УСТРОЙСТВО ИНИЦИАЛИЗАЦИИ
INITIALISATION DEVICE

Изобретение относится к адресации устройств в автоматизированных системах передачи данных.
Известно значительное количество способов и устройств адресации в системах обмена данными (патенты RU 2144270, RU 2146428, RU 2163392, заявки №2005109942, №2003129644 и др.), таких как:
- присваивание сетевого номера при производстве (в составе ПО прибора);
- установка сетевого номера с помощью механических переключателей (перемычек) на приборе в нужное положение;
- формирование случайным образом.
Все эти способы и устройства не обеспечивают достаточной гибкости в применении, требуют для своей реализации дополнительных электромеханических элементов, не обеспечивают эффективного контроля за выводом из системы отказавших устройств и вводом в систему новых устройств.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ, описанный в заявке на изобретение №2005109942. Способ автоматического поиска устройств в сети включает в себя следующие этапы, на которых:
(a) при устанавливаемом межсоединении двух устройств сначала посредством устройства инициирующей стороны осуществляют поиск на предмет того, существует ли устройство управления ресурсами в сети, и если такое устройство существует, то осуществляют переход к этапу (с), в противном случае осуществляют переход к этапу (b);
(b) посредством устройства инициирующей стороны объявляют всем другим устройствам в сети его собственную информацию устройства и в то же самое время осуществляют мониторинг информации объявлений обо всех других устройствах; когда получена информация о других устройствах, от устройства инициирующей стороны устройству, с которым требуется соединение, направляют запрос на соединение и после получения ответа выполняют соответствующие операции;
(c) от устройства инициирующей стороны направляют устройству управления ресурсами запрос на поиск устройства; после получения запроса посредством устройства управления ресурсами осуществляют поиск в хранящейся в нем информации регистрации устройств; после того, как обнаружено удовлетворяющее условиям устройство, информацию, относящуюся к этому устройству, немедленно направляют устройству инициирующей стороны, в противном же случае устройству инициирующей стороны сообщают о том, что информация не найдена.
Данный способ имеет следующие недостатки: нет четкого контроля за составом системы, сложный и длительный алгоритм инициализации устройств в сети.
В основу изобретения положена задача создать способ адресации в системах обмена данными и устройство для его реализации, обеспечивающий эффективную инициализацию устройств, рациональное использование линии обмена, а также контроль за доступом к системе новых устройств.
Технический результат - упрощение процедуры инициализации устройств в системе передачи данных, контроль за доступом к системе новых устройств и рациональное использование линии обмена.
Технический результат достигается за счет того, что в постоянную память устройства заносится уникальный заводской (серийный) номер, присваиваемый при изготовлении. В состав процедур обмена в системе, кроме обычных процедур с указанием сетевых адресов, вводится процедура инициализации устройств по их серийным номерам. В составе управляющей ПЭВМ, организующей работу и контролирующей систему обмена данными, формируется таблица соответствий присваиваемых сетевых адресов устройств и их серийных номеров. Информация о серийных номерах устройств, вводимых и выводимых из системы, определяется из их паспортов или по надписям на устройстве и вводится в таблицу оператором ПЭВМ. Обнаружив новое устройство, ПЭВМ, под управлением программы или оператора, присваивает ему соответствующий сетевой адрес и производит процедуру инициализации данного устройства посредством передачи в сеть широковещательного сообщения, содержащего: широковещательный адрес, являющийся кодом обращения ко всем устройствам, команду инициализации, серийный номер опрашиваемого устройства и присвоенный ему сетевой адрес. Все устройства прослушивают линию обмена на наличие принадлежности им сообщения по их серийному номеру. Получив данное сообщение, устройство инициализируется для работы в системе с присвоенным ему сетевым адресом. Повышение эффективности использования линии обмена достигается за счет уменьшения объема служебной информации в сообщениях - использование коротких сетевых адресов вместо длинных серийных номеров. Контроль за доступом к системе осуществляется за счет того, что ПЭВМ согласно таблице соответствия с определенной периодичностью опрашивает устройства на их наличие в системе, при этом устройства, отсутствующие в данной таблице, доступ к системе не получают.
Схема системы, реализующей предлагаемый способ, изображена на фиг.1.
Система передачи данных состоит из ПЭВМ, выполняющей роль ведущего устройства 1, магистрального интерфейса - сети 2 и устройств (абонентов) 3.
Адресация устройств в сети происходит следующим образом. На ПЭВМ создается таблица соответствия всех серийных номеров устройств с их сетевым адресом от 1 до N. После того, как на все элементы системы подано питание, ПЭВМ начинает инициализацию устройств в сети. Последовательно, по списку ПЭВМ передает в сеть широковещательные сообщения, содержащие: широковещательный адрес, команду инициализации, серийный номер опрашиваемого устройства, присвоенный ему сетевой адрес, и ждет ответного сообщения об инициализации устройства. При отсутствии ответа (устройство не включено, неисправно) ПЭВМ выводит оператору признак отсутствия связи с устройством и переходит к инициализации следующего устройства, продолжая посылать запрос инициализации с определенным периодом. В результате этого анализа определяется, с какими устройствами ПЭВМ может работать. После инициализации устройств в сети ПЭВМ ведет обмен сообщениями, содержащими команды: запрос состояния, прием массива данных, передача массива данных, перезапуск, установка режима и т.д., с конкретным устройством по сетевому адресу.
При извлечении устройства из системы ПЭВМ перестает получать ответы на свои запросы. Не получив ответа на запрос, ПЭВМ сбрасывает признак наличия устройства в сети и выводит должное сообщение оператору. При переконфигурировании, введении нового устройства в систему или разрушении системы ПЭВМ выполняет необходимую инициализацию устройств в сети.
Успех пресечения несанкционированного доступа незарегистрированного устройства в значительной мере зависит от защиты доступа к таблице устройств на ПЭВМ и своевременного информирования о случившемся событии службе безопасности объекта, на котором эксплуатируется система.
Устройство адресации, входящее в состав устройства системы, реализующее предлагаемый способ, состоит из регистра серийного номера, регистра сетевого адреса, схем сравнения, коммутатора сетевого адреса, дешифратора команд, регистра принятого сообщения, соединенных соответствующим способом. Дешифратор команд в устройстве предназначен для детектирования команд в принятых сообщениях. Первая схема сравнения одним из своих входов соединена с полем сетевого адреса регистра принятого сообщения, вторым входом - с регистром сетевого адреса. Выход первой схемы сравнения соединен с управляющим входом дешифратора команд, информационный вход которого соединен с полем кода команды регистра принятого сообщения. Вторая схема сравнения одним из своих входов, как первая схема сравнения, соединена с полем сетевого адреса регистра принятого сообщения, второй вход этой схемы соединен с выходом регистра широковещательного адреса. Выход второй схемы сравнения соединен с управляющим входом третьей схемы сравнения, один информационный вход которой соединен с полем серийного номера регистра принятого сообщения, второй вход соединен с регистром серийного номера, а выход - с одним из управляющих входов коммутатора сетевого адреса. Информационный вход коммутатора сетевого адреса соединен с полем адреса регистра принятого сообщения, а его выход соединен со входом регистра сетевого адреса.
Схема устройства, реализующего предлагаемый способ, изображена на фиг.2.
Устройство состоит из регистра принятого сообщения 4, содержащего поле сетевого адреса 5, поле кода команды 6, поле данных 7. Поле данных 7 состоит из поля последующего адреса устройства в сети 8 и поля серийного номера устройства, которому адресовано сообщение 9. В состав схемы входит схема сравнения (1), соединенная одним входом с полем сетевого адреса 5 (соединение 10), вторым входом - с регистром сетевого адреса (соединение 11), а выходом (соединение 12) - с управляющим входом дешифратора команд. Информационный вход дешифратора команд соединен с полем кода команды 6 (соединение 13). Схема сравнения (2) одним входом (соединение 10) соединена с полем сетевого адреса 5, вторым входом (соединение 14) - с регистром широковещательного адреса, а выход (соединение 15) соединен с управляющим входом схемы сравнения (3). Один из входов схемы сравнения (3) (соединение 16) соединен с полем серийного номера устройства, которому адресовано сообщение 9, вторым (соединение 17) - с регистром серийного номера, выход (соединение 18) - с одним из управляющих входов коммутатора сетевого адреса. Информационный вход коммутатора сетевого адреса соединен (соединение 19) с полем последующего адреса устройства в сети 8, а выход (соединение 20) - с регистром сетевого адреса.
Устройство работает следующим образом.
После включения устройства в регистр серийного номера заносится серийный номер устройства, а в регистр широковещательного адреса - код, соответствующий широковещательной адресации (обращение ко всем устройствам в сети). После приема данных из сети в регистр принятых сообщений 4 схема сравнения (1) производит сравнение поля сетевого адреса 5, принятого в сообщении, с содержимым регистра сетевого адреса и вырабатывает управляющий сигнал (соединение 12) на дешифратор команд, который выполняет детектирование поля кода команды 6 в принятом сообщении. Аналогично, схема сравнения (2) производит сравнение поля сетевого адреса 5 на соответствие широковещательному адресу, обращение ко всем устройствам в сети по серийному номеру и вырабатывает управляющий сигнал (соединение 15) на вход схемы сравнения (3). Схема сравнения (3) производит сравнение поля принятого серийного номера 9 с содержимым регистра серийного номера и вырабатывает управляющий сигнал (соединение 18) на вход коммутатора сетевого адреса, который, в свою очередь, коммутирует принятый адрес 8 устройства в регистр сетевого адреса.
Алгоритм фиг.3 поясняет работу оператора ПЭВМ.
Оператором на ПЭВМ создается таблица соответствия всех серийных номеров устройств с их сетевыми адресами от 1 до N, после чего она начинает инициализацию устройств в сети. Последовательно по списку ПЭВМ передает управляющую команду инициализации, содержащую: широковещательный адрес, команду инициализации, серийный номер опрашиваемого устройства и его сетевой адрес. Далее система переходит в рабочий режим, периодически анализируя признак изменения состава системы (отсутствие ответа на запрос, отключение устройства от сети, введение нового устройства в систему). При обнаружении изменения состава системы оператор ПЭВМ производит корректировку таблицы соответствия и переходит к повторной инициализации устройств в сети.
Алгоритм фиг.4 поясняет принцип работы устройства. Каждое принятое сообщение из сети анализируется на принадлежность данному устройству путем сравнения сетевого адреса устройства с сетевым адресом, содержащимся в сообщении. В случае определения его принадлежности данному устройству происходит обработка принятого сообщения и подготовка к приему нового сообщения. В противном случае происходит анализ сообщения на обращение ко всем устройствам в сети по серийному номеру, сравнение соответствующей части сообщения с серийным номером устройства и при положительном исходе выполняется процедура переписи полученного адреса в регистр сетевого адреса устройства.