)文的發(fā)送與應(yīng)答集中在了一個(gè)通信周期內(nèi)，所以有效增強(qiáng)了實(shí)時(shí)性。2.冗余度高，重傳概率低。由于本發(fā)明方法中，主站同時(shí)在兩條環(huán)路中傳輸消息安全報(bào)文，第一條環(huán)路中傳輸原始消息安全報(bào)文，第二條環(huán)路中傳輸用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文，并且第二條環(huán)路中傳輸?shù)年P(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文是由第一條環(huán)路中傳輸?shù)脑枷踩珗?bào)文進(jìn)行內(nèi)部循環(huán)異或所得，所以從站可通過(guò)第一條環(huán)路中傳輸?shù)脑枷踩珗?bào)文得到自身所需的有用數(shù)據(jù)，也可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中上一從站站點(diǎn)編號(hào)所對(duì)應(yīng)有效數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中上一從站站點(diǎn)編號(hào)所對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算得到，還可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中下一從站站點(diǎn)編號(hào)所對(duì)應(yīng)有效數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)所對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算得到，所以共有三種運(yùn)算方法得到自身所需要的有用數(shù)據(jù)，因此提高了冗余度，降低了重傳概率。


圖1為本發(fā)明方法應(yīng)用的雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明方法流程圖；圖3為本發(fā)明方法中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線消息安全報(bào)文內(nèi)容示意圖；圖4A(1)為本發(fā)明方法中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線消息安全報(bào)文傳輸示意圖(一)；圖4AQ)為本發(fā)明方法中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線消息安全報(bào)文傳輸示意圖(二)；圖4A(3)為本發(fā)明方法中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線消息安全報(bào)文傳輸示意圖(三)；圖4B為本發(fā)明方法中主站生成消息安全報(bào)文過(guò)程示意圖；圖4C為本發(fā)明方法中從站恢復(fù)自身所需有用數(shù)據(jù)過(guò)程示意圖；圖5為使用本發(fā)明方法所得的重傳概率比較圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，為本發(fā)明方法所涉及的雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。該圖中數(shù)控裝置作為發(fā)送端，是數(shù)控系統(tǒng)的主站；急停裝置、安全門、安全開關(guān)和伺服驅(qū)動(dòng)裝置等作為m個(gè)接收端分別是數(shù)控系統(tǒng)的m個(gè)從站；主站與m個(gè)從站之間通過(guò)雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行消息安全報(bào)文的傳輸。如圖2所示，本發(fā)明方法用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法包括以下步驟
將消息安全報(bào)文發(fā)送方作為主站，將消息安全報(bào)文接收方作為從站，傳輸通路只有一條，將該條傳輸通路按照傳輸?shù)姆较蚍譃榄h(huán)路1和環(huán)路2，將所有從站按照其在環(huán)路1 中的順序作為從站的站點(diǎn)編號(hào)；將在主站中產(chǎn)生的原始有效數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，分別封裝入原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，并將原始消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路1發(fā)送給第一個(gè)從站(1)， 將關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路2發(fā)送給最后一個(gè)從站(m)；第一個(gè)從站(1)對(duì)接收到的原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文進(jìn)行CRC校驗(yàn)；如果CRC校驗(yàn)正確，則第一個(gè)從站⑴從原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出自身所需數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到有用數(shù)據(jù)，并將CRC校驗(yàn)正確的應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，沿著環(huán)路2繼續(xù)將關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文發(fā)送至主站；第一個(gè)從站(1)沿著環(huán)路1 將原始消息安全報(bào)文發(fā)送至第二個(gè)從站O)，直至發(fā)送給最后一個(gè)從站(m)；最后一個(gè)從站(m)對(duì)接收到的原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文進(jìn)行CRC校驗(yàn)；如果CRC校驗(yàn)正確，則最后一個(gè)從站(m)從原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出自身所需數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到有用數(shù)據(jù)，并將CRC校驗(yàn)正確的應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，沿著環(huán)路2繼續(xù)發(fā)送至第m-1個(gè)從站(m-1)，直至經(jīng)第一個(gè)從站(1)回到主站；主站對(duì)接收到的應(yīng)答信息進(jìn)行CRC校驗(yàn)；如果正確，則判斷通信是否結(jié)束，如結(jié)束，則此次通信完成；如果通信沒(méi)有結(jié)束，則返回到將主站中產(chǎn)生的原始有效數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，分別封裝入原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，并將原始消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路1發(fā)送給第一個(gè)從站(1)，將關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路2發(fā)送給最后一個(gè)從站(m)步驟；如果主站對(duì)接收到的應(yīng)答信息進(jìn)行CRC校驗(yàn)不正確，則主站請(qǐng)求從站重新發(fā)送應(yīng)答信息至主站；接續(xù)主站對(duì)接收到的應(yīng)答信息進(jìn)行CRC校驗(yàn)步驟；如果任何一個(gè)從站對(duì)接收到的消息安全報(bào)文進(jìn)行CRC校驗(yàn)不正確，則要求主站重新發(fā)送該消息安全報(bào)文至當(dāng)前從站，接續(xù)將主站中產(chǎn)生的原始有效數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，分別封裝入原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，并將原始消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路1發(fā)送給第一個(gè)從站(1)，將關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路2發(fā)送給最后一個(gè)從站(m)步
馬聚ο在主站中產(chǎn)生用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)包括以下過(guò)程將站點(diǎn)編號(hào)相鄰的從站所需的原始有效數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，得到用于恢復(fù)的第 1 (m-1)個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；將第一個(gè)從站(1)和最后一個(gè)從站(m)所需的原始有效數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，得到用于恢復(fù)的第m個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。從站從原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出自身所需數(shù)據(jù)包括以下步驟在環(huán)路1所傳輸?shù)脑枷踩珗?bào)文中，根據(jù)消息安全報(bào)文的站點(diǎn)號(hào)位，分別提取出等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)、等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)和等于下一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)；
在環(huán)路2所傳輸?shù)年P(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，根據(jù)關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文的站點(diǎn)號(hào)位，分別提取出等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。從站對(duì)提取出的自身所需數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算包括以下步驟原始消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的原始有效數(shù)據(jù)即為有用數(shù)據(jù)；原始消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)，和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)即為有用數(shù)據(jù)；原始消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于下一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)，和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)即為有用數(shù)據(jù)。從站將CRC校驗(yàn)正確的應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文包括以下步驟最后一個(gè)從站(m)將應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文的尾端，不替換關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的任何關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；其它從站在封裝應(yīng)答信息時(shí)，使用應(yīng)答信息替換掉關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中站點(diǎn)號(hào)位等于自身編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；第一個(gè)從站(1)在封裝應(yīng)答信息后，將關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中最后一個(gè)從站(m)站點(diǎn)編號(hào)所對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)刪除，并將應(yīng)答信息所組成的消息安全報(bào)文發(fā)送給主站。如圖3所示，為本發(fā)明所設(shè)計(jì)的消息安全報(bào)文，其中有效數(shù)據(jù)位中存放的有效數(shù)據(jù)屬于數(shù)據(jù)域，狀態(tài)位、會(huì)話號(hào)位、序列號(hào)位、網(wǎng)口號(hào)位、站點(diǎn)號(hào)位以及CRC位中存放的控制數(shù)據(jù)屬于控制域。有效數(shù)據(jù)來(lái)自用戶的各種控制命令，是從站所需要的有用數(shù)據(jù)，將在環(huán)路 1中進(jìn)行傳輸；主站用兩個(gè)相鄰從站的有用數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，得到將在環(huán)路2中進(jìn)行傳輸?shù)年P(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；狀態(tài)位用于存放所傳輸消息安全報(bào)文的狀態(tài)；會(huì)話號(hào)位用于區(qū)別不同會(huì)話過(guò)程，保證即使在通信鏈路中斷或重啟后也不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)的數(shù)據(jù)包；序列號(hào)位用于存放主站和從站在產(chǎn)生新消息安全報(bào)文的同時(shí)所產(chǎn)生的序列順序號(hào)；網(wǎng)口號(hào)位用于區(qū)別不同的傳輸環(huán)路；站點(diǎn)號(hào)位用于各從站提取對(duì)自身有用的數(shù)據(jù)，在一次通信周期中，從站可以在兩條環(huán)路所傳輸?shù)南踩珗?bào)文中，根據(jù)當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)同站點(diǎn)號(hào)的關(guān)系提取出五個(gè)對(duì)當(dāng)前從站有用的數(shù)據(jù)，其中一個(gè)為原始數(shù)據(jù)，另外四個(gè)可用于計(jì)算得到原始數(shù)據(jù)；CRC位用于存放 CRC校驗(yàn)值，可發(fā)現(xiàn)通信過(guò)程中的傳輸錯(cuò)誤。如圖4A(1)、4A(2)、4A(3)、4B、4C所示，為本發(fā)明方法中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線消息安全報(bào)文傳輸示意圖，主站生成消息安全報(bào)文過(guò)程示意圖及從站恢復(fù)自身所需有用數(shù)據(jù)過(guò)程示意圖。其中，m指從站的總數(shù)量，該值在整個(gè)系統(tǒng)開始啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和初始化；Ui指原始消息安全報(bào)文中站點(diǎn)編號(hào)為i的從站所對(duì)應(yīng)的有效數(shù)據(jù)；u’ Jg關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中站點(diǎn)編號(hào)為i的從站所對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；Crci指原始消息安全報(bào)文中站點(diǎn)編號(hào)為i的從站所對(duì)應(yīng)的有效數(shù)據(jù)Ui的CRC校驗(yàn)值；crc’ i指關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中站點(diǎn)編號(hào)為i的從站所對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)u’ i的CRC校驗(yàn)值；ackdg在環(huán)路2中放入的第i個(gè)從站(i)的應(yīng)答信息，如果該應(yīng)答表示異常，則使用erri進(jìn)行代替。通信開始時(shí)，首先進(jìn)行初始化，主站確定從站的總數(shù)量m，從站確定自身在環(huán)路1 中的順序i。通信過(guò)程中，主站首先生成原始消息安全報(bào)文，并在環(huán)路1中進(jìn)行傳輸，然后將相鄰從站編號(hào)的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，得到可用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文，并在環(huán)路2 中進(jìn)行傳輸；從站對(duì)兩個(gè)環(huán)路傳輸?shù)南踩珗?bào)文中的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇性提取，獲得自身所需的有用數(shù)據(jù)，并將應(yīng)答信息通過(guò)環(huán)路2發(fā)送回主站。如圖4A(1)、4A⑵、4A(3)所示，主站首先發(fā)起連接，當(dāng)主站與從站的連接建立后， 主站開始統(tǒng)計(jì)從站數(shù)量m，從站則確定自身在環(huán)路1中的順序i，并以之為自身站點(diǎn)編號(hào)。第一輪通信過(guò)程中，主站首先通過(guò)各從站需要的原始數(shù)據(jù)形成原始消息安全報(bào)文，該消息安全報(bào)文依次封裝有第一個(gè)從站(1)所需的有效數(shù)據(jù)U1、表示數(shù)據(jù)狀態(tài)為正常發(fā)送狀態(tài)的狀態(tài)位、表示本次會(huì)話的會(huì)話號(hào)、表示消息安全報(bào)文序列的序列號(hào)1、表示傳輸環(huán)路的網(wǎng)口號(hào)1、表示對(duì)應(yīng)站點(diǎn)編號(hào)的站點(diǎn)號(hào)1、表示是否傳輸出錯(cuò)的校驗(yàn)值Crc1、第二個(gè)從站 (2)所需的有效數(shù)據(jù)U2、表示數(shù)據(jù)狀態(tài)為正常發(fā)送狀態(tài)的狀態(tài)位、表示本次會(huì)話的會(huì)話號(hào)、 表示消息安全報(bào)文序列的序列號(hào)1、表示傳輸環(huán)路的網(wǎng)口號(hào)1、表示對(duì)應(yīng)站點(diǎn)編號(hào)的站點(diǎn)號(hào)
2、表示是否傳輸出錯(cuò)的校驗(yàn)值crc2.....最后一個(gè)從站(m)所需的有效數(shù)據(jù)Um、表示數(shù)據(jù)狀
態(tài)為正常發(fā)送狀態(tài)的狀態(tài)位、表示本次會(huì)話的會(huì)話號(hào)、表示消息安全報(bào)文序列的序列號(hào)1、 表示傳輸環(huán)路的網(wǎng)口號(hào)1、表示對(duì)應(yīng)站點(diǎn)編號(hào)的站點(diǎn)號(hào)m、表示是否傳輸出錯(cuò)的校驗(yàn)值crcm; 然后再根據(jù)原始消息安全報(bào)文生成用于恢復(fù)原始數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文，該消息安全報(bào)文依次封裝有第一個(gè)從站(1)站點(diǎn)編號(hào)對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)Y1、表示數(shù)據(jù)狀態(tài)為正常發(fā)送狀態(tài)的狀態(tài)位、表示本次會(huì)話的會(huì)話號(hào)、表示消息安全報(bào)文序列的序列號(hào)1、表示傳輸環(huán)路的網(wǎng)口號(hào)2、表示對(duì)應(yīng)站點(diǎn)編號(hào)的站點(diǎn)號(hào)1、表示是否傳輸出錯(cuò)的校驗(yàn)值crc’工、第二個(gè)從站(2) 站點(diǎn)編號(hào)對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)U’ 2、表示數(shù)據(jù)狀態(tài)為正常發(fā)送狀態(tài)的狀態(tài)位、表示本次會(huì)話的會(huì)話號(hào)、表示消息安全報(bào)文序列的序列號(hào)1、表示傳輸環(huán)路的網(wǎng)口號(hào)2、表示對(duì)應(yīng)站點(diǎn)編號(hào)的
站點(diǎn)號(hào)2、表示是否傳輸出錯(cuò)的校驗(yàn)值crc’ ......最后一個(gè)從站(m)站點(diǎn)編號(hào)對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)
數(shù)據(jù)u’ m、表示數(shù)據(jù)狀態(tài)為正常發(fā)送狀態(tài)的狀態(tài)位、表示本次會(huì)話的會(huì)話號(hào)、表示消息安全報(bào)文序列的序列號(hào)1、表示傳輸環(huán)路的網(wǎng)口號(hào)2、表示對(duì)應(yīng)站點(diǎn)編號(hào)的站點(diǎn)號(hào)m、表示是否傳輸出錯(cuò)的校驗(yàn)值crc’m;其中原始消息安全報(bào)文通過(guò)網(wǎng)口 1發(fā)送出去，在環(huán)路1中進(jìn)行傳輸， 而關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文通過(guò)網(wǎng)口 2發(fā)送，在環(huán)路2中進(jìn)行傳輸。從站通過(guò)網(wǎng)口 1發(fā)送原始消息安全報(bào)文和接收關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文，通過(guò)網(wǎng)口 2發(fā)送關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文和接收原始消息安全報(bào)文。原始消息安全報(bào)文首先通過(guò)環(huán)路1傳輸給第一個(gè)從站(1)，該從站根據(jù)自身編號(hào)1，在原始消息安全報(bào)文中分別提取出站點(diǎn)號(hào)為1、2、 m所對(duì)應(yīng)的有效數(shù)據(jù)Ul，U2和Um ；依此類推，當(dāng)原始消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路1傳輸給第i個(gè)從站(i)時(shí)，該從站根據(jù)自身編號(hào)i，在原始消息安全報(bào)文中分別提取出站點(diǎn)號(hào)為i_l、i、 i+1所對(duì)應(yīng)的有效數(shù)據(jù)IV1，Ui和；而傳輸?shù)阶詈笠粋€(gè)從站(m)時(shí)，該從站則會(huì)提取出站點(diǎn)號(hào)為m-l、m、l所對(duì)應(yīng)的有效數(shù)據(jù)IV1,…和…。關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文首先通過(guò)環(huán)路2傳輸給最后一個(gè)從站(m)，該從站根據(jù)自身編號(hào)m，在關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中分別提取出站點(diǎn)號(hào)為 m-l、m所對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)UV1和u’m ；依此類推，當(dāng)關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路2傳輸給第 i個(gè)從站(i)時(shí)，該從站根據(jù)自身編號(hào)i，在原始消息安全報(bào)文中分別提取出站點(diǎn)號(hào)為i_l、 i所對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)u η和u’ i;而傳輸?shù)降谝粋€(gè)從站(1)時(shí)，該從站則會(huì)提取出站點(diǎn)號(hào)為 HKl所對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)!!^和！!’ 10第一輪通信過(guò)程結(jié)束后可類推到第二輪通信過(guò)程。此時(shí)，主站產(chǎn)生原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文的過(guò)程類似于第一輪通信過(guò)程，只是其中表示消息安全報(bào)文序列的序列號(hào)均變?yōu)?。如圖4B所示，主站中關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文的生成由原始消息安全報(bào)文進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算所得，其中原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)U1和U2進(jìn)行異或運(yùn)算得到關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的U’ i，原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)U2和U3進(jìn)行異或運(yùn)算得到關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的U’2，依此類推，原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)Ui和ui+1進(jìn)行異或運(yùn)算得到關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的U’ ”且原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)Um和U1進(jìn)行異或運(yùn)算得到關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的U’ m。如圖4C所示，從站中有用數(shù)據(jù)的獲得由原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算所得。以第i個(gè)從站(i)為例，其有用數(shù)據(jù)可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)Ui獲得，也可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)I^1和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)UY1進(jìn)行異或運(yùn)算獲得，還可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)Uw和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)U’ i進(jìn)行異或運(yùn)算獲得。而應(yīng)答信息Mki可替換掉關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)U’ ρ因?yàn)樵撽P(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)不會(huì)再被以后的從站所使用。第一個(gè)從站(1)和最后一個(gè)從站(m)因?yàn)槲恢庙樞虻奶厥庑?，需要進(jìn)行特別的說(shuō)明。第一個(gè)從站(1)的有用數(shù)據(jù)可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)U1獲得，也可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)Um和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)!！進(jìn)行異或運(yùn)算獲得，還可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)U2和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)U’工進(jìn)行異或運(yùn)算獲得，而應(yīng)答信息Mk1可替換掉關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)U’”并且在應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中后，刪除該消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)u’ m，此時(shí)關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中僅包含有各從站的應(yīng)答信息。最后一個(gè)從站(m)的有用數(shù)據(jù)可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)Um獲得，也可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)IV1和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)UV1進(jìn)行異或運(yùn)算獲得，還可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù) U1和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)u’ m進(jìn)行異或運(yùn)算獲得，而應(yīng)答信息ackm不可替換掉關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的任何關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，只能封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的尾端，這是因?yàn)殛P(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)u’ m還會(huì)被第一個(gè)從站(1)所使用，因此不可被替換。為分析本發(fā)明方法的性能，通過(guò)理論分析對(duì)傳統(tǒng)雙通道通信方法和本發(fā)明所述雙環(huán)通信方法進(jìn)行了對(duì)比研究，統(tǒng)計(jì)重傳概率，比較冗余度。其中重傳概率是指消息發(fā)生錯(cuò)誤且無(wú)法自行修復(fù)的概率，與消息長(zhǎng)度η以及位錯(cuò)誤率ρ有關(guān)。位錯(cuò)誤率ρ表示通信過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤的位的數(shù)量與所有傳輸?shù)奈坏臄?shù)量的比值。對(duì)于傳統(tǒng)雙通道通信方法，兩條通道中傳輸?shù)木鶠樵枷踩珗?bào)文，因此第i 個(gè)從站(i)所需的有用數(shù)據(jù)可通過(guò)一條通道中傳輸?shù)脑枷踩珗?bào)文中的有效數(shù)據(jù)Ui 獲得，也可通過(guò)另一條通道中傳輸?shù)脑枷踩珗?bào)文中的有效數(shù)據(jù)U’ i獲得，因此，當(dāng)兩條通道中傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)Ui和U’ i均發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，第i個(gè)從站(i)會(huì)要求重傳，所以傳統(tǒng)雙通道通信方法的重傳概率為(l-(l-p)n)2。對(duì)于本發(fā)明所述雙環(huán)通信方法，一條環(huán)路中傳輸?shù)氖窃枷踩珗?bào)文，一條環(huán)路中傳輸?shù)氖顷P(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文。由于第i個(gè)從站(i)所需的有用數(shù)據(jù)可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)Ui獲得，也可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù)I^1和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)U’ H進(jìn)行異或運(yùn)算獲得，還可通過(guò)原始消息安全報(bào)文中的有效數(shù)據(jù) Ui+1和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)U’ 1進(jìn)行異或運(yùn)算獲得，因此，當(dāng)UplV1 (或U’ H)、ui+1(或U’ J均發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，第i個(gè)從站(i)會(huì)要求重傳，所以本發(fā)明所述雙環(huán)通信方法的重傳概率為(I-(1-p)n)3X(l+(1-p)n)2。 如圖5所示，黑色實(shí)線和黑色虛線分別為對(duì)傳統(tǒng)雙通道通信方法和本發(fā)明方法進(jìn)行重傳概率測(cè)試的結(jié)果曲線。當(dāng)位錯(cuò)誤率P的取值在10_4 ( ρ ( 10_3情況下，傳統(tǒng)方法造成的重傳概率在2. 6X ΙΟ"6到2. 5X 10_4之間，而本方法得到的重傳概率在1. 6X 10_8到 1.6X10—5之間，性能有了大幅提高。這意味著本發(fā)明所述方法擁有更高的冗余度。因此， 本發(fā)明方法能夠保證數(shù)控現(xiàn)場(chǎng)總線消息傳輸中對(duì)實(shí)時(shí)性和安全性的要求。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法，其特征在于包括以下步驟將消息安全報(bào)文發(fā)送方作為主站，將消息安全報(bào)文接收方作為從站，將傳輸通路按照傳輸?shù)姆较蚍譃榄h(huán)路ι和環(huán)路2，將所有從站按照其在環(huán)路1中的順序作為從站的站點(diǎn)編號(hào)；將在主站中產(chǎn)生的原始有效數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，分別封裝入原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，并將原始消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路1按從站的站點(diǎn)編號(hào)順序依次發(fā)送給所有從站，將關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路2按從站的站點(diǎn)編號(hào)順序逆向依次發(fā)送給所有從站；任何一個(gè)從站對(duì)接收到的原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文進(jìn)行CRC校驗(yàn)；如果 CRC校驗(yàn)正確，則該從站從原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出自身所需數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到有用數(shù)據(jù)，并將CRC校驗(yàn)正確的應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，然后該從站沿著環(huán)路2繼續(xù)傳送關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文，直至傳送給主站，同時(shí)該從站沿著環(huán)路1繼續(xù)傳送原始消息安全報(bào)文，直至傳送給最后一個(gè)從站(m)；主站對(duì)接收到的應(yīng)答信息進(jìn)行CRC校驗(yàn)；如果正確，則判斷通信是否結(jié)束，如結(jié)束，則此次通信完成。
2.按權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法，其特征在于如果通信沒(méi)有結(jié)束，則返回到將主站中產(chǎn)生的原始有效數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，分別封裝入原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文步驟。
3.按權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法，其特征在于如果主站對(duì)接收到的應(yīng)答信息進(jìn)行CRC校驗(yàn)不正確，則主站請(qǐng)求從站重新發(fā)送應(yīng)答信息至主站；接續(xù)主站對(duì)接收到的應(yīng)答信息進(jìn)行CRC校驗(yàn)步驟。
4.按權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法，其特征在于如果任何一個(gè)從站對(duì)接收到的消息安全報(bào)文進(jìn)行CRC校驗(yàn)不正確，則請(qǐng)求主站重新發(fā)送該消息安全報(bào)文至當(dāng)前從站，接續(xù)將主站中產(chǎn)生的原始有效數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，分別封裝入原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文步驟。
5.按權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法，其特征在于在主站中產(chǎn)生用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)包括以下過(guò)程將站點(diǎn)編號(hào)相鄰的從站所需的原始有效數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，得到用于恢復(fù)的第1 (m-Ι)個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；將第一個(gè)從站(1)和最后一個(gè)從站(m)所需的原始有效數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，得到用于恢復(fù)的第m個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。
6.按權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法，其特征在于所述消息安全報(bào)文包括有效數(shù)據(jù)位、狀態(tài)位、會(huì)話號(hào)位、序列號(hào)位、網(wǎng)口號(hào)位、站點(diǎn)號(hào)位以及CRC位，其中，有效數(shù)據(jù)位存放從站執(zhí)行操作的命令；狀態(tài)位用于識(shí)別通信狀態(tài)；會(huì)話號(hào)位用于區(qū)分不同會(huì)話的通信；序列號(hào)位用于識(shí)別消息安全報(bào)文順序；網(wǎng)口號(hào)位用于區(qū)分兩條傳輸環(huán)路；站點(diǎn)號(hào)位用于從站識(shí)別自身所需數(shù)據(jù)；CRC位用于進(jìn)行CRC校驗(yàn)。
7.按權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法，其特征在于從站從原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出自身所需數(shù)據(jù)包括以下步驟在環(huán)路1所傳輸?shù)脑枷踩珗?bào)文中，根據(jù)消息安全報(bào)文的站點(diǎn)號(hào)位，分別提取出等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)、等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)和等于下一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)；在環(huán)路2所傳輸?shù)年P(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，根據(jù)關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文的站點(diǎn)號(hào)位，分別提取出等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。
8.按權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法，其特征在于從站對(duì)提取出的自身所需數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算包括以下步驟原始消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的原始有效數(shù)據(jù)即為有用數(shù)據(jù)；原始消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)，和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于上一從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)即為有用數(shù)據(jù)；原始消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于下一從站站點(diǎn)編號(hào)的有效數(shù)據(jù)，和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中提取出的站點(diǎn)號(hào)位等于當(dāng)前從站站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)即為有用數(shù)據(jù)。
9.按權(quán)利要求1所述的用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法，其特征在于從站將CRC校驗(yàn)正確的應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文包括以下步驟最后一個(gè)從站(m)將應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文的尾端，不替換關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中的任何關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；其它從站在封裝應(yīng)答信息時(shí)，使用應(yīng)答信息替換掉關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中站點(diǎn)號(hào)位等于自身站點(diǎn)編號(hào)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；第一個(gè)從站(1)在封裝應(yīng)答信息后，將關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中最后一個(gè)從站(m)站點(diǎn)編號(hào)所對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)刪除，并將應(yīng)答信息所組成的消息安全報(bào)文發(fā)送給主站。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)控系統(tǒng)中雙環(huán)現(xiàn)場(chǎng)總線的消息安全傳輸方法確定主站和從站，將傳輸通路分為環(huán)路1和環(huán)路2，確定所有從站的站點(diǎn)編號(hào)；將主站中的原始有效數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分別封裝入原始消息安全報(bào)文和關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，并將原始消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路1發(fā)送給所有從站，將關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文通過(guò)環(huán)路2發(fā)送給所有從站進(jìn)行CRC校驗(yàn)；如校驗(yàn)正確，則從中取出有用數(shù)據(jù)，并將校驗(yàn)正確的應(yīng)答信息封裝入關(guān)聯(lián)消息安全報(bào)文中，沿環(huán)路2繼續(xù)傳送直至主站，同時(shí)該從站沿環(huán)路1繼續(xù)傳送原始消息安全報(bào)文直至最后一個(gè)從站；主站對(duì)接收到的應(yīng)答信息進(jìn)行CRC校驗(yàn)；如果正確，則結(jié)束此次通信。本發(fā)明具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、冗余度高、重傳概率低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L9/00GK102263683SQ201010185788
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者于東, 尹震宇, 岳東峰, 高甜容 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所有限公司, 沈陽(yáng)高精數(shù)控技術(shù)有限公司