CN113542273B - 一种数据传输方法和相关设备 - Google Patents

Abstract

一种数据传输方法和相关设备，方案中，以太网设备在采集设备在获取到上位机发送的报文指令后，识别确定与该报文指令所对应的报文，然后再提取该报文中的源MAC地址、源IP地址、源端口号信息，基于提取到的信息进行组包，将组包结果反馈给上位机，从而实现了采集设备的锁定，实现了采集设备输出数据的定向传输，保证了数据传输的可靠性，并且，在本方案中，通过组包结果将采集设备的输出报文绑定到系统的固定端口，使得该端口只能获取特定的采集设备的上传数据，从而减少了驱动层去对采集设备上传的报文进行识别、解析和处理过程，进而提高了数据传输的效率，保证了系统数据传输的实时性，且数据传输过程较为简单。

Description

一种数据传输方法和相关设备

技术领域

本发明涉及通讯工程技术领域，具体涉及一种数据传输方法和相关设备。

背景技术

随着科技的发展以及现实需求，一套完整的控制系统在正式投入使用之前往往要先建立一个复杂的试验平台，通过大量的实验来严格确保系统的正确性和安全性。例如飞机上各种传感器信号的数据采集系统、仿真系统等组成的分布式实验平台。鉴于实验需求，需要通过多传感器/计算机协同进行实验，需要完成传感器的数据采集/存储/监控/回放/仿真等功能。

在进行试验的各个分布式系统之间需要进行实时通信，在众多的通信技术中以太网是目前应用最普遍的局域网通讯技术，其中交换式以太网借助其速度快、效率高的特点得到了广泛的应用。但是通过以太网进行通信时，需要路由器的辅助才能进行数据的定向传输。路由功能要通过路由表来实现，路由器通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑，并通过网络与其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表，从而实现数据的定向传输。

在一个飞机数据采集、仿真分布式通信实验平台系统中，一定会有数据的采集、存储、监控、回放/仿真等功能。例如将某位置传感器的物理信号转换为数字信号，并通过以太网发送给上位机数据监控以及存储模块。将某处的角度传感器信号转换为数字信号后，通过以太网转发到另一处，然后还原为模拟信号。再例如，将仿真系统或数字信号发生模块产生的数字信号通过以太网发送给还原设备，还原设备去模拟传感器信号后传输给被测设备等。

要实现上述数据传输过程，路由器在以太网通信系统中发挥了非常重要的作用。路由器通过进行路由选择，利用网络寻址功能确定一条数据传输最佳路径。路由器根据路由选择协议提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。整个实现过程利用路由表来进行操作。路由表不直接参与数据包的传输，而是用于生成一个包含由路由算法选择的数据包传输优先路径的小型指向表，这个表格通常会被压缩或提前编译。

随着技术的发展，目前有静态路由表和动态路由表2种。事先设置好固定的路由表称之为静态(static)路由表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。动态(Dynamic)路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。但是使用动态路由，路由器需要交换协议报文，进行路由计算、路由检测等，会消耗一定的运算资源和带宽资源。在整个数据传输过程中，需要不断的进行路由表的维护和配置。这无疑是给平台实验人员带来巨大的挑战。

一方面，像飞机试验平台等大型复杂的网络环境通常不宜采用静态路由的方式，用户难以全面地了解整个网络的拓扑结构。另一方面，当网络的拓扑结构和链路状态发生变化时，路由器中的静态路由信息需要大范围地调整，这一工作的难度和复杂程度非常高，路由器的工作压力也会很大。当网络发生变化或网络发生故障时，不能重选路由，很可能使路由失败。从而影响平台实验的进行。由于需要相互交换路由信息，动态路由占用网络带宽和系统资源(CPU时间、内存以及链路带宽)，这会使实验平台的数据传输更为复杂化。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种数据传输方法和相关设备，以实现降低实验平台的复杂程度。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种数据传输方法，应用于以太网设备中，所述以太网设备包括采集设备和还原设备，方法包括：

响应于接收到的上位机下发的报文指令，所述采集设备识别所述报文指令并获取对应于所述报文指令的报文；

保存所述报文的数据信息，并将所述报文的数据信息进行报文组包，以得到需要上传的报文；其中，所述报文的数据信息至少包括源MAC地址、源IP地址、源端口号信息；

将所述报文组包得到的需要上传的报文上传至上位机。

可选的，上述数据传输方法中，将所述报文的数据信息进行报文组包，具体包括：

用所述报文的源MAC地址、源IP地址、源端口号信息作为需要上传的报文的数据信息，需要上传的报文的数据信息包括目的MAC地址段、目的IP地址段和目的端口号段。

可选的，上述数据传输方法中，所述还原设备用于响应于接收到的路由表，基于设定的路由表的数据格式，所述还原设备将所述路由表中的路由信息进行解析和保存，

其中，所述路由信息包括采集设备的IP编号以及通道号；

当所述还原设备接收到其他所述以太网设备的采集设备输出的数据信息时，提取所获取到的数据信息中所包含的采集设备的IP编号和通道号；

将提取到的采集设备的IP编号和通道号与由所述路由表解析得到的IP编号和通道号进行对比；

当对比结果表示取到的采集设备的IP编号和通道号包含于由所述路由表解析得到的IP编号和通道号中时，对所述数据信息进行还原处理；

当对比结果表示取到的采集设备的IP编号和通道号没有包含于由所述路由表解析得到的IP编号和通道号中时，则丢弃所获取到的数据信息。

可选的，上述数据传输方法中，还包括：

判断是否获取到上位机下发的自检指令，如果是，基于所述自检指令进行自检，并向所述上位机反馈自检结果，所述自检结果包括所述以太网设备的设备类型和设备状态。

可选的，上述数据传输方法中，所述上位机在获取到所述自检结果后，还包括：

所述上位机基于所述自检结果反馈的以太网设备的设备类型和设备状态，确定应用所述以太网设备的数据传输交互系统中可使用的采集设备和还原设备的数量。

可选的，上述数据传输方法中，在响应于接收到的上位机下发的报文指令之前，还包括：

获取IP编号配置指令，基于所述配置指令为每台以太网设备配置一个用于表征所述以太网设备地址的唯一IP编号。

一种以太网设备，包括FPGA模块，所述FPGA模块包括采集单元、存储单元、地址配置单元和输出单元；

所述采集单元，用于获取上位机下发的报文指令；

所述存储单元，用于响应于接收到的上位机下发的报文指令，所述采集设备识别所述报文指令并获取对应于所述报文指令的报文，保存所述报文的数据信息；

地址配置单元，用于将所述报文的数据信息进行报文组包，以得到需要上传的报文；其中，所述报文的数据信息至少包括源MAC地址、源IP地址、源端口号信息；

输出单元，用于将所述报文组包得到的需要上传的报文上传至上位机。

可选的，上述以太网设备中，其特征在于，所述FPGA模块还用包括还原单元，用于响应于接收到的路由表，基于设定的路由表的数据格式，所述还原单元将所述路由表中的路由信息进行解析和保存，其中，所述路由信息包括FPGA模块的IP编号以及通道号，所述还原单元还用于：

当接收到其他所述以太网设备的FPGA模块输出的数据信息时，提取所获取到的数据信息中所包含的以FPGA模块的IP编号和通道号；

将提取到的以FPGA模块的IP编号和通道号与由所述路由表解析得到的IP编号和通道号进行对比；

当对比结果表示取到的FPGA模块的IP编号和通道号包含于由所述路由表解析得到的IP编号和通道号中时，对所述数据信息进行还原处理；

当对比结果表示取到的FPGA模块的IP编号和通道号没有包含于由所述路由表解析得到的IP编号和通道号中时，则丢弃所获取到的数据信息。

一种实验平台数据传输交互系统，包括：

上位机、下位机、交换机以及上述任一项所述的以太网设备；

所述上位机用于通过所述下位机和交换机向所述以太网设备广播报文指令。

可选的，上述实验平台数据传输交互系统中，所述上位机、下位机、交换机以及以太网设备之间通过以太网协议格式进行通信。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的数据传输方法，由用户根据下位机配置情况任意指定和配置所述报文指令所对应的报文所包含的源MAC地址、源IP地址、源端口号信息，所述以太网设备中的采集设备在获取到上位机发送的报文指令后，识别确定与该报文指令所对应的报文，然后再提取该报文中的源MAC地址、源IP地址、源端口号信息，基于提取到的源MAC地址、源IP地址、源端口号信息进行组包，将组包结果反馈给上位机，从而实现了采集设备的锁定，实现了采集设备输出数据的定向传输，保证了数据传输的可靠性，并且，在本方案中，通过组包结果将采集设备的输出报文绑定到系统的固定端口，使得该端口只能获取特定的采集设备的上传数据，从而减少了驱动层去对采集设备上传的报文进行识别、解析和处理过程，进而提高了数据传输的效率，保证了系统数据传输的实时性。同时给上位机软件实时的进行数据监控/存储和回放提供保障。通过上述过程则实现了采集设备与上位机之间数据传输的路由功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的实验平台数据传输交互系统的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的一种数据传输方法的流程示意图；

图3为本申请另一实施例公开的一种数据传输方法的流程示意图；

图4为本申请实施例公开的一种以太网设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对于现有技术中试验平台存在的上述问题，本发明提出了一种数据传输方法，来对由多台以太网设备组成的数据传输交互系统进行数据传输的管理，从而实现整个实验平台中的以太网数据的定向传输。

首先，对实验平台进行介绍，在本方案中，参见图1，实验平台可以由以下几部分组成：上位机100、下位机200、与下位机200通信连接的交换机300、以及与交换机300连接的各种以太网设备400，实验平台中的设备之间通过交换机300进行通信。

这里首先对以太网设备进行简要说明，在实验平台中以太网设备400主要分为采集设备和还原设备(还原设备也即仿真设备)两大类，采集设备用来采集真实传感器的输出信号，采集设备将采集得到的传感器的输出信号上传给上位机100，上位机100将采集到的信号进行存储/回放/监控，通过此过程即可实现实验过程中出现的问题的定位；还原设备可以用来实时仿真真实传感器信号，供实验对象使用，通过还原设备仿真传感器信号，一方面可以减少真实传感器的数量；另一方面还可以模拟真实传感器不能模拟的信号。

在本方案中，以太网设备除了具有现有技术中以太网设备的功能之外，还加载有本申请实施例公开的一种数据传输方法所对应的功能，即，本申请公开了一种数据传输方法，该方法可以应用于以太网设备中，具体的该方法可以通过以太网设备中的现场可编辑逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，以下简称FPGA)模块来实现，以太网设备包括采集设备和还原设备，参见图2，方法包括：

步骤S101：响应于接收到的、由上位机下发的报文指令。

在本申请实施例公开的技术方案中，为了实现数据的精准传递，在本方案中，会为每一台以太网设备分别定义一个IP编号，此IP编号在实验平台所对应的虚拟网络中是唯一的，每个以太网设备的IP编号在实验平台刚开始进行系统部署时为各个以太网设备分配确定。

在本方案中，实验平台系统在进行实验之前，会对以太网设备中的采集设备进行目标锁定，即，进行目标锁定过程，在实验平台中，上位机100会通过下位机200给所有的以太网设备中的采集设备下发广播UDP(User DatagramProtocol，即，用户数据报协议)格式的锁定报文指令，锁定报文指令也即步骤S101中的报文指令，该锁定报文指令的报文格式为UDP格式，报文内容是由上位机预先定义的，每条锁定报文指令会具有至少一条与之对应的报文，在本方案中，该锁定报文指令所对应的报文的数据信息至少包括源MAC地址、源IP地址、源端口号等信息中的一项或多项的组合，以太网设备在获取到该报文执行后，会将该报文指令发送给以太网设备中的采集设备。

步骤S102：采集设备识别报文指令，并获取报文指令对应的报文。

以太网设备中的采集设备在获取到锁定报文指令后可以对该指令进行识别，确定与该锁定报文指令相匹配报文，在确定与该指令对应的报文以后，即解析报文，得到并在本地文件夹中保存报文中所包含的数据信息，以便对以太网设备后续输出数据的目标地址进行配置。在本方案中，该报文所包含的数据信息可以包括但不限于：源MAC地址、源IP地址、源端口号信息，当然，该报文的数据信息还可以包括其他信息，具体信息内容可以有设计人员预先配置和标定。

步骤S103：将报文的数据信息进行报文组包，以得到需要上传的报文。

在本方案中，采集设备在获取到源MAC地址、源IP地址、源端口号信息以后，会基于这些信息进行报文组包，以得到需要上传的报文，上传的报文的MAC地址段、目的IP地址段和目的端口号段的具体内容即为步骤S102中所解析到的源MAC地址、源IP地址、源端口号信息，以使得采集设备将所需上传的报文发送至目标对象。

步骤S104：将报文组包得到的需要上传的报文上传至上位机。

在本步骤中，当组包完成以后，以太网设备会通过交换机和下位机将组包结果反馈给上位机，从而实现了目标锁定。

由上述方案可见，本发明提出了一种数据传输方法，由用户根据下位机配置情况任意指定和配置报文指令所对应的报文所包含的源MAC地址、源IP地址、源端口号信息，以太网设备中的采集设备在获取到上位机发送的报文指令后，识别确定与该报文指令所对应的报文，然后再提取该报文中的源MAC地址、源IP地址、源端口号信息，基于提取到的源MAC地址、源IP地址、源端口号信息进行组包，将组包结果反馈给上位机，从而实现了采集设备的锁定，实现了采集设备输出数据的定向传输，保证了数据传输的可靠性，并且，在本方案中，通过组包结果将采集设备的输出报文绑定到系统的固定端口，使得该端口只能获取特定的采集设备的上传数据，从而减少了驱动层去对采集设备上传的报文进行识别、解析和处理过程，进而提高了数据传输的效率，保证了系统数据传输的实时性。同时给上位机软件实时的进行数据监控/存储和回放提供保障。通过上述过程则实现了采集设备与上位机之间数据传输的路由功能。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，以太网设备中的还原设备可能需要还原任意一台采集设备的输出数据。实验平台中的以太网设备在初始化时也会对还原设备进行初始化配置，该过程称为“路由表配置”过程。当然，在初始化之前需要先定义好还原设备路由表的数据格式，该路由表中记录了该还原设备每一个通道要还原的采集设备的IP编号和通道号，即，该还原设备能够还原路由表中IP编号和通道号对应的采集设备的输出数据，通过该路由表的配置，即可实现还原设备与采集设备或者是上位机之间数据传输的路由功能。

具体的，参见图3，上述方法还可以包括：

步骤S201：判断是否获取到其他以太网设备的采集设备的输出数据。

本实施例公开的方法应用于还原设备中，在本步骤中，以太网设备中的还原设备可以获取到其他以太网的采集设备的输出数据，在本方案中，部分以太网设备中的采集设备的输出数据需要采用还原设备进行数据还原，这些采集设备会将输出的报文发送给指定的还原设备，这些指定的还原设备会对这些数据进行还原处理，将数字信号得报文数据还原成模拟信号的报文数据。

对此，在本申请实施例公开的技术方案中，会为还原设备配置一个设定好的路由表，还原设备用于响应于接收到的路由表，基于路由表的数据格式，对路由表中的路由信息进行解析和保存，其中，路由信息包括还原设备所匹配的采集设备的IP编号及通道号；

步骤S202：当获取到其他以太网设备的采集设备输出的数据信息时，提取所获取到的数据信息中所包含的以太网设备的IP编号和通道号。

在本步骤中，还原设备获取到的数据信息中具有发送数据信息的采集设备的IP编号和通道号，还原设备在获取到数据信息时，首先对其进行解析，得到采集设备的IP编号和通道号，通过IP编号和通道号，判断该数据信息是否需要进行还原处理；

步骤S203：将提取到的采集设备的IP编号和通道号与由路由表解析得到的IP编号和通道号进行对比。

在本方案中，确定获取到的数据信息对应的采集设备的IP编号和通道号以后，将采集设备的IP编号和通道号与由表解析得到的IP编号和通道号进行对比，判断采集设备的IP编号和通道号是否包含于由表解析得到的IP编号和通道号当中，如果包含于，则执行步骤S204，对获取到的数据信息进行还原处理，否则，表明还原设备无法处理所获取到的数据信息，执行步骤S205,丢弃所获取到的数据信息。

步骤S204：对数据信息进行还原处理。

在本步骤中，当需要对获取到的数据信息进行还原处理时，则此还原设备会将收到的数据信息还原成模拟信号(电压信号/位置信号/角度信号)进行输出，这些模拟信号与角度传感器/位移传感器工作时输出的模拟信号电气特性一致，还原设备简单可控，通过还原设备模拟传感器，不仅可以减少真实传感器的数量以及实验平台的复杂度，而且还能模拟一些真实传感器无法输出的模拟信号。还原设备输出的模拟信号可以供用户的采集计算机进行采集，甚至还可以通过还原设备输出一些异常的模拟信号来检测用户采集计算机的稳定性。

步骤S205：丢弃所获取到的数据信息。

还原设备中存储有经对路由表解析得到的采集设备的IP编号以及通道号，本实施例公开的技术方案，通过将获取到的数据信息所包含的IP编号和通道号，与本地存储的、由表解析得到的采集设备的IP编号以及通道号进行对比，判断还原设备是否需要响应该数据信息，当由表解析得到的采集设备的IP编号以及通道号包含有数据信息所包含的IP编号和通道号时，表明需要对获取到的数据信息进行还原处理，否则不响应该数据信息，直接丢弃即可。由此，通过简单的“目标锁定”以及“路由表配置”过程，就实现了采集设备/还原设备与上位机之间数据传输的路由管理。可以看出，这种路由的配置方式不受网络环境的影响；也不需要用户去对复杂的网络路由表进行配置；更重要的是，本发明可以保证整个实验平台系统运行时数据传输的实时性，不受软件以及网络处理过程延时的约束。

在上述方案中，为了便于上位机了解各个以太网设备的类型和工作状态，上位机可以通过下位机和交换机向以太网设备发送自检指令，以太网设备在获取到上位机下发的自检指令后，基于自检指令对自身状态进行自检，并将自检结果反馈至上位机，自检结果可以包括：以太网设备的设备类型和设备状态。上位机可以通过获取到的自检结果判断平台系统中的以太网设备的类型和数量，上位机在获取到以太网设备的设备类型和设备状态后，还可以在显示界面上显示各个以太网设备的设备状态和类型，此时，用户就可以根据显示的以太网设备的状态和类型去选择对应的以太网设备，用户在明确以太网设备的数量和类型后，则开始进行上文的目标锁定过程，上位机控制下位机给所有的以太网设备中的采集设备下发报文指令。

综上，本申请实施例公开的上述方案，以太网设备通过简单的“目标锁定”以及“路由表配置”过程，就实现了采集设备/还原设备与上位机之间数据传输的路由管理。这种信息路由的配置方式不受网络环境的影响；也不需要用户去对复杂的网络路由表进行配置。

本发明提出的上述方法，可以通过FPGA模块来实现，具体的，借助于FPGA模块的速度快、效率高的特点通过编写硬件描述语言实现本申请实施例公开的上述方法。通过FPGA模块处理数据的速度快、效率高的特点，解决了实验平台进行实验时数据传输链路的延迟问题，解决了数据通过以太网定向传输的问题，保证了实验数据的实时性和可靠性，为上位机进行数据采集、存储和回放等功能提供技术保障。本发明通过采用还原设备输出模拟信号，也解决了实验过程中传感器数量多/不方便操作的问题，从而极大的降低了试验平台的复杂度。通过本发明，不需要通过传统路由的管理方式进行以太网数据的管理，用户通过简单的配置即可实现以太网数据的定向传输，大大降低了系统设计的复杂度。

本实施例中对应于上述方法还公开了一种以太网设备，该设备中各个单元的具体工作内容，请参见上述方法实施例的内容，下面对本发明实施例提供的基于虚拟路由的以太网设备实现装置进行描述，下文描述的基于虚拟路由的以太网设备实现装置与上文描述的数据传输方法可相互对应参照。

具体的，本申请实施例公开的以太网设备可以包括FPGA模块，参见图4，FPGA模块包括：

采集单元101、存储单元201、地址配置单元301和输出单元401。

采集单元101，采集单元101与上述方法中步骤S101相对应，用于获取上位机下发的报文指令；

存储单元201，存储单元201与上述方法中步骤S102相对应，用于：响应于接收到的上位机下发的报文指令，采集设备识别报文指令并获取对应于报文指令的报文，保存报文的数据信息；

地址配置单元301，地址配置单元301与上述方法中步骤S103相对应，用于将报文的数据信息进行报文组包，以得到需要上传的报文；其中，报文的数据信息至少包括源MAC地址、源IP地址、源端口号信息；

输出单元401，输出单元401与上述方法中步骤S104相对应，用于将报文组包得到的需要上传的报文上传至上位机。

与上述方法中步骤S201-S205相对应，FPGA模块还用包括还原单元，用于响应于接收到的路由表，基于设定的路由表的数据格式，还原单元将路由表中的路由信息进行解析和保存，其中，路由信息包括FPGA模块的IP编号以及通道号，还原单元还用于：

当接收到其他以太网设备的FPGA模块输出的数据信息时，提取所获取到的数据信息中所包含的以FPGA模块的IP编号和通道号；

将提取到的以FPGA模块的IP编号和通道号与由路由表解析得到的IP编号和通道号进行对比；

当对比结果表示取到的FPGA模块的IP编号和通道号包含于由路由表解析得到的IP编号和通道号中时，对数据信息进行还原处理；

当对比结果表示取到的FPGA模块的IP编号和通道号没有包含于由路由表解析得到的IP编号和通道号中时，则丢弃所获取到的数据信息。

与上述方法相对应，以太网设备还用于获取IP编号配置指令，基于配置指令为每台以太网设备配置一个用于表征以太网设备地址的唯一IP编号。

与上述方法相对应，本申请还公开了一种实验平台数据传输交互系统，参见图1，该系统包括：

上位机100、下位机200、交换机300以及上述任一项的以太网设备400；

上位机用于通过下位机和交换机向以太网设备广播报文指令。

上位机、下位机、交换机以及以太网设备之间通过以太网协议格式进行通信。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种数据传输方法，其特征在于，应用于以太网设备中，所述以太网设备包括采集设备和还原设备，方法包括：

响应于接收到的上位机下发的报文指令，所述采集设备识别所述报文指令并获取对应于所述报文指令的报文；

保存所述报文的数据信息，并将所述报文的数据信息进行报文组包，以得到需要上传的报文；其中，所述报文的数据信息至少包括源MAC地址、源IP地址、源端口号信息；

将所述报文组包得到的需要上传的报文上传至上位机；

所述还原设备用于响应于接收到的路由表，基于设定的路由表的数据格式，所述还原设备将所述路由表中的路由信息进行解析和保存，

其中，所述路由信息包括采集设备的IP编号以及通道号；

当所述还原设备接收到其他所述以太网设备的采集设备输出的数据信息时，提取所获取到的数据信息中所包含的采集设备的IP编号和通道号；

将提取到的采集设备的IP编号和通道号与由所述路由表解析得到的IP编号和通道号进行对比；

当对比结果表示取到的采集设备的IP编号和通道号包含于由所述路由表解析得到的IP编号和通道号中时，对所述数据信息进行还原处理；

当对比结果表示取到的采集设备的IP编号和通道号没有包含于由所述路由表解析得到的IP编号和通道号中时，则丢弃所获取到的数据信息。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，将所述报文的数据信息进行报文组包，具体包括：

用所述报文的源MAC地址、源IP地址、源端口号信息作为需要上传的报文的数据信息，需要上传的报文的数据信息包括目的MAC地址段、目的IP地址段和目的端口号段。

3.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

判断是否获取到上位机下发的自检指令，如果是，基于所述自检指令进行自检，并向所述上位机反馈自检结果，所述自检结果包括所述以太网设备的设备类型和设备状态。

4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，所述上位机在获取到所述自检结果后，还包括：

所述上位机基于所述自检结果反馈的以太网设备的设备类型和设备状态，确定应用所述以太网设备的数据传输交互系统中可使用的采集设备和还原设备的数量。

5.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，在响应于接收到的上位机下发的报文指令之前，还包括：

获取IP编号配置指令，基于所述配置指令为每台以太网设备配置一个用于表征所述以太网设备地址的唯一IP编号。

6.一种以太网设备，包括FPGA模块，其特征在于，所述FPGA模块包括采集单元、存储单元、地址配置单元和输出单元；

所述采集单元，用于获取上位机下发的报文指令；

所述存储单元，用于响应于接收到的上位机下发的报文指令，所述采集单元识别所述报文指令并获取对应于所述报文指令的报文，保存所述报文的数据信息；

地址配置单元，用于将所述报文的数据信息进行报文组包，以得到需要上传的报文；其中，所述报文的数据信息至少包括源MAC地址、源IP地址、源端口号信息；

输出单元，用于将所述报文组包得到的需要上传的报文上传至上位机；

所述FPGA模块还用包括还原单元，用于响应于接收到的路由表，基于设定的路由表的数据格式，所述还原单元将所述路由表中的路由信息进行解析和保存，其中，所述路由信息包括FPGA模块的IP编号以及通道号，所述还原单元还用于：

当接收到其他所述以太网设备的FPGA模块输出的数据信息时，提取所获取到的数据信息中所包含的以FPGA模块的IP编号和通道号；

将提取到的以FPGA模块的IP编号和通道号与由所述路由表解析得到的IP编号和通道号进行对比；

当对比结果表示取到的FPGA模块的IP编号和通道号包含于由所述路由表解析得到的IP编号和通道号中时，对所述数据信息进行还原处理；

当对比结果表示取到的FPGA模块的IP编号和通道号没有包含于由所述路由表解析得到的IP编号和通道号中时，则丢弃所获取到的数据信息。

7.一种实验平台数据传输交互系统，其特征在于，包括：

上位机、下位机、交换机以及权利要求6所述的以太网设备；

所述上位机用于通过所述下位机和交换机向所述以太网设备广播报文指令。

8.根据权利要求7所述的实验平台数据传输交互系统，其特征在于，所述上位机、下位机、交换机以及以太网设备之间通过以太网协议格式进行通信。