CN114465845B - 基于现场总线的数据通信方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于现场总线的数据通信方法、装置、设备及存储介质，涉及通信技术领域。其中，该方法可以应用于总线主设备，总线主设备部署于虚拟机中，虚拟机与用户平面功能进行通信连接，该方法包括：通过虚拟通信接口向虚拟机中的第一联网组件发送第一数据帧；通过第一联网组件对第一数据帧进行封装，获取封装后的第一数据报文并向用户平面功能中的第二联网组件转发第一数据报文，以通过第二联网组件向总线从设备转发第一数据帧，使得可以基于无线通信网络实现总线主设备和总线从设备之间数据通信，实现远距离现场设备的联网通信功能，且无需铺设有线电缆，实现方式简单且维护成本较低。

Description

基于现场总线的数据通信方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种基于现场总线的数据通信方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络，连接最底层的现场控制器、现场智能仪表设备以及自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统的重要通信方式。

现有技术中，主要基于基金会现场总线（Fieldbus Foundation，FF）、局部操作网（Local Operating Netwok，LON）现场总线、控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）现场总线等总线技术在工业领域实现工业现场总线。

可以看出，现有的工业现场总线的实现方式比较简单，大多数现场总线采用双绞线等有线连接的通信架构实现数据通信，因此，现有的现场总线通信方式无法支撑远距离现场设备的联网功能。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于现场总线的数据通信方法、装置、设备及存储介质，使得可以基于无线通信网络实现总线主设备和总线从设备之间数据通信，实现远距离现场设备的联网通信功能。

第一方面，本发明提供一种基于现场总线的数据通信方法，应用于总线主设备，所述总线主设备部署于虚拟机中，所述虚拟机与用户平面功能进行通信连接，所述虚拟机包括第一联网组件，所述总线主设备与所述第一联网组件通过虚拟通信接口进行通信，所述用户平面功能包括第二联网组件，所述方法包括：

通过所述虚拟通信接口向所述第一联网组件发送第一数据帧；

通过所述第一联网组件对所述第一数据帧进行封装，获取封装后的第一数据报文并向所述第二联网组件转发所述第一数据报文，以通过所述第二联网组件向总线从设备转发所述第一数据帧，其中，所述第一数据报文的目的地址为所述用户平面功能的IP地址，源地址为所述虚拟机的IP地址，所述第一数据帧包括：总线从设备的标识，所述总线从设备与终端设备进行通信连接。

在可选的实施方式中，所述通过所述第二联网组件向总线从设备转发所述第一数据帧，包括：

通过所述第二联网组件提取所述第一数据帧，并通过所述第二联网组件对所述第一数据帧进行封装，获取封装后的第二数据报文并向所述终端设备中的第三联网组件转发所述第二数据报文，以通过所述第三联网组件提取所述第一数据帧并向所述总线从设备转发所述第一数据帧，所述第二数据报文的目的地址为终端设备的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：

通过所述第一联网组件接收由所述第二联网组件发送的第三数据报文，并提取所述第三数据报文中的第二数据帧，所述第三数据报文的目的地址包括所述虚拟机的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址；

通过所述虚拟通信接口接收所述第一联网组件发送的所述第二数据帧。

在可选的实施方式中，第三数据报文由所述第二联网组件对所述第二数据帧进行封装得到，所述第二数据帧由所述第二联网组件对所述终端设备中的第三联网设备转发的第四数据报文进行提取得到，所述第四数据报文由所述第三联网设备对所述总线从设备发送的第二数据帧进行封装得到，所述第四数据报文的目的地址为用户平面功能的IP地址，源地址为终端设备的IP地址。

在可选的实施方式中，所述虚拟机与联网配置器通信连接，所述方法还包括：

通过所述第一联网组件接收所述联网配置器发送的第一接口标识；

根据所述第一接口标识，通过第一联网组件为所述总线主设备创建所述虚拟通信接口。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：

通过所述第一联网组件获取所述虚拟机的IP地址，并向所述联网配置器发送所述虚拟机的IP地址，以使所述联网配置器向所述用户平面功能转发所述虚拟机的IP地址。

在可选的实施方式中，所述第三联网组件被配置为与所述第二联网组件保持通信连接，并记录有所对应的所述用户平面功能的IP地址。

第二方面，本发明提供一种基于现场总线的数据通信方法，应用于总线从设备，所述总线从设备与终端设备进行通信连接，所述终端设备包括：第三联网组件，所述方法包括：

接收用户平面功能中第二联网组件根据第一数据报文转发的第一数据帧，所述第一数据报文由虚拟机的第一联网组件对所述第一数据帧进行封装得到，所述虚拟机与用户平面功能进行通信连接，且所述虚拟机中部署有总线主设备，所述第一数据帧为所述总线主设备通过虚拟通信接口向所述第一联网组件发送的数据帧，所述第一数据报文的目的地址为所述用户平面功能的IP地址，源地址为所述虚拟机的IP地址，所述第一数据帧包括：总线从设备的标识。

第三方面，本发明提供一种基于现场总线的数据通信装置，应用于总线主设备，所述总线主设备部署于虚拟机中，所述虚拟机与用户平面功能进行通信连接，所述虚拟机包括第一联网组件，所述总线主设备与所述第一联网组件通过虚拟通信接口进行通信，所述用户平面功能包括第二联网组件，所述数据通信装置包括：

发送模块，用于通过所述虚拟通信接口向所述第一联网组件发送第一数据帧；

第一处理模块，用于通过所述第一联网组件对所述第一数据帧进行封装，获取封装后的第一数据报文并向所述第二联网组件转发所述第一数据报文，以通过所述第二联网组件向总线从设备转发所述第一数据帧，其中，所述第一数据报文的目的地址为所述用户平面功能的IP地址，源地址为所述虚拟机的IP地址，所述第一数据帧包括：总线从设备的标识，所述总线从设备与终端设备进行通信连接。

在可选的实施方式中，所述通过所述第二联网组件向总线从设备转发所述第一数据帧，包括：

通过所述第二联网组件提取所述第一数据帧，并通过所述第二联网组件对所述第一数据帧进行封装，获取封装后的第二数据报文并向所述终端设备中的第三联网组件转发所述第二数据报文，以通过所述第三联网组件提取所述第一数据帧并向所述总线从设备转发所述第一数据帧，所述第二数据报文的目的地址为终端设备的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址。

在可选的实施方式中，所述数据通信装置还包括：第二处理模块，用于通过所述第一联网组件接收由所述第二联网组件发送的第三数据报文，并提取所述第三数据报文中的第二数据帧，所述第三数据报文的目的地址包括所述虚拟机的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址；通过所述虚拟通信接口接收所述第一联网组件发送的所述第二数据帧。

在可选的实施方式中，第三数据报文由所述第二联网组件对所述第二数据帧进行封装得到，所述第二数据帧由所述第二联网组件对所述终端设备中的第三联网设备转发的第四数据报文进行提取得到，所述第四数据报文由所述第三联网设备对所述总线从设备发送的第二数据帧进行封装得到，所述第四数据报文的目的地址为用户平面功能的IP地址，源地址为终端设备的IP地址。

在可选的实施方式中，所述虚拟机与联网配置器通信连接，所述数据通信装置还包括：第三处理模块，用于通过所述第一联网组件接收所述联网配置器发送的第一接口标识；根据所述第一接口标识，通过第一联网组件为所述总线主设备创建所述虚拟通信接口。

在可选的实施方式中，所述第三处理模块，还用于通过所述第一联网组件获取所述虚拟机的IP地址，并向所述联网配置器发送所述虚拟机的IP地址，以使所述联网配置器向所述用户平面功能转发所述虚拟机的IP地址。

在可选的实施方式中，所述第三联网组件被配置为与所述第二联网组件保持通信连接，并记录有所对应的所述用户平面功能的IP地址。

第四方面，本发明提供一种基于现场总线的数据通信装置，应用于总线从设备，所述总线从设备与终端设备进行通信连接，所述终端设备包括：第三联网组件，所述数据通信装置包括：

接收模块，用于接收用户平面功能中第二联网组件根据第一数据报文转发的第一数据帧，所述第一数据报文由虚拟机的第一联网组件对所述第一数据帧进行封装得到，所述虚拟机与用户平面功能进行通信连接，且所述虚拟机中部署有总线主设备，所述第一数据帧为所述总线主设备通过虚拟通信接口向所述第一联网组件发送的数据帧，所述第一数据报文的目的地址为所述用户平面功能的IP地址，源地址为所述虚拟机的IP地址，所述第一数据帧包括：总线从设备的标识。

第五方面，本发明提供一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如前述实施方式任一所述基于现场总线的数据通信方法的步骤。

第六方面，本发明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计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如前述实施方式任一所述基于现场总线的数据通信方法的步骤。

本申请的有益效果是：

本申请实施例提供的基于现场总线的数据通信方法、装置、设备及存储介质，可以应用于总线主设备，总线主设备部署于虚拟机中，虚拟机与用户平面功能进行通信连接，虚拟机包括第一联网组件，总线主设备与第一联网组件通过虚拟通信接口进行通信，用户平面功能包括第二联网组件，该方法包括：通过虚拟通信接口向第一联网组件发送第一数据帧；通过第一联网组件对第一数据帧进行封装，获取封装后的第一数据报文并向第二联网组件转发第一数据报文，以通过第二联网组件向总线从设备转发第一数据帧，应用本申请实施例，使得可以基于无线通信网络实现总线主设备和总线从设备之间数据通信，实现远距离现场设备的联网通信功能，且无需铺设有线电缆，实现方式简单且维护成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是适用于本申请实施例提供的方法的网络架构的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种基于现场总线的数据通信方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种基于现场总线的数据通信方法的交互示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种基于现场总线的数据通信方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种基于现场总线的数据通信方法的交互示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种基于现场总线的数据通信方法的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的一种基于现场总线的数据通信装置的功能模块示意图；

图8为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

本申请实施例的技术方案可以应用于各种本地通信系统，例如：全球移动通讯（global system for mobile communications，GSM）系统、码分多址（code divisionmultiple access，CDMA）系统、宽带码分多址（wideband code division multipleaccess，WCDMA）系统、通用分组无线业务（general packet radio service，GPRS）、长期演进（long term evolution，LTE）系统、LTE频分双工（frequency division duplex，FDD）系统、LTE时分双工（time division duplex，TDD）、通用移动通信系统（universal mobiletelecommunication system，UMTS）、全球互联微波接入（worldwide interoperabilityfor microwave access，WiMAX）通信系统、第五代（5th generation，5G）通信系统或未来的新无线接入技术（new radio access technology，NR）等。

图1是适用于本申请实施例提供的方法的网络架构的示意图。如图1所示，该网络架构例如可以是非漫游（non-roaming）架构。该网络架构具体可以包括下列网元：

1、终端设备（user equipment，UE）：可以称用户设备、终端、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。UE还可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议（session initiationprotocol，SIP）电话、无线本地环路（wireless local loop，WLL）站、个人数字助理（personal digital assistant，PDA）、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备，5G网络中的终端设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络（public land mobile network，PLMN）中的终端设备等，还可以是端设备，逻辑实体，智能设备，如手机，智能终端等终端设备，或者服务器，网关，基站，控制器等通信设备，或者物联网设备，如传感器，电表，水表等物联网（Internet ofthings，IoT）设备。本申请实施例对此并不限定。

2、接入网（access network，AN）：为特定区域的授权用户提供入网功能，并能够根据用户的级别，业务的需求等使用不同质量的传输隧道。接入网络可以为采用不同接入技术的接入网络。目前的无线接入技术有两种类型：第三代合作伙伴计划（3rd generationpartnership project，3GPP）接入技术（例如3G、4G或5G系统中采用的无线接入技术）和非第三代合作伙伴计划（non-3GPP）接入技术。3GPP接入技术是指符合3GPP标准规范的接入技术，采用3GPP接入技术的接入网络称为无线接入网络（radio access network，RAN），其中，5G系统中的接入网设备称为下一代基站节点（next generation Node Base station，gNB）。非3GPP接入技术是指不符合3GPP标准规范的接入技术，例如，以WIFI中的接入点（access point，AP）为代表的空口技术。

基于无线通信技术实现接入网络功能的接入网可以称为无线接入网（radioaccess network，RAN）。无线接入网能够管理无线资源，为终端提供接入服务，进而完成控制信号和用户数据在终端和核心网之间的转发。

其中，接入网设备可以包括接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端通信的设备。接入网系统可用于将收到的空中帧与网际协议（internet protocol，IP）分组进行相互转换，作为无线终端与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括IP网络。无线接入网系统还可协调对空中接口的属性管理。应理解，接入网设备包括但不限于：演进型节点B（evolved node B，eNB）、无线网络控制器（radio networkcontroller，RNC）、节点B（node B，NB）、基站控制器（base station controller，BSC）、基站收发台（base transceiver station，BTS）、家庭基站（例如，home evolved nodeB，或homenode B，HNB）、基带单元（base band unit，BBU），无线保真（wireless fidelity，WIFI）系统中的接入点（access point，AP）、无线中继节点、无线回传节点、传输点（transmission andreception point，TRP或者transmission point，TP）等，还可以为5G，如，NR，系统中的gNB，或，传输点（TRP或TP），5G系统中的基站的一个或一组(包括多个天线面板)天线面板，或者，还可以为构成gNB或传输点的网络节点，如基带单元（BBU）)，或，分布式单元（distributedunit，DU）等。

在一些部署中，gNB可以包括集中式单元（centralized unit，CU）和DU。gNB还可以包括射频单元（radio unit，RU）。CU实现gNB的部分功能，DU实现gNB的部分功能，比如，CU实现无线资源控制（radio resource control，RRC），分组数据汇聚层协议（packet dataconvergence protocol，PDCP）层的功能，DU实现无线链路控制（radio link control，RLC）、媒体接入控制（media access control，MAC）和物理（physical，PHY）层的功能。由于RRC层的信息最终会变成PHY层的信息，或者，由PHY层的信息转变而来，因而，在这种架构下，高层信令，如RRC层信令，也可以认为是由DU发送的，或者，由DU+CU发送的。可以理解的是，接入网设备可以为CU节点、或DU节点、或包括CU节点和DU节点的设备。此外，CU可以划分为接入网（radio access network，RAN）中的接入网设备，也可以将CU划分为核心网（corenetwork，CN）中的接入网设备，在此不做限制。

3、接入与移动管理功能（access and mobility management function，AMF）实体：主要用于移动性管理和接入管理等，可以用于实现移动性管理实体（mobilitymanagement entity，MME）功能中除会话管理之外的其它功能，例如，合法监听、或接入授权（或鉴权）等功能。在本申请实施例中，可用于实现接入和移动管理网元的功能。

4、会话管理功能（session management function，SMF）实体：主要用于会话管理、UE的网际协议（Internet Protocol，IP）地址分配和管理、选择可管理用户平面功能、策略控制、或收费功能接口的终结点以及下行数据通知等。在本申请实施例中，可用于实现会话管理网元的功能。

5、用户平面功能（User Plane Function，UPF）实体：即，数据面网关。可用于分组路由和转发、或用户面数据的服务质量（quality of service，QoS）处理等。用户数据可通过该网元接入到数据网络（data network，DN）。在本申请实施例中，可用于实现用户面网关的功能。

6、策略控制功能（policy control function，PCF）实体：用于指导网络行为的统一策略框架，为控制平面功能网元（例如AMF，SMF网元等）提供策略规则信息等。

7、统一数据管理（unified data management，UDM）实体：用于处理用户标识、接入鉴权、注册、或移动性管理等。

8、N3IWF（Non-3GPP Inter Working Function，非3GPP互通功能）：负责将不可信的非3GPP接入网（如Wi-Fi）接入到5G核心网。UE与N3IWF建立一个IPsec隧道，N3IWF分别通过N2接口和N3接口接入5G核心网的控制面和用户面。

在该网络架构中，N1接口为终端与AMF实体之间的参考点；N2接口为AN和AMF实体的参考点，用于非接入层（non-access stratum，NAS）消息的发送等；N3接口为（R）AN和UPF实体之间的参考点，用于传输用户面的数据等；N4接口为SMF实体和UPF实体之间的参考点，用于传输例如N3连接的隧道标识信息，数据缓存指示信息，以及下行数据通知消息等信息；N6接口为UPF实体和DN之间的参考点，用于传输用户面的数据等。

应理解，上述应用于本申请实施例的网络架构仅是举例说明的从传统点到点的架构和服务化架构的角度描述的网络架构，适用本申请实施例的网络架构并不局限于此，任何能够实现上述各个网元的功能的网络架构都适用于本申请实施例。

还应理解，图1中所示的AMF实体、SMF实体、UPF实体、PCF实体以及UDM实体可以理解为核心网中用于实现不同功能的网元，例如可以按需组合成网络切片。这些核心网网元可以各自独立的设备，也可以集成于同一设备中实现不同的功能，本申请对此不做限定。

下文中，为便于说明，将用于实现AMF的实体记作AMF，将用于实现PCF的实体记作PCF。应理解，上述命名仅为用于区分不同的功能，并不代表这些网元分别为独立的物理设备，本申请对于上述网元的具体形态不作限定，例如，可以集成在同一个物理设备中，也可以分别是不同的物理设备。此外，上述命名仅为便于区分不同的功能，而不应对本申请构成任何限定，本申请并不排除在5G网络以及未来其它的网络中采用其他命名的可能。例如，在6G网络中，上述各个网元中的部分或全部可以沿用5G中的术语，也可能采用其他名称等。在此进行统一说明，以下不再赘述。

还应理解，图1中的各个网元之间的接口名称只是一个示例，具体实现中接口的名称可能为其他的名称，本申请对此不作具体限定。此外，上述各个网元之间的所传输的消息（或信令）的名称也仅仅是一个示例，对消息本身的功能不构成任何限定。

基于5G技术发展的5G本地网络也称为私有5G网络，它使用5G技术在本地用户现场创建一个专用网络，该网络具有统一的连接性，优化的服务以及在特定区域内的安全通信方式，并提供5G技术支持的高传输速度，低延迟及海量连接等特性。5G本地网络基于5G设备构建，包括5G终端设备，5G无线基站及5G核心网设备，它专属于网络所有者，即本地用户，可独立管理且易于部署。5G本地网络可消除对以太网等有线设备的依赖，这些有线设备不仅昂贵且笨重，而且无法连接大量移动设备及人员。

5G本地网络可在本地完成配置，并由网络所有者完全控制网络，例如安全性，网络资源使用等，网络所有者可以为关键设备分配更高的优先级来使用网络资源。几乎任何园区，企业建筑物或公共场所都可部署5G本地网络，尤其是在公共5G网络部署缓慢的特定区域中，5G本地网络可实现快速部署。

在介绍本申请之前，首先对现场总线进行相关说明，现场总线（Fieldbus）作为过程自动化或制造自动化中、实现智能化现场设备（例如变送器、执行器、控制器、变频器、阀门、条码阅读器等）与高层设备（例如主机、网关、人机接口设备）之间互联的，全数字、串行、双向的数据总线，被广泛应用在工业物联网（industrial internet of things，IIoT）场景中。其中，工业物联网场景下，根据工厂自动化信息网络分层结构（工厂管理级、车间监控级、现场设备级），可知现场总线位于生产控制和网络机构底层，是工厂底层设备之间的通信网络，工厂底层应用现场总线技术的好处，在于可以实现工厂信息纵向集成的透明通信，即从管理层到自动化底层的数据存取。

现场总线技术中，可在总线上发起信息传输的设备叫做“总线主设备”，又称命令者，不能在总线上主动发起通信、只能挂接在总线上、对总线信息进行接收查询的设备称为总线从设备（bus slaver），也称基本设备，总线主设备和总线从设备基于总线协议进行通信。

现有技术中，大多数现场总线采用双绞线等有线连接的通信架构实现数据通信，但由于双绞线的传输距离比较有限，因此，现有的现场总线通信方式无法支撑远距离现场设备的联网通信功能。此外，部分现有技术中，虽然可以基于工业串口服务器通过工业以太网实现工业总线数据的远距离传输，但是长距离有线电缆铺设施工复杂且建设维护成本高。

可以看出，现有现场总线数据的远程传输均存在不同程度的问题，有鉴于此，本申请提供一种基于现场总线的数据通信方法，应用该方法可以实现远距离现场设备的联网通信功能，且无需铺设有线电缆，实现方式简单且维护成本较低。

图2为本申请实施例提供的一种基于现场总线的数据通信方法的流程示意图，该方法的执行主体可以是与上述本地通信系统进行通信连接的总线主设备。参照上述图1，总线主设备可以部署于虚拟机中，虚拟机与用户平面功能进行通信连接，虚拟机包括第一联网组件，总线主设备与第一联网组件通过虚拟通信接口进行通信，用户平面功能包括第二联网组件，终端设备包括第三联网组件，且该终端设备与总线从设备通信连接，其中，虚拟机可以部署在第一云端，第一云端可以部署在本地通信系统中的DN中。可选地，该总线主设备可以是主机、网关、人机接口设备等，该总线从设备可以是变送器、执行器、控制器、变频器、阀门、条码阅读器等，在此不作限定。

此外，还需要说明的是，本申请在此并不限定与用户平面功能进行通信连接的虚拟机的个数，根据实际的应用场景，可以包括一个多个，可选地，每个虚拟机中可以部署不同类型的总线主设备。此外，每个终端设备可以通信连接一个或多个总线从设备，根据实际的应用场景可以灵活设置。

基于上述说明，如图2所示，该数据通信方法可以包括：

S101、通过虚拟通信接口向第一联网组件发送第一数据帧。

可选地，第一数据帧可以是总线主设备生成的控制指令、采集指令、设置指令等对应的数据帧，在此不作限定，所生成的第一数据帧用于发送给总线从设备，以使总线从设备根据该第一数据帧进行相应的控制操作、采集操作、设置操作。当然，需要说明的是，在一些实施例中，该第一数据帧也可以是其他设备转发给总线主设备的数据帧，也即本申请中并不限定第一数据帧的来源。

在一些实施例中，该虚拟通信接口可以是虚拟串口等，在此不作限定，根据实际的应用场景可以灵活选择。其中，可以理解的是，由于总线主设备与第一联网组件通过虚拟通信接口进行通信，那么总线主设备在获取到第一数据帧之后，可以通过该虚拟通信接口向第一联网组件发送第一数据帧，以使得通过该第一联网组件可以将该第一数据帧转发给总线从设备。

S102、通过第一联网组件对第一数据帧进行封装，获取封装后的第一数据报文并向第二联网组件转发第一数据报文，以通过第二联网组件向总线从设备转发第一数据帧。

其中，第一数据报文的目的地址为用户平面功能的IP地址，源地址为虚拟机的IP地址，第一数据帧包括：总线从设备的标识，总线从设备与终端设备进行通信连接。可以理解的是，若该终端设备中通信连接多个总线主设备时，那么根据该总线从设备的标识可以快速确定请求通信的总线从设备。

可选地，第一联网组件转发过程中，可以以目的地址为UPF的IP地址、源地址为第一联网组件所在虚拟机的IP地址，对该第一数据帧进行封装以封装为IP数据报文，并将该IP数据报文作为第一数据报文，向UPF中的第二联网组件转发该第一数据报文，可以理解的是，该第二联网组件获取到该第一数据报文后，那么可以基于上述本地通信系统向总线从设备进一步转发该第一数据报文中的第一数据帧，其中，还可以理解的是，由于第一数据帧包括：总线从设备的标识，那么根据第一数据帧中总线主设备的标识可以准确确定总线主设备请求通信的总线从设备，实现总线主设备和总线从设备之间的数据通信。

综上，本申请实施例提供的基于现场总线的数据通信方法，可以应用于总线主设备，总线主设备部署于虚拟机中，虚拟机与用户平面功能进行通信连接，虚拟机包括第一联网组件，总线主设备与第一联网组件通过虚拟通信接口进行通信，用户平面功能包括第二联网组件，该方法包括：通过虚拟通信接口向第一联网组件发送第一数据帧；通过第一联网组件对第一数据帧进行封装，获取封装后的第一数据报文并向第二联网组件转发第一数据报文，以通过第二联网组件向总线从设备转发第一数据帧，其中，第一数据报文的目的地址为用户平面功能的IP地址，源地址为虚拟机的IP地址，第一数据帧包括：总线从设备的标识，总线从设备与终端设备进行通信连接，应用本申请实施例，使得可以基于无线通信网络实现总线主设备和总线从设备之间数据通信，使得可以支撑远距离现场设备的联网通信功能，且无需铺设有线电缆，实现方式简单且维护成本较低。

此外，还可以理解的是，由于本申请所提供的数据通信方法是基于现场总线实现的，因此，可以支持总线设备即插即用，无需进行繁琐的人工配置。

图3为本申请实施例提供的一种基于现场总线的数据通信方法的交互示意图。可选地，如图3所示，上述通过第二联网组件向总线从设备转发第一数据帧的过程，包括：

通过第二联网组件提取第一数据帧，并通过第二联网组件对第一数据帧进行封装，获取封装后的第二数据报文并向终端设备中的第三联网组件转发第二数据报文，以通过第三联网组件提取第一数据帧并向总线从设备转发第一数据帧，第二数据报文的目的地址为终端设备的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址。

其中，参考图3可以看出，第二联网组件获取到第一数据报文后，可以提取该第一数据报文中的第一数据帧，以目的地址为UE的IP地址，源地址为UPF的IP地址对该第一数据帧进行封装，比如，可以封装为TCP报文或者流控制传输协议（Stream ControlTransmission Protocol，SCTP）报文等，将该TCP报文或SCTP报文作为第二数据报文，向UE中的第三联网组件转发该第二数据报文；进一步地，该第三联网组件获取到该第二数据报文后，可以提取该第二数据报文中的第一数据帧，并向总线从设备转发第一数据帧。可选地，若总线从设备与UE之间通过物理串口通信连接，那么第三联网组件可以将所提取的该第一数据帧转发至UE的物理串口，可以理解的是，此时总线从设备通过该物理串口可以读取该第一数据帧。

在一些实施例中，需要说明的是，若UPF中的第二联网组件与多个UE维持了数据连接，其中，每个UE通信连接一个总线从设备。可选地，可以将上述第一数据帧复制多份，每个第一数据帧的目的地址对应不同UE的IP地址，如此，可以实现总线主设备与多个总线从设备之间的数据通信。

图4为本申请实施例提供的另一种基于现场总线的数据通信方法的流程示意图。基于上述说明，可以看出，总线主设备可以向总线从设备发送第一数据帧，当然，在一些实施例中，总线从设备也可以向总线主设备发送第二数据帧，可选地，该第二数据帧可以是总线从设备响应于总线主设备发送的控制指令、采集指令、设置指令生成的数据帧。如图4所示，其交互过程可以包括如下步骤：

S201、通过第一联网组件接收由第二联网组件发送的第三数据报文，并提取第三数据报文中的第二数据帧。

其中，第三数据报文的目的地址包括虚拟机的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址，第二数据帧为总线从设备发送给终端设备，并由终端设备中的第三联网组件转发给第二联网组件的数据帧。

基于上述说明，可以看出，由于第三数据报文的目的地址为虚拟机的IP地址、源地址为UPF的IP地址，因此，第二联网组件可以以第三数据报文形式向第一联网组件转发总线从设备发送的第二数据帧，进一步地，第一联网组件可以接收该第三数据报文，并可提取该第三数据报文中的第二数据帧，也即可以提取得到总线从设备发送给总线主设备的第二数据帧。

S202、通过虚拟通信接口接收第一联网组件发送的第二数据帧。

其中，第一联网组件获取到上述第二数据帧后，可以通过该第一联网组件与总线主设备之间的虚拟通信接口向该总线主设备转发该第二数据帧，其中，该虚拟通信接口可以是虚拟串口，以此实现总线主设备可以获取到总线从设备发送的第二数据帧，实现总线主设备和总线从设备之间的数据通信。

图5为本申请实施例提供的另一种基于现场总线的数据通信方法的交互示意图。可选地，如图5所示，上述第三数据报文可以由第二联网组件对第二数据帧进行封装得到，第二数据帧可以由第二联网组件对终端设备中的第三联网设备转发的第四数据报文进行提取得到，第四数据报文由第三联网设备对总线从设备发送的第二数据帧进行封装得到，第四数据报文的目的地址为用户平面功能的IP地址，源地址为终端设备的IP地址。

可选地，总线从设备与UE之间可以通过物理接口进行通信连接，比如，物理串口，当然，具体连接方式并不以此为限。参考图5所示，第二数据帧可以由总线从设备生成，又或者，可以由其他设备发送给总线从设备，其中，总线从设备获取到第二数据帧后，可以通过与UE之间的物理接口向UE发送给第二数据帧，UE接收到第二数据帧后可以将其转发至第三联网组件。第三联网组件可以以目的地址为UPF的IP地址、源地址为UE的IP地址对该第二数据帧进行封装，比如，可以封装为TCP报文或者流控制传输协议（Stream ControlTransmission Protocol，SCTP）报文等，将该TCP报文或SCTP报文作为第四数据报文，向UPF中的第二联网组件转发该第四数据报文。

进一步地，UPF中的第二联网组件接收到该第四数据报文后，可以对其进行解封装处理，提取得到该第四数据报文中的第二数据帧，并以目的地址为虚拟机的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址对该第二数据帧进行封装，比如，可以封装为IP数据报文，并将该IP数据报文作为第三数据报文，并通过第二联网组件向第一联网组件发送该第三数据报文。可以理解的是，该第一联网组件接收到该第三数据报文后，可以提取该第三数据报文中的数据载荷，获得第二数据帧，通过该第一联网组件与总线主设备之间的虚拟通信接口（比如，虚拟串口等）可以向该总线主设备转发该第二数据帧，实现总线主设备可以成功获取到总线从设备发送的第二数据帧。

需要说明的是，若UPF中的第二联网组件存储了多个虚拟机的IP地址，可选地，根据该多个虚拟机的IP地址，可以将上述第二数据帧复制多份，每个第二数据帧的目的地址对应不同虚拟机的IP地址，如此，可以实现总线从设备与多个总线主设备之间的数据通信。可选地，在一些实施例中，第一数据帧中还可以包括总线主设备的标识，UPF中可以包括各总线主设备对应的虚拟机的IP地址，如此，第二联网组件可以根据第一数据帧中总线主设备的标识、各总线主设备对应的虚拟机的IP地址，实现第三数据报文的精准转发，提高转发效率。当然，需要说明的是，若不同总线主设备生成的第二数据帧的内容不同，可选地，UPF也可以根据第二数据帧的具体内容确定对应的虚拟机的IP地址，本申请在此并不限定具体的确定方式。

图6为本申请实施例提供的又一种基于现场总线的数据通信方法的流程示意图。在一些实施例中，本地通信系统中虚拟机还可以与一联网配置器进行通信连接，该联网配置器可以部署在第二云端，可以对第一联网组件和第二联网组件进行相关配置。当然，需要说明的是，第一云端与第二云端可以为相同或不同云端，在此不作限定。基于上述说明，如图6所示，可以参见下述方法创建第一联网组件与总线主设备之间的虚拟通信接口，具体包括如下步骤：

S301、通过第一联网组件接收联网配置器发送的第一接口标识。

S302、根据第一接口标识，通过第一联网组件为总线主设备创建虚拟通信接口。

可选地，总线主设备可以被构建为一个虚拟机镜像，并在虚拟机上加载启动。在一些实施例中，可以通过联网配置器设置总线主设备的第一接口标识，所设置的该第一接口标识可以由联网配置器下发给第一联网组件，以使第一联网组件根据该第一接口标识设置总线主设备的虚拟通信接口。可选地，虚拟通信接口为虚拟串口时，该第一接口标识可以是串口编号。应用本申请实施例，实现可以根据实际需要灵活创建总线主设备和第一联网组件之间的虚拟通信接口。应用本申请实施例，实现了可以支持虚拟机形态的总线主设备与远端物理形态的总线从设备通过5G网络进行数据传输，可以有效实现远距离传输。

可选地，上述方法还包括：通过第一联网组件获取虚拟机的IP地址，并向联网配置器发送虚拟机的IP地址，以使联网配置器向用户平面功能转发虚拟机的IP地址。

可选地，虚拟机被分配了IP地址后，第一联网组件可以获取所在虚拟机的IP地址，并将该虚拟机的IP地址反馈至联网配置器，进一步地，联网配置器获取到虚拟机的IP地址后，可以将其下发至UPF中的第二联网组件，以使得第二联网组件根据联网配置器下发的虚拟机的IP地址可以进行事先保存，以保证实际通信过程中第二联网组件可以向对应的虚拟机转发第三数据报文，关于第三数据报文的说明可参见前述的相关部分，在此不再赘述。

此外，还需要说明的是，在一些实施例中，联网配置器还可以被配置为包括UPF的IP地址，进一步地，总线主设备还可以通过第一联网组件接收联网配置器发送的UPF的IP地址，如此可以保证实际通信过程中第一联网组件可以向对应的第二联网组件发送第一数据报文，关于第一数据报文的说明可参见前述的相关部分，在此不再赘述。

可选地，上述第三联网组件被配置为与第二联网组件保持通信连接，并记录有所对应的用户平面功能的IP地址。

其中，为了保证第三联网组件可以对第二联网组件发送的通信数据包、第二联网组件可以对第三联网组件发送的通信数据包作出及时响应，第三联网组件和第二联网组件可以保持通信连接不中断。比如，第三联网组件和第二联网组件之间可以保证TCP连接或者SCTP连接，当然，具体连接方式并不以此为限，根据所封装报文的不同可以有所不同。

基于上述说明，可以理解的是，若上述通信系统中包括多个UPF时，为了使得UE可以知晓其对应的UPF的地址，第三联网组件还可以被配置为记录有所对应的UPF的IP地址，如此，可以保证UE可以快速封装得到第四数据报文，提高数据通信效率。其中，可以理解的是，第三联网组件所对应的UPF的IP地址，也即与UE进行通信连接的通信从设备对应的UPF的IP地址。

可选地，本申请实施例还提供一种基于现场总线的数据通信方法，该方法可以应用于总线从设备，该总线从设备可以与上述本地通信系统终端设备进行通信连接，终端设备包括：第三联网组件，参考图3所示，上述方法可以包括：

接收用户平面功能中第二联网组件根据第一数据报文转发的第一数据帧，第一数据报文由虚拟机的第一联网组件对第一数据帧进行封装得到，虚拟机与用户平面功能进行通信连接，且虚拟机中部署有总线主设备，第一数据帧为总线主设备通过虚拟通信接口向第一联网组件发送的数据帧，第一数据报文的目的地址为用户平面功能的IP地址，源地址为虚拟机的IP地址，第一数据帧包括：总线从设备的标识。

结合前述说明，可以理解的是，总线主设备可以通过虚拟通信接口向第一联网组件发送第一数据帧，通过第一联网组件可以对该第一数据帧进行封装，封装后的第一数据报文可以转发给用户平面功能中第二联网组件；进一步地，通过该第二联网组件可以对该第一数据报文进行解封装，提取得到第一数据帧，并对该第一数据帧进行封装，封装后的第二数据报文可以发送给UE中的第三联网组件，通过该第三联网组件可以提取该第二数据报文中的第一数据帧，所提取的第一数据帧通过UE与总线从设备之间的物理接口可以转发给总线从设备，实现总线从设备可以成功接收到总线主设备发送的第一数据帧，也即可以基于无线通信网络实现总线主设备和总线从设备之间数据通信，使得可以支撑远距离现场设备的联网通信功能，且无需铺设有线电缆，实现方式简单且维护成本较低。

当然，需要说明的是，参照前述图4可知，总线从设备也可以向总线主设备发送第二数据帧，具体交互过程可参见前述的具体说明，在此不再赘述。

图7为本申请实施例提供的一种基于现场总线的数据通信装置的功能模块示意图，该装置可以应用于总线主设备，所述总线主设备部署于虚拟机中，所述虚拟机与用户平面功能进行通信连接，所述虚拟机包括第一联网组件，所述总线主设备与所述第一联网组件通过虚拟通信接口进行通信，所述用户平面功能包括第二联网组件，该装置基本原理及产生的技术效果与前述对应的方法实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及部分，可参考方法实施例中的相应内容。如图7所示，该数据通信装置100，可以包括：

发送模块110，用于通过所述虚拟通信接口向所述第一联网组件发送第一数据帧；

第一处理模块120，用于通过所述第一联网组件对所述第一数据帧进行封装，获取封装后的第一数据报文并向所述第二联网组件转发所述第一数据报文，以通过所述第二联网组件向总线从设备转发所述第一数据帧，其中，所述第一数据报文的目的地址为所述用户平面功能的IP地址，源地址为所述虚拟机的IP地址，所述第一数据帧包括：总线从设备的标识，所述总线从设备与终端设备进行通信连接。

在可选的实施方式中，所述通过所述第二联网组件向总线从设备转发所述第一数据帧，包括：

通过所述第二联网组件提取所述第一数据帧，并通过所述第二联网组件对所述第一数据帧进行封装，获取封装后的第二数据报文并向所述终端设备中的第三联网组件转发所述第二数据报文，以通过所述第三联网组件提取所述第一数据帧并向所述总线从设备转发所述第一数据帧，所述第二数据报文的目的地址为终端设备的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址。

在可选的实施方式中，所述数据通信装置还包括：第二处理模块，用于通过所述第一联网组件接收由所述第二联网组件发送的第三数据报文，并提取所述第三数据报文中的第二数据帧，所述第三数据报文的目的地址包括所述虚拟机的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址；通过所述虚拟通信接口接收所述第一联网组件发送的所述第二数据帧。

在可选的实施方式中，第三数据报文由所述第二联网组件对所述第二数据帧进行封装得到，所述第二数据帧由所述第二联网组件对所述终端设备中的第三联网设备转发的第四数据报文进行提取得到，所述第四数据报文由所述第三联网设备对所述总线从设备发送的第二数据帧进行封装得到，所述第四数据报文的目的地址为用户平面功能的IP地址，源地址为终端设备的IP地址。

在可选的实施方式中，所述虚拟机与联网配置器通信连接，所述数据通信装置还包括：第三处理模块，用于通过所述第一联网组件接收所述联网配置器发送的第一接口标识；根据所述第一接口标识，通过第一联网组件为所述总线主设备创建所述虚拟通信接口。

在可选的实施方式中，所述第三处理模块，还用于通过所述第一联网组件获取所述虚拟机的IP地址，并向所述联网配置器发送所述虚拟机的IP地址，以使所述联网配置器向所述用户平面功能转发所述虚拟机的IP地址。

在可选的实施方式中，所述第三联网组件被配置为与所述第二联网组件保持通信连接，并记录有所对应的所述用户平面功能的IP地址。

可选地，本申请还提供一种基于现场总线的数据通信装置，应用于总线从设备，所述总线从设备与终端设备进行通信连接，所述终端设备包括：第三联网组件，该装置基本原理及产生的技术效果与前述对应的方法实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及部分，可参考方法实施例中的相应内容。其中，所述数据通信装置可以包括：

接收模块，用于接收用户平面功能中第二联网组件根据第一数据报文转发的第一数据帧，所述第一数据报文由虚拟机的第一联网组件对所述第一数据帧进行封装得到，所述虚拟机与用户平面功能进行通信连接，且所述虚拟机中部署有总线主设备，所述第一数据帧为所述总线主设备通过虚拟通信接口向所述第一联网组件发送的数据帧，所述第一数据报文的目的地址为所述用户平面功能的IP地址，源地址为所述虚拟机的IP地址，所述第一数据帧包括：总线从设备的标识。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC），或，一个或多个微处理器，或，一个或者多个现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，简称FPGA）等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统（system-on-a-chip，简称SOC）的形式实现。

图8为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图，该电子设备可以总线主设备或总线从设备。如图8所示，该电子设备可以包括：处理器210、存储介质220和总线230，存储介质220存储有处理器210可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，处理器210与存储介质220之间通过总线230通信，处理器210执行机器可读指令，以执行上述方法实施例的步骤。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

可选地，本申请还提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例的步骤。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，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）或处理器（英文：processor）执行本申请各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（英文：Read-Only Memory，简称：ROM）、随机存取存储器（英文：Random Access Memory，简称：RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于现场总线的数据通信方法，其特征在于，应用于总线主设备，所述总线主设备部署于虚拟机中，所述虚拟机与用户平面功能进行通信连接，所述虚拟机包括第一联网组件，所述总线主设备与所述第一联网组件通过虚拟通信接口进行通信，所述用户平面功能包括第二联网组件，所述方法包括：

通过所述虚拟通信接口向所述第一联网组件发送第一数据帧；

通过所述第一联网组件对所述第一数据帧进行封装，获取封装后的第一数据报文并向所述第二联网组件转发所述第一数据报文，以通过所述第二联网组件向总线从设备转发所述第一数据帧，其中，所述第一数据报文的目的地址为所述用户平面功能的IP地址，源地址为所述虚拟机的IP地址，所述第一数据帧包括：总线从设备的标识，所述总线从设备与终端设备进行通信连接；

所述总线主设备被构建为一个虚拟机镜像，所述虚拟机与联网配置器通信连接，所述方法还包括：

通过所述第一联网组件接收所述联网配置器发送的第一接口标识；

根据所述第一接口标识，通过第一联网组件为所述总线主设备创建所述虚拟通信接口。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第二联网组件向总线从设备转发所述第一数据帧，包括：

通过所述第二联网组件提取所述第一数据帧，并通过所述第二联网组件对所述第一数据帧进行封装，获取封装后的第二数据报文并向所述终端设备中的第三联网组件转发所述第二数据报文，以通过所述第三联网组件提取所述第一数据帧并向所述总线从设备转发所述第一数据帧，所述第二数据报文的目的地址为终端设备的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址，所述第三联网组件被配置为与所述第二联网组件保持通信连接，并记录有所对应的所述用户平面功能的IP地址。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过所述第一联网组件接收由所述第二联网组件发送的第三数据报文，并提取所述第三数据报文中的第二数据帧，所述第三数据报文的目的地址包括所述虚拟机的IP地址，源地址为用户平面功能的IP地址；

通过所述虚拟通信接口接收所述第一联网组件发送的所述第二数据帧。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第三数据报文由所述第二联网组件对所述第二数据帧进行封装得到，所述第二数据帧由所述第二联网组件对所述终端设备中的第三联网设备转发的第四数据报文进行提取得到，所述第四数据报文由所述第三联网设备对所述总线从设备发送的第二数据帧进行封装得到，所述第四数据报文的目的地址为用户平面功能的IP地址，源地址为终端设备的IP地址。

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：

通过所述第一联网组件获取所述虚拟机的IP地址，并向所述联网配置器发送所述虚拟机的IP地址，以使所述联网配置器向所述用户平面功能转发所述虚拟机的IP地址。

6.一种基于现场总线的数据通信方法，其特征在于，应用于总线从设备，所述总线从设备与终端设备进行通信连接，所述终端设备包括：第三联网组件，所述方法包括：

接收用户平面功能中第二联网组件根据第一数据报文转发的第一数据帧，所述第一数据报文由虚拟机的第一联网组件对所述第一数据帧进行封装得到，所述虚拟机与用户平面功能进行通信连接，且所述虚拟机中部署有总线主设备，所述第一数据帧为所述总线主设备通过虚拟通信接口向所述第一联网组件发送的数据帧，所述第一数据报文的目的地址为所述用户平面功能的IP地址，源地址为所述虚拟机的IP地址，所述第一数据帧包括：总线从设备的标识；

所述总线主设备被构建为一个虚拟机镜像，所述虚拟机与联网配置器通信连接，所述虚拟通信接口由所述总线主设备根据第一接口标识，通过第一联网组件创建得到，所述第一接口标识为所述联网配置器通过所述第一联网组件发送给所述总线主设备的接口标识。

7.一种基于现场总线的数据通信装置，其特征在于，应用于总线主设备，所述总线主设备部署于虚拟机中，所述虚拟机与用户平面功能进行通信连接，所述虚拟机包括第一联网组件，所述总线主设备与所述第一联网组件通过虚拟通信接口进行通信，所述用户平面功能包括第二联网组件，所述数据通信装置包括：

发送模块，用于通过所述虚拟通信接口向所述第一联网组件发送第一数据帧；

第一处理模块，用于通过所述第一联网组件对所述第一数据帧进行封装，获取封装后的第一数据报文并向所述第二联网组件转发所述第一数据报文，以通过所述第二联网组件向总线从设备转发所述第一数据帧，其中，所述第一数据报文的目的地址为所述用户平面功能的IP地址，源地址为所述虚拟机的IP地址，所述第一数据帧包括：总线从设备的标识，所述总线从设备与终端设备进行通信连接；

所述总线主设备被构建为一个虚拟机镜像，所述虚拟机与联网配置器通信连接，所述数据通信装置还包括：第三处理模块，用于通过所述第一联网组件接收所述联网配置器发送的第一接口标识；根据所述第一接口标识，通过第一联网组件为所述总线主设备创建所述虚拟通信接口。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1-6任一所述基于现场总线的数据通信方法的步骤。

9.一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计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-6任一所述基于现场总线的数据通信方法的步骤。

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