一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据网络系统

摘要

本发明提供了一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据网络系统，系统为模块化架构，包括实时控制网以及与实时控制网通信连接的高速以太网，高速以太网包括有千兆交换机、与千兆交换机通信连接的管控服务器以及与千兆交换机通信连接的数据服务器，千兆交换机还与多个终端设备通信连接；实时控制网包括有TTE交换机、与TTE交换机通信连接的多台TTE适配器、与TTE交换机通信连接的数据存储设备、分别与TTE交换机和千兆交换机通信连接的数据收集终端以及与数据收集终端通信连接的千兆交换机；TTE适配器还与外部设备通信连接；本发明实现了外部设备与终端设备之间进行高速、实时、可靠的数据传输与交互，并实现单一总线数据传输和混合总线数据传输。

说明书

技术领域

本发明涉及现场总线技术领域，具体涉及一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据网络系统。

背景技术

传统以太网遵循IEEE802.3协议，具有成本低，技术透明度高的特点，但不能满足航天航空、工业控制等业务领域实时数据传输的应用需求；而时间触发以太网（TTE）在实时性、可靠性、时间确定性等性能方面能够很好满足航空及工业设备控制等领域的需求，是极具研究价值和应用前景的实时数据传输技术。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据交互与网络系统，能够基于EtherCAT总线和TTE总线，构成分布式多节点交互系统，实现外部设备与终端设备之间进行高速、实时、可靠的数据传输与交互，并实现单一总线数据传输和混合总线数据传输。

本发明的技术方案如下：

一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据交互与网络系统，系统为模块化架构，包括实时控制网以及与实时控制网通信连接的高速以太网，高速以太网包括有千兆交换机、与千兆交换机通信连接的管控服务器以及与千兆交换机通信连接的数据服务器，千兆交换机还与多个终端设备通信连接。

实时控制网采用以下两种方式之一：

本发明中，数据收集终端通过TTE交换机、TTE适配器、EtherCAT交换机以及EtherCAT适配器等组成的实时控制网对机载设备等各种外部设备进行仿真等数据收集并存储于数据存储设备，发动机控制设计与半实物仿真平台、发动机控制信号等效系统、发动机供应与控制试验系统以及故障诊断与测试系统等各种终端设备通过千兆交换机获取机载设备的数据信息，在数据收集时，管控服务器对TTE交换机、TTE适配器、EtherCAT交换机以及EtherCAT适配器等设备进行数据管控。

进一步地，实时控制网采用的方式

进一步地，还包括有时间同步网，时间同步网包括有授时服务器以及与授时服务器连接的授时天线，授时服务器与TTE交换机和EtherCAT交换机通信连接；通过授时服务器以及天线，能够实现与北斗系统时间同步以及内部设备时间同步。

TTE管控软件主要用于对TTE系统的数据传输、时间同步等过程进行监督以及对TTE从站、TTE主站的参数配置。通过获取系统中传输帧的信息，执行错误检测和隔离、团集检测、中断非法传输、保证传输时延等管理功能。

本发明的有益效果：

1.本发明能够基于EtherCAT总线和TTE总线，构成分布式多节点交互系统，实现外部设备与终端设备之间进行高速、实时、可靠的数据传输与交互，并实现单一总线数据传输和混合总线数据传输。

2.本发明采用模块化的电子系统架构，所有TTE适配器通过TTE交换机互联，以及所有EtherCAT适配器通过EtherCAT交换机互联，可方便的添加或删除设备结点，满足后续系统功能拓展要求。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例一所述的一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据网络系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二所述的一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据网络系统的结构示意图；

图3是本发明实施例三所述的一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据网络系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一

如附图1所示，一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据网络系统，所述系统为模块化架构，包括实时控制网、与实时控制网通信连接的高速以太网以及时间同步网。

高速以太网包括有千兆交换机、与千兆交换机通信连接的管控服务器以及与千兆交换机通信连接的数据服务器，千兆交换机还与多个终端设备通信连接；实时控制网包括有TTE交换机、与TTE交换机通信连接的多台TTE适配器、与TTE交换机通信连接的数据存储设备、分别与TTE交换机和千兆交换机通信连接的数据收集终端以及与数据收集终端通信连接的千兆交换机；TTE适配器还与外部设备通信连接；本实施例中，外部设备为航天电子领域的各种机载设备，数据存储设备为领域内的机载数据存储设备，终端设备为发动机控制设计与半实物仿真平台、发动机控制信号等效系统、发动机供应与控制试验系统以及故障诊断与测试系统。

时间同步网包括有授时服务器以及与授时服务器连接的授时天线，授时服务器与TTE交换机和EtherCAT交换机通信连接。

本实施例通过数据收集终端、TTE交换机、TTE适配器对机载设备进行仿真数据收集并存储于数据存储设备，发动机控制设计与半实物仿真平台、发动机控制信号等效系统、发动机供应与控制试验系统以及故障诊断与测试系统等各种终端设备通过千兆交换机获取机载设备的数据信息；以及通过管控服务器对TTE交换机、TTE适配器进行数据管控；以及通过授时服务器以及天线，对本系统内部设备进行时间同步，从而基于TTE总线，实现了外部设备与终端设备之间进行高速、实时、可靠的数据传输与交互，并实现单一总线数据传输数据传输。

实施例二

如附图2所示，一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据网络系统，系统为模块化架构，包括实时控制网、与实时控制网通信连接的高速以太网以及时间同步网。

高速以太网包括有千兆交换机、与千兆交换机通信连接的管控服务器以及与千兆交换机通信连接的数据服务器，千兆交换机还与多个终端设备通信连接；实时控制网包括有EtherCAT交换机、依次串联的多台EtherCAT适配器以及与EtherCAT交换机通信连接的千兆交换机，EtherCAT交换机分别与首尾两台EtherCAT适配器通信连接；EtherCAT适配器还与外部设备通信连接；本实施例中，外部设备为航天电子领域的各种机载设备，数据服务器包括有仿真服务器和地面数据服务器，管控服务器为仿真服务器，该仿真服务器用于对TTE总线设备联网的管控；终端设备为发动机控制设计与半实物仿真平台、发动机控制信号等效系统、发动机供应与控制试验系统以及故障诊断与测试系统。

时间同步网包括有授时服务器以及与授时服务器连接的授时天线，授时服务器与TTE交换机和EtherCAT交换机通信连接。

本实施例通过EtherCAT交换机、EtherCAT适配器对机载设备进行仿真数据收集并存储于数据存储设备，发动机控制设计与半实物仿真平台、发动机控制信号等效系统、发动机供应与控制试验系统以及故障诊断与测试系统等各种终端设备通过千兆交换机获取机载设备的数据信息；以及通过管控服务器，即仿真服务器，对EtherCAT交换机、EtherCAT适配器进行数据管控；以及通过授时服务器以及天线，对本系统内部设备进行时间同步，从而基于EtherCAT总线，实现了外部设备与终端设备之间进行高速、实时、可靠的数据传输与交互，并实现单一总线数据传输数据传输。

实施例三

如附图3所示，一种基于TTE总线和EtherCAT总线的数据网络系统，系统为模块化架构，包括实时控制网、与实时控制网通信连接的高速以太网以及时间同步网。

高速以太网包括有千兆交换机、与千兆交换机通信连接的管控服务器以及与千兆交换机通信连接的数据服务器，千兆交换机还与多个终端设备通信连接；实时控制网包括有TTE交换机、与TTE交换机通信连接的多台TTE适配器、与TTE交换机通信连接的数据存储设备、分别与TTE交换机和千兆交换机通信连接的数据收集终端以及与数据收集终端通信连接的千兆交换机；TTE适配器还与外部设备通信连接；数据收集终端还与EtherCAT交换机

时间同步网包括有授时服务器以及与授时服务器连接的授时天线，授时服务器与TTE交换机和EtherCAT交换机通信连接。

本实施例通过数据收集终端TTE交换机、TTE适配器、EtherCAT交换机以及EtherCAT适配器等组成的实时控制网对机载设备进行仿真等数据收集并存储于数据存储设备，以及通过发动机控制设计与半实物仿真平台、发动机控制信号等效系统、发动机供应与控制试验系统以及故障诊断与测试系统等各种终端设备、千兆交换机获取机载设备的数据信息，同时，通过管控服务器，即仿真服务器对TTE交换机、TTE适配器、EtherCAT交换机以及EtherCAT适配器等设备进行数据管控；通过授时服务器以及天线对内部设备时间同步北斗系统时间；因此，本发明能够基于EtherCAT总线和TTE总线，实现外部设备与终端设备之间进行高速、实时、可靠的数据传输与交互，并实现混合总线数据传输。