CN117880384A - 一种实时网络数据传输方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种实时网络数据传输方法、装置、存储介质及电子设备。在此方法中，通过主站中所包含的协议层生成预设指令后，将预设指令发送给系统抽象层所包含的预设内核中，以通过预设内核，调用预设的生成任务函数，来生成针对预设指令的实时任务，以及调用预设的时钟创建函数创建针对实时任务的实时定时器，并在通过实时定时器检测到到达实时任务的执行时间时，将预设指令发送到主站所包含的驱动层中，通过驱动层中预先加载的实时网络驱动，将预设指令发送给从站，以使从站根据接收到的预设指令来执行任务。

Description

一种实时网络数据传输方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本说明书涉及通信领域以及计算机技术领域，尤其涉及一种实时网络数据传输方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

在自动化领域，可以使用一种实时以太网通信协议(Ethernet for ControlAutomation Technology，EtherCAT)来实现对机器人的精确控制。该通信协议是一种用于实时控制和自动化领域的高性能以太网协议。

使用EtherCAT通信协议进行机器人控制器和各执行端之间进行通信时，机器人控制器在EtherCAT通信协议中作为主站，各执行端在EtherCAT通信协议中作为从站，从而，主站通过EtherCAT通信协议将指令发送给各从站。

但是，由于存在通信抖动使得通信延迟不可预测，降低了通信的准确性和可靠性。并且，由于EtherCAT通信协议使用的通用性Linux网卡驱动有一定的固有延迟，无法满足实际生产中对于硬实时性能的高要求。

所以，如何优化通用性Linux网卡驱动的实时性能以及降低通信抖动，则是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本说明书实施例提供一种实时网络数据传输方法、装置及电子设备，以部分解决上述现有技术存在的问题。

本说明书实施例采用下述技术方案：

本说明书提供的一种实时网络数据传输方法，所述方法应用于主站，所述主站中包含有协议层、系统抽象层以及驱动层，所述驱动层包含预先加载的实时网络驱动，包括：

通过所述协议层生成预设指令；

将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核中，以通过所述预设内核，调用预设的生成任务函数生成针对所述预设指令的实时任务，以及调用预设的时钟创建函数创建针对所述实时任务的实时定时器，并在通过所述实时定时器检测到达所述实时任务的执行时间时，将所述预设指令发送到所述驱动层中；

通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站，以使所述从站根据接收到的所述预设指令，执行任务。

可选地，预先加载的实时网络驱动，具体包括：

获取针对所述实时网络驱动的安装脚本；

运行所述安装脚本，创建实时网卡驱动模块，以通过所述实时网卡驱动模块，将待配置的实时网络驱动所使用的网络接口卡的地址设置为通用网络驱动中使用的网络接口卡的地址，以及，将所述驱动层所使用的所述通用网络驱动的驱动名修改为待配置的实时网络驱动的驱动名，以完成所述实时网络驱动的加载。

可选地，通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站，具体包括：

将所述预设指令发送给所述驱动层中通过加载所述实时网络驱动后所设置的实时介质访问控制模块，以使所述实时介质访问控制模块根据发送上一指令时的等待时间，设置发送所述预设指令的发送时间，其中，等待时间用于表示所述驱动层发送前后两个指令的时间间隔；

根据所述发送时间，通过所述驱动层中基于加载所述实时网络驱动后所设置的实时驱动模块，将所述预设指令发送给从站。

可选地，所述驱动层中设有发送缓冲区；

在通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站之前，所述方法还包括：

将所述预设指令存储在所述发送缓冲区中；

通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站，具体包括：

将存储在所述发送缓冲区中的所述预设指令发送给从站，其中，所述发送缓冲区中存储的数据是按照先进先出的原则发送给从站的。

可选地，所述驱动层中设有发送索引缓冲区、接收缓冲区以及接收索引缓冲区；

所述方法还包括：

将所述预设指令对应的索引值存储在所述发送索引缓冲区中；

所述方法还包括：

接收所述从站响应于所述预设指令所返回的响应数据；

将所述响应数据存储在所述接收缓冲区中，以及将所述响应数据对应的索引值存储在所述接收索引缓冲区中；

若确定在所述发送索引缓冲区中存在与所述接收索引缓冲区中存储的所述响应数据对应的索引值相匹配的索引值，则将存储在所述接收缓冲区中存储的所述响应数据发送给所述系统抽象层所包含的所述预设内核，以通过所述预设内核，对所述响应数据进行处理。

可选地，所述预设内核包括实时内核，所述实时内核包括：实时子系统Xenomai内核。

可选地，将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核，具体包括：

若确定所述预设指令对应的任务为实时任务，则将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核。

本说明书提供的一种实时网络数据传输装置，所述装置中包含有协议层、系统抽象层以及驱动层，所述驱动层包含预先加载的实时网络驱动，包括：

生成模块，用于通过所述协议层生成预设指令；

发送模块，用于将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核中，以通过所述预设内核，调用预设的生成任务函数生成针对所述预设指令的实时任务，以及调用预设的时钟创建函数创建针对所述实时任务的实时定时器，并在通过所述实时定时器检测到达所述实时任务的执行时间时，将所述预设指令发送到所述驱动层中；

传输模块，用于通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站，以使所述从站根据接收到的所述预设指令，执行任务。

本说明书提供的一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种实时网络数据传输方法。

本说明书提供的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的一种实时网络数据传输方法。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本说明书实施例中通过主站中所包含的协议层生成预设指令后，将预设指令发送给系统抽象层所包含的预设内核中，以通过预设内核，调用预设的生成任务函数，来生成针对预设指令的实时任务，以及调用预设的时钟创建函数创建针对实时任务的实时定时器，并在通过实时定时器检测到到达实时任务的执行时间时，将预设指令发送到主站所包含的驱动层中，通过驱动层中预先加载的实时网络驱动，将预设指令发送给从站，以使从站根据接收到的预设指令来执行任务。

在说明书中，通过使用系统抽象层中的预设内核来创建针对实时任务的实时定时器，以便准时地将预设指令发送给驱动层，并通过驱动层中预先加载实时网络驱动后所设置的实时介质访问控制模块，来设置发送预设指令的发送时间，降低通信抖动，从而，实现对发送预设指令的精确控制。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：

图1为本说明书实施例提供的一种实时网络数据传输方法的流程示意图；

图2为本说明书实施例提供的一种实时网络数据传输方法的模块示意图；

图3为本说明书实施例提供的一种实时网络数据传输装置的结构示意图；

图4为本说明书实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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，都属于本说明书保护的范围。

以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。

图1为本说明书实施例提供的一种实时网络数据传输方法的流程示意图，包括：

S100：通过所述协议层生成预设指令。

随着自动化系统对更高实时性能和实时通信需求的追求，可以使用一种开源实时以太网通信协议(Ethernet for Control Automation Technology，EtherCAT)来实现对机器人更加灵活的控制。

在EtherCAT通信协议中，机器人的控制器作为EtherCAT通信协议中的主站，机器人的各执行端作为EtherCAT通信协议中的从站，通过主站生成指令发送给从站，以使从站根据接收到的指令执行相应的任务。

通常情况下，主站将指令发送给从站，是通过部署在主站中的协议层、系统抽象层以及驱动层来生成实时指令并进行实时指令的下发。

然而，主站使用EtherCAT通信协议将实时指令发送到通用网络驱动后，由于通用网络驱动发送前后两个指令之间的时间间隔不稳定，存在通信抖动的问题，以及通用网络驱动存在固有延迟，对实时性能产生一定影响，进而导致无法满足实际生产中对实时性的需求。

为了解决上述问题，在本说明书实施例中，通过主站中所包含的协议层生成预设指令后，将预设指令发送给系统抽象层所包含的预设内核中，以通过预设内核，调用预设的生成任务函数，来生成针对预设指令的实时任务，以及调用预设的时钟创建函数创建针对实时任务的实时定时器，并在通过实时定时器检测到到达实时任务的执行时间时，将预设指令发送到主站所包含的驱动层中，通过驱动层中预先加载的实时网络驱动，将预设指令发送给从站，以使从站根据接收到的预设指令来执行任务。

在此方法中，通过使用系统抽象层中的预设内核来创建针对实时任务的实时定时器，以便准时地将预设指令发送给驱动层，并通过驱动层中预先加载实时网络驱动后所设置的实时介质访问控制模块，来设置发送预设指令的发送时间，降低通信抖动，从而，实现对发送预设指令的精确控制。

首先，主站需要通过协议层来生成预设指令。

具体的，在本说明书实施例中，主站首先根据EtherCAT通信协议中指定的规则，通过协议层去生成预设指令，进而，通过EtherCAT总线将预设指令经过系统抽象层以及驱动层后发送给从站，以使从站按照接收到的指令，执行相应的动作或任务。

其中，这里生成预设指令时所使用到的数据可以是实际运行中产生的，如，主站根据实时数据或传感器的读数中获取生成预设指令所需要的数据，或是主站接收到从站返回的响应数据中所包含的从站的配置信息，如，设备参数以及通信参数等，主站根据获取到配置信息，通过协议层去生成预设指令。

S102：将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核中，以通过所述预设内核，调用预设的生成任务函数生成针对所述预设指令的实时任务，以及调用预设的时钟创建函数创建针对所述实时任务的实时定时器，并在通过所述实时定时器检测到达所述实时任务的执行时间时，将所述预设指令发送到所述驱动层中。

在本说明书实施例中，主站通过协议层生成预设指令后，将预设指令发送给系统抽象层所包含的预设内核中，并通过预设内核，来调用预设的生成任务函数生成针对预设指令的实时任务，以及调用预设的时钟创建函数创建针对实时任务的实时定时器，从而，通过实时定时器检测到到达实时任务的执行时间时，将预设指令发送到主站包含的驱动层中。

其中，这里提到的预设内核包括实时内核，实时内核包括实时子系统Xenomai内核，而系统抽象层包含有非实时内核，非实时内核包括Linux内核。

在本说明书中，是根据机器人是否要运行，来决定主站将生成的指令发送给系统抽象层中的实时内核还是非实时内核。

具体的，主站在对从站进行通信参数以及设备参数初始化是在机器人运行之前，则主站根据从站的配置信息生成初始化指令后，将初始化指令发送给系统抽象层中所包含的非实时内核，通过非实时内核将预设指令发送给驱动层。

而在机器人运行期间，主站会根据EtherCAT通信协议中的预设的规则去生成预设指令，通过将预设指令发送给预设内核中包含的实时内核，以便于实时内核根据预设指令去创建对应的实时任务以及实时定时器，确保将预设指令准时地发送给驱动层。

需要注意的是，预设指令可以是主站根据EtherCAT通信协议中的预设的规则生成的周期性指令，以及主站根据从站接收到预设指令后返回的响应数据来生成对应的特定指令。

通过实时内核调用预设的时钟创建函数，来创建针对预设指令对应的实时任务的实时定时器，以便根据实时定时器检测达到实时任务的执行时间时，确保能够准时地将预设指令发送给驱动层。

S104：通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站，以使所述从站根据接收到的所述预设指令，执行任务。

在本说明书中，主站通过系统抽象层将预设指令传输到驱动层后，根据驱动层中加载的实时网络驱动，将预设指令发送给从站，以使从站根据接收到的所述预设指令，执行任务。

具体的，在本说明书中，主站通过系统抽象层将预设指令传输到驱动层后，驱动层将预设指令存储在驱动层中包含的发送缓冲区中，同时，将预设指令对应的索引值存储在驱动层中包含的发送索引缓冲区中，通过加载实时网络驱动后所设置的实时介质访问控制模块，并根据发送上一指令时的等待时间，设置发送预设指令的发送时间，根据发送时间，以及通过驱动层中基于加载实时网络驱动后所设置的实时驱动模块，将预设指令发送给从站。其中，发送缓冲区中存储的数据是按照先进先出的原则发送给从站的，这里提到的等待时间用于表示驱动层发送前后两个指令的时间间隔。

在本说明书中，加载实时网络驱动后所设置的实时介质访问控制模块可以根据发送上一指令之前的各历史指令之间的时间间隔的平均值以及发送上一指令时的等待时间，来设置发送预设指令的发送时间，通过这种方式确保发送每个指令之间的时间间隔比较稳定，从而减少通信抖动。

例如，若加载实时网络驱动后所设置的实时介质访问控制模块计算的发送上一指令之前的各历史指令之间的时间间隔的平均值为1秒，而发送上一指令的等待时间为1.5秒，则两者之间的差值为-0.5秒，继而，将当前发送预设指令时的等待时间调整为1秒，并以此设置发送预设指令的发送时间，进而根据该发送时间，以及通过驱动层中基于加载实时网络驱动后所设置的实时驱动模块，将预设指令发送给从站。

需要注意的是，这里提到的实时网络驱动可以指的是RTnet。

除此之外，主站中所包含的驱动层接收到从站响应于预设指令后所返回的响应数据后，将响应数据存储在接收缓冲区中，以及将响应数据对应的索引值存储在接收索引缓冲区中，若确定在发送索引缓冲区中存在接收索引缓冲区中存储的响应数据对应的索引值相匹配的索引值，则将存储在接收缓冲区中存储的响应数据发送给系统抽象层所包含的预设内核中，以通过预设内核，对响应数据进行处理。

其中，在将响应数据存储在接收缓冲区之前，需要使用驱动层中加载实时网络驱动后所设置的实时网络应用程序接口模块，对返回数据中所包含的从站执行接收到的预设指令后给出的返回值进行判断，根据返回值是否大于预设值，来确定接收到预设指令的从站是否正确完成相应的任务，继而，将返回值大于预设值对应的响应数据存储在接收缓冲区中，同时，将响应数据对应的索引值存储在接收索引缓冲区中，以便后续对响应数据进行进一步匹配。其中，预设值可以设为0。

需要注意的是，在机器人进行运行之前，首先需要在部分通用网络驱动中加载实时网络驱动。其中，这里提到的通用网络驱动是默认的网络驱动。之所以需要在部分通用网络驱动中加载实时网络驱动，是因为如果使用默认的网络驱动，则主站将预设指令发送到默认的网络驱动中后，由于默认的网络驱动无法设置发送预设指令的发送时间，会导致相邻两个指令对应的发送时间之间的时间间隔不稳定，存在通信抖动的问题，以及默认的网络驱动存在固定延迟，导致预设指令无法及时发出，对实时性能造成一定影响，因此，需要加载实时网络驱动，以便使用实时网络驱动来提高实时性能。

具体的，获取针对实时网络驱动的安装脚本，运行安装脚本，来创建实时网卡驱动模块，以便通过实时网卡驱动模块，将待配置的实时网络驱动所使用的网络接口卡的地址设置为通用网络驱动中使用的网络接口卡的地址，继而，将主站包含的驱动层中所使用的通用网络驱动的驱动名修改为待配置的实时网络驱动的驱动名，从而，在主站包含的驱动层中完成实时网络驱动的加载。

需要注意的是，这里提到的针对实时网络驱动的安装脚本中包含有：通用网络驱动的驱动名、通用网络驱动对应的网络接口卡的地址、实时网络驱动中预设的数据传输协议栈、加载实时网络驱动后设置的实时介质访问控制模块的状态信息以及加载实时网络驱动模块后设置的实时抓包模块的状态信息。

其中，实时网络驱动中预设的数据传输协议栈指的可以是UDP/IP协议栈，该协议栈用于将预设指令转化为指定的数据传输格式，以提高数据传输速度。加载实时网络驱动后设置的实时介质访问控制模块用于获得网络驱动程序传输的独占控制权，当然，通过上述描述可知，实时介质访问控制模块也将根据发送上一指令的等待时间，来设置发送当前指令的发送时间，以保证发送每个指令之间的时间间隔比较稳定，减少通信抖动。加载实时网络驱动模块后设置的实时抓包模块用于抓取从站接收预设指令后返回的响应数据。

也就是说，当主站将预设指令发送到驱动层后，首先使用预设的数据传输协议栈将预设指令转化为指定的数据传输格式后，来提高数据传输速度，继而，由于加载实时网络驱动后设置的实时介质访问控制模块的功能，使得原有的网络接口卡与实时网络驱动之间存在强绑定关系，以使驱动层使用实时网络驱动并通过原有的网络接口卡将预设指令发送给从站，进一步地，通过加载实时网络驱动模块后设置的实时抓包模块来抓取从站接收预设指令后返回的响应数据，便于后续主站对从站的进一步操作。

需要注意的是，本说明书中的实时网络数据传输方法适用于使用EtherCAT通信协议的设备。

通过上述方法，在主站包含的驱动层中加载实时网络驱动后，以便主站在机器人运行过程中所创建的指令，能够使用基于加载实时网络驱动后设置的实时介质访问控制模块，来设置发送指令的发送时间，进而控制预设指令的发送时间，来减小通信抖动。

图2为本说明书实施例提供的一种实时网络数据传输方法的模块示意图。

如图2所示，主站中包含有协议层，系统抽象层以及驱动层三部分，而驱动层包含有实时网络驱动、发送缓冲区、发送索引缓冲区、接收缓冲区以及接收索引缓冲区，协议层包含有系统抽象层，系统抽象层包含有非实时内核与实时内核。

在对机器人运行之前，主站通过广播发送数据帧的方式获取到从站时钟的时间以及从站对应的配置信息，如，设备参数以及通信参数等，通过协议层根据这些配置信息生成初始化指令，将初始化指令发送给系统抽象层所包含的非实时内核，通过非实时内核将初始化指令发送给驱动层的发送缓冲区中，并将初始化指令对应的索引值存储在发送索引缓冲区中，继而，使用通用网络驱动按照发送缓冲区中存储的数据按照先进先出的原则，来将初始化指令发送给从站，以使从站执行接收到的初始化指令。

在机器人运行期间，主站会根据EtherCAT通信协议中的预设的规则，来生成预设指令，将预设指令发送给预设内核中包含的实时内核后，以通过实时内核根据预设指令去创建对应的实时任务以及实时定时器，以便根据实时定时器检测达到实时任务的执行时间时，将预设指令发送到驱动层中，其中，预设指令用于表示主站根据EtherCAT通信协议中的预设的规则生成的周期性指令，以及根据从站接收到预设指令后返回的响应数据而进一步生成对应的特定指令。

驱动层将接收到的预设指令存储在发送缓冲区中，并将对应的索引值存储在发送索引缓冲区中，以先进先出的原则，通过加载实时网络驱动后所设置的实时网络应用程序接口模块将预设指令传输给数据传输协议栈，以将预设指令转化为指定的数据传输格式，得到转化后指令，将转化后指令传输给加载实时网络驱动后所设置的实时介质访问控制模块，以使实时介质访问控制模块根据发送上一指令时的等待时间，设置发送转化后指令的发送时间。其中，等待时间用于表示驱动层发送前后两个指令的时间间隔，进而，根据设置后的发送时间，通过加载实时网络驱动后所设置的实时网卡驱动模块，将转化后指令发送给从站。

从站根据接收到的转化后指令，执行相应的任务后返回响应数据，驱动层中加载实时网络驱动后所设置的实时抓包模块从对应的网卡中抓取响应数据，并将响应数据传输给实时网络应用程序接口模块中，通过实时网络应用程序接口模块对响应数据中包含的返回值进行判断，确定从站是否正确执行对应的接收到的预设指令，将大于预设值的返回值对应的响应数据存储在接收缓冲区中，同时，将响应数据对应的索引值存储在接收索引缓冲区中，从而，判断发送索引缓冲区中是否存在接收索引缓冲区中存储的响应数据对应的索引值相匹配的索引值，也就是说，判断发送索引缓冲区中是否存储接收索引缓冲区中存储响应数据的索引值，以便确保是主站发送的预设指令。其中，预设值可以设置为0。

若确定在发送索引缓冲区中存在接收索引缓冲区中存储的响应数据对应的索引值相匹配的索引值，则将存储在接收缓冲区中存储的响应数据发送给系统抽象层所包含的预设内核中，以通过预设内核，对响应数据进行处理。

从上述内容中可以看出，通过使用系统抽象层中的预设内核来创建针对实时任务的实时定时器，以便准时地将预设指令发送给驱动层，并通过驱动层中预先加载实时网络驱动后所设置的实时介质访问控制模块，来设置发送预设指令的发送时间，来降低通信抖动，从而，实现对发送预设指令的精确控制，在一定程度上大大地提高了实时性能。

以上为本说明书实施例提供的一种实时网络数据传输方法，基于同样的思路，本说明书还提供了相应的装置、存储介质和电子设备。

图3为本说明书实施例提供的一种实时网络数据传输装置的结构示意图，所述装置包括：

生成模块301，用于通过所述协议层生成预设指令；

发送模块302，用于将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核中，以通过所述预设内核，调用预设的生成任务函数生成针对所述预设指令的实时任务，以及调用预设的时钟创建函数创建针对所述实时任务的实时定时器，并在通过所述实时定时器检测到达所述实时任务的执行时间时，将所述预设指令发送到所述驱动层中；

传输模块303，用于通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站，以使从站根据接收到的所述预设指令，执行任务。

可选地，所述装置还包括加载模块304；

所述加载模块304具体用于，获取针对所述实时网络驱动的安装脚本；运行所述安装脚本，创建实时网卡驱动模块，以通过所述实时网卡驱动模块，将待配置的实时网络驱动所使用的网络接口卡的地址设置为通用网络驱动中使用的网络接口卡的地址，以及，将所述驱动层所使用的所述通用网络驱动的驱动名修改为待配置的实时网络驱动的驱动名，以完成所述实时网络驱动的加载。

可选地，所述传输模块303具体用于，将所述预设指令发送给所述驱动层中通过加载所述实时网络驱动后所设置的实时介质访问控制模块，以使所述实时介质访问控制模块根据发送上一指令时的等待时间，设置发送所述预设指令的发送时间，其中，等待时间用于表示所述驱动层发送前后两个指令的时间间隔；根据所述发送时间，通过所述驱动层中基于加载所述实时网络驱动后所设置的实时驱动模块，将所述预设指令发送给所述从站。

可选地，所述驱动层中设有发送缓冲区；

所述传输模块303在通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站之前，还用于将所述预设指令存储在所述发送缓冲区中；

所述传输模块303具体用于，将存储在所述发送缓冲区中的所述预设指令发送给从站，其中，所述发送缓冲区中存储的数据是按照先进先出的原则发送给从站的。

可选地，所述驱动层中设有发送索引缓冲区、接收缓冲区以及接收索引缓冲区；

所述传输模块303还用于将所述预设指令对应的索引值存储在所述发送索引缓冲区中；

所述传输模块303还用于接收所述从站响应于所述预设指令所返回的响应数据；将所述响应数据存储在所述接收缓冲区中，以及将所述响应数据对应的索引值存储在所述接收索引缓冲区中；若确定在所述发送索引缓冲区中存在与所述接收索引缓冲区中存储的所述响应数据对应的索引值相匹配的索引值，则将存储在所述接收缓冲区中存储的所述响应数据发送给所述系统抽象层所包含的所述预设内核，以通过所述预设内核，对所述响应数据进行处理。

可选地，所述预设内核包括实时内核，所述实时内核包括：实时子系统Xenomai内核。

可选地，所述发送模块302具体用于，若确定所述预设指令对应的任务为实时任务，则将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核。

本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可用于执行上述图1提供的一种实时网络数据传输方法。

基于图1所示的一种实时网络数据传输方法，本说明书实施例还提供了图4所示的电子设备的结构示意图。如图4，在硬件层面，该电子设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述图1所述的一种实时网络数据传输方法。

当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

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，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种实时网络数据传输方法，其特征在于，所述方法应用于主站，所述主站中包含有协议层、系统抽象层以及驱动层，所述驱动层包含预先加载的实时网络驱动，包括：

通过所述协议层生成预设指令；

将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核中，以通过所述预设内核，调用预设的生成任务函数生成针对所述预设指令的实时任务，以及调用预设的时钟创建函数创建针对所述实时任务的实时定时器，并在通过所述实时定时器检测到达所述实时任务的执行时间时，将所述预设指令发送到所述驱动层中；

通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站，以使所述从站根据接收到的所述预设指令，执行任务。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预先加载的实时网络驱动，具体包括：

获取针对所述实时网络驱动的安装脚本；

运行所述安装脚本，创建实时网卡驱动模块，以通过所述实时网卡驱动模块，将待配置的实时网络驱动所使用的网络接口卡的地址设置为通用网络驱动中使用的网络接口卡的地址，以及，将所述驱动层所使用的所述通用网络驱动的驱动名修改为待配置的实时网络驱动的驱动名，以完成所述实时网络驱动的加载。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站，具体包括：

将所述预设指令发送给所述驱动层中通过加载所述实时网络驱动后所设置的实时介质访问控制模块，以使所述实时介质访问控制模块根据发送上一指令时的等待时间，设置发送所述预设指令的发送时间，其中，等待时间用于表示所述驱动层发送前后两个指令的时间间隔；

根据所述发送时间，通过所述驱动层中基于加载所述实时网络驱动后所设置的实时驱动模块，将所述预设指令发送给从站。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱动层中设有发送缓冲区；

在通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站之前，所述方法还包括：

将所述预设指令存储在所述发送缓冲区中；

通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站，具体包括：

将存储在所述发送缓冲区中的所述预设指令发送给所述从站，其中，所述发送缓冲区中存储的数据是按照先进先出的原则发送给从站的。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述驱动层中设有发送索引缓冲区、接收缓冲区以及接收索引缓冲区；

所述方法还包括：

将所述预设指令对应的索引值存储在所述发送索引缓冲区中；

所述方法还包括：

接收所述从站响应于所述预设指令所返回的响应数据；

将所述响应数据存储在所述接收缓冲区中，以及将所述响应数据对应的索引值存储在所述接收索引缓冲区中；

若确定在所述发送索引缓冲区中存在与所述接收索引缓冲区中存储的所述响应数据对应的索引值相匹配的索引值，则将存储在所述接收缓冲区中存储的所述响应数据发送给所述系统抽象层所包含的所述预设内核，以通过所述预设内核，对所述响应数据进行处理。

6.如权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述预设内核包括实时内核，所述实时内核包括：实时子系统Xenomai内核。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核，具体包括：

若确定所述预设指令对应的任务为实时任务，则将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核。

8.一种实时网络数据传输装置，其特征在于，所述装置中包含有协议层、系统抽象层以及驱动层，所述驱动层包含预先加载的实时网络驱动，包括：

生成模块，用于通过所述协议层生成预设指令；

发送模块，用于将所述预设指令发送给所述系统抽象层所包含的预设内核中，以通过所述预设内核，调用预设的生成任务函数生成针对所述预设指令的实时任务，以及调用预设的时钟创建函数创建针对所述实时任务的实时定时器，并在通过所述实时定时器检测到达所述实时任务的执行时间时，将所述预设指令发送到所述驱动层中；

传输模块，用于通过所述驱动层中加载的所述实时网络驱动，将所述预设指令发送给从站，以使所述从站根据接收到的所述预设指令，执行任务。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-7任一项所述的方法。