CN114556880A - 与可自动化的工业装置或设备或与其控制器的通信 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在至少两个网络的第一网络中的第一节点(11)与至少两个网络的第二网络中的第二节点(31)之间建立通信连接的方法，其中第一和第二节点(11，31)中的至少一个是可自动化工业装置(例如机器人)或可自动化工业设备或其控制器。至少两个网络各自单独地形成同构地址空间。该至少两个网络不一起形成同构地址空间。该方法包括以下步骤：发送(101)呼叫以在第一节点与第二节点之间建立通信连接，其中呼叫包含指示从第一节点(11)到第二节点(31)的路由路径的路由路径信息(10/20/30/31)，路由路径信息(10/20/30/31)包含待在路由路径上遍历的每个网络或节点的至少一个识别符(10，20，30，31)，但不必包含第一网络的识别符；基于路由路径信息(10/20/30/31)建立(102)第一节点(11)与第二节点(31)之间的通信连接。本发明还涉及一种相应的控制装置、计算机程序和计算机程序产品。

Description

与可自动化的工业装置或设备或与其控制器的通信

技术领域

本发明涉及与可自动化的工业装置或设备或与其控制器的通信，特别是建立通信连接。

背景技术

可自动化的工业装置特别是包括自主运输装置(无人驾驶运输车辆(FTF)，英语：automated guided vehicles、(AGV))、可自动化的处理设备或处理站、固定或移动的操纵器、固定或移动的操纵器单元、特别是固定或移动的机器人或固定或移动的机器人单元、或用于其的控制器、或它们中的两种或更多种的组合。可自动化的工业设备特别是包括具有一个或多个可自动化的工业装置、特别是上述装置之一的单元。本文中考虑的控制器包括用于控制上述装置或设备的控制器。这些控制器例如可以被构造为计算机、计算机设备、控制卡或集成电路。

已知的是，与可自动化的工业装置或设备或与其控制器的通信例如通过GRPC接口、根据Protobuf协议进行，特别是响应于这样的装置、设备或控制器或者说与其交换数据。当前，为了能够跨越网络边界响应GRPC服务，至少需要一个VPN网络(虚拟专用网络，Virtual Private Network)。此外，在VPN内部，每个组件都必须是唯一可寻址的。

发明内容

本发明的目的在于改进与可自动化工业装置或设备或其控制器的通信或通信连接的建立。

本发明的目的通过具有权利要求1所述特征的方法来实现。权利要求14保护一种控制装置，其被设计用于执行在此所述的方法。权利要求15和16保护一种用于执行在此所述方法的计算机程序或计算机程序产品。优选的扩展方案由从属权利要求给出。

本发明的第一个方面涉及一种用于在至少两个网络的第一网络中的第一节点与该至少两个网络的第二网络中的第二节点之间建立通信连接的方法，其中第一节点和第二节点中的至少一个是可自动化的工业装置或可自动化的工业设备或所用的控制器，

其中所述至少两个网络各自单独地形成同构的(homogenen)地址空间，

其中所述至少两个网络不一起形成同构的地址空间，

其中该方法包括以下步骤：

发送呼叫以在第一节点与第二节点之间建立通信连接，该呼叫包括指示从第一节点到第二节点的路由路径的路由路径信息，其中该路由路径信息包括在路由路径上所要遍历的各个网络或节点的至少一个识别符，但不一定包括第一网络的识别符；和

基于该路由路径信息建立第一节点与第二节点之间的通信连接。

在本文中，通信连接特别是指能够沿至少一个方向、特别是沿两个方向进行数据交换的连接，例如为了控制可自动化的工业装置或设备，或者为了确定与其相关的测量值。在此应注意的是，对装置或设备的控制不是必须立即进行，而是可以保存已备后用。

具有同构地址空间的网络例如是互联网、云网络、局域网或者单个的设备，例如计算机、膝上型计算机、智能电话等。如果单独考虑这些网络中的每一个，则网络的每个节点(每个组件)在相应的网络内部可以是唯一寻址的，因此称为同构地址空间。但是，如果将这些网络一起视为一个整体网络，则它们通常不会形成同构地址空间，即，两个节点能够通过相同的识别符(例如数字)在它们各自的网络内部唯一地寻址，但不能在其网络的组合的内部唯一地寻址。

原则上，这可以通过以下方式实现：即，给每个节点一个全球(globale)唯一的地址，或者进行地址转换。本申请的发明人认为这两者都是限制性的和/或不灵活的和/或需要巨大的耗费。根据本发明的方法提供了一种替代的技术方案，其特别是更灵活和/或限制更少和/或耗费更小。

路由路径信息是通过相应的识别符来指示在路由路径上遍历哪些网络或节点。亦即，根据该路由路径信息，可以特别是以明确的方式在第一节点与第二节点之间建立通信连接。

设置为，呼叫通常是从第一节点发出，因此路由路径信息不一定必须包括第一网络的识别符，因为该识别符可以说是事先已知的。然而，路由路径信息也可以包括第一网络的识别符。特别有利的是例如从上级控制装置发出呼叫，但是其目的是在该呼叫的框架下在第一节点与第二节点之间(即，不是在上级控制装置与其中一个节点之间)建立通信连接。

为了正确地路由呼叫和/或正确地确定路由路径，路由路径信息只包含待遍历网络的识别符就足够了，而不需要替代地或附加地包含待遍历节点的识别符。然而，也可以附加地或替代地在路由信息中指示待遍历的节点的识别符，特别是当特定网络内部的路由路径经过该网络的两个或更多节点时。然而即使在这种情况下，这也不是强制性的，因为在网络内部也可以决定应该通过哪个节点在该网络内部路由呼叫，而不必在该呼叫的路由路径信息中确定这一点。

在一种实施方式中，路由路径信息包括第二节点的识别符。

这对于第二节点所在的网络具有多个节点的情况可以是特别有利的。据此，可以可靠地将呼叫路由到第二节点。如果第二网络只有一个节点，即第二节点，则第二节点以某种方式与第二网络相同，因此除了第二网络的识别符之外，不需要指示第二节点的识别符。同样，如果一开始就清楚，例如由于呼叫的性质，其应该被路由到第二网络内部的哪个节点，则可能不需要在路由路径信息中指示第二节点的识别符。

根据一种实施方式，呼叫还包括连接识别符。这种连接识别符可以用于识别通信连接，特别是用于某个通信连接与其他通信连接的区分。连接识别符可以按照下文所描述的方式来分配。

根据一种实施方式，第一节点与第二节点之间的通信连接包括至少两个消息，其中第一节点与第二节点之间的该通信连接的所有消息都具有该连接识别符。

通过对属于特定通信连接的多个消息使用相同的连接识别符，可以容易地识别它们与该特定通信连接的归属，例如通过位于路由路径上的节点。还能够以这种方式有效地对两个或更多个消息进行分组。此外，连接识别符的这种应用的优点对于用于路由该消息还具有下面将要描述的优点。

根据一种实施方式，连接识别符的至少一部分被随机地生成或分配，特别是由第一节点随机地生成或分配。连接识别符的被随机生成或分配的部分可以包括例如数字、字母、数字/字母组合等。根据这种实施方式，可以相对不复杂地生成或分配连接识别符。连接识别符的另一部分可以通过其它方式生成或分配。例如，该部分可以基于对当前的时间或节点(例如第一节点)的识别来生成或分配。然而，也可以是全部的连接识别符都是随机生成或分配的，即，其不具有不随机生成或分配的部分。

发明人假设：根据执行情况，在整个网络中同时存在两个已建立或要建立的具有相同连接识别符的通信连接是相对不可能的。因此可以预期的是，由两个具有相同连接识别符的通信连接引起的“冲突”也是相对不可能存在的。即使相应的路由路径没有遍历相同的网络和/或节点，这也可能不是问题。

在某些情况下，只有当相同连接识别符的路由路径通过相同的网络或经过相同的节点时，才会发生冲突。因此在一种实施方式中，在第一和第二呼叫的连接识别符一致的情况下，特别是在第一和第二呼叫的路由路径经过相同节点的情况下，第二呼叫将被拒绝和/或针对第二呼叫生成或分配新的连接识别符。

根据这种实施方式，能够以相对不复杂的方式避免冲突或者“解决”已经出现的冲突。在避免或解决冲突之后，可以再次检查(进一步)冲突的危险。该过程可以重复，直到可以无冲突地建立通信连接为止。

根据一种实施方式，针对位于第一节点与第二节点之间的路由路径上的每个节点或所属存储装置中的一个或所述第一呼叫，存储相关的连接识别符和前导节点

的节点识别符以及后继节点(Nachfolgerknoten)的节点识别符，

其中前导节点是沿第一节点的方向位于路由路径上的节点，特别是在路由路径上直接相邻的节点，并且

其中后继节点是沿第二节点的方向位于路由路径上的节点，特别是在路由路径上直接相邻的节点。

根据这种实施方式，在路由路径上的每个节点中，均以某种方式存储有与该节点相关的路由路径的部分，例如存储在路由表中。特别是如果仅存储相邻节点的节点识别符，则该存储的存储需求相对较低。原则上，没有必要、但是有可能会存储不相邻的节点识别符。

根据一种实施方式，呼叫的路由路径信息和相关的连接识别符包含在起始消息中。

根据该实施方式，在路由路径信息与连接识别符之间形成配属关系。通过所述起始消息可以将该配属关系传输到相应的节点。

根据一种实施方式，该呼叫的跟随在起始消息之后的消息包含相关的连接识别符，但不包含路由路径信息，

其中，优选地根据在第一节点与第二节点之间的路由路径中的节点或者相关存储装置中所存储的节点识别符，来路由跟随在起始消息之后的消息。

由于位于路由路径上的节点已经在起始消息中被告知了路由路径信息(并且如上所述的，节点可以存储与其相关的部分，例如相邻节点的节点识别符，例如在路由表中)，因此跟随在起始消息之后的消息也包含路由路径信息不是必需的。在节点处接收(随后的)消息时，该节点将根据连接识别符来确定所存储的相邻节点的节点识别符并将消息转发给它。

根据一种实施方式，当位于第一节点与第二节点之间的路由路径上的节点或所属的存储装置中的呼叫结束时，所存储的相关连接识别符和/或所存储的前导节点的节点识别符和/或所存储的后继节点的节点识别符被停用，特别是被删除。

通过所述的停用或删除可以最大限度地减少存储需求。此外，还可以确保不能再访问不再需要的信息，这有助于实现更好的数据保护。

根据一种实施方式，所述通信连接是双向通信连接。

在本文中，双向通信连接特别是被理解为数据能够沿两个方向传输、特别是传输。例如，如果将从第一节点到第二节点的路径视为去路(Hinweg)，则将从第二节点到第一节点的路径视为回路(Rückweg)。在一个应用示例中，例如，第一节点可以是中央机器人监测装置，第二节点可以是机器人。第一节点例如通过去路向第二节点发送请求，以获得与第二节点(机器人)相关的传感器数据。第二节点确定传感器数据并通过回路将其发送回第一节点。

如上所述地，如果路由路径上的所有节点都已经存储了在一个连接识别符与两个相邻节点的节点识别符之间的配属关系时，则所述消息可以根据连接识别符被双向地路由，亦即无论是针对去路还是回路。也就是说，对于双向通信连接，跟随在起始消息之后的消息不需要包含关于路由路径的路由信息，尽管这也可以作为替代方案。

根据一种实施方式，该方法还包括：在发送呼叫之前，由第一节点发送初始呼叫，该初始呼叫不包含路由路径信息或者只包含不完整的路由路径信息，在此，根据该初始呼叫可以确定呼叫所需的路由路径信息，特别是通过与第一节点不同的节点来确定，特别是借助于包含在初始呼叫中的信息与路由路径信息之间的配属关系来确定。

根据这种实施方式，第一节点不必知道建立第一节点与第二节点之间的通信连接所必需的(完整)路由路径信息。尽管如此，仍然能够根据这种实施方式建立通信连接。

初始呼叫可以例如仅识别一种类型的服务(Service)，该服务应该由另一节点提供给第一节点，其中第一节点不一定知道是哪个其它节点能够提供该服务或者说被设置用于提供该服务。但是，根据初始呼叫或包含于其中的信息，例如通过不同于第一节点的节点，可以确定哪个节点能够或者说应该提供所请求的服务。

通过这种实施方式，也能够实现对服务的分配、特别是服务的动态分配的灵活处理，即，能够随着时间变化而变化的服务分配，并且特别是在灭活没有较大耗费的情况下实现这种改变的情况下。因此，例如可以将“服务分配”，即关于哪个节点能够或应该执行哪种服务的分配，仅存储在一个节点(第三节点)中。如果服务分配发生变化或应该发生变化，则只需要在第三节点中更新服务分配，而不需要在其他任何可能想要访问相关服务的节点中进行更新。由此，可以有利地实现服务从一个节点到另一个节点的“转移”，在此能够保持较低的更新耗费。

这种实施方式还允许一定程度的匿名性，即，希望访问特定服务的第一节点在这种实施方式的框架下不需要了解(或不了解)哪个节点能够/应该执行或执行所请求的服务。

根据一种实施方式，该方法还包括：拒绝呼叫，特别是在第一节点与第二节点之间的路由路径上的节点处或者是通过该节点拒绝呼叫，尤其是在呼叫或通信连接未被授权的情况下。

根据这种实施方式，呼叫可以被拒绝，例如因为“目的节点”(第二节点)对于所请求的服务不可用，例如因为其不再执行所请求的服务类型或者因为其没有空闲的能力用于执行该服务。同样，如果对于该呼叫或通信连接没有授权，也可以拒绝该呼叫。这可以例如用于实现企业内部的访问授权，或者用于只有在为此支付了相应费用之后才将所选择的服务提供给节点。相应的检查可以由路由路径上的节点来执行，例如由第二节点本身甚或是由第一节点来执行。然而，优选的是使该检查或拒绝发生在位于第一与第二节点之间的节点上，例如在企业内联网内部的节点上。这使得能够集中地进行检查和拒绝，特别是在有多个第二节点的情况下。

根据一种实施方式，第一节点和第二节点中的至少一个是自主运输装置，固定或移动的操纵器，固定或移动的操纵器单元、特别是固定或移动的机器人或固定或移动的机器人单元，或用于其的控制器，或者其中两个或更多个的组合。

在可自动化的工业装置或可自动化的工业设备的框架下，自主运输装置特别是包括能够自主地运输物体的运输车辆，例如在仓库等建筑物的内部或者在多个建筑物/仓库之间或者在厂区。在简单的情况下，它们可以具有装载平台或容器/集装箱，用于将物体从一个位置运输到另一个位置的，而不需要进行装载和/或卸载。然而，这种运输车辆也可以配备有用于装载和/或卸载的合适设施，例如叉车、夹等中的升降装置。

所考量的操纵器、操纵器单元、机器人或机器人单元特别是包括用于加工工件或改变其地点或位置的装置。

本发明的第二个方面涉及一种用于节点的控制装置，特别是用于操纵器，特别是用于机器人，该控制装置被设计用于执行上述方法之一。

本发明的第三个方面涉及一种计算机程序，当该计算机程序在如上所述的控制装置中运行时，该计算机程序执行上述方法中的一种。

本发明的第四方面涉及一种计算机程序产品，其具有程序代码，该程序代码存储在机器可读载体上并且包括如上所述的计算机程序。

在一种实施方式中，计算机程序产品可以具有、特别是用于存储程序或其上存储有程序的存储介质，尤其是非易失性的存储介质，其中执行该程序能够使系统或控制器、特别是计算机执行在此所述的方法或其一个或多个步骤。

附图说明

其它的优点和特征由从属权利要求和实施方式给出。为此部分示意性示出了：

图1为根据本发明一实施例的系统或网络结构；

图2为根据本发明另一实施例的系统或网络结构；和

图3为根据本发明的方法的方法步骤的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明实施例的系统或网络结构。在图1中，多个网络分别由虚线矩形示出。这些网络中的每一个单独来看均形成一同构的地址空间，在地址空间的内部各个节点是可唯一寻址的，即具有唯一的网络地址，这些节点在图1中以实线矩形表示。亦即，在每个网络内部，参与者或节点必须就地址分配达成一致。

在图1中示出的节点原则上可以相互通信或交换数据。这种通信例如可以有线地(例如以太网)或无线地(例如移动无线电、WLAN)进行。然而，根据图1，并非是所示出的每个节点均能够与其它任何所示出的节点直接通信。在图1所示的实施方式中，所有可能的直接连接都以实线示出。

如上所述的，本发明是应用于两个节点之间的通信，其中至少一个节点是可自动化的工业装置、设备或所用的控制器。这些的示例已被提及。为了清楚地描述，现在结合图1的实施例假设节点之一是机器人，但并非局限于此。作为具体示例，图1中示出的网络K-I可以是机器人制造企业的内网。网络CL-C表示云网络，网络CL-S表示另一个云网络，网络C-D表示客户网络，网络C-T表示另一个客户网络。

网络K-I中的节点K表示接入云网络CL-C的接口。相应地还有节点D和T。两个云网络通过各自的接口S和C相互连接，其中接口C还与接口K、D和T通信。网络K-I、C-D和C-T中的其余节点不能直接与接口C通信，而是只能通过各自网络中的相应接口K、D和T来通信。

现在假设：在该示例中，网络C-T内部的节点1是机器人。此外，我们还假设网络K-I中的节点1可以提供特定服务，例如诊断可能在(客户)机器人(例如客户网络C-T中的机器人1)中出现的问题。此外，假设网络K-I中的节点1实际上应该执行对客户网络C-T中机器人1的诊断，例如以规定的时间间隔反复进行检查或者因应于明确的要求这样做。

为了进行诊断，网络K-I中的节点1现在必须例如查询网络C-T中的机器人1的传感器数据，即，这些传感器数据必须被请求并且随后被传输。如果在图1所示的整体网络50中的寻址是按照传统的寻址方法进行，则图1中所示的所有节点必须是可唯一全球寻址的。然而，在所示出的示例中，这是有问题的，因为不仅在网络C-T中，而且在例如网络C-D和CL-C中，都存在识别符为“1”的节点。因此，根据传统的寻址方法，必须首先给这些节点分配唯一的地址。

与此相反的是，根据本发明，这种唯一的全球寻址不是必需的。在所呈现的根据本发明的实施例中，多个子网络可以具有并且保留带有相同识别符(在此例如为“1”)的节点。现在，为了网络K-I中的节点1能够查询网络C-T中的机器人1的传感器数据，网络K-I中的节点1(该节点在此被称为“第一节点”)发送呼叫以在第一节点(亦即自身)和网络C-T中的机器人1(在此被称为“第二节点”)之间建立通信连接。该呼叫包含指明了从第一节点到第二节点的路由路径的路由路径信息。该路由路径在这种情况下是经由节点K通向节点C，从那里通向节点T，随后通向识别符为“1”的第二节点。路由路径信息可以例如包含所要遍历的节点的识别符。然而，识别符K的指示不是必需的，因为基于其他已指示的识别符(例如C)，总是很明显能够将路由路径从网络K-I引出，并且因为在图1所示的示例中从网络K-I引出的唯一连接是通过节点K导出。亦即，在该示例中，指示识别符C、T和1就足以明确地指示从第一节点到第二节点的路由路径。其在图1中是以命名为“C/T/1”的点划线示出。

代替待遍历节点的识别符，路由信息还可以包括待遍历网络(在本示例中为CL-C和C-T网络)的识别符，或者是待遍历网络与节点的识别符的混合。从这个意义上说，在最后提到的示例中也需要指示第二节点的识别符“1”，以便明确地指示直至第二节点的路由路径。

在一种变型中，如果例如在网络C-T中所有呼叫总是默认被路由到具有识别符1的机器人，则不需要指示第二节点的识别符。

基于该路由路径信息，然后可以在第一节点与第二节点之间建立通信连接。亦即，可以例如从第一节点沿着路由路径向第二节点发送请求作为有效载荷(Payload)，由此第二节点向第一节点传输传感器数据。

图1用点划线表示通信连接的其他示例。下面对其进行简要说明。

在图1的最左侧示出了四个单独的节点1、2、3和4，它们形成了独立的网络，即，它们的网络仅包含一个节点。它们连接到云网络CL-S，即，它们可以(仅)与该云网络直接通信。

从节点4到节点S的路由路径是从节点4直接到节点S，该路由路径不遍历其它节点。相应地，用于指示该路由路径的路由路径信息仅包含识别符“S”就足够了，如图1所示。在图1的左上部示出了另一通信连接，该通信连接是从具有识别符“1”的节点经由节点S和C通向网络CL-C中的具有识别符“1”的另一节点。亦即，为了(明确)指示相应的路由路径，指示识别符S、C和1就足够了，如图1中的字符串(String)“S/C/1”所示。尽管从图1中左上部的节点1仅有一个与节点S的直接连接，但是在该示例中提供了识别符S的指示。这是因为该连接跨越了网络边界。

相反，在图1所示路由路径的另一个示例中，指示识别符C和1就足以从客户网络C-T中具有识别符“4”的节点经由节点T到达节点C并进一步到达云网络CL-C中的节点1。识别符T的指示不是必需的，因为从客户网络C-T经过节点T只引出一个连接。

在图1中示出的其它路由路径的示例涉及客户网络C-D。在该网络C-D内部存在另一个客户网络C-F。该网络包括节点F、1、2、3和4。从客户网络C-F向外的唯一连接是经由节点F并从那里经由未以识别符标记的节点到达节点D。网络C-F可以例如是客户网络C-D内部的网络，其中配属于这些网络的企业的所有雇员均可以访问网络C-F外部的网络C-D的区域，但是只有某些雇员还能够访问网络C-F。

网络C-F中从节点4到节点3的路由路径仅通过在相应的路由路径信息中指示识别符“3”来充分定义，如图1的右下部所示。

从网络C-F内部的节点1到云网络CL-C中的节点C的路由路径必须通过节点F从网络C-F中引出，从那里通过节点D离开网络C-D，并从那里到达云网络CL-C中的节点C。该路径仅通过简单地指示识别符“C”就可以被充分地定义，因为从一开始就很清楚的是，所有离开网络C-F和C-D的路径都必须通过节点F和D。因此，在相应的路由路径信息中不再需要指示识别符F和D。

最后是图1中的最后一个路由路径示例，某种形式上可以将其视为与前一个示例相反的情况。在此，路由路径应该是从云网络CL-C中的节点C经由客户网络C-D中的节点D和客户网络C-F中的节点F到网络C-F中的节点2。与前面示例不同的是，现在必须指示识别符D、F和2，以便明确地定义路由路径，例如如图1中所示的字符串“D/F/2”。在这种情况下，仅指示识别符“2”并不足以明确地识别路由路径，因为在不指示识别符D的情况下，从节点C开始，从一开始就不清楚路由路径应该引入网络C-D中。

图2示出了网络系统或整体网络50的另一示例。整体网络50具有四个(独立的)子网络。为了简化示出，这些子网格不单独绘出。第一网络具有节点10至13，第二网络具有节点20和21，第三网络具有节点30至32并且第四网络具有节点40和41。

这四个网络中的每一个都代表一个同构的地址空间，因此这四个网络中的每一个中的每个节点都是可唯一寻址的。尽管从整体上看，图2所示的所有节点也具有位于10与41之间的不同的附图标记，但这并不意味着整体网络50也形成一个同构的地址空间。亦即，这些处于10与41之间的附图标记在图2中不一定要视为单个节点的识别符，而只是为了更清楚地描述，故而使两个节点不具有相同的附图标记。节点的识别符的情况有所不同，其在图2中未示出，但是可以类似于图1地分配给各个节点。亦即，在图2中，两个不同网络中的两个不同节点也可以具有相同的识别符。例如，节点11和31可以具有识别符“1”，节点12和32可以具有识别符“2”等，然而在以下的描述中，也是为了清楚起见，节点的附图标记同时被视为节点的识别符。

与图1类似，直接连接(即那些不必经过其它节点的连接)用实线或双箭头示出。亦即，节点11与节点10之间的直接通信是可能的。相反，节点11与节点20之间的通信连接则必须强制性地经过节点10。

现在参照根据本发明的示例详细说明通信连接的建立。现在假设呼叫是由节点11发送，以在该节点11(其因此被视为“第一节点”)与节点31(其被视为“第二节点”)之间建立通信连接。该通信连接从节点11经过节点10、20和30到达节点31。相应的路由路径P由虚线箭头表示。

在第一步骤中，第一节点11发送呼叫以建立与第二节点31的通信连接，以便例如向节点31请求传感器数据。如参照图1所述，该呼叫包含必要的路由路径信息，即至少节点20和30的识别符，在某些情况下可能还包含节点10和/或节点31的识别符。在接下来的过程中，假设路由路径信息包含路由路径P上的所有节点的(节点)识别符，即节点10、20、30和31的识别符，例如以字符串“10/20/30/31”的形式。

基于呼叫中所包含的路由信息，节点10将呼叫转发到节点20，再将其转发到节点30，最后将其转发到第二节点31。因此，呼叫可以被路由到第二节点31，即，在第一节点11与第二节点31之间建立通信连接。

虽然前面已经描述了在第一节点与第二节点之间建立通信连接的特别简单的示例，但是还存在许多设计选项和变型。下面对此进行说明。

变型1

在呼叫如上所述地被路由到节点31之后，该节点可以根据路由信息知道(例如由于它的节点识别符是包含在路由信息中的最后一个识别符)，该呼叫是将其确定为目标节点。然后，第二节点31可以执行能够以有效载荷的形式包含在该呼叫中的指令。例如，如果呼叫包含了收集传感器数据并将其发送回第一节点11的指令，则第二节点31可以收集这些数据，然后沿着路由路径P的回路发回相应的消息，该消息又包含路由信息(但是顺序相反)。该消息可以类似于呼叫地沿着经由节点30、20和10的去路被转发。根据实施方式，例如由于节点11是节点10所处网络中的唯一的(另外的)节点，因此在路由信息中不需要指示初始的第一节点11的节点识别符。

根据到目前为止参照图2所述的实施例及其进一步的改进，所发送的每个消息都必须包含路由路径P的(完整)路由信息。

变型2

在本发明的另一种实施方式中，可以避免后者，以便节省路由节点中或与其相连的存储器中的存储空间和/或使消息的路由更有效。为此目的，第一节点11可以首先发送起始消息。该起始消息除了路由信息、即位于路由路径P上的节点的识别符之外还包含连接识别符。该连接识别符标识了将要建立的连接，以便例如将该连接与其它已经建立或将要建立的通信连接区分开来。

起始消息在其到达节点10之后被处理。为此，根据连接识别符在相应的存储器中存储路由路径信息，例如存储一种类型的路由表中。然后将起始消息相应地转发到节点20，在那里对其进行相应的处理并转发到节点30。该节点同样处理起始消息，并最终将其转发到节点31，在那里也相应地处理起始消息。路由路径信息因此存储在所有相关的节点中，从而能够根据连接识别符再次调用路由路径信息。这特别是具有以下优点：即，与该通信连接相关的其它消息不必再次包含路由路径信息。亦即，例如通过回路从节点31到节点11的消息仅包含连接识别符就足够了。然后，位于路由路径P上的节点可以根据所存储的路由路径信息相应地转发这些返回消息。这同样适用于从第一路由节点11向第二路由节点31或相反发送的其它消息。

变型3

在另一种有利的改进中，并非所有的路由路径信息都存储在所涉及的每个节点中，而是仅存储相关的部分。为了说明这一点，假设在起始消息中所包含的路由信息具有例如“10/20/30/31”的格式。此外，起始消息还如上所述地包含连接识别符。现在将起始消息从第一节点11发送到节点10。该节点根据路由信息识别出应将起始消息转发到节点20。因此节点10将起始消息转发到节点20。此外，节点10将连接识别符以及与其相连接的节点11和20的节点识别符存储在其存储器或所分配的存储器中。节点10可以从路由信息中提取节点20的节点识别符。节点10可以从其已经从节点11获得该起始消息这一事实提取节点11的识别符。路由信息的其它部分，特别是节点30和31的识别符，没有存储在节点10的路由表中，因为其无论如何都不能直接与这些节点通信。

节点20在获得起始消息之后对其进行相应地处理

并且基于连接识别符在其路由表中存储节点30的识别符作为沿目标方向(即朝向目标节点31)的相邻节点的识别符，并且还存储节点10的识别符作为沿起始方向(即朝向起始节点11的方向)的相邻节点的识别符。此外，节点20将起始消息转发到节点30，该节点对其进行相应地处理并最终将起始消息转发到节点31。该节点本身就是目标节点，因此基于连接识别符只有节点30的识别符作为沿起始方向的相邻节点的识别符保存在那里。

其他在此框架下已经建立的通信连接不再需要包含路由路径信息，而是只需要指示连接识别符。然后，所涉及的节点可以根据存储在其中的路由表来确定应该向哪些相邻节点转发消息。

变型4

在另一种实施方式中，包含在起始消息中的路由路径信息在转发到下一个相邻节点时可以被缩短。例如，如果路由路径是如上所述地从第一节点11经过节点10、20、30去往第二节点31，则路由路径信息原则上可以用字符串“11/10/20/30/31”来表示。另一方面，节点11和10的节点识别符不必包含在从节点11发往节点10的起始消息中。对于节点10来说，其节点识别符本来就是已知的，并且节点10还知道起始消息是由节点11发出的。在这种情况下，由于从包含节点10和11的网络引出的唯一连接经过节点10，因此起始消息可以仅包含字符串“20/30/31”作为路由路径信息。在向节点20转发起始消息时，节点10可以将路由路径信息减掉节点20的节点识别符，使得要传导到节点20的起始消息仅包含字符串“30/31”作为路由信息。节点20又识别出其已经从节点10接收到起始消息，因此其可以将该信息存储在其路由表中。节点20对该信息进行相应的处理，并将路由路径信息缩短至“31”，并将具有该缩短的路由路径信息的起始消息转发到节点30。该节点也识别出其已经从节点20获得起始消息，因此该节点可以在其路由表中记录该信息。从节点30转发到节点31的起始消息可以包含“空路径”，因为节点31知道其已经从节点30接收到起始消息，并且不必借助包含在起始消息中的路由路径信息来明确地指出这一点。

连接识别符

根据上述的一些实施方式，特别是由于上述的连接识别符用于消息的正确路由，因此其具有一定的重要性。出于该原因，确保相同的连接识别符不用于两个不同的通信连接是有意义的。这原则上可以通过所有相关网络的全球协议来实现，但是可能难以实现和/或是不灵活的。尽管可能，但是例如基于起始节点和时间规范(Zeitangabe)来分配连接识别符可能不是唯一的，因为两个不同网络中的两个不同节点可能具有相同的节点识别符，并且可能同时发送呼叫。根据本发明的一种实施方式，提出一种用于分配连接识别符的替代方法：连接识别符(或每个连接识别符的至少一部分)是随机生成的，例如由第一节点本身随机地生成。替代地，连接识别符也可以响应于相应的请求由另一个节点生成并分配给第一节点或所需的(angestrebten)通信连接。然后，可以根据上述方法中的一种来建立通信连接。

然而，对于随机生成的连接识别符，例如从两个不同的节点出发的两个所需的目标通信连接可能会被分配相同的连接识别符。在图2的实施例中，例如节点11可能期望与节点31的通信连接并为此生成连接识别符，例如“17”。通信连接是根据上述方法之一来建立。大约在同一时间或者至少在节点11与节点31之间建立通信连接期间，例如节点41期望与节点32的通信连接并且为此也想随机地使用连接识别符“17”。随后，节点41将其起始消息发送到节点40，节点40将它们如上所述地转发到节点20。在此，节点20确定在它的路由表中已经存在具有连接识别符“17”的通信连接。为了避免“冲突”或者为了确保用于两个通信连接的消息被正确地路由，节点20拒绝了具有连接识别符“17”的第二起始消息。亦即，目前不再进一步建立由节点41所期望的该通信连接。相反，节点20向节点40发送一消息，并且节点40相应地向节点41发回一消息，以通知这些节点具有该连接识别符“17”的通信连接已经存在。基于该消息，节点41继而随机地生成新的连接识别符用于该期望的连接。然后，根据该新的连接识别符重新尝试建立所期望的通信连接。根据执行情况，该重试相对不可能再次被拒绝。然而，如果是这种情况，则重复这部分方法，直至能够无冲突地建立节点41与节点32之间的通信连接。

结束通信连接

一种能够与上述的所有方法结合使用的扩展方案，涉及到终止或撤销已建立的通信连接。再次根据图2对此进行说明，再次根据该示例，其中节点11已经从节点31请求传感器数据。第一节点11与第二节点31之间的通信连接的撤销可以例如通过结束消息(Finish-Nachricht)来导入。该结束消息可以例如由第二节点在其已经确定其已发送了所有请求的传感器数据之后发送，或者由第一节点11在其已经确定不再需要来自第一节点31的其它传感器数据之后发送。

现在假设第二节点31已经发送该结束消息，并且在节点31中已经开始撤销。与属于相应通信连接的其它消息一样，该结束消息是沿着路由路径P来发送，确切地说在该示例中是从节点31经过节点30、20和10到达节点11。随着结束消息的发送，所涉及的每个节点都在其路由表中将通信连接或连接识别符标记为停用或删除相应的条目，特别是连同所存储的前导节点和/或后继节点的节点识别符一起。后者特别是为了不会不必要地阻塞存储空间。然后，在任何情况下，相应的连接识别符可供用于未来所期望的通信连接。由此使得具有相同连接识别符的通信连接的冲突的概率最小化。

替代地，如果结束消息是由第一节点11发送，则撤销是以相反的顺序进行。结束消息或撤销也可能源自另一个节点，例如节点20。然后，通信连接的撤销是从节点20出发沿两个方向传播，即沿第一节点11和第二节点31的方向。

初始呼叫

在另一种实施方式中，在发送用于建立通信连接的呼叫之前进行一附加的步骤。这将再次参照图2进行说明。作为具体的应用示例，现在假设节点11为机器人控制器。例如，机器人控制器11现在希望为新的制造工艺制定路径规划。虽然这对于许多机器人来说可以在本地/内部执行，但是在某些情况下有意义的是使路径规划通过另一个节点执行，特别是在路径规划的计算量非常大并且机器人控制器11本身没有足够计算能力的情况下。节点11现在可以通过如上所述的呼叫，即指示相应的路由路径信息，向图2所示系统中的特定节点请求路径规划。但是在该变型中，节点11不知道哪个节点能够/应该执行路径规划。相应地，其可以至少在最初不发送具有所需路由路径信息的呼叫。取而代之的是，可以将该系统设计为，例如在节点10中存储哪个节点能够/应该根据相应的请求来执行路径规划。为了请求路径规划，节点11现在发送相应的消息，该消息在本示例中被称为“初始呼叫”。该初始呼叫被发送到节点10并且由于其格式或内容而被识别为路径规划请求。该初始呼叫可以例如具有“路径规划服务”的内容。

现在可以在节点10中存储一表格，该表格指示了节点13在同一网络中负责路径规划。相应地，生成包含路由路径信息的呼叫并发送，由此在同一网络中的节点11与节点13之间建立通信。这里需要注意的是，呼叫不一定是节点11发出的。例如，由于呼叫是由存储在节点10中的表格生成的，因此可以由节点10发送呼叫。作为扩展方案，节点11甚至不必知道节点13是通信连接中的目标节点(或者第二节点)，因为节点11只与节点10直接通信，并且其对节点11而言通过哪个节点实际执行路径规划不或者不一定相关。

最后描述的变型还允许实现透明的(transparenten)服务迁移。例如，节点13在某个时间点之前所执行的路径规划服务可能由于职责的变化而被“迁移”到另一个节点。该另一个节点可以例如是同一网络中的另一节点，例如节点12，或者是另一个网络中的节点，例如属于另一企业的网络的节点31。为了实现这种迁移，只需要更新节点10中的表格就足够了，因此在“路径规划服务”中不再标记节点13，而是相应地标记节点12或节点31。这种“迁移”对于请求路径规划服务的节点11来说不是或者不一定是已知的。节点11如前所述地向节点10发送初始呼叫，随后节点10发送用于建立通信连接的实际呼叫，而该通信连接不是与节点13建立，而是在所述示例中与节点12或节点31建立。当多个节点(例如企业中的多个机器人)想要访问相同的服务时，这特别有利。代替在每个单独的节点/机器人等中存储用于已迁移服务的新路径信息，仅在一个节点(在所提出的示例中为节点10)处的更新足以正确地路由相应服务的未来请求。

访问限制

再次参照图2说明另一实施方式。

根据该实施方式可以限制访问选项。这对于所涉及的网络例如不都属于同一企业的情况是特别令人感兴趣的。例如，可以在图2的节点30中布置访问控制(Zugriffskontrolle)，其控制对节点30、31和32所属网络的访问。在该示例中，从节点20传输到节点30的每个呼叫都由后者进行分析。如果存在相应的授权，则可以转发呼叫。否则它会被拒绝。

然而，这样的访问控制不一定必须布置在属于待控制网络的节点中。亦即，例如也可以将用于节点30、31和32所属网络的访问控制布置在节点20中。

通过在此提出的访问控制，可以保护网络免于未经授权的访问。通过这种访问控制，还可以确保节点例如只访问已支付相应费用的那些服务。

图3示出了具有根据本发明方法的一种实施例的方法步骤的流程图。在该方法的开始100之后，在步骤101中发送用于建立通信连接的呼叫。该呼叫包含路由信息，该路由信息指示从第一节点到第二节点的路由路径。在下一个步骤102中，基于所述路由路径信息建立第一节点与第二节点之间的通信连接。此后，该方法可以结束(步骤103)。

根据本发明方法的实施方式的其它细节已在前面进行了说明。

本发明的实施方式适用于各种应用。以下应用可以作为非限制性示例加以说明。

示例1

用户具有用户界面，用户可以通过该用户界面管理具体的机器人用户应用。通过本发明，基本上可以在任何地方使用该用户界面：直接连接在机器人上；在机器人所在工厂的WLAN网络中；在机器人所属企业的内联网中；或通过公共互联网。

按照实施方式并根据其它因素，路由路径或路由路径信息可能是或不是用户或者用户正在用作界面的装置(计算机、膝上型计算机、平板电脑、智能电话等)已知的。这样的因素可以包括用作界面的设备的当前“位置”和/或到特定网络的(直接)连接。

如果路由路径或路由路径信息不是已知的，则可以确定这些信息。对此有多种选项，此外，这些选项也可以应用在其它示例或实施方式中：

(a)文件系统中的路径：在网络中存在根，其可以从任何地方直接寻址(例如，机器人制造商的云网络中的节点)，和逻辑拓扑，例如：云/客户/工厂/机器人。

(b)交互式浏览：用户从其本地节点出发自己搜索网络。然后，交互是类似于在文件系统浏览器中。用户从一个节点逐步地导航到下一个(相邻)节点，又从那里导航到下一个(相邻)节点，以此类推。当用户最终找到其目标时，这样找到的路径对应于所寻找的路由路径。

(c)电话簿/搜索服务：存在可直接访问的服务，这些服务存储路由路径并可以根据附加信息进行搜索。服务/机器人可以利用任意信息登录到此类服务并且可以被发现。例如，客户首先将机器人名称作为搜索项(Suchbegriff)提供给服务(例如，云/客户1/搜索)，并从该服务获取路由路径作为响应。

(d)域名系统(其可以对应于在“初始呼叫”部分中所描述的内容或基于此构建)：目标服务/机器人具有抽象名称。该抽象名称是用户已知的。此外，抽象名称和通向目标服务/机器人的当前路由路径被存储在可直接访问的服务中。如果服务/机器人“迁移”，则更新所存储的信息。然后，用户可以根据其已知的抽象名称来访问目标服务/机器人。

示例2

对于客户应用，客户的机器人配备了附加的传感器。开发用于读取传感器数据并在机器人上运行的特定于客户的服务。这些特定于客户的扩展服务被连接到机器人上，在(例如图1所示的)整体网络50上，并因此也可以例如提供给云网络，而无需改变客户与机器人制造商的网络的通信。

示例3

传感器数据的读取已经被提及。例如，机器人制造企业的工作人员可以通过企业的内联网在客户服务的框架下查询与位于另一网络中的机器人相关的传感器数据。传感器数据也可以自动地从客户的网络呈报到机器人制造企业的网络。可以例如在客户网络或机器人制造企业网络中检查这些传感器数据是否有异常。如果与预先给定的值有明显偏差，则可以在必要时请求额外的传感器数据，以便例如能够诊断与机器人相关的问题。

示例4

已经提到：可以将例如路径规划服务或者其它可能与可自动化的工业设备相结合的服务转移出去，即，不是直接由工业设备提供或者提供到工业设备上。由此可以在必要时节省设备或多个设备上的存储容量和/或计算容量，这可以有利于更具成本效益和/或节约资源的生产。据此，相应的服务可以通过例如另一网络中的节点集中地、即针对多个设备来提供。此外，这些服务的提供可以动态地转移到其它的节点。特别地，如果这种转移是被“透明地”执行，则可能只需要在单个节点处更新路由表等，而不是如已经描述的那样在使用相关服务的所有节点处进行更新。

尽管在前面的描述中阐述了示例性实施方式，但需要指出的是，还可能进行多种变型。此外还应指出的是，这些示例性实施方式仅仅是举例，其不应对保护范围、应用和构造形成任何限制。相反，通过前面的描述能够赋予本领域技术人员实现对至少一个示例性实施方式进行转换的教导，其中，在不脱离本发明保护范围的情况下，可以实现特别是关于所述组成部分的功能和布置的各种变化，例如可以根据权利要求和等效的特征组合得到。

附图标记列表

1-4 节点/识别符

C，D，F，K，S，T 节点/识别符

K-I 网络(机器人制造商的内联网)

CL-C，CL-S (云)网络

C-D，C-F，C-T (客户)网络

10-13 节点

20-21 节点

30-32 节点

40-41 节点

50 整体网络

100-103 方法步骤。

Claims (16)

1.一种用于在至少两个网络中的第一网络中的第一节点(11)与所述至少两个网络中的第二网络中的第二节点(31)之间建立通信连接的方法，其中所述第一和所述第二节点(11，31)中的至少一个是可自动化的工业装置或可自动化的工业设备或其控制器，

其中，所述至少两个网络各自单独地形成同构的地址空间，

其中，所述至少两个网络不一起形成同构的地址空间，

其中，所述方法包括以下步骤：

发送(101)用于在所述第一节点与所述第二节点之间建立通信连接的呼叫，其中所述呼叫包含指示从所述第一节点(11)到所示第二节点(31)的路由路径的路由路径信息(10/20/30/31)，其中所述路由路径信息(10/20/30/31)包含在所述路由路径上所要遍历的每个网络或节点的至少一个识别符(10，20，30，31)，但是不必包含所述第一网络的识别符；和

基于所述路由路径信息(10/20/30/31)，建立(102)所述第一节点(11)与所述第二节点(31)之间的通信连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述路由路径信息(10/20/30/31)包含所述第二节点(31)的识别符。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述呼叫还包含连接识别符。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一节点(11)与所述第二节点(31)之间的通信连接包含至少两个消息，并且其中，所述第一节点(11)与所述第二节点(31)之间的通信连接的所有消息都包含该连接识别符。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述连接识别符的至少一部分被随机地生成或分配，特别是由所述第一节点(11)随机地生成或分配，并且

特别是其中，在第一和第二呼叫的连接识别符一致并且特别是在所述第一和第二呼叫的路由路径经过相同节点(20)的情况下，拒绝所述第二呼叫和/或为所述第二呼叫生成或分配新的连接识别符。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，针对位于所述第一节点(11)与所述第二节点(31)之间的路由路径上的每个节点或所属存储装置中的一个或所述第一呼叫，存储相关的连接识别符和前导节点的节点识别符以及后继节点的节点识别符，

其中，所述前导节点是沿所述第一节点(11)的方向位于所述路由路径上的节点，特别是在所述路由路径上直接相邻的节点，并且

其中，所述后继节点是沿所述第二节点(31)的方向位于所述路由路径上的节点，特别是在所述路由路径上直接相邻的节点。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中，呼叫的路由路径信息(10/20/30/31)和相关的连接识别符包含在起始消息中。

8.根据权利要求7、特别是根据权利要求6所述的方法，其中，该呼叫的跟随在所述起始消息之后的消息包含相关的连接识别符，但不包含所述路由路径信息(10/20/30/31)，

其中，优选地根据存储在所述第一节点(11)与所述第二节点(31)之间的路由路径中的节点或者相关存储装置中的节点识别符，来路由跟随在所述起始消息之后的该消息。

9.根据权利要求6或者根据直接或间接从属于权利要求6的权利要求7至8中任一项所述的方法，其中，当位于所述第一节点(11)与所述第二节点(31)之间的路由路径上的节点或相关的存储装置中的呼叫结束时，所存储的相关连接识别符和/或所存储的所述前导节点的节点识别符和/或所存储的所述后继节点的节点识别符被停用，特别是被删除。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述通信连接是双向通信连接。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

在发送所述呼叫之前，由所述第一节点(11)发送初始呼叫，其中所述初始呼叫不包含路由路径信息或只包含不完整的路由路径信息，其中根据所述初始呼叫能够确定所述呼叫所需的路由路径信息(10/20/30/31)，特别是通过与所述第一节点(11)不同的节点来确定，特别是借助于包含在所述初始呼叫中的信息与所述路由路径信息(10/20/30/31)之间的配属关系来确定。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：拒绝呼叫，特别是在位于所述第一节点(11)与所述第二节点(31)之间的路由路径上的节点处或者通过该节点拒绝呼叫，特别是在所述呼叫或所述通信连接未被授权的情况下。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一和第二节点(11，31)中的至少一个是自主运输装置，固定或移动的操纵器，固定或移动的操纵器单元、特别是固定或移动的机器人或固定或移动的机器人单元，或用于其的控制器，或其中两个或更多个的组合。

14.一种用于节点、特别是用于操纵器、特别是机器人的控制装置，其中，所述控制装置被设计为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

15.一种计算机程序，当所述计算机程序在根据权利要求14所述的控制装置中运行时，所述计算机程序执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。

16.一种计算机程序产品，具有程序代码，所述程序代码存储在机器可读的载体上并且包括根据权利要求15所述的计算机程序。

Images