CN114338269A - 数据传输方法、装置、宽带现场总线设备、系统及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种数据传输方法、装置、设备、系统及介质。该方法包括：通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据，获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据；通过目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行资源调度；通过所述宽带现场总线端口，将资源调度完成的目标宽带现场总线协议数据发送至宽带现场总线上进行传输。本发明实施例的技术方案实现了将用户现有的多种现场总线系统所需传输的数据搭载到同一个物理总线进行统一传输。
Description
技术领域
本发明实施例涉及宽带现场总线技术，尤其涉及一种数据传输方法、装置、宽带现场总线设备、系统及存储介质。
背景技术
现场总线(Field bus)是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。
目前，市面上已有多种不同类型的现场总线系统，例如，CAN、CIP、CC-Link、EtherCAT、POWERLINK、Modbus或者PROFINET等。不同现场总线系统所铺设的线缆各不相同，所使用的通信协议也各不相同，用户可以根据实际的现场总线需求，选择适合的现场总线系统。
随着通信带宽和实时性表现更好的现场总线的出现，用户往往希望能对已部署的现场总线系统进行改善或者升级，然而，现有的升级方式都会破坏或者重建已部署的现场总线系统，实现代价高、耗时长，人力成本大。
发明内容
本发明实施例提供一种数据传输方法、装置、宽带现场总线设备、系统及存储介质，以实现将用户现有的多种现场总线系统所需传输的数据搭载到同一个物理总线进行统一传输。
第一方面，本发明实施例提供了一种数据传输方法，由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，所述方法包括：
通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据，并获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
其中，所述目标虚拟端口用于标识发送所述目标应用原始数据的应用设备或应用模块；
根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与所述目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据；
通过目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行资源调度；
通过所述宽带现场总线端口，将资源调度完成的目标宽带现场总线协议数据发送至宽带现场总线上进行数据传输。
第二方面，本发明实施例还提供了一种数据传输方法，由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，所述方法包括：
通过所述宽带现场总线端口接收宽带现场总线上传输的目标宽带现场总线协议数据，并获取与所述目标宽带现场总线协议数据匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
使用所述目标逻辑通道中的通信资源对所述目标宽带现场总线协议数据进行处理后，提取所述目标宽带现场总线协议数据中包括的目标应用原始数据；
根据所述目标虚拟端口，验证所述目标应用原始数据是否满足数据传输条件；
若是，则获取与所述目标逻辑通道匹配的目标工业协议设备端口，并将所述目标应用原始数据发送至所述宽带现场总线设备上的目标工业协议设备端口，以将所述目标应用原始数据发送至与所述目标工业协议设备端口相连的目标工业协议应用。
第三方面，本发明实施例还提供了一种数据传输装置，由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，所述装置包括：
应用原始数据获取模块，用于通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据，并获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
其中，所述目标虚拟端口用于标识发送所述目标应用原始数据的应用设备或应用模块；
宽带现场总线协议数据生成模块，用于根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据；
资源调度模块，用于通过目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行资源调度；
宽带现场总线协议数据传输模块，用于通过所述宽带现场总线端口，将资源调度完成的目标宽带现场总线协议数据发送至宽带现场总线上进行数据传输。
第四方面，本发明实施例还提供了一种数据传输装置，由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，所述装置包括：
宽带现场总线协议数据接收模块，用于通过所述宽带现场总线端口接收宽带现场总线上传输的目标宽带现场总线协议数据，并获取与所述目标宽带现场总线协议数据匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
应用原始数据提取模块，用于使用所述目标逻辑通道中的通信资源，提取所述目标宽带现场总线协议数据中包括的目标应用原始数据；
数据传输条件验证模块，用于根据所述目标虚拟端口，验证所述目标应用原始数据是否满足数据传输条件；
应用原始数据传输模块，用于若验证所述目标应用原始数据是否满足数据传输条件，则获取与所述目标逻辑通道匹配的目标工业协议设备端口，并将所述目标应用原始数据发送至所述宽带现场总线设备上的目标工业协议设备端口，以将所述目标应用原始数据发送至与所述目标工业协议设备端口相连的目标工业协议应用。
第五方面，本发明实施例还提供了一种宽带现场总线设备，所述宽带现场总线设备包括：
宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口；
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任一实施例所述的数据传输方法。
第六方面，本发明实施例还提供了一种宽带现场总线系统，包括：宽带现场总线，以及挂载在所述宽带现场总线上的多个如本发明实施例所述的宽带现场总线设备。
第七方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的数据传输方法。
本发明实施例的技术方案通过在宽带现场总线设备上同时配置宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，可以将一个或者多个其他类型的工业协议应用搭载在该宽带现场总线设备上，经由宽带现场总线进行高速传输，同时，通过该宽带现场总线设备内部配置的处理逻辑，可以将通过工业协议设备端口接收的应用原始数据，转换为宽带现场总线协议数据，并经由宽带现场总线端口发送至宽带现场总线上进行数据传输，也可以将通过宽带现场总线端口接收的宽带现场总线协议数据转换为应用原始数据，并通过匹配的工业协议设备端口发送给相连的工业协议应用。本发明实施例的技术方案实现了将用户现有的多种现场总线系统所需传输的数据搭载到同一个物理总线进行统一传输，使得宽带现场总线在数据链路层采用相互独立的逻辑通道完成各种协议的工业现场总线数据的承载，可以以最小的代价对已部署的现场总线系统进行改善或者升级。
附图说明
图1a是本发明实施例的技术方案所适用的一种宽带总线系统的架构图；
图1b是本发明实施例一中的一种数据传输方法的流程图；
图1c是本发明实施例一所适用的一种宽带现场总线协议数据模板的结构图；
图2a是本发明实施例二中的一种数据传输方法的流程图；
图2b是本发明实施例所适用的一种宽带现场总线设备内部的逻辑结构图；
图2c是本发明实施例所适用的一种宽带现场总线设备对从工业设备协议端口发送至宽带现场总线端口的数据进行处理的逻辑结构图；
图2d是本发明实施例所适用的一种宽带现场总线设备对从宽带现场总线端口发送至工业设备协议端口的数据进行处理的逻辑结构图；
图2e是本发明实施例所适用的一种将CAN总线系统接入在宽带现场总线设备的示意图；
图2f是本发明实施例的宽带现场总线设备针对CAN总线系统配置的内部的逻辑结构图；
图2g是本发明实施例所适用的一种将以太网系统接入在宽带现场总线设备的示意图；
图2h是本发明实施例的宽带现场总线设备针对以太网系统配置的内部的逻辑结构图；
图3是本发明实施例三中的一种数据传输装置的结构图；
图4是本发明实施例四中的一种数据传输装置的结构图；
图5是本发明实施例五中的一种宽带现场总线设备的结构示意图；
图6是本发明实施例六中的一种宽带现场总线系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。
为了方便理解，首先将本发明各实施例的主要实现构思进行简单表述。
首先，发明人通过发现如前背景技术所述技术痛点，进而希望能够寻找到一种方式能够在不破坏已部署的现场总线系统的基础上，实现对已有现场总线系统的改善或者升级的技术。基于此，发明人创造性的提出了一种将用户现有的多种现场总线系统所需传输的数据搭载到同一条物理总线进行统一传输的技术方案。其中，该物理总线可以为符合宽带现场总线协议的物理总线，例如，可以为双绞线或者同轴电缆等。
具体的，如图1a所示，假设用户已经针对设定地域内的多个类型工业协议设备实现了多个类型现场总线系统，例如，Modbus总线系统、CAN总线系统以及以太网系统等。不同现场总线系统中分别挂载不同类型的工业协议设备。
如果因为某些原因需要对上述现场总线系统进行优化升级，例如，减少当前的布线数量，提高数据传输速度，或者增加新的远距离工业协议设备时，可能会希望将上述现存现场总线系统改造成性能更优的系统，例如，目前市面上出现的、性能更优的AUTBUS宽带现场总线系统。通过应用本发明实施例提供的新的AUTBUS宽带现场总线设备，并通过将该新的AUTBUS宽带现场总线设备挂载在AUTBUS宽带现场总线上实现的宽带现场总线系统，可以在用户无需废弃已有工业协议设备或者现场总线系统的已有布线方式的技术上，满足用户的系统升级改造需求。本文中所述的宽带现场总线均为AUTBUS总线。
具体的，如图1a所示，可以将不同类型的工业协议设备统一接入至一个宽带现场总线设备上，例如，将Modbus RTU从2、CAN从2以及以太网节点101，统一接入至宽带现场总线从设备2中，或者，可以将挂载多个同类工业协议设备的总线，例如，CAN总线，作为一个整体接入至宽带现场总线设备中，就好像将一根CAN总线作为一个CAN总线设备一样，接入至宽带现场总线设备中(图中未示出)。
进而，通过以该宽带现场总线设备为中介，可以达到将上述各工业协议设备直接挂载至宽带现场总线上进行数据传输的技术效果，从每个现场总线系统的角度来说，例如，如图1a所述的Modbus总线系统，或者CAN总线系统，实现了在不需对当前已使用的工业协议设备进行改造的基础上，自己“独占”的使用新的、性能更好的AUTBUS宽带现场总线进行数据传输。
具体的，本发明各实施例所使用的宽带现场总线设备同时包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口。通过使用宽带现场总线端口，可以将该宽带现场总线设备挂载至AUTBUS宽带现场总线上组网从而得到宽带现场总线系统，通过使用该一个或者多个其他类型的工业协议设备端口，可以将一个或者多个其他类型的工业协议设备或者工业协议总线，接入该宽带现场总线系统中。在本实施例中，将接入至一个工业协议设备端口的一个工业协议设备或者一根工业协议总线统称为一个工业协议应用。
相应的，通过该宽带现场总线设备内部配置的处理逻辑，典型的，内置于宽带现场总线芯片内的处理逻辑，可以将通过工业协议设备端口接收的，由接入的工业协议应用发送的应用原始数据，转换为宽带现场总线协议数据，并经由宽带现场总线端口发送至宽带现场总线上进行数据传输，也可以将通过宽带现场总线端口接收的宽带现场总线协议数据转换为工业协议应用所适配的应用原始数据，并通过匹配的工业协议设备端口发送给相连的工业协议应用。
实施例一
图1b为本发明实施例一提供的一种数据传输方法的流程图，本实施例可适用于将区别于宽带现场总线设备的其他工作协议设备所需传输的数据搭载到宽带现场总线上进行传输的情况，该方法可以由数据传输装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，并一般可以由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，该宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口。
相应的，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：
S110、通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据，并获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口。
在本实施例中，宽带现场总线设备中可以包括一个或者多个工业协议设备端口，一个工业协议设备端口可以用于接入一个工业协议应用，该工业协议应用可以为设定类型的工业协议设备，或者一条设定类型的工业协议总线，其中，在该工业协议总线上可以搭载多个同类工业协议设备。
其中，当宽带现场总线设备中包括多个工业协议设备端口时，本领域技术人员可以根据实际需要，在上述多个工业协议设备端口中接入多个同一类型的工业协议设备，例如，可以在宽带现场总线设备中的各工业协议设备端口中均接入CAN总线设备，也可以在上述多个工业协议设备端口中接入多个同一类型的工业协议总线，例如，可以在宽带现场总线设备中的各工业协议设备端口中均接入一根CAN总线；
或者，本领域技术人员可以在上述多个工业协议设备端口中接入多个不同类型的工业协议设备，例如，可以在宽带现场总线设备中的一个工业协议设备端口中接入CAN总线设备，另一个工业协议设备端口中接入Modbus总线设备；
还可以在多个工业协议设备端口中接入多个不同类型的工业协议总线，例如，可以在宽带现场总线设备中的一个工业协议设备端口中接入一根CAN总线，另一个工业协议设备端口中接入一根Modbus总线等。
或者，本领域技术人员还可以在上述工业协议设备端口同时接入至少一个工业协议设备，以及至少一条工业协议总线，所接入的工业协议设备的类型可以相同或者不同，所接入的工业协议总线的类型可以相同或者不同，这里不再进行举例。
当然，本领域技术人员可以理解的是，该宽带现场总线设备中还可以包括一个或者多个宽带现场总线设备端口，用于连接宽带现场总线应用，该宽带现场总线应用可以为一个宽带现场总线设备，也可以为一根宽带现场总线。
其中，工业协议设备或者工业协议总线的类型可以包括：CAN协议、PROFIBUS协议、MODBUS协议或者工业以太网协议等。
在本实施例中，当宽带现场总线设备通过目标工业协议设备端口接收到目标工业协议应用所发送的目标应用原始数据时，可以根据预先配置的配置映射关系，确定与该目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口。
其中，之所以需要确定目标逻辑通道和目标虚拟端口，是因为该宽带现场总线设备需要作为中介，将不同工业协议设备端口所发送的不同的应用原始数据，各行其道、互不干扰的发送至宽带现场总线上，并最终需要经由该宽带现场总线的传输，最终准确的发送至对端宽带现场总线设备中，相匹配的工业协议设备端口。
相应的，需要在宽带现场总线设备中，为每个工业协议设备端口分别配置一个匹配的逻辑通道，不同的逻辑通道，使用不同的通信资源(典型的，子载波)对待传输的信息进行相应的调制处理，进而可以使得在不同逻辑通道中所传输的应用原始数据，互不干扰的在宽带现场总线上进行传输。更具体的，可以在挂载在宽带现场总线上的每个宽带现场总线设备中，针对相同的逻辑通道，均配置相同的通信资源，也即，配置全局逻辑通道，以保证发端的宽带现场总线设备与收端的宽带现场总线设备针对同一逻辑通道，均使用同样的通信资源对同一应用原始数据进行调制和解调。
进一步的，可以针对每个逻辑通道设置一个或者多个虚拟端口，以标识发送所述目标应用原始数据的应用设备或应用模块。可以理解的是，一个工业协议设备端口可以与一根工业协议总线相连，而一根工业协议总线是可以对应多个同类工业协议设备的，进而，通过获取与目标应用原始数据对应的目标虚拟端口，可以进一步标识该目标应用原始数据具体是由工业协议总线上的哪个工业协议设备发送的，也即，标识发送所述目标应用原始数据的应用设备；
或者，一个工业协议设备端口也可以与一个工业协议设备相连，而该工业协议设备中可以包括多个物理的或虚拟的设备模块，以标识设备内不同的信息发送方，例如，在一个以太网协议设备中，可以具有两个IP模块，例如，IP1模块和IP2模块，进而该工业以太网协议设备可以分别构建由IP1模块发送的应用原始数据或者由IP2模块发送的应用原始数据，进而，通过获取与目标应用原始数据对应的目标虚拟端口，可以进一步标识该目标应用原始数据具体是由工业协议设备上的哪个设备模块发送的，也即，标识发送所述目标应用原始数据的应用模块。
当然，本领域技术人员可以理解的是，即使同一工业协议设备端口相连的工业协议应用包括有多个应用设备，或者多个应用模块，也可以针对与该工业协议设备端口对应的逻辑通道仅设置一个虚拟端口，因为，在该应用原始数据中的实际内容中，是具有能够明确区分多个应用设备或者多个应用模块的标识信息的，因此，本领域技术人员可以选择不在逻辑通道下，继续区分虚拟端口，不过，本发明实施例通过设置虚拟端口，可以在实现对该应用原始数据的校验，以进一步提高整个数据传输过程的准确性，具体的校验过程在后文进行详述。
基于此，需要预先为接入至宽带现场总线设备上的一个或者多个工业协议设备端口中设置相应的配置映射关系。
相应的，在上述各实施例的基础上，在通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据之前，所述方法还可以包括：
获取用户针对宽带现场总线设备中的各所述工业协议设备端口所下发的端口配置信息；在宽带现场总线设备中应用所述端口配置信息，生成配置映射关系，配置映射关系中包括：工业协议设备端口、逻辑通道和虚拟端口三者之间的映射关系；
相应的，获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口，具体可以包括：查询所述映射关系，获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口。
在一个具体的例子中，工业协议设备端口、逻辑通道和虚拟端口三者之间可以具有一一对应关系，进而，在从目标工业协议设备端口接收到目标应用原始数据后，通过使用在目标工业协议设备端口查询工业协议设备端口、逻辑通道和虚拟端口之间的映射关系，可以唯一确定出与该目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口。
在另一个具体的例子中，一个逻辑通道可以对应多个虚拟端口，不同虚拟端口用于标识接入工业协议设备端口的工业协议应用的不同应用设备或者应用模块，进而，可以在配置映射关系中加入逻辑通道与身份标识，以及身份标识与虚拟端口之间的对应关系。
相应的，获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口，具体还可以包括：
查询所述映射关系，获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道；
对所述目标应用原始数据进行数据解析，获取与所述目标应用原始数据的数据发送方对应的身份标识，并查询所述映射关系，获取与所述身份标识匹配的目标虚拟端口。
在本实施例中，可以预先在宽带现场总线设备中设置多个全局的逻辑通道，典型的，可以为6个、8个或者10个等。此外，还可以进一步针对每个逻辑通道设置一个或者多个虚拟端口，例如，1个、2个、3个或者4个等，其中，同一逻辑通道对应的一个或者多个虚拟端口。
进一步的，在该端口配置信息中，可以进一步包括不同宽带现场总线设备的虚拟端口之间的绑定关系，以实现一个工业协议应用的应用原始数据从一个宽带现场总线设备A的工业协议设备端口A中的一个虚拟端口指向另一个宽带现场总线设备B的工业协议设备端口B中的一个虚拟端口或者多个虚拟端口。
在一个具体的例子中，可以预先建立了宽带现场总线设备A中的虚拟端口A与工业协议设备端口B中的一个虚拟端口B之间的绑定关系，其中，该虚拟端口A和虚拟端口B之间的绑定关系，用于标识与宽带现场总线设备A相连的工业协议应用中的应用设备A，或者应用模块A发送的应用原始数据，需要被与宽带现场总线设备B相连的工业协议应用中的应用设备B，或者应用模块B所接收。
其中，在表1中示出了一种逻辑通道标识(ID)、身份标识以及虚拟端口号之间的对应关系。
表1
具体的，当用户希望在宽带现场总线设备中的工业协议设备端口A，连入工业协议应用A时，可以首先通过预设的配置下发工具，向宽带现场总线设备内的宽带现场总线芯片下发端口配置信息，宽带现场总线芯片根据该端口配置信息，生成工业协议设备端口、逻辑通道和虚拟端口之间的映射关系。或者，生成工业协议设备端口、逻辑通道、身份标识以及虚拟端口之间的映射关系。
在上述各实施例的基础上，所述目标工业协议应用可以为目标工业协议总线；
其中，所述目标逻辑通道中的通信资源的数据承载能力，大于或者等于所述目标工业协议总线的数据承载能力。例如：被承载的CAN总线的带宽需求为2Mbps，则对应的逻辑通道应被分配至少2Mbps的数据传输带宽。
S120、根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据。
在本实施例中，在获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据，并确定出与该目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口之后，需要结合上述信息，生成适合在宽带现场总线上传输的目标宽带现场总线协议数据。
相应的，在本实施例的一个可选的实施方式中，根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据可以包括：
获取与宽带现场总线协议匹配的宽带现场总线协议数据模板，宽带现场总线协议数据模板中包括多个待填充数据项；
获取与目标逻辑通道匹配的目标逻辑通道标识，以及与目标虚拟端口匹配的目标虚拟端口号；
将目标逻辑通道标识、目标虚拟端口号以及目标应用原始数据填充至宽带现场总线协议数据模板中匹配的待填充数据项中，形成目标宽带现场总线协议数据。
其中，图1c是本发明实施例一所适用的一种宽带现场总线协议数据模板的结构图。如图1c所示，在将目标逻辑通道标识、目标虚拟端口号以及目标应用原始数据填充至宽带现场总线协议数据模板中匹配的待填充数据项中之后，通过形成相应的宽带现场总线协议头以及CRC校验码，可以形成匹配的目标宽带现场总线协议数据。
S130、通过目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行资源调度。
在本实施例的一个可选的实施方式中，所述宽带现场总线设备上不同的工业协议设备端口对应不同的逻辑通道，不同逻辑通道对应不同的通信资源；不同通信资源对应不同的业务总线周期；
其中，所述业务总线周期与工业协议应用，工业总线协议应用中的应用设备或者工业总线协议应用中的应用模块中的任一项关联。
可选的，该通信资源可以为不同频率的子载波。
S140、通过所述宽带现场总线端口，将资源调度完成的目标宽带现场总线协议数据发送至宽带现场总线上进行数据传输。
其中，需要说明的是，宽带现场总线上的其他的宽带现场总线设备在接收到该目标宽带现场总线协议数据后，通过获取该目标宽带现场总线协议数据中的目标逻辑通道的通道标识，可以使用与该目标逻辑通道匹配的通道资源，提取出目标宽带现场总线协议数据中的目标应用原始数据，进而，通过根据该目标宽带现场总线协议数据中目标虚拟端口，验证该目标应用原始数据是否为与该目标虚拟端口匹配应用设备或者应用模块发送，或者，通过本地存储的不同宽带现场总线设备的虚拟端口之间的绑定关系，验证所述目标应用原始数据是否为发送至与本机设备相连的一个工业协议应用中的应用设备或者应用模块的，以实现对该目标宽带现场总线协议数据的校验。
本发明实施例的技术方案通过在宽带现场总线设备上同时配置宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，可以将一个或者多个其他类型的工业协议应用搭载在该宽带现场总线设备上，经由宽带现场总线进行高速传输，同时，通过该宽带现场总线设备内部配置的处理逻辑，可以将通过工业协议设备端口接收的应用原始数据，转换为宽带现场总线协议数据，并经由宽带现场总线端口发送至宽带现场总线上进行数据传输，也可以将通过宽带现场总线端口接收的宽带现场总线协议数据转换为应用原始数据，并通过匹配的工业协议设备端口发送给相连的工业协议应用。本发明实施例的技术方案实现了将用户现有的多种现场总线系统所需传输的数据搭载到同一个物理总线进行统一传输，使得宽带现场总线在数据链路层采用相互独立的逻辑通道完成各种协议的工业现场总线数据的承载，可以以最小的代价对已部署的现场总线系统进行改善或者升级。
实施例二
图2a为本发明实施例二提供的另一种数据传输方法的流程图，本实施例可适用于将从宽带现场总线上接收的，指向区别于宽带现场总线设备的其他工业协议应用的数据，从匹配的工作协议设备端口转发至该工作协议应用的情况，该方法可以由数据传输装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，并一般可以集成在挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，该宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口。
相应的，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：
S210、通过宽带现场总线端口接收宽带现场总线上传输的目标宽带现场总线协议数据，并获取与目标宽带现场总线协议数据匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口。
在本实施例中，当挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备通过宽带现场总线端口，接收到目标宽带现场总线协议数据之后，需要将该目标宽带现场总线协议数据中的应用原始数据，通过匹配的工业协议设备端口转发至匹配的目标工业协议应用中，也即，一个工业协议设备或者一条工业协议总线中。
为了实现上述转发过程，需要首先确定出与该目标宽带现场总线协议数据匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口。
具体的，可以根据宽带现场总线协议数据的标准构建方式，或者如图1c所示的宽带现场总线协议数据模板的结构图，从该目标宽带现场总线协议数据中的对应位置，解析出该目标逻辑通道和目标虚拟端口。
S220、使用目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行处理后，提取目标宽带现场总线协议数据中包括的目标应用原始数据。
其中，在确定目标逻辑通道之后，可以进而使用目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行处理后，典型的，基于与目标逻辑通道匹配的子载波的解调过程，可以获取该目标宽带现场总线协议数据中包括的目标应用原始数据。
S230、根据目标虚拟端口，验证所述目标应用原始数据是否满足数据传输条件：若是，执行S240；否则，执行S250。
在本实施例中，在对目标应用原始数据进行解析后，可以获取与该目标应用原始数据对应的发送方标识，也即，发送该目标应用原始数据的工业协议应用中应用设备的设备标识，或者应用模块的模块标识；同时，在获取该目标虚拟端口后，根据虚拟端口与身份标识之间的映射关系，同样可以确定出与该目标应用原始数据对应的发送方标识，如果确定通过上述两种方式得到的发送方标识相一致，则确定所述目标应用原始数据满足数据传输条件；如果确定通过上述两种方式得到的发送方标识不一致，则确定所述目标应用原始数据不满足数据传输条件。
进一步的，还可以在本机宽带现场总线设备中的预先存储不同宽带现场总线设备中不同虚拟端口之间的绑定关系。进而，一个宽带现场总线设备在接收到另一个宽带现场总线设备发送的目标宽带现场总线协议数据后，通过查询上述绑定关系，可以确定出与该目标虚拟端口匹配的一个或者多个接收虚拟端口。
相类似的，根据虚拟端口与身份标识之间的映射关系，可以确定出与该接收虚拟端口对应的身份标识，也即目标应用原始数据对应的接收方标识。同时，同样可以在对目标应用原始数据进行解析后，获取与该目标应用原始数据对应的接收方标识。如果确定通过上述两种方式得到的接收方标识相一致，则确定所述目标应用原始数据满足数据传输条件；如果确定过上述两种方式得到的接收方标识不一致，则确定所述目标应用原始数据不满足数据传输条件。
相应的，在通过所述宽带现场总线端口接收宽带现场总线上传输的目标宽带现场总线协议数据，并获取与所述目标宽带现场总线协议数据匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口之前，所述方法还包括：
获取用户针对宽带现场总线设备中的各所述工业协议设备端口所下发的端口配置信息；
在宽带现场总线设备中应用所述端口配置信息，生成虚拟端口间绑定关系，虚拟端口间绑定关系中包括：不同宽带现场总线设备中不同虚拟端口之间的映射关系。
相应的，根据目标虚拟端口，验证所述目标应用原始数据是否满足数据传输条件，可以具体包括：
根据所述目标虚拟端口，查询本地存储的虚拟端口间绑定关系，确定与所述目标虚拟端口对应的接收虚拟端口；根据所述接收虚拟端口，验证所述目标应用原始数据是否满足数据传输条件。
S240、获取与所述目标逻辑通道匹配的目标工业协议设备端口，并将目标应用原始数据发送至宽带现场总线设备上的目标工业协议设备端口，以将目标应用原始数据发送至与目标工业协议设备端口相连的目标工业协议应用。
如前所述，对于宽带现场总线设备来说，一个逻辑通道对应一个工业协议设备端口，仅此，在确定出目标逻辑通道后，可以快速确定与目标逻辑通道匹配的目标工业协议设备端口，进而可以将该目标应用原始数据通过该目标工业协议设备端口转发至用于接收该目标应用原始数据的目标工业协议应用。
S250、直接丢弃所述目标宽带现场总线协议数据。
本发明实施例的技术方案通过在宽带现场总线设备上同时配置宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，可以将一个或者多个其他类型的工业协议应用搭载在该宽带现场总线设备上，经由宽带现场总线进行高速传输，同时，通过该宽带现场总线设备内部配置的处理逻辑，可以将通过工业协议设备端口接收的应用原始数据，转换为宽带现场总线协议数据，并经由宽带现场总线端口发送至宽带现场总线上进行数据传输，也可以将通过宽带现场总线端口接收的宽带现场总线协议数据转换为应用原始数据，并通过匹配的工业协议设备端口发送给相连的工业协议应用。本发明实施例的技术方案实现了将用户现有的多种现场总线系统所需传输的数据搭载到同一个物理总线进行统一传输，使得宽带现场总线在数据链路层采用相互独立的逻辑通道完成各种协议的工业现场总线数据的承载，可以以最小的代价对已部署的现场总线系统进行改善或者升级。
需要说明的是，在实施例一中具体限定了通过工业协议设备端口接收的应用原始数据，转换为宽带现场总线协议数据，并经由宽带现场总线端口发送至宽带现场总线上进行数据传输的处理流程，在实施例二中具体限定了将通过宽带现场总线端口接收的宽带现场总线协议数据转换为工业协议应用，并通过匹配的工业协议设备端口发送给相连的工业协议设备的处理流程，实际上，上述两个处理流程是需要统一集成在一个宽带现场总线设备中实现的方法。
基于此，将同时集成上述两个方法的宽带现场总线设备内部的逻辑进行简述。具体的，在图2b中示出了一种宽带现场总线设备内部的逻辑结构图。其中，图2b中的方框中具体限定了一个宽带现场总线设备。在图2b中，该宽带现场总线设备包括一个用于接入宽带现场总线连接宽带现场总线端口，多个工业协议设备端口，每个工业协议设备端口用于接入一个工业协议应用，例如，工业协议应用1接入至工业协议设备端口1，以及一个用于接入宽带现场总线应用1的宽带现场总线设备端口1。同时，该宽带现场总线设备中还包括一个宽带现场总线设备端口1，用于接入宽带现场总线应用。
典型的，该宽带现场总线设备采用AUTBUS工业协议，通过AUTBUS宽带总线接口，连接AUTBUS宽带现场总线。
在图2b中，工业协议应用1、工业协议应用2以及工业协议应用3通过接入工业协议设备端口1、工业协议设备端口2以及工业协议设备端口3，与一个宽带现场总线设备进行物理连接，宽带现场总线应用1通过接入宽带现场总线设备端口1，与该宽带现场总线设备进行物理连接。
同时，通过将用户输入的端口配置信息在虚拟总线管理器中进行配置生效和应用，也即，通过在逻辑通道调度管理和协议端口映射管理两个逻辑层上，最终确定出不同工业协议应用或者该宽带现场总线应用1与宽带现场总线设备内部的逻辑通道1，以及虚拟端口1之间的映射关系，进而，通过宽带现场总线设备内部的寄存器方式实现协议端口过滤分发，可以将从某一个工业协议应用或者宽带现场总线应用1处接收的应用原始数据，最终通过宽带现场总线端口传输至宽带现场总线上，以及，将通过宽带现场总线端口从宽带现场总线上接收的宽带现场总线协议数据，转换为相应的应用原始数据发送至匹配的工业协议应用或者宽带现场总线应用1。
其中，需要说明的是，在图2b中仅示出了一个逻辑通道对应一个虚拟端口的典型示例，实际上，一个逻辑通道可以对应多个虚拟端口，本实施例对此并不进行限制，此外，不同逻辑通道中可以传输相同或者不同类型的应用原始数据，但是，每一个逻辑通道中所传输的应用原始数据的类型必须相同。
需要说明的是，图2b中从工业协议应用->工业协议设备端口->逻辑通道->虚拟端口->寄存器方式协议端口过滤分发->宽带现场总线端口的箭头流向，仅是为了示例数据在工业协议设备端口和宽带现场总线端口之间传输时，所需经过的各项分发和映射管理操作，并不限定具体的操作顺序。
在将从工业协议设备端口接收的应用原始数据通过宽带现场总线端口进行发送的例子中，当工业协议应用1向宽带现场总线设备中的工业协议设备端口1发送应用原始数据1时，该宽带现场总线设备，首先通过逻辑通道管理调度以及协议端口映射管理这两层映射过程，确定出与该应用原始数据1对应的逻辑通道1以及虚拟端口1，并根据将上述逻辑通道1的通道标识以及虚拟端口1的端口号、以及应用原始数据1，形成与应用原始数据1对应的宽带现场总线协议数据1，并在满足对该宽带现场总线协议数据1的数据发送条件时，在该宽带现场总线设备中会触发写寄存器产生中断，通过逻辑通道1中的通信资源对该宽带现场总线协议数据进行资源调度，并将资源调度得到的数据帧写入至该写数据寄存器中，以从宽带现场总线端口将该数据帧向宽带现场总线上进行发送。
相应的，宽带现场总线设备中的宽带现场总线端口在从宽带现场总线上收到一个数据帧后，触发对应的读寄存器产生中断，进而从该读寄存器中获取数据帧，由于该数据帧中含有的逻辑通道标识和虚拟端口号，则可以使用与该逻辑通道标识对应的逻辑通道的通信资源对该数据帧进行处理，得到应用原始数据，并在根据与虚拟端口号对应的虚拟端口验证该应用原始数据验证满足数据传输条件时，将该应用原始数据发送至与该逻辑通道标识对应的逻辑通道对应的工业协议设备端口，以发送至连入该工业协议设备端口的工业协议应用。
需要再次说明的是，本发明实施例所述的总线，并不是指基于CPU的主机系统中的总线，而是指是不同仪器仪表物理设备连接构成的总线网络，在一对物理总线，例如：双绞线或者同轴电缆等，构成的宽带现场总线网络上可以支持的不同现场总线系统，其中，每个独立现场总线系统可以分别配置和使用。
其中，在图2c中示出了本发明实施例所适用的一种宽带现场总线设备对从工业设备协议端口发送至宽带现场总线端口的数据进行处理的逻辑结构图。如图2c所示，当通过工业协议设备端口1或者工业协议设备端口2接收到应用原始数据之后，可以首先将上述应用原始数据存储于匹配的数据缓存区中，通过从数据缓冲区1或者数据缓冲区2中取得待发送的应用原始数据后，可以通过逻辑通道映射，得到与该应用原始数据对应的逻辑通道，并通过虚拟端口映射，形成与该应用原始数据对应的虚拟端口，之后，可以基于该应用原始数据、逻辑通道的通道标识以及虚拟端口的端口号，封装得到匹配的宽带现场总线协议数据，进而，可以采用与该逻辑通道中的通信资源对该宽带现场总线协议数据进行资源调度后，通过所述宽带现场总线端口发送至宽带现场总线。
其中，在图2d中示出了本发明实施例所适用的一种宽带现场总线设备对从宽带现场总线端口发送至工业设备协议端口的数据进行处理的逻辑结构图。如图2d所示，当宽带现场总线设备通过宽带现场总线端口接收到一个宽带现场总线协议数据时，首先获取该宽带现场总线协议数据包括的目标逻辑通道以及目标虚拟端口，进而可以首先通过与该目标逻辑通道匹配的通信资源，解调得到该宽带现场总线协议数据中包括的应用原始数据，通过根据该目标虚拟端口进行虚拟端口映射，可以确定在本机设备中确定与该目标虚拟端口匹配的接收虚拟端口。在通过数据解封装得到该应用原始数据的发送方身份标识以及接收方身份标识后，可以基于该目标虚拟端口、或者该接收虚拟端口，对该应用原始数据进行验证，并在确定该应用原始数据通过验证后，经由匹配的数据缓冲区将该应用原始数据发送至匹配的工业协议设备端口中。
基于CAN总线系统的具体应用场景
其中，图2e中示出了本发明实施例所适用的一种将CAN总线系统接入在宽带现场总线设备的示意图。如图2e所示，可以在一个宽带现场总线设备中的两个不同的工业协议设备端口中，分别接入不同的两根CAN总线，一根CAN总线上连入了三个CAN设备(也即，应用设备)，CAN1、CAN2以及CAN3，另一根CAN总线上也连入了三个CAN设备，CAN4、CAN5和CAN6。
相应的，在图2f示出了上述宽带现场总线设备针对CAN总线系统配置的内部的逻辑结构图。
如图2f所示，不同的CAN总线，对应不同的工业协议应用，接入该宽带现场总线设备中不同的工业协议设备端口中，对应不同逻辑通道。相应的，由于不同的CAN设备所发送的应用原始数据，携带不同的身份标识，通过身份标识与虚拟端口之间的映射关系，同一CAN总线上不同CAN设备发送的应用原始数据可以被映射至不同的虚拟端口中，参考图2f，CAN1、CAN2和CAN3分别对应虚拟端口1、虚拟端口2和虚拟端口3；此外，考虑到同一CAN总线上不同CAN设备发送的应用原始数据自身也是可以进行相互区分的，因此，同一CAN总线上不同CAN设备发送的应用原始数据还可以被映射至相同的虚拟端口中，参考图2f，CAN4、CAN5和CAN6分别对应同一虚拟端口4。通过寄存器方式协议端口过滤分发，可以在应用原始数据中加入匹配的逻辑通道标识以及虚拟端口标识，形成宽带现场总线协议数据，并通过与逻辑通道标识匹配的通信资源进行调度后，通过宽带现场总线端口发送至宽带现场总线上进行传输。
基于以太网系统的具体应用场景
其中，图2g示出了本发明实施例所适用的一种将以太网系统接入在宽带现场总线设备的示意图。如图2g所述，可以在宽带现场总线上挂载的不同宽带现场总线设备的工业协议设备端口中，分别通过以太网交换机接入以太网设备，其中一个接入的以太网设备中包括两个应用模块，对应两个不同的IP地址，另一个接入的以太网设备中包括四个应用模块，对应四个不同的IP地址。如图2h所示，一个以太网设备连入一个工业协议设备端口，因此，一个以太网设备对应一个逻辑通道，同时，每个宽带现场总线设备分别为不同的以太网设备的不同应用模块，配置不同的虚拟端口。如果宽带现场总线设备本身提供一个或多个以太网口，以太网数据交换模块可以嵌入到宽带现场总线设备中。
进一步的，可以预先建立上述两个不同以太网设备中不同应用模块使用的虚拟端口之间的绑定关系，例如，将UDP应用2.2.2.1在宽带现场总线设备中使用的虚拟端口2和UDP应用2.2.2.2在宽带现场总线设备中使用的虚拟端口4进行绑定，以标识由UDP应用2.2.2.1所发出的应用原始数据需要被UDP应用2.2.2.2所接收。
其中，图2h示出了本发明实施例的宽带现场总线设备针对以太网系统配置的内部的逻辑结构图。如图2h所示，当UDP应用2.2.2.1发出一个应用原始数据后，通过逻辑通道和虚拟端口的映射，最终由该UDP应用2.2.2.1连入的宽带现场总线设备发出匹配的宽带现场总线协议数据，当另一端的宽带现场总线设备接收到该宽带现场总线协议数据后，首先通过寄存器方式协议端口过滤分发，确定出该宽带现场总线协议数据中包括的全局逻辑通道和虚拟端口，使用与该全局逻辑通道匹配的通信资源将接收到的宽带现场总线协议数据转换为应用原始数据，之后可以通过虚拟端口间的绑定关系确定本机宽带现场总线设备对应的虚拟端口，进而，可以根据与该虚拟端口匹配的身份标识，对该应用原始数据进行数据校验，校验该应用原始数据的接收方是否与该身份标识相匹配，若匹配，则可以根据全局逻辑通道与工业协议端口之间的应用关系，将该应用原始数据发送至所接入的以太网设备中的UDP应用2.2.2.2。
实施例三
图3是本发明实施例三中的一种数据传输装置的结构示意图，该装置可以执行上述各实施例中涉及到的数据传输方法。该装置由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口。
参照图3，该装置包括：应用原始数据获取模块310、宽带现场总线协议数据生成模块320、资源调度模块330以及宽带现场总线协议数据传输模块340。其中：
应用原始数据获取模块310，用于通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据，并获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
其中，所述目标虚拟端口用于标识发送所述目标应用原始数据的应用设备或应用模块；
宽带现场总线协议数据生成模块320，用于根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与所述目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据；
资源调度模块330，用于通过目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行资源调度；
宽带现场总线协议数据传输模块340，用于通过所述宽带现场总线端口，将资源调度完成的目标宽带现场总线协议数据发送至宽带现场总线上进行数据传输。
本发明实施例的技术方案通过在宽带现场总线设备上同时配置宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，可以将一个或者多个其他类型的工业协议应用搭载在该宽带现场总线设备上，经由宽带现场总线进行高速传输，同时，通过该宽带现场总线设备内部配置的处理逻辑，可以将通过工业协议设备端口接收的应用原始数据，转换为宽带现场总线协议数据，并经由宽带现场总线端口发送至宽带现场总线上进行数据传输，也可以将通过宽带现场总线端口接收的宽带现场总线协议数据转换为应用原始数据，并通过匹配的工业协议设备端口发送给相连的工业协议应用。本发明实施例的技术方案实现了将用户现有的多种现场总线系统所需传输的数据搭载到同一个物理总线进行统一传输，使得宽带现场总线在数据链路层采用相互独立的逻辑通道完成各种协议的工业现场总线数据的承载，可以以最小的代价对已部署的现场总线系统进行改善或者升级。
在上述各实施例的基础上，还包括：端口配置信息下发模块，用于：
在通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据之前，获取用户针对宽带现场总线设备中的各所述工业协议设备端口所下发的端口配置信息；
在宽带现场总线设备中应用所述端口配置信息，生成配置映射关系，配置映射关系中包括：工业协议设备端口、逻辑通道和虚拟端口之间的映射关系；
应用原始数据获取模块310，可以具体用于：查询所述映射关系，获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口。
在上述各实施例的基础上，宽带现场总线协议数据生成模块320，可以具体用于：
获取与宽带现场总线协议匹配的宽带现场总线协议数据模板，宽带现场总线协议数据模板中包括多个待填充数据项；
获取与目标逻辑通道匹配的目标逻辑通道标识，以及与目标虚拟端口匹配的目标虚拟端口号；
将目标逻辑通道标识、目标虚拟端口号以及目标应用原始数据填充至宽带现场总线协议数据模板中匹配的待填充数据项中，形成目标宽带现场总线协议数据。
在上述各实施例的基础上，所述宽带现场总线设备上不同的工业协议设备端口对应不同的逻辑通道，不同逻辑通道对应不同的通信资源；不同通信资源可对应不同的业务总线周期；周期也可以相同，但必须是宽带现场总线可支持的最小周期的整数倍。
其中，所述业务总线周期与工业协议应用，工业总线协议应用中的应用设备或者工业总线协议应用中的应用模块中的任一项关联。在上述各实施例的基础上，所述目标工业协议应用为目标工业协议总线；
其中，所述目标逻辑通道中的通信资源的数据承载能力，大于或者等于所述目标工业协议总线的数据承载能力。
本发明实施例所提供的数据传输装置可执行本发明任意实施例所提供的数据传输方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图4是本发明实施例四中的一种数据传输装置的结构示意图，该装置可以执行上述各实施例中涉及到的数据传输方法。该装置由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口。
参照图4，该装置包括：宽带现场总线协议数据接收模块410、应用原始数据提取模块420以及应用原始数据传输模块430，其中：
宽带现场总线协议数据接收模块410，用于通过所述宽带现场总线端口接收宽带现场总线上传输的目标宽带现场总线协议数据，并获取与所述目标宽带现场总线协议数据匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口。
应用原始数据提取模块420，用于使用所述目标逻辑通道中的通信资源，提取所述目标宽带现场总线协议数据中包括的目标应用原始数据。
数据传输条件验证模块430，用于根据所述目标虚拟端口，验证所述目标应用原始数据是否满足数据传输条件；
应用原始数据传输模块440，用于若验证所述目标应用原始数据满足数据传输条件，则获取与所述目标逻辑通道匹配的目标工业协议设备端口，并将所述目标应用原始数据发送至所述宽带现场总线设备上的目标工业协议设备端口，以将所述目标应用原始数据发送至与所述目标工业协议设备端口相连的目标工业协议应用。
本发明实施例的技术方案通过在宽带现场总线设备上同时配置宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，可以将一个或者多个其他类型的工业协议应用搭载在该宽带现场总线设备上，经由宽带现场总线进行高速传输，同时，通过该宽带现场总线设备内部配置的处理逻辑，可以将通过工业协议设备端口接收的应用原始数据，转换为宽带现场总线协议数据，并经由宽带现场总线端口发送至宽带现场总线上进行数据传输，也可以将通过宽带现场总线端口接收的宽带现场总线协议数据转换为应用原始数据，并通过匹配的工业协议设备端口发送给相连的工业协议应用。本发明实施例的技术方案实现了将用户现有的多种工业协议系统所需传输的数据搭载到同一个物理总线进行统一传输，使用宽带现场总线在数据链路层采用相互独立的逻辑通道完成各种工业协议数据的承载，可以以最小的代价对已部署的现场总线系统进行改善或者升级。
本发明实施例所提供的数据传输装置可执行本发明任意实施例所提供的数据传输方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的一种宽带现场总线设备的结构示意图，如图5所示，该宽带现场总线设备包括处理器50、存储器51、输入装置52和输出装置53；宽带现场总线设备中处理器50的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器50为例；宽带现场总线设备中的处理器50、存储器51、输入装置52和输出装置53可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器51作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的一种数据传输方法对应的程序指令/模块(例如，应用原始数据获取模块310、宽带现场总线协议数据生成模块320、资源调度模块330以及宽带现场总线协议数据传输模块340)，或者，另一种数据传输方法对应的程序指令/模块(例如，宽带现场总线协议数据接收模块410、应用原始数据提取模块420、数据传输条件验证模块430以及应用原始数据传输模块440)。处理器50通过运行存储在存储器51中的软件程序、指令以及模块，从而执行宽带现场总线设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的一种数据处理方法。
该方法由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，所述方法包括：
通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据，并获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
其中，所述目标虚拟端口用于标识发送所述目标应用原始数据的应用设备或应用模块；
根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与所述目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据；
通过目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行资源调度；
通过所述宽带现场总线端口，将资源调度完成的目标宽带现场总线协议数据发送至宽带现场总线上进行数据传输。
或者，实现上述的一种数据处理方法。
该方法由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，所述方法包括：
通过所述宽带现场总线端口接收宽带现场总线上传输的目标宽带现场总线协议数据，并获取与所述目标宽带现场总线协议数据匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
使用所述目标逻辑通道中的通信资源对所述目标宽带现场总线协议数据进行处理后，提取所述目标宽带现场总线协议数据中包括的目标应用原始数据；
根据所述目标虚拟端口，验证所述目标应用原始数据是否满足数据传输条件；
若是，则获取与所述目标逻辑通道匹配的目标工业协议设备端口，并将所述目标应用原始数据发送至所述宽带现场总线设备上的目标工业协议设备端口，以将所述目标应用原始数据发送至与所述目标工业协议设备端口相连的目标工业协议应用。
存储器51可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器51可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器51可进一步包括相对于处理器50远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至宽带现场总线设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置52可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与宽带现场总线设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置53可包括显示屏等显示设备。
实施例六
图6是本发明实施例六中的一种宽带现场总线系统的结构示意图，如图6所示，该宽带现场总线系统中包括：宽带现场总线，以及挂载在所述宽带现场总线上的多个如本发明任一实施例所述的宽带现场总线设备。
其中，该宽带现场总线设备可以具体包括：用于作为主站设备(MN)的第一类宽带现场总线设备，以及，用于作为从站设备(TN)的至少一个第二类宽带现场总线设备。
其中，所述第一类宽带现场总线设备中的宽带现场总线端口可以为PCIE端口或其他高速通信端口。这样设置的原因为考虑到主站设备所需收发的数据量更大，并发性更强，因为，可以为充当作为主站设备的第一类宽带现场总线设备配置性能更好的PCIE端口。
其中，在图6中示出了一种通过该宽带现场总线系统进行混合组网的具体应用场景。通过使用不同宽带现场总线设备的不同工业协议设备端口，可以将各种工业协议总线或者工业协议设备连入统一的宽带现场总线系统中，通过同一条物理总线进行数据收发。
也即，采用不同现场总线协议的工业协议设备(例如CAN设备、PROFIBUS设备或者MODBUS设备等现场总线设备)均可通过AUTBUS宽带现场总线传输数据，运行AUTBUS协议的宽带现场总线设备采用透传模式在其它工业协议设备发送的数据，也即不需要将其它现场总线协议转换成AUTBUS协议。对于工业协议设备来说，屏蔽了物理层的数据传输方式。
相应的，工业协议用户可以在一对双绞线构成的AUTBUS宽带现场总线网络中运行不同的现场总线协议，工业协议用户还是使用自己熟悉的现场总线协议，例如MODBUS协议、PPROFIBUS协议和CAN协议等，用户只需要将对应的协议应用到AUTBUS宽带现场总线的工业协议设备端口上即可，在一条AUTBUS宽带现场总线上可以承载基于不同工业协议的应用业务，用户不需要关心AUTBUS协议的细节和实现。
这样设置的好处在于：
1、在一条总线上可承载多种业务＝CAN+MODBUS+PROFIBUS+……；2、不需要用户理解新的现场总线协议，仍基于熟悉的协议部署业务；3、极大降低线缆使用成本，简化网络设备，不需要单独网关和交换机；4、高实时性特征可实现灵活配置不同业务，也即承载不同业务的逻辑通道可动态加载，实现柔性生产。
此外，需要再次强调的是：基于上述宽带现场总线系统实现的混合组网，用户看到的还是自己独立的工业现场总线系统，实际应用时不是使用新的工业现场总线系统；本发明实施例的核心改进点在于：将用户现有的多个工业现场总线系统运行到同一个物理宽带总线上进行统一管理，用户依然使用的原先的工业协议总线或者工业协议总线设备，只是物理通信介质发生了变化，此外，用户不再需要铺设不同线缆不同组网完成不同任务，现在仅基于同一条线缆同一个网络架构完成不同任务，同时，宽带现场总线基于数据链路层和物理层完成适配，实现对整个宽带现场总线系统的配置和管理。
实施例七
本发明实施例七还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种数据传输方法，由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，该方法包括：
通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据，并获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据；
将目标宽带现场总线协议数据映射至目标虚拟端口，并通过目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行资源调度；
通过所述宽带现场总线端口，将资源调度完成的目标宽带现场总线协议数据发送至宽带现场总线上进行数据传输。
所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时还用于执行一种数据传输方法，由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，该方法包括：
通过所述宽带现场总线端口接收宽带现场总线上传输的目标宽带现场总线协议数据，并获取与所述目标宽带现场总线协议数据匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
使用所述目标逻辑通道中的通信资源对所述目标宽带现场总线协议数据进行处理后，提取所述目标宽带现场总线协议数据中包括的目标应用原始数据；
根据所述目标虚拟端口，将所述目标应用原始数据发送至所述宽带现场总线设备上的目标工业协议设备端口，以将所述目标应用原始数据发送至与所述目标工业协议设备端口相连的目标工业协议应用。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的各数据传输方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述数据传输装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (12)
1.一种数据传输方法，其特征在于，由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，所述方法包括：
通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据，并获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口，
其中，所述目标虚拟端口用于标识发送所述目标应用原始数据的应用设备或应用模块；
根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与所述目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据；
通过目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行资源调度；
通过所述宽带现场总线端口，将资源调度完成的目标宽带现场总线协议数据发送至宽带现场总线上进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据之前，还包括：
获取用户针对宽带现场总线设备中的各所述工业协议设备端口所下发的端口配置信息；
在宽带现场总线设备中应用所述端口配置信息，生成配置映射关系，配置映射关系中包括：工业协议设备端口、逻辑通道和虚拟端口之间的映射关系；
获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口，具体包括：
查询所述映射关系，获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据，包括：
获取与宽带现场总线协议匹配的宽带现场总线协议数据模板，宽带现场总线协议数据模板中包括多个待填充数据项；
获取与目标逻辑通道匹配的目标逻辑通道标识，以及与目标虚拟端口匹配的目标虚拟端口号；
将目标逻辑通道标识、目标虚拟端口号以及目标应用原始数据填充至宽带现场总线协议数据模板中匹配的待填充数据项中，形成目标宽带现场总线协议数据。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述宽带现场总线设备上不同的工业协议设备端口对应不同的逻辑通道，不同逻辑通道对应不同的通信资源；不同通信资源对应不同的业务总线周期；
其中，所述业务总线周期与工业协议应用，工业总线协议应用中的应用设备或者工业总线协议应用中的应用模块中的任一项关联。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述目标工业协议应用为目标工业协议总线；
其中，所述目标逻辑通道中的通信资源的数据承载能力，大于或者等于所述目标工业协议总线的数据承载能力。
6.一种数据传输方法，由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，其特征在于，所述方法包括：
通过所述宽带现场总线端口接收宽带现场总线上传输的目标宽带现场总线协议数据，并获取与所述目标宽带现场总线协议数据匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
使用所述目标逻辑通道中的通信资源对所述目标宽带现场总线协议数据进行处理后，提取所述目标宽带现场总线协议数据中包括的目标应用原始数据；
根据所述目标虚拟端口，验证所述目标应用原始数据是否满足数据传输条件；
若是，则获取与所述目标逻辑通道匹配的目标工业协议设备端口，并将所述目标应用原始数据发送至所述宽带现场总线设备上的目标工业协议设备端口，以将所述目标应用原始数据发送至与所述目标工业协议设备端口相连的目标工业协议应用。
7.一种数据传输装置，其特征在于，由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，所述装置包括：
应用原始数据获取模块，用于通过目标工业协议设备端口获取目标工业协议应用提供的目标应用原始数据，并获取与目标工业协议应用匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
其中，所述目标虚拟端口用于标识发送所述目标应用原始数据的应用设备或应用模块；
宽带现场总线协议数据生成模块，用于根据目标逻辑通道和目标虚拟端口，生成与所述目标应用原始数据匹配的目标宽带现场总线协议数据；
资源调度模块，用于通过目标逻辑通道中的通信资源对目标宽带现场总线协议数据进行资源调度；
宽带现场总线协议数据传输模块，用于通过所述宽带现场总线端口，将资源调度完成的目标宽带现场总线协议数据发送至宽带现场总线上进行数据传输。
8.一种数据传输装置，由挂载在宽带现场总线上的宽带现场总线设备执行，宽带现场总线设备上包括宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口，其特征在于，所述装置包括：
宽带现场总线协议数据接收模块，用于通过所述宽带现场总线端口接收宽带现场总线上传输的目标宽带现场总线协议数据，并获取与所述目标宽带现场总线协议数据匹配的目标逻辑通道和目标虚拟端口；
应用原始数据提取模块，用于使用所述目标逻辑通道中的通信资源，提取所述目标宽带现场总线协议数据中包括的目标应用原始数据；
数据传输条件验证模块，用于根据所述目标虚拟端口，验证所述目标应用原始数据是否满足数据传输条件；
应用原始数据传输模块，用于若验证所述目标应用原始数据满足数据传输条件，则获取与所述目标逻辑通道匹配的目标工业协议设备端口，并将所述目标应用原始数据发送至所述宽带现场总线设备上的目标工业协议设备端口，以将所述目标应用原始数据发送至与所述目标工业协议设备端口相连的目标工业协议应用。
9.一种宽带现场总线设备，其特征在于，所述宽带现场总线设备包括：
宽带现场总线端口和至少一个其他类型的工业协议设备端口；
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的数据传输方法，或者实现如权利要求6所述的数据传输方法。
10.一种宽带现场总线系统，其特征在于，包括：宽带现场总线，以及挂载在所述宽带现场总线上的多个如权利要求9所述的宽带现场总线设备。
11.根据权利要求10所述的宽带现场总线系统，其特征在于，所述宽带现场总线设备包括：
用于作为主站设备的第一类宽带现场总线设备，以及，用于作为从站设备的至少一个第二类宽带现场总线设备；
其中，所述第一类宽带现场总线设备中的宽带现场总线端口为PCIe端口。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的数据传输方法，或者，实现如权利要求6所述的数据传输方法。
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