CN104683311A - 一种轨道交通车辆的通信方法及设备 - Google Patents

一种轨道交通车辆的通信方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种轨道交通车辆的通信方法及设备，其中所述方法包括：WorldFIP板卡接收第一源设备发送的第一通信数据，并发送给CPU板卡，所述第一源设备为发起通信的设备，所述第一通信数据中包括第一目标设备的标识信息；所述CPU板卡接收所述第一通信数据；所述CPU板卡确定所述第一通信数据为WorldFIP数据，将所述第一通信数据转换为第二通信数据，所述第二通信数据为过程现场总线PROFIBUS数据；所述CPU板卡将所述第二通信数据发送给PROFIBUS板卡；所述PROFIBUS板卡接收所述第二通信数据，并将所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。通过本发明的技术方案，实现了轨道交通车辆中的PROFIBUS设备与WorldFIP设备之间的正常通信，提高了轨道交通车辆通信安全。

Description

一种轨道交通车辆的通信方法及设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种轨道交通车辆的通信方法及设备。
背景技术
近年来，随着铁路行业的快速发展，现场总线由于其可靠性高、成本低、故障率低等优点使得其应用越来越广泛。
现有技术中，轨道交通车辆中的各设备之间，包括同一车辆上的不同设备及不同车辆上的设备之间，通常采用两种现场总线技术进行通信，其中一种是世界工厂仪表协议(World Factory Instrument Protocol；WorldFIP)，另外一种是过程现场总线（Process Field Bus；PROFIBUS）。
由于，一个设备只能采用一种现场总线技术进行通信，也只能与基于同样的现场总线技术进行通信的设备进行通信，这样，在目前两种现场总线技术均被采用的情况下，易出现采用PROFIBUS进行通信的PROFIBUS设备与采用WorldFIP进行通信的WorldFIP设备之间需要进行通信，却不能正常通信的情况，从而影响轨道交通车辆内部或轨道交通车辆之间的通信，为轨道交通车辆的运行带来安全隐患。
发明内容
本发明提供一种轨道交通车辆的通信方法，包括：
世界工厂仪表协议WorldFIP板卡接收第一源设备发送的第一通信数据，并发送给CPU板卡，所述第一源设备为发起通信的设备，所述第一通信数据中包括第一目标设备的标识信息；
所述CPU板卡接收所述第一通信数据；
所述CPU板卡确定所述第一通信数据为WorldFIP数据，将所述第一通信数据转换为第二通信数据，所述第二通信数据为过程现场总线PROFIBUS数据；
所述CPU板卡将所述第二通信数据发送给PROFIBUS板卡；
所述PROFIBUS板卡接收所述第二通信数据，并将所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
本发明提供一种轨道交通车辆的通信设备，包括：
WorldFIP板卡，用于接收第一源设备发送的第一通信数据，并发送给CPU板卡，所述第一源设备为发起通信的设备，所述第一通信数据中包括第一目标设备的标识信息；
所述CPU板卡，用于接收所述第一通信数据；在确定所述第一通信数据为WorldFIP数据后，将所述第一通信数据转换为第二通信数据，所述第二通信数据为过程现场总线PROFIBUS数据；并将所述第二通信数据发送给PROFIBUS板卡；
所述PROFIBUS板卡，用于接收所述第二通信数据，并将所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
本发明的技术方案，通过本实施例的方法，通过PROFIBUS板卡、CPU板卡、及WorldFIP板卡对PROFIBUS设备与WorldFIP设备之间的通信数据进行处理，实现了轨道交通车辆中的PROFIBUS设备与WorldFIP设备之间的正常通信，提高了轨道交通车辆通信安全，提高了轨道交通车辆运行的安全性。
附图说明
图1为本发明轨道交通车辆的通信方法实施例一的流程图；
图2为本发明轨道交通车辆的通信设备实施例一的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明轨道交通车辆的通信方法实施例一的流程图，参见图1，本实施例的方法包括：
步骤101：WorldFIP板卡接收第一源设备发送的第一通信数据，并发送给CPU板卡，所述第一源设备为发起通信的设备，所述第一通信数据中包括第一目标设备的标识信息；
本实施例中，WorldFIP（World Factory Instrument Protocol；世界工厂仪表协议）板卡与各WorldFIP设备连接，可以接收各WorldFIP设备发送的数据，所述第一源设备为发起通信的WorldFIP设备，WorldFIP设备发送的通信数据均为WorldFIP数据，即所述第一通信数据为WorldFIP数据。
优选地，第一源设备及第一目标设备可以为控制设备、显示设备等各种设备，所述第一通信数据中可以包括电流、电压、车速等状态信息及包括司机钥匙、方向、牵引、制动、手柄级位等命令信息中的至少一项。
步骤102：所述CPU板卡接收所述第一通信数据；
步骤103：所述CPU板卡确定所述第一通信数据为WorldFIP数据，将所述第一通信数据转换为第二通信数据，所述第二通信数据为过程现场总线PROFIBUS数据；
可选地，在本实施例中，所述第一通信数据可以由第一源设备在确定第一目标设备与自身采用的现场总线技术不同时，即确定所述第一目标设备为PROFIBUS设备时，发送给WorldFIP板卡；或者；
与WorldFIP板卡连接的WorldFIP设备发起的通信数据均直接发送给WorldFIP板卡，由CPU板卡来判断目标设备是哪种设备，相应地，本步骤中，所述CPU板卡确定所述第一通信数据为WorldFIP数据之后，还包括：
所述CPU板卡确定第一目标设备为PROFIBUS设备还是为WorldFIP设备；
若确定第一目标设备为PROFIBUS设备，将所述第一通信数据转换为第二通信数据，继续执行步骤104；
若确定第一目标设备为WorldFIP设备，所述CPU板卡将所述第一通信数据发送给WorldFIP板卡，进而由WorldFIP板卡将第一通信数据发送给第一目标设备。
步骤104：所述CPU板卡将所述第二通信数据发送给PROFIBUS板卡；
所述CPU板卡与WorldFIP板卡、PROFIBUS板卡分别连接。
步骤105：所述PROFIBUS板卡接收所述第二通信数据，并将所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
具体地，本实施例中，PROFIBUS板卡通过PC（Personal Computer）104总线将所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
进一步地，在本实施例中，若发起通信的设备为PROFIBUS设备，则由所述PROFIBUS板卡接收PROFIBUS设备发送的通信数据，相应地，本实施例的方法中还包括：
若所述PROFIBUS板卡接收到第二源设备发送的第三通信数据，所述PROFIBUS板卡将所述第三通信数据发送给CPU板卡，所述第三通信数据中包括第二目标设备的标识信息，所述第二源设备即发起通信的PROFIBUS设备；
所述CPU板卡接收所述第三通信数据；
所述CPU板卡确定所述第三通信数据为PROFIBUS数据，将所述第三通信数据转换为第四通信数据，所述第四通信数据为WorldFIP数据；
所述CPU板卡将所述第四通信数据发送给所述WorldFIP板卡；
所述WorldFIP板卡接收所述第四通信数据，并将所述第四通信数据发送给所述第二目标设备。
具体地，本实施例中，第二源设备及第二目标设备也可以为控制设备、显示设备等各种设备，所述第三通信数据中可以包括电流、电压、车速等状态信息及包括司机钥匙、方向、牵引、制动、手柄级位等命令信息中的至少一项。WorldFIP板卡可以通过PC104总线将所述第四通信数据发送给所述第二目标设备。
本实施例中，可选地，第三通信数据可以由第二源设备在确定与所述第二目标设备所采用的现场总线技术不同时，即第二源设备确定所述第二目标设备为WorldFIP设备时，发送给PROFIBUS板卡，相应地，所述CPU板卡确定所述第三通信数据为PROFIBUS数据后，直接将所述第三通信数据转换为第四通信数据；或者；
与所述PROFIBUS板卡连接的PROFIBUS设备发起的通信数据均发送给PROFIBUS板卡，再由CPU板卡来判断目标设备是哪种设备，相应地，所述CPU板卡确定所述第三通信数据为PROFIBUS数据之后：
所述CPU板卡确定第二目标设备为PROFIBUS设备还是为WorldFIP设备；
所述将所述第三通信数据转换为第四通信数据，具体为：
若确定第二目标设备为WorldFIP设备，将所述第三通信数据转换为第四通信数据。
本实施例中，若确定第二目标设备为PROFIBUS设备，则直接将第三通信数据发送给PROFIBUS板卡，并由PROFIBUS板卡发送给第二目标设备。
优选地，在本实施例中，所述CPU板卡可以根据接收的通信数据的第一个字节的值，确定通信数据的协议类型，若接收的通信数据的第一个字节的值为十六进制数55H，则确定为WorldFIP数据，同时也可以确定该通信数据由WorldFIP板卡发送；若接收的通信数据的第一个字节的值为十六进制数aaH，则确定该通信数据为PROFIBUS数据，同时也可以确定该通信数据由PROFIBUS板卡发送。所述CPU板卡确定所述第三通信数据为PROFIBUS数据及确定所述第一通信数据为WorldFIP数据，均可以是通过通信数据的第一个字节的值来确定。
具体地，在本实施例中所述CPU板卡包括32或64位微处理器，能够处理大量数据流，可以同时兼容多组数据的处理，实现实时通信。所述CPU板卡还包括分为两块存储区域的随机存储器（Random Access Memory,RAM），其中随机存储器的10200H-102FFH这256个字节用来存储接CPU板卡转换得到WorldFIP数据，即第四通信数据；10300H-103FFH这256个字节用来存储CPU板卡转换得到的PROFIBUS数据，即第二通信数据。
进一步地，所述WorldFIP板卡包括WorldFIP总线网络接口及WorldFIP协议控制器；步骤101中所述WorldFIP板卡接收第一源设备发送的第一通信数据，并发送给CPU板卡，具体包括：
所述WorldFIP板卡的WorldFIP总线网络接口接收第一源设备发送的第一通信数据；
所述WorldFIP板卡WorldFIP协议控制器将所述第一通信数据的数据格式由传输格式转换为应用格式之后，将所述第一通信数据发送给CPU板卡。
进一步地，在本实施例中，所述WorldFIP板卡接收所述第四通信数据，并将所述第四通信数据发送给所述第二目标设备，具体包括：
所述WorldFIP总线网络接口接收所述第四通信数据；
所述WorldFIP协议控制器将所述第四通信数据的数据格式由应用格式转换为传输格式，并将数据格式转换后的所述第四通信数据发送给所述第二目标设备。
进一步地，在本实施例中，所述PROFIBUS板卡包括PROFIBUS总线网络接口及PROFIBUS协议控制器，在步骤105中所述PROFIBUS板卡接收所述第二通信数据，并将所述第二通信数据发送给所述第一目标设备，包括：
所述PROFIBUS总线网络接口接收所述第二通信数据；
所述PROFIBUS协议控制器将所述第二通信数据的数据格式由应用格式转换为传输格式，并将数据格式转换后的所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
进一步地，所述若所述PROFIBUS板卡接收到第二源设备发送的第三通信数据，所述PROFIBUS板卡将所述第三通信数据发送给CPU板卡，包括：
若所述PROFIBUS板卡通过PROFIBUS总线网络接口接收到第二源设备发送的第三通信数据，则通过PROFIBUS协议控制器将所述第三通信数据的数据格式由传输格式转换为应用格式之后，将所述第三通信数据发送给CPU板卡。
本实施例的方法，通过PROFIBUS板卡、CPU板卡、及WorldFIP板卡对PROFIBUS设备与WorldFIP设备之间的通信数据进行处理，实现了轨道交通车辆中的PROFIBUS设备与WorldFIP设备之间的正常通信，提高了轨道交通车辆通信安全，提高了轨道交通车辆运行的安全性。
图2为本发明轨道交通车辆的通信设备实施例一的结构示意图，参见图2，本实施例的设备包括：
WorldFIP板卡21，用于接收第一源设备发送的第一通信数据，并发送给CPU板卡，所述第一源设备为发起通信的设备，所述第一通信数据中包括第一目标设备的标识信息；
所述CPU板卡22，用于接收所述第一通信数据；在确定所述第一通信数据为WorldFIP数据后，将所述第一通信数据转换为第二通信数据，所述第二通信数据为过程现场总线PROFIBUS数据；并将所述第二通信数据发送给PROFIBUS板卡；
所述PROFIBUS板卡23，用于接收所述第二通信数据，并将所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
进一步地，所述CPU板卡22还用于：
在确定所述第一通信数据为WorldFIP数据之后，确定第一目标设备为PROFIBUS设备还是为WorldFIP设备；在确定第一目标设备为PROFIBUS设备，将所述第一通信数据转换为第二通信数据。
进一步地，在本实施例中，所述PROFIBUS板卡23还用于：接收到第二源设备发送的第三通信数据，并将所述第三通信数据发送给所述CPU板卡22，所述第三通信数据中包括第二目标设备的标识信息；
相应地，所述CPU板卡22还用于接收所述PROFIBUS板卡23发送的第三通信数据；在确定所述第三通信数据为PROFIBUS数据时，将所述第三通信数据转换为第四通信数据，并将所述第四通信数据发送给所述WorldFIP板卡21，所述第四通信数据为WorldFIP数据；
所述WorldFIP板卡21还用于接收所述CPU板卡发送的第四通信数据，并将所述第四通信数据发送给所述第二目标设备。
进一步地，所述CPU板卡22还用于：
在确定所述第三通信数据为PROFIBUS数据之后，确定第二目标设备为PROFIBUS设备还是为WorldFIP设备，并在确定第二目标设备为WorldFIP设备时，将所述第三通信数据转换为第四通信数据。
优选地，在本实施例中，所述WorldFIP板卡21包括WorldFIP总线网络接口211及WorldFIP协议控制器212；
所述WorldFIP总线网络接口211，用于接收第一源设备发送的第一通信数据；
所述WorldFIP协议控制器212，用于将所述第一通信数据的数据格式由传输格式转换为应用格式，并在转换格式之后的所述第一通信数据发送给CPU板卡。
进一步地，所述WorldFIP总线网络接口211还用于接收所述CPU板卡22发送的第四通信数据；所述WorldFIP协议控制器212还用于将所述第四通信数据的数据格式由应用格式转换为传输格式，并将数据格式转换后的所述第四通信数据发送给所述第二目标设备。
进一步地，所述PROFIBUS板卡23包括PROFIBUS总线网络接口231及PROFIBUS协议控制器232，
所述PROFIBUS总线网络接口231，用于接收所述CPU板卡22发送的第二通信数据；
所述PROFIBUS协议控制器232，用于将所述第二通信数据的数据格式由应用格式转换为传输格式，并将数据格式转换后的所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
进一步地，所述PROFIBUS总线网络接口231，还用于接收第二源设备发送的第三通信数据；所述PROFIBUS协议控制器232还用于将所述第三通信数据的数据格式由传输格式转换为应用格式，并将数据格式转换后的所述第三通信数据发送给CPU板卡22。
在本实施例中，所述WorldFIP板卡21可以连接一个或多个WorldFIP设备，并通过WorldFIP总线网络接口与连接的WorldFIP设备进行数据通信；CPU板卡22与WorldFIP板卡21、PROFIBUS板卡23分别连接，通过PC104总线与WorldFIP板卡21、PROFIBUS板卡23进行数据通信；PROFIBUS板卡23连接一个或多个PROFIBUS设备，通过PROFIBUS总线网络接口与连接的PROFIBUS设备进行通信。
本实施例的设备，通过PROFIBUS板卡、CPU板卡、及WorldFIP板卡对PROFIBUS设备与WorldFIP设备之间的通信数据进行处理，实现了轨道交通车辆中的PROFIBUS设备与WorldFIP设备之间的正常通信，提高了轨道交通车辆通信安全，提高了轨道交通车辆运行的安全性。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种轨道交通车辆的通信方法，其特征在于，包括：
世界工厂仪表协议WorldFIP板卡接收第一源设备发送的第一通信数据，并发送给CPU板卡，所述第一源设备为发起通信的设备，所述第一通信数据中包括第一目标设备的标识信息；
所述CPU板卡接收所述第一通信数据；
所述CPU板卡确定所述第一通信数据为WorldFIP数据，将所述第一通信数据转换为第二通信数据，所述第二通信数据为过程现场总线PROFIBUS数据；
所述CPU板卡将所述第二通信数据发送给PROFIBUS板卡；
所述PROFIBUS板卡接收所述第二通信数据，并将所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CPU板卡确定所述第一通信数据为WorldFIP数据之后，还包括：
所述CPU板卡确定第一目标设备为PROFIBUS设备还是为WorldFIP设备；
所述将所述第一通信数据转换为第二通信数据，具体为：
若确定第一目标设备为PROFIBUS设备，将所述第一通信数据转换为第二通信数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述WorldFIP板卡包括WorldFIP总线网络接口及WorldFIP协议控制器；
所述WorldFIP板卡接收第一源设备发送的第一通信数据，并发送给CPU板卡，包括：
所述WorldFIP板卡的WorldFIP总线网络接口接收第一源设备发送的第一通信数据；
所述WorldFIP板卡WorldFIP协议控制器将所述第一通信数据的数据格式由传输格式转换为应用格式之后，将所述第一通信数据发送给CPU板卡。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述PROFIBUS板卡包括PROFIBUS总线网络接口及PROFIBUS协议控制器，
所述PROFIBUS板卡接收所述第二通信数据，并将所述第二通信数据发送给所述第一目标设备，包括：
所述PROFIBUS总线网络接口接收所述第二通信数据；
所述PROFIBUS协议控制器将所述第二通信数据的数据格式由应用格式转换为传输格式，并将数据格式转换后的所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述PROFIBUS板卡接收到第二源设备发送的第三通信数据，所述PROFIBUS板卡将所述第三通信数据发送给CPU板卡，所述第三通信数据中包括第二目标设备的标识信息；
所述CPU板卡接收所述第三通信数据；
所述CPU板卡确定所述第三通信数据为PROFIBUS数据，将所述第三通信数据转换为第四通信数据，所述第四通信数据为WorldFIP数据；
所述CPU板卡将所述第四通信数据发送给所述WorldFIP板卡；
所述WorldFIP板卡接收所述第四通信数据，并将所述第四通信数据发送给所述第二目标设备。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述CPU板卡确定所述第三通信数据为PROFIBUS数据之后，还包括：
所述CPU板卡确定第二目标设备为PROFIBUS设备还是为WorldFIP设备；
所述将所述第三通信数据转换为第四通信数据，具体为：
若确定第二目标设备为WorldFIP设备，将所述第三通信数据转换为第四通信数据。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述PROFIBUS板卡包括PROFIBUS总线网络接口及PROFIBUS协议控制器；
所述若所述PROFIBUS板卡接收到第二源设备发送的第三通信数据，所述PROFIBUS板卡将所述第三通信数据发送给CPU板卡，包括：
若所述PROFIBUS板卡的PROFIBUS总线网络接口接收到第二源设备发送的第三通信数据；
PROFIBUS板卡的PROFIBUS协议控制器将所述第三通信数据的数据格式由传输格式转换为应用格式之后，将所述第三通信数据发送给CPU板卡。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述WorldFIP板卡包括WorldFIP总线网络接口及WorldFIP协议控制器，
所述WorldFIP板卡接收所述第四通信数据，并将所述第四通信数据发送给所述第二目标设备，包括：
所述WorldFIP总线网络接口接收所述第四通信数据；
所述WorldFIP协议控制器将所述第四通信数据的数据格式由应用格式转换为传输格式，并将数据格式转换后的所述第四通信数据发送给所述第二目标设备。
9.一种轨道交通车辆的通信设备，其特征在于，包括：
WorldFIP板卡，用于接收第一源设备发送的第一通信数据，并发送给CPU板卡，所述第一源设备为发起通信的设备，所述第一通信数据中包括第一目标设备的标识信息；
所述CPU板卡，用于接收所述第一通信数据；在确定所述第一通信数据为WorldFIP数据后，将所述第一通信数据转换为第二通信数据，所述第二通信数据为过程现场总线PROFIBUS数据；并将所述第二通信数据发送给PROFIBUS板卡；
所述PROFIBUS板卡，用于接收所述第二通信数据，并将所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述CPU板卡还用于：
在确定所述第一通信数据为WorldFIP数据之后，确定第一目标设备为PROFIBUS设备还是为WorldFIP设备；在确定第一目标设备为PROFIBUS设备，将所述第一通信数据转换为第二通信数据。
11.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述WorldFIP板卡包括WorldFIP总线网络接口及WorldFIP协议控制器；
所述WorldFIP总线网络接口，用于接收第一源设备发送的第一通信数据；
所述WorldFIP协议控制器，用于将所述第一通信数据的数据格式由传输格式转换为应用格式，并在转换格式之后的所述第一通信数据发送给CPU板卡。
12.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述PROFIBUS板卡包括PROFIBUS总线网络接口及PROFIBUS协议控制器，
所述PROFIBUS总线网络接口，用于接收所述CPU板卡发送的第二通信数据；
所述PROFIBUS协议控制器，用于将所述第二通信数据的数据格式由应用格式转换为传输格式，并将数据格式转换后的所述第二通信数据发送给所述第一目标设备。
13.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述PROFIBUS板卡还用于接收到第二源设备发送的第三通信数据，并将所述第三通信数据发送给所述CPU板卡，所述第三通信数据中包括第二目标设备的标识信息；
所述CPU板卡还用于接收所述PROFIBUS板卡发送的第三通信数据；在确定所述第三通信数据为PROFIBUS数据时，将所述第三通信数据转换为第四通信数据，并将所述第四通信数据发送给所述WorldFIP板卡，所述第四通信数据为WorldFIP数据；
所述WorldFIP板卡还用于接收所述CPU板卡发送的第四通信数据，并将所述第四通信数据发送给所述第二目标设备。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述CPU板卡还用于：
在确定所述第三通信数据为PROFIBUS数据之后，确定第二目标设备为PROFIBUS设备还是为WorldFIP设备，并在确定第二目标设备为WorldFIP设备时，将所述第三通信数据转换为第四通信数据。
15.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述PROFIBUS板卡包括PROFIBUS总线网络接口及PROFIBUS协议控制器；
所述PROFIBUS总线网络接口，用于接收第二源设备发送的第三通信数据；
所述PROFIBUS协议控制器，用于将所述第三通信数据的数据格式由传输格式转换为应用格式，并将数据格式转换后的所述第三通信数据发送给CPU板卡。
16.根据权利要求13或14所述的设备，其特征在于，所述WorldFIP板卡包括WorldFIP总线网络接口及WorldFIP协议控制器，
所述WorldFIP总线网络接口，用于接收所述CPU板卡发送的第四通信数据；
所述WorldFIP协议控制器，用于将所述第四通信数据的数据格式由应用格式转换为传输格式，并将数据格式转换后的所述第四通信数据发送给所述第二目标设备。
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