本發(fā)明涉及自動化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種控制器、分布式控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，其在各個(gè)領(lǐng)域如產(chǎn)品生產(chǎn)、業(yè)務(wù)辦理以及管理等均有比較廣泛的應(yīng)用。而實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一是：實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信。

由于自動化系統(tǒng)中的設(shè)備兼容性等問題，導(dǎo)致設(shè)備間不能直接進(jìn)行通信。目前，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信的方式主要是：利用中心控制器提供的各種類型的供電端子、信號輸入端子和信號輸出端子等，為各個(gè)設(shè)備鋪設(shè)對應(yīng)的動力線、控制線、供電線、信號輸入線以及信號輸出線等，以滿足設(shè)備間通信的需求，由于中心控制器提供的端子間的差異性，使得鋪設(shè)的這些線路與設(shè)備間具有較強(qiáng)的針對性。那么，當(dāng)有新的設(shè)備進(jìn)入到該自動化系統(tǒng)時(shí)，則需要為該新的設(shè)備增設(shè)對應(yīng)的動力線、控制線、供電線、信號輸入線以及信號數(shù)據(jù)線等，才能實(shí)現(xiàn)該新的設(shè)備與系統(tǒng)中其他設(shè)備的通信，而不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的即插即用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種控制器、分布式控制系統(tǒng)和方法，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的即插即用。

一種控制器，包括：對應(yīng)不同設(shè)備類型的至少兩個(gè)設(shè)備端口、主控盒及以太網(wǎng)端口，其中，

通過所述至少兩個(gè)設(shè)備端口中的第一設(shè)備端口連接對應(yīng)設(shè)備類型的外部第一設(shè)備，在所述外部第一設(shè)備與所述主控盒之間傳輸?shù)谝桓袷降臄?shù)據(jù)；

所述主控盒，用于在接收到第一格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將所述第一格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)端口發(fā)送給外部交換機(jī)；在接收到以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，將所述以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為第一格式的數(shù)據(jù)，通過所述第一設(shè)備端口發(fā)送給外部第一設(shè)備；

所述以太網(wǎng)端口，用于在接收到所述主控盒發(fā)來以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將所述以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)發(fā)給外部交換機(jī)，以及在接收到外部交換機(jī)發(fā)來的以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)給所述主控盒。

在控制器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，

所述第一設(shè)備端口包括第一usb端口，用于連接具有usb連接端口的所述第一設(shè)備；

或者，

所述第一設(shè)備端口包括usbotg端口，用于連接具有usbotg連接端口的所述第一設(shè)備；

或者，

所述第一設(shè)備端口包括現(xiàn)場總線端口，用于連接具有現(xiàn)場總線連接端口的第一設(shè)備；

或者，

所述第一設(shè)備端口包括sd卡插槽，用于連接sd卡；

或者，

所述第一設(shè)備端口包括i/o端口，用于連接具有i/o連接端口的第一設(shè)備。

在控制器的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，

所述第一設(shè)備端口，包括：第二usb端口和gpio擴(kuò)展器，其中，

所述第二usb端口與所述gpio擴(kuò)展器連接，用于通過usb端口擴(kuò)展i/o端口，連接具有i/o連接端口的第一設(shè)備。

在控制器的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，

所述以太網(wǎng)端口，進(jìn)一步用于：

接收通過以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娔?，將所述電能傳輸給所述第一設(shè)備端口；

所述第一設(shè)備端口，進(jìn)一步用于接收所述以太網(wǎng)端口傳輸?shù)碾娔埽詾樗鐾獠康牡谝辉O(shè)備供電。

在控制器的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，

所述控制器具有多邊形殼體；

所述至少兩個(gè)設(shè)備端口沿所述多邊形殼體的邊界放置。

一種分布式控制系統(tǒng)，包括：至少兩個(gè)設(shè)備、至少兩個(gè)上述任一所述的控制器和交換機(jī)；其中，

所述至少兩個(gè)設(shè)備中的第一設(shè)備，通過所述至少兩個(gè)控制器中第一控制器的第一設(shè)備端口連接到所述第一控制器，用于發(fā)送第一格式的數(shù)據(jù)給所述第一控制器；

所述至少兩個(gè)控制器中第一控制器，通過所述第一控制器的以太網(wǎng)端口連接到所述交換機(jī)，用于在通過所述第一設(shè)備端口接收所述第一格式的數(shù)據(jù)時(shí)，通過內(nèi)部主控盒將所述第一格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，并通過所述第一控制器的以太網(wǎng)端口發(fā)送給所述交換機(jī)；

所述交換機(jī)，用于接收所述以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，并將所述以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)發(fā)送給所述至少兩個(gè)控制器中的第二控制器；

所述第二控制器，通過所述第二控制器的以太網(wǎng)端口連接到所述交換機(jī)，用于通過所述第二控制器的以太網(wǎng)端口接收所述交換機(jī)發(fā)送的所述以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，并通過內(nèi)部主控盒將所述以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第二格式的數(shù)據(jù)，通過第二控制器的以太網(wǎng)端口將所述第二格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述至少兩個(gè)設(shè)備中的第二設(shè)備；

所述第二設(shè)備，通過所述第二控制器的第二設(shè)備端口連接到所述第二控制器，用于通過所述第二設(shè)備端口接收所述第二格式的數(shù)據(jù)。

在分布式控制系統(tǒng)的另一優(yōu)選實(shí)施例中，

所述第一控制器嵌入到所述第一設(shè)備中；

所述第二控制器嵌入到所述第二設(shè)備中。

在分布式控制系統(tǒng)的又一優(yōu)選實(shí)施例中，

所述交換機(jī)為基于以太網(wǎng)供電poe使能的交換機(jī)；

所述poe使能的交換機(jī)通過以太網(wǎng)線分別連接到所述第一控制器與所述第二控制器，并通過以太網(wǎng)線對所述第一控制器和所述第二控制器進(jìn)行供電。

在分布式控制系統(tǒng)的另一優(yōu)選實(shí)施例中，

每一個(gè)所述設(shè)備，包括usb設(shè)備、usbotg設(shè)備、現(xiàn)場總線設(shè)備、sd卡、i/o設(shè)備中的任意一種。

利用上述任意一種控制器進(jìn)行的分布式控制方法，將至少兩個(gè)控制器連接到交換機(jī)，所述至少兩個(gè)控制器中每一個(gè)控制器包含對應(yīng)不同設(shè)備類型的至少兩個(gè)設(shè)備端口，還包括：

所述至少兩個(gè)控制器中，每一個(gè)控制器，執(zhí)行：

通過所述至少兩個(gè)設(shè)備端口中的第一設(shè)備端口連接對應(yīng)設(shè)備類型的第一設(shè)備，所述至少兩個(gè)控制器連接不同的設(shè)備；

利用所述第一設(shè)備端口在所述第一設(shè)備與所述控制器的主控盒之間傳輸?shù)谝桓袷降臄?shù)據(jù)；

在所述控制器的主控盒接收到第一格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將所述第一格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，通過所述控制器的以太網(wǎng)端口發(fā)送給所述交換機(jī)；

在所述控制器的主控盒通過所述控制器的以太網(wǎng)端口接收到所述交換機(jī)發(fā)送的以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，將所述以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為第一格式的數(shù)據(jù)，通過所述第一設(shè)備端口發(fā)送給所述第一設(shè)備。

在分布式控制方法的另一優(yōu)選實(shí)施例中，

該分布式控制方法進(jìn)一步包括：

所述至少兩個(gè)控制器中，每一個(gè)控制器，執(zhí)行：

利用所述以太網(wǎng)端口接收以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娔?，將所述電能傳輸給所述第 一設(shè)備端口；

利用所述第一設(shè)備端口接收所述以太網(wǎng)端口傳輸?shù)碾娔?，以為所述第一設(shè)備端口連接的設(shè)備供電。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種控制器、分布式控制系統(tǒng)和方法，該控制器對應(yīng)不同設(shè)備類型的至少兩個(gè)設(shè)備端口、以太網(wǎng)端口及主控盒，其中，通過至少兩個(gè)設(shè)備端口中的第一設(shè)備端口連接對應(yīng)設(shè)備類型的外部第一設(shè)備，在外部第一設(shè)備與主控盒之間傳輸?shù)谝桓袷降臄?shù)據(jù)；在通過主控盒接收到第一格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將第一格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)端口發(fā)送給外部交換機(jī)；在接收到以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，將以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為第一格式的數(shù)據(jù)，通過第一設(shè)備端口發(fā)送給外部第一設(shè)備；在通過以太網(wǎng)端口接收到主控盒發(fā)來以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)發(fā)給外部交換機(jī)，以及在接收到外部交換機(jī)發(fā)來的以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)給主控盒，由于對應(yīng)不同設(shè)備類型的至少兩個(gè)設(shè)備端口，那么，通過該至少兩個(gè)設(shè)備端口能夠使不同類型的設(shè)備隨時(shí)連接到控制器，又由于控制器的以太網(wǎng)端口接入到以太網(wǎng)交換機(jī)，使得連接以太網(wǎng)交換機(jī)的不同控制器間能夠互相通信，那么，與不同控制器連接的不同設(shè)備之間通過控制器和以太網(wǎng)交換機(jī)即能夠?qū)崿F(xiàn)間接的通信，而無需為設(shè)備之間部署專門的通信線路，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的即插即用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種分布式控制方法的流程圖；

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種分布式控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種控制器，該控制器，包括：

對應(yīng)不同設(shè)備類型的至少兩個(gè)設(shè)備端口101、主控盒102及以太網(wǎng)端口103，其中，

通過至少兩個(gè)設(shè)備端口中的第一設(shè)備端口101連接對應(yīng)設(shè)備類型的外部第一設(shè)備，在外部第一設(shè)備與主控盒102之間傳輸?shù)谝桓袷降臄?shù)據(jù)；

主控盒102，用于在接收到第一格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將第一格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)端口103發(fā)送給外部交換機(jī)；在接收到以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，將以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為第一格式的數(shù)據(jù)，通過第一設(shè)備端口發(fā)送給外部第一設(shè)備；

以太網(wǎng)端口103，用于在接收到主控盒102發(fā)來以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)發(fā)給外部交換機(jī)，以及在接收到外部交換機(jī)發(fā)來的以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)給主控盒102。

本發(fā)明上述實(shí)施例提供的控制器，通過至少兩個(gè)設(shè)備端口中的第一設(shè)備端口連接對應(yīng)設(shè)備類型的外部第一設(shè)備，在外部第一設(shè)備與主控盒之間傳輸?shù)谝桓袷降臄?shù)據(jù)；在通過主控盒接收到第一格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將第一格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)端口發(fā)送給外部交換機(jī)；在接收到以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，將以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為第一格式的數(shù)據(jù)，通過第一設(shè)備端口發(fā)送給外部第一設(shè)備；在通過以太網(wǎng)端口接收到主控盒發(fā)來以太網(wǎng)格 式的數(shù)據(jù)時(shí)，將以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)發(fā)給外部交換機(jī)，以及在接收到外部交換機(jī)發(fā)來的以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)給主控盒，由于對應(yīng)不同設(shè)備類型的至少兩個(gè)設(shè)備端口，那么，通過該至少兩個(gè)設(shè)備端口能夠使不同類型的設(shè)備隨時(shí)連接到控制器，又由于控制器的以太網(wǎng)端口接入到以太網(wǎng)交換機(jī)，使得連接以太網(wǎng)交換機(jī)的不同控制器間能夠互相通信，那么，與不同控制器連接的不同設(shè)備之間通過控制器和以太網(wǎng)交換機(jī)即能夠?qū)崿F(xiàn)間接的通信，而無需為設(shè)備之間部署專門的通信線路，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的即插即用。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，第一設(shè)備端口101包括第一usb端口，用于連接具有usb連接端口的所述第一設(shè)備；通過在控制器上設(shè)置usb端口，能夠使控制器與如攝像機(jī)、音響等具有usb端口的非通信型設(shè)備相連，從而使非通信型設(shè)備能夠通過控制器和以太網(wǎng)與其他以太網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行通信。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，第一設(shè)備端口101包括usbotg端口，用于連接具有usbotg連接端口的第一設(shè)備，使得該控制器能夠應(yīng)用于如pc機(jī)等具有usbotg端口的設(shè)備，進(jìn)一步擴(kuò)展了該控制器的應(yīng)用范圍。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，第一設(shè)備端口101包括現(xiàn)場總線端口，用于連接具有現(xiàn)場總線連接端口的第一設(shè)備，使得該控制器能夠應(yīng)用于如工業(yè)生產(chǎn)中的電機(jī)設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)電機(jī)設(shè)備通過控制器與其它設(shè)備間的通信，通過這種工業(yè)生產(chǎn)過程中，各個(gè)設(shè)備間的通信，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，第一設(shè)備端口101包括sd卡插槽，用于連接sd卡；使得該sd卡能夠通過控制器和以太網(wǎng)為其它設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，使得不具有sd卡插槽的設(shè)備通過控制器和以太網(wǎng)與sd卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)了具有不同端口的設(shè)備間的通信。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，第一設(shè)備端口101包括i/o端口，用于連接具有i/o連接端口的第一設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了i/o設(shè)備通過控制器和以太網(wǎng)與其他設(shè)備間的通信。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，第一設(shè)備端口101，包括：第二usb端口和gpio擴(kuò)展器，其中，第二usb端口與gpio擴(kuò)展器連接，用于通過usb端 口擴(kuò)展i/o端口，連接具有i/o連接端口的第一設(shè)備；由于在控制器中擴(kuò)展i/o端口將一定程度上增大控制器的尺寸，而通過本發(fā)明實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)了通過usb端口擴(kuò)展i/o端口，避免了直接在控制器中擴(kuò)展i/o端口，有效地縮小了控制器的尺寸，同時(shí)，在i/o端口增加的情況下，仍然能夠保持控制器尺寸的緊湊性。值得說明的是，該gpio擴(kuò)展器中的處理器可以選擇低成本的處理器如armcortex-m0處理器等，另外，可以將主流的處理器如arm，dsp，fpga及powerpc等作為本發(fā)明實(shí)施例的主控盒，一方面有效地提高了控制器的實(shí)用性和兼容性，另一方面，降低了控制器的成本。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，以太網(wǎng)端口，進(jìn)一步用于：接收通過以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娔埽瑢㈦娔軅鬏斀o第一設(shè)備端口；第一設(shè)備端口，進(jìn)一步用于接收以太網(wǎng)端口傳輸?shù)碾娔?，以為外部第一設(shè)備供電，實(shí)現(xiàn)了通過以太網(wǎng)為設(shè)備供電，而無須為設(shè)備專門鋪設(shè)供電線路。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，控制器具有多邊形殼體；至少兩個(gè)設(shè)備端口沿多邊形殼體的邊界放置，通過為控制器設(shè)置多邊形殼體，使得能夠盡可能多的為控制器設(shè)置設(shè)備端口，從而使得控制器包含的設(shè)備端口的類型盡可能多，以提高控制器的使用性。

如圖2所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供了一種分布式控制系統(tǒng)，包括：至少兩個(gè)設(shè)備201、至少兩個(gè)上述實(shí)施例提供的任一控制器202和交換機(jī)203，其中，

至少兩個(gè)設(shè)備中的第一設(shè)備201，通過至少兩個(gè)控制器中第一控制器202的第一設(shè)備端口連接到第一控制器202，用于發(fā)送第一格式的數(shù)據(jù)給第一控制器202；

至少兩個(gè)控制器中第一控制器202，通過第一控制器202的以太網(wǎng)端口連接到交換機(jī)203，用于在通過第一設(shè)備端口接收第一格式的數(shù)據(jù)時(shí)，通過內(nèi)部主控盒將第一格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，并通過第一控制器202的以太網(wǎng)端口發(fā)送給交換機(jī)203；

交換機(jī)203，用于接收以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，并將以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)發(fā)送給至 少兩個(gè)控制器中的第二控制器202；

第二控制器202，通過第二控制器202的以太網(wǎng)端口連接到交換機(jī)203，用于通過第二控制器202的以太網(wǎng)端口接收交換機(jī)203發(fā)送的以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，并通過內(nèi)部主控盒將以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第二格式的數(shù)據(jù)，通過第二控制器202的以太網(wǎng)端口將第二格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給至少兩個(gè)設(shè)備中的第二設(shè)備201；

第二設(shè)備201，通過第二控制器202的第二設(shè)備端口連接到第二控制器202，用于通過第二設(shè)備端口接收第二格式的數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，第一控制器202嵌入到第一設(shè)備201中，第二控制器202嵌入到第二設(shè)備201中，建立起控制器與設(shè)備的一一對應(yīng)的關(guān)系，通過將控制器嵌入到設(shè)備中，方便控制器與設(shè)備的連接，在對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對控制器的維護(hù)。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，交換機(jī)203為基于以太網(wǎng)供電poe使能的交換機(jī)；該poe使能的交換機(jī)通過以太網(wǎng)線分別連接到第一控制器202與第二控制器202，并通過以太網(wǎng)線對第一控制器202和第二控制器202進(jìn)行供電，通過該poe使能的交換機(jī)為各個(gè)控制器供電，各個(gè)控制器將電能傳輸給與其連接的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了通過以太網(wǎng)為設(shè)備供電，避免了為設(shè)備專門設(shè)置供電線路，使設(shè)備布置更佳靈活。

值得說明的是，上述分布式控制系統(tǒng)中的交換機(jī)203能夠連接到工程工具，該工程工具通過確定第一設(shè)備201和第二設(shè)備201的功能，為第一設(shè)備201和第二設(shè)備201間構(gòu)建信息交互仿真模型，并根據(jù)信息交互仿真模型，為第一控制器202和第二控制器202分別生成對應(yīng)的web服務(wù)，并通過交換機(jī)將對應(yīng)的web服務(wù)分別發(fā)送給第一控制器202和第二控制器202；在此基礎(chǔ)之上，第一控制器202，進(jìn)一步用于接收第一控制器對應(yīng)的第一web服務(wù)，并根據(jù)第一web服務(wù)，控制交換機(jī)203將以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)發(fā)送給第二控制器202；第二控制器202，進(jìn)一步用于接收第二控制器對應(yīng)的第二web服務(wù)，并根據(jù)第二web服務(wù)，通過第二控制器202的以太網(wǎng)端口接收交換機(jī)203發(fā)送 的與第一控制器202相關(guān)的以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，本發(fā)明實(shí)施例通過工程工具為控制器配置web服務(wù)，使得控制器能夠根據(jù)其自身存在的web服務(wù)，控制數(shù)據(jù)的定向傳輸，實(shí)現(xiàn)了控制器和分布式控制系統(tǒng)的智能化。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述至少兩個(gè)設(shè)備201，包括：usb設(shè)備、usbotg設(shè)備、現(xiàn)場總線設(shè)備、sd卡、i/o設(shè)備中的任意一種或多種，例如：包含usb端口的照相/攝像機(jī)、kinect、揚(yáng)聲器、無線網(wǎng)卡、gpio擴(kuò)展器等usb設(shè)備；pc機(jī)等usbotg設(shè)備；電機(jī)等現(xiàn)場總線設(shè)備；處理設(shè)備、操作手輪等i/o設(shè)備。

為了更加清楚地體現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例提供的分布式控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，下面以分布式控制系統(tǒng)包括：兩個(gè)設(shè)備、該兩個(gè)設(shè)備各自對應(yīng)的上述任一實(shí)施例提供的控制器和交換機(jī)，以具有usb端口的攝像機(jī)和具有i/o端口的工作機(jī)器人作為上述的兩個(gè)設(shè)備為例，結(jié)合附圖3對本發(fā)明實(shí)施例提供的分布式控制系統(tǒng)作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

如圖3所示，本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供一種分布式控制系統(tǒng)，該分布式控制系統(tǒng)，包括：具有usb端口的攝像機(jī)3011及其對應(yīng)的第一控制器3021，具有i/o端口的工作機(jī)器人3012及其對應(yīng)的第二控制器3022，交換機(jī)303，以及工程工具304，其中，

第一控制器3021作為硬件補(bǔ)丁嵌入到具有usb端口的攝像機(jī)3011，該具有usb端口的攝像機(jī)3011連接到第一控制器3021的usb端口，通過第一控制器3021的以太網(wǎng)端口連接到交換機(jī)303；

第二控制器3022作為硬件補(bǔ)丁嵌入到具有i/o端口的工作機(jī)器人3012，該具有i/o端口的工作機(jī)器人3012連接到第二控制器3022的i/o端口，通過第二控制器3022的以太網(wǎng)端口連接到交換機(jī)303；

工程工具304連接到交換機(jī)303，預(yù)先為具有usb端口的攝像機(jī)3011和具有i/o端口的工作機(jī)器人3012間構(gòu)建信息交互仿真模型，并根據(jù)信息交互仿真模型，為第一控制器3021和第二控制器3022分別生成對應(yīng)的web服務(wù)，如：為第一控制器3021生成的web服務(wù)是將具有usb端口的攝像機(jī)3011 采集的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給第二控制器3022，并接收第二控制器3022發(fā)送的調(diào)節(jié)攝像機(jī)參數(shù)的數(shù)據(jù)；為第二控制器3022生成的web服務(wù)是接收第一控制器3021發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，并發(fā)送調(diào)節(jié)攝像機(jī)參數(shù)的數(shù)據(jù)給第一控制器3021；并通過交換機(jī)303將上述兩個(gè)控制器各自對應(yīng)的web服務(wù)分別發(fā)送給對應(yīng)的控制器；以實(shí)現(xiàn)智能化控制攝像機(jī)拍攝物體的過程；

具有usb端口的攝像機(jī)3011采集物體的視頻數(shù)據(jù)，將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給第一控制器3021，第一控制器3021將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，通過第一控制器3021的以太網(wǎng)端口，發(fā)送第一以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)給交換機(jī)303，并控制交換機(jī)303將該第一太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)發(fā)送給第二控制器3022，第二控制器3022將第一太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像幀數(shù)據(jù)，并將該圖像幀數(shù)據(jù)發(fā)送給具有i/o端口的工作機(jī)器人3012，該具有i/o端口的工作機(jī)器人3012通過分析接收到的圖像幀數(shù)據(jù)，確定攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)；

具有i/o端口的工作機(jī)器人3012將攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)發(fā)送給第二控制器3022，第二控制器3022將攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)轉(zhuǎn)換為第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，并將該第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給交換機(jī)303，并控制交換機(jī)303將第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給第一控制器3021；第一控制器3021將接收到的第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有usb端口的攝像機(jī)3011能夠識別的攝像機(jī)參數(shù)，并將攝像機(jī)參數(shù)發(fā)送給具有usb端口的攝像機(jī)3011；

具有usb端口的攝像機(jī)3011接收攝像機(jī)參數(shù)，并根據(jù)攝像機(jī)參數(shù)修改該具有usb端口的攝像機(jī)3011的參數(shù)設(shè)置。

值得說明的是，在該分布式控制系統(tǒng)實(shí)施例中，第一控制器3021和第二控制器3022為相同的控制器，這些控制器中同時(shí)包含有usb端口和i/o端口等，從而，實(shí)現(xiàn)了一種控制器可以被多種端口的設(shè)備所使用，同時(shí)，避免了控制器間兼容性等問題的產(chǎn)生。

如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用上述任意一種控制器進(jìn)行的分布式控制方法，預(yù)先將至少兩個(gè)控制器連接到交換機(jī)，其中，至少兩個(gè)控制器中每一個(gè)控制器包含對應(yīng)不同設(shè)備類型的至少兩個(gè)設(shè)備端口，至少兩個(gè)控 制器中，每一個(gè)控制器，執(zhí)行如下步驟：

步驟401：通過至少兩個(gè)設(shè)備端口中的第一設(shè)備端口連接對應(yīng)設(shè)備類型的第一設(shè)備，至少兩個(gè)控制器連接不同的設(shè)備；

步驟402：利用第一設(shè)備端口在第一設(shè)備與控制器的主控盒之間傳輸?shù)谝桓袷降臄?shù)據(jù)；

步驟403：在控制器的主控盒接收到第一格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將第一格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，通過控制器的以太網(wǎng)端口發(fā)送給交換機(jī)；

步驟404：在控制器的主控盒通過控制器的以太網(wǎng)端口接收到交換機(jī)發(fā)送的以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，將以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為第一格式的數(shù)據(jù)，通過第一設(shè)備端口發(fā)送給第一設(shè)備。

在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，上述方法進(jìn)一步包括：至少兩個(gè)控制器中，每一個(gè)控制器，執(zhí)行：利用以太網(wǎng)端口接收以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娔埽瑢㈦娔軅鬏斀o所述第一設(shè)備端口；利用第一設(shè)備端口接收以太網(wǎng)端口傳輸?shù)碾娔?，以為第一設(shè)備端口連接的設(shè)備供電，無需單獨(dú)為各個(gè)設(shè)備配備專門的供電線路，方便設(shè)備的布置，也進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的即插即用。

為了更加清楚地體現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例中分布式控制的過程，下面以圖3所示的分布式控制系統(tǒng)為例，作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

如圖3和圖5所示，該分布式控制的方法可以包括如下步驟：

步驟501：將兩個(gè)控制器分別嵌入到具有usb端口的攝像機(jī)和具有i/o端口的工作機(jī)器人；

步驟502：將具有usb端口的攝像機(jī)和具有i/o端口的工作機(jī)器人，分別連接到各自嵌入的控制器；

在步驟501和步驟502中，兩個(gè)控制器與具有usb端口的攝像機(jī)和具有i/o端口的工作機(jī)器人具有一一對應(yīng)的關(guān)系，如圖3所示，第一控制器3021作為硬件補(bǔ)丁嵌入到具有usb端口的攝像機(jī)3011，該具有usb端口的攝像機(jī)3011連接到第一控制器3021的usb端口；第二控制器3022作為硬件補(bǔ)丁嵌入到具有i/o端口的工作機(jī)器人3012，該具有i/o端口的工作機(jī)器人3012 連接到第二控制器3022的i/o端口。

步驟503：將兩個(gè)控制器通過各自的以太網(wǎng)端口連接到交換機(jī)；

如圖3所示，第一控制器3021通過其自身的以太網(wǎng)端口連接到交換機(jī)303；第二控制器3022通過其自身的以太網(wǎng)端口連接到交換機(jī)303；另外，將工程工具304連接到交換機(jī)303。

在該步驟中，可以利用工程工具為兩個(gè)控制器分別配置各自對應(yīng)的web服務(wù)，工程工具通過模擬仿真攝像機(jī)和工作機(jī)器人之間協(xié)同工作的過程，為兩個(gè)控制器生成對應(yīng)的web服務(wù)，并將web服務(wù)發(fā)送給對應(yīng)的控制器，例如：為如圖3所示的第一控制器3021生成的web服務(wù)是將具有usb端口的攝像機(jī)3011采集的圖像數(shù)據(jù)分別發(fā)送給第二控制器3022，并接收第二控制器3022發(fā)送的調(diào)節(jié)攝像機(jī)參數(shù)的數(shù)據(jù)；為如圖3所示的第二控制器3022生成的web服務(wù)是接收第一控制器3021發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，并發(fā)送調(diào)節(jié)攝像機(jī)參數(shù)的數(shù)據(jù)給第一控制器3021；從而實(shí)現(xiàn)了智能化控制攝像機(jī)工作。

值得說明的是，該工程工具僅用于為各個(gè)控制器配置對應(yīng)的web服務(wù)，在其配置web服務(wù)之后，工程工具即可停止工作甚至斷開與交換機(jī)的連接，從而使得該工程工具為一個(gè)分布式控制系統(tǒng)配置完成之后，可以繼續(xù)為下一個(gè)分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行配置，而無需為每一個(gè)分布式控制系統(tǒng)設(shè)置專門工程工具，從而提高工程工具的利用效率，降低分布式控制系統(tǒng)的構(gòu)造成本。

步驟504：第一控制器接收該具有usb端口的攝像機(jī)發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)，并通過交換機(jī)，發(fā)送給第二控制器；

步驟504的具體實(shí)施過程，如圖3所示，具有usb端口的攝像機(jī)3011采集物體的視頻數(shù)據(jù)，將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給第一控制器3021，第一控制器3021將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，通過第一控制器3021的以太網(wǎng)端口，發(fā)送第一以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)給交換機(jī)，并控制交換機(jī)將該第一太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)發(fā)送給第二控制器3022。

步驟505：第二控制器接收交換機(jī)發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)，并發(fā)送給具有i/o端口的工作機(jī)器人；

步驟506：具有i/o端口的工作機(jī)器人分析接收到的視頻數(shù)據(jù)，確定攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)；

步驟505和步驟506的具體實(shí)施過程，如圖3所示，第二控制器3022接收第一太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，將第一太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像幀數(shù)據(jù)，并將該圖像幀數(shù)據(jù)發(fā)送給具有i/o端口的工作機(jī)器人3012，該具有i/o端口的工作機(jī)器人3012通過分析接收到的圖像幀數(shù)據(jù)，確定攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)，例如：具有i/o端口的工作機(jī)器人通過分析視頻數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)圖片中物體的清晰度較差，而通過調(diào)整攝像機(jī)的參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整圖片清晰度的目的，那么，可以通過將攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)發(fā)送給攝像機(jī)來實(shí)現(xiàn)智能調(diào)控?cái)z像機(jī)的目的。

步驟507：第二控制器接收具有i/o端口的工作機(jī)器人發(fā)送的攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)，并通過交換機(jī)，發(fā)送給第一控制器；

上述步驟507的具體實(shí)施過程，如圖3所示，具有i/o端口的工作機(jī)器人3012將攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)發(fā)送給第二控制器3022，第二控制器3022將攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)轉(zhuǎn)換為第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，并將該第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給交換機(jī)303，交換機(jī)303將該第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送給第一控制器3021。

步驟508：第一控制器將攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)發(fā)送給具有usb端口的攝像機(jī)；

步驟509：具有usb端口的攝像機(jī)根據(jù)接收到的攝像機(jī)調(diào)整參數(shù)，調(diào)整攝像機(jī)的拍攝參數(shù)。

步驟508和步驟509的具體實(shí)施過程，如圖3所示，第一控制器3021將接收到的第二以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有usb端口的攝像機(jī)3011能夠識別的攝像機(jī)參數(shù)，并將該能夠識別的攝像機(jī)參數(shù)發(fā)送給具有usb端口的攝像機(jī)3011；

具有usb端口的攝像機(jī)3011接收攝像機(jī)參數(shù)，并根據(jù)攝像機(jī)參數(shù)修改該具有usb端口的攝像機(jī)3011的參數(shù)設(shè)置。

值得說明的是，在該分布式控制的方法中，這兩個(gè)控制器分別利用各自的以太網(wǎng)端口接收以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娔埽瑸楦髯赃B接的設(shè)備供電。如圖3所示，第一控制器3021通過其自身的以太網(wǎng)端口接收以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娔埽⑼ㄟ^與 具有usb端口的攝像機(jī)3011連接的usb端口將電能傳輸給具有usb端口的攝像機(jī)3011，以為具有usb端口的攝像機(jī)3011供電；第二控制器3022通過其自身的以太網(wǎng)端口接收以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娔埽⑼ㄟ^與具有i/o端口的工作機(jī)器人3012連接的i/o端口將電能傳輸給具有i/o端口的工作機(jī)器人3012，以為具有i/o端口的工作機(jī)器人3012供電；無需單獨(dú)為各個(gè)設(shè)備配備專門的供電線路，方便設(shè)備的布置，也進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的即插即用。

根據(jù)上述方案，本發(fā)明的各實(shí)施例所提供的控制器、分布式控制系統(tǒng)和方法，至少具有如下有益效果：

1.通過至少兩個(gè)設(shè)備端口中的第一設(shè)備端口連接對應(yīng)設(shè)備類型的外部第一設(shè)備，在外部第一設(shè)備與主控盒之間傳輸?shù)谝桓袷降臄?shù)據(jù)；在通過主控盒接收到第一格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將第一格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)端口發(fā)送給外部交換機(jī)；在接收到以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，將以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為第一格式的數(shù)據(jù)，通過第一設(shè)備端口發(fā)送給外部第一設(shè)備；在通過以太網(wǎng)端口接收到主控盒發(fā)來以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)時(shí)，將以太網(wǎng)格式的數(shù)據(jù)發(fā)給外部交換機(jī)，以及在接收到外部交換機(jī)發(fā)來的以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)給主控盒，由于對應(yīng)不同設(shè)備類型的至少兩個(gè)設(shè)備端口，那么，通過該至少兩個(gè)設(shè)備端口能夠使不同類型的設(shè)備隨時(shí)連接到控制器，又由于控制器的以太網(wǎng)端口接入到以太網(wǎng)交換機(jī)，使得連接以太網(wǎng)交換機(jī)的不同控制器間能夠互相通信，那么，與不同控制器連接的不同設(shè)備之間通過控制器和以太網(wǎng)交換機(jī)即能夠?qū)崿F(xiàn)間接的通信，而無需為設(shè)備之間部署專門的通信線路，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的即插即用。

2.本發(fā)明實(shí)施例提供的控制器可以同時(shí)包含的設(shè)備端口包括usb端口、usbotg端口、現(xiàn)場總線端口、sd卡插槽、i/o端口，使得該控制器可以連接如照相機(jī)類的usb設(shè)備，也可以連接如pc機(jī)類的usbotg設(shè)備，還可以連接電機(jī)類的現(xiàn)場總線設(shè)備、處理器類的i/o設(shè)備以及sd卡，大大增加了控制器的應(yīng)用范圍。

3.本發(fā)明實(shí)施例可以通過usb端口與gpio擴(kuò)展器連接來提供i/o端 口，該gpio擴(kuò)展器可以設(shè)置在控制器殼體之外，并可根據(jù)連接設(shè)備的需求來放置該gpio擴(kuò)展器，從而使得控制器殼體內(nèi)部可以不存在這些比較占空間的gpio擴(kuò)展器，而在控制器殼體之外擴(kuò)展gpio擴(kuò)展器，在保證控制器具有足夠的設(shè)備端口的情況下，保證了控制器具有比較緊湊的尺寸，方便控制器以硬件補(bǔ)丁的方式靈活的嵌入到設(shè)備中，由于控制器嵌入到設(shè)備中，使設(shè)備能夠隨時(shí)插入到控制器的端口，使得即插即用更加靈活。

4.本發(fā)明實(shí)施例提供的控制器的以太網(wǎng)端口能夠接收通過以太網(wǎng)傳輸?shù)碾娔埽撾娔苣軌驗(yàn)榭刂破鬟B接的設(shè)備供電，實(shí)現(xiàn)了為設(shè)備進(jìn)行以太網(wǎng)供電，同時(shí)，避免了為設(shè)備設(shè)置專門的供電線路，可以降低分布式控制的成本，并方便設(shè)備的布置。

5.本發(fā)明實(shí)施例提供的控制器具有多邊形殼體，其包含的至少兩個(gè)設(shè)備端口沿多邊形殼體的邊界放置，在控制器制作的過程中發(fā)現(xiàn)，與現(xiàn)有的正方體或長方體的控制器相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的多邊形殼體能夠?yàn)榭刂破髟O(shè)置更多的端口，進(jìn)一步擴(kuò)大了控制器的應(yīng)用范圍。

6、本發(fā)明實(shí)施例提供的分布式控制系統(tǒng)中，至少兩個(gè)設(shè)備中的第一設(shè)備，通過至少兩個(gè)控制器中第一控制器的第一設(shè)備端口連接到第一控制器，用于發(fā)送第一格式的數(shù)據(jù)給第一控制器；至少兩個(gè)控制器中第一控制器，通過第一控制器的以太網(wǎng)端口連接到交換機(jī)，用于在通過第一設(shè)備端口接收第一格式的數(shù)據(jù)時(shí)，通過內(nèi)部主控盒將第一格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，并通過第一控制器的以太網(wǎng)端口發(fā)送給交換機(jī)；交換機(jī)，用于接收以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，并將以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)發(fā)送給至少兩個(gè)控制器中的第二控制器；第二控制器，通過第二控制器的以太網(wǎng)端口連接到交換機(jī)，用于通過第二控制器的以太網(wǎng)端口接收交換機(jī)發(fā)送的以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)，并通過內(nèi)部主控盒將以太網(wǎng)格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第二格式的數(shù)據(jù)，通過第二控制器的以太網(wǎng)端口將第二格式的數(shù)據(jù)發(fā)送給至少兩個(gè)設(shè)備中的第二設(shè)備；第二設(shè)備，通過第二控制器的第二設(shè)備端口連接到第二控制器，用于通過第二設(shè)備端口接收第二格式的數(shù)據(jù)，能夠使不具有通信功能的設(shè)備之間如照相機(jī)和工作機(jī)器人之間進(jìn)行通信，從 而使得工業(yè)化生產(chǎn)過程中，各個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的自動化。

7.不具有通信功能的設(shè)備如照相機(jī)等通過連接本發(fā)明實(shí)施例提供的控制器，實(shí)現(xiàn)了通過控制器和以太網(wǎng)發(fā)送信息給其他設(shè)備，并接收其他設(shè)備發(fā)送的信息，使得設(shè)備更加智能化。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同因素。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲在計(jì)算機(jī)可讀取的存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)中。

最后需要說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。