本技术涉及集成电路设计和工业自动化控制领域，尤其涉及一种用于自动化控制的脉冲同步方法、终端设备及介质。
背景技术：
1、随着生产规模的日益扩大，工业控制有了互联的需求（pc端集中控制产线内部所有设备及产线内部不同设备之间的数据交换等），人们希望通过综合掌握多点的运行参数与信息进而实现多点信息的操作控制。
2、在实际发展过程中，涌现了许多著名的现场总线技术，所谓现场总线是将自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备互联的实时控制通信网络，正是由于现场总线技术的普及才使得pc的控制系统得以广泛应用。传统的现场总线技术对控制系统的相关性能有了很大的提升，技术协议也有了进一步的升级更新，但是由于可扩展性和兼容性较差，并且各个控制领域的技术标准比较繁杂，所以该技术也有了一定的应用限制。
3、目前，控制领域中各类技术的发展更新换代频次非常高，主要是因为现代工业网络控制中对实时性、同步性、可靠性、安全性等方面的要求越来越高，所以对相关的控制技术要求也越高。
4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于自动化控制的脉冲同步方法、终端设备及介质，以获得实时性、同步性、可靠性和安全性更高的自动化控制系统。
2、为了解决上述问题，第一方面，以下提供一种用于自动化控制的脉冲同步方法，包括：
3、提供由一个主站和多个站号确定的从站依次串联形成的环形网络，所述环形网络包括信号由主站依次传输至末端从站的下行通路，以及信号由末端从站依次回传至主站的上行通路；
4、所述主站发送同步训练帧，从任意所述从站在下行通路中接收到同步训练帧的同步头开始计时，至同一所述从站在上行通路中发出同步训练帧的同步头的时间间隔为任意从站参与数据传输时间；
5、每个从站基于各自的任意从站参与数据传输时间、当前从站在所述环形网络的相对位置、每个中间从站的上行传输处理时延和下行传输处理时延、以及末端从站处理时延计算出单位传输线路延迟；
6、以末端从站发送的同步脉冲为基准，根据当前从站和所述末端从站的位置关系计算出当前从站同步脉冲延迟发送时间；
7、任意所述从站基于计算得出的同步脉冲延迟发送时间，控制所述从站延迟发送同步脉冲信号，实现所有从站脉冲同步。
8、本技术的技术方案基于系统和器件的对称性以及同步算法，可以仅通过一次发送同步训练帧并回传的方法得到该自动化控制系统的每个从站的同步时延，从而实现所有从站的脉冲同步和时刻对准，经实际测量，该方案可实现将微秒级的同步误差缩短至百纳秒级，大大提高了系统中各个从站之间脉冲同步的准确性。
9、在其中的一些实施例中，构成每个从站的硬件及软件设施相同，各个从站之间的连接线路也相同。通过采用相同软硬件配置的从站以及控制给从站连接线路的相同，以确保系统和器件的高度对称性，从而更加精确的保证脉冲同步的准确性。
10、在其中的一些实施例中，确定从站的站号包括，所述主站向与之连接的所述从站发送包括初始的从站站号的写id帧；所述从站接收所述写id帧，并将本机的站号修改为初始的从站站号后，对所述写id帧中的从站站号按等比例增序方式修改并发送至下一从站，直至所有从站依次完成本机站号的设置。
11、在其中的一些实施例中，确定从站站号过程中还包括，在末端从站根据上一从站发送的所述写id帧设置本机站号后，不修改所接收的所述写id帧，并通过上行通路将最终修改后的写id帧回传至所述主站，在上行通路中，每个从站均不修改所述最终修改后的写id帧；所述主站接收所述最终修改后的写id帧，并根据所述最终修改后的写id帧确定活跃从站数。
12、在其中的一些实施例中，所述主站向与之连接的所述从站发送写id帧，所述写id帧的帧结构中包括从站站号，所述从站站号的初始值为0；所述从站接收所述写id帧，根据所述从站站号的初始值设置本机站号为从站0，再将所述写id帧中的从站站号的值增加1后发送至下一从站，直至所有从站依次完成本机站号设置。本发明中采用下行传输从站站号递增，上行传输从站站号保持不变的机制可实现每个从站站号的自动识别。
13、在其中的一些实施例中，计算出当前从站单位传输线路延迟δ，依据公式（1）：
14、tn=(n-1-n)*(tmiddown+tmidup)+tend+(n-1-n)*2*δ （1）；
15、计算当前从站同步脉冲延迟发送时间tdelay，依据公式（2）：
16、tdelay=(n-1-n)* δ （2）；
17、其中，tn为任意从站参与数据传输时间，n为从站的总数量，n为当前从站站号的值，tmiddown为下行通路中，中间从站从收到同步头到发出同步头的时间间隔，tmidup为上行通路中，中间从站从收到同步头到发出同步头的时间间隔，tend为末端从站从收到同步头到发出同步头的时间间隔；tdelay为当前从站在下行通路中接收到同步头以后需要延迟发送的时间间隔。本技术方案提供的同步算法，可以快速计算出单位线路传输延迟，进而计算出每个从站同步脉冲的时刻的特点，该方案可实现将微秒级的同步误差缩短至百纳秒级，大大提高了系统中各个从站之间脉冲同步的准确性。
18、在其中的一些实施例中，多次发送同步训练帧，每个从站计算得到多个各自的单位传输线路延迟数据δ并取平均值。通过多次的计算，能够排除偶然性干扰，更精确的统计从站从下行通路接收到同步头到上行通路发出同步头之间的时间延迟的特点。
19、在其中的一些实施例中，还包括断路判断方法：在所述主站及每个从站中设置分别对应的超时时间t；所述主站在发出所述写id帧后开始计时，每个从站在下行通路中接收到所述写id帧后开始计时；当某一个从站处的计时时间超过当前从站对应的超时时间t时，当前从站将接收到的所述写id帧通过上行通路回传至所述主站，在所述回传中各从站不修改所述写id帧；所述主站接收所述写id帧，并根据所述写id帧中的从站站号的值确定断路的从站；当主站的计时时间超过对应的超时时间t时，确定与所述主站直接连接的从站发生断路。通过设置超时机制，可以无需引入额外的连接和辅助手段，有效地节省了时间开销和系统复杂度；且基于超时机制的自动id识别还可以帮助定位系统中从站的连接和供电问题。
20、在一些实施例中，所述主站的超时时间t=n*t0，所述从站的超时时间t=(n-n-1)*t0；其中，n为从站的总数量，n为当前从站站号的值，t0为定义的单位超时时间，所述单位超时时间t0为在最多从站个数、最长传输字节下，从倒数第二个从站发出数据帧的同步头开始计时，到倒数第二个从站接收到末端从站传输过来的同步头时间截止的时间间隔。通过设置超时机制，可以无需引入额外的连接和辅助手段，有效地节省了时间开销和系统复杂度；且基于超时机制的自动id识别还可以帮助定位系统中从站的连接和供电问题。
21、第二方面，本技术还提供一种终端设备，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的通信控制程序，所述通信控制程序被所述处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法的步骤。
22、第三方面，本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有通信控制程序，所述通信控制程序被处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法的步骤。
23、与现有技术相比，本发明的有益效果主要包括如下：1）结构简单，本发明中的串行数据传输采用了串行互联，区分上下行通路的传输方式，在简单的系统串行连接基础上即可实现由一个主站对系统中多个从站进行整体控制；2）本发明中采用下行传输id递增，上行传输id保持不变的机制可实现每个从站id自动识别，并且基于单位超时时间结合从站的id值即可计算出每个从站自己的超时时间，从而有效地节省了时间开销和系统复杂度；基于超时机制的自动id识别还可以帮助定位系统中从站的连接和供电问题；3）本发明中采用同步训练统计每个从站的接收时延，并基于系统和器件的对称性以及同步算法计算出每个从站的同步时延，从而实现所有从站的脉冲同步和时刻对准，经实际测量，该方案可实现将微秒级的同步误差缩短至百纳秒级，大大提高了系统中各个从站之间脉冲同步的准确性。
1.一种用于自动化控制的脉冲同步方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法，其特征在于，构成每个从站的硬件及软件设施相同，各个从站之间的连接线路也相同。
3.根据权利要求2所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法，其特征在于，确定从站的站号包括，
4.根据权利要求3所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法，其特征在于，确定从站站号过程中还包括，在末端从站根据上一从站发送的所述写id帧设置本机站号后，不修改所接收的所述写id帧，并通过上行通路将最终修改后的写id帧回传至所述主站，在上行通路中，每个从站均不修改所述最终修改后的写id帧；
5.根据权利要求3所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法，其特征在于，所述主站向与之连接的所述从站发送写id帧，所述写id帧的帧结构中包括从站站号，所述从站站号的初始值为0；
6.根据权利要求5所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法，其特征在于，计算出当前从站单位传输线路延迟δ，依据公式（1）：
7.根据权利要求6所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法，其特征在于，多次发送同步训练帧，每个从站计算得到多个各自的单位传输线路延迟数据δ并取平均值。
8.根据权利要求5所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法，其特征在于，还包括断路判断方法：
9.根据权利要求8所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法，其特征在于，所述主站的超时时间t=n*t0，所述从站的超时时间t=(n-n-1)*t0；其中，n为从站的总数量，n为当前从站站号的值，t0为定义的单位超时时间，所述单位超时时间t0为在最多从站个数、最长传输字节下，从倒数第二个从站发出数据帧的同步头开始计时，到倒数第二个从站接收到末端从站传输过来的同步头时间截止的时间间隔。
10.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的通信控制程序，所述通信控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有通信控制程序，所述通信控制程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的一种用于自动化控制的脉冲同步方法的步骤。
