一种网关的数据传输方法和网关设备技术

本发明专利技术公开了一种网关的数据传输方法和网关设备，涉及智能网关技术领域。一种网关的数据传输方法具体包括以下步骤：接收数据帧；将所述数据帧按照预设格式封装成自定义格式的数据包，并对所述数据包进行优先级配置；根据TSN协议对自定义的数据包进行封装生成TSN数据包，并以TSN数据包进行数据传输。旨在提高工业网络数据的传输效率。

【技术实现步骤摘要】
一种网关的数据传输方法和网关设备
本专利技术涉及智能网关
，特别涉及一种网关的数据传输方法和网关设备。
技术介绍
目前，全球先进经济体已经进入工业4.0时代，在新工业时代背景下，工业界的竞争焦点已经变为“智能制造”，这促使工业企业的生产方式更加智能化和网络化，由此，工业物联网应运而生。工业物联网的诞生是为了满足工业界能够通过智能化、精细化管理提升生产效率、降低运营成本，使工厂内外部形成一个完整的数据传输系统。然而，随着工业应用承载的业务量和需求量日渐增加，对于工业网络的互通性、兼容性和数据传输质量有了更高的要求。为了解决上述技术问题，现有技术采用Ethernet/IP、EtherCat、POWERLINK等技术，这些技术虽然在数据堵塞碰撞等方面有很好的解决效果，通过用软硬实时技术可以保证1ms-100ms内不同级别的网络实时性能，但是在云计算和大数据接入之后，对于工业控制、物联网等领域要保证网络互通和数据高效实时的确定性传输要求，现有技术就显得力不从心，因此如何实现工业网络数据的高效传输，成为了亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种网关的数据传输方法和网关设备，旨在提高对网络数据包的封装效率，从而实现数据的高效传输。为了实现上述目的，一种网关的数据传输方法，包括以下步骤：接收数据帧；将所述数据帧按照预设格式封装成自定义格式的数据包，并对所述数据包进行优先级配置；根据TSN协议对自定义的数据包进行封装生成TSN数据包，并以TSN数据包进行数据传输。在本申请的一实施例中，所述预设格式为：协议包头，用于记载与所述数据帧相对应的设备功能信息；类型，用于记载产生所述数据帧的设备类型；数据长度，用于记录数据帧的长度信息；序号，用于记录数据帧的编号；数据内容、用于记录数据帧的内容和配置信息；以及校验位，用于数据包进行数据校验。在本申请的一实施例中，所述协议包头包括对接收设备的动作进行设定、获取接收设备的当前状态、传递日期数据至处理模块、对处理模块中存储于存储器中的错误进行操作以及返回处理模块中的错误码中的至少一个。在本申请的一实施例中，所述类型包括COM设备类型、CAN设备类型、LAN设备类型、PCI设备类型、LED设备类型以及EEPROM设备类型中的至少一种。在本申请的一实施例中，所述数据内容包括获取的网络数据包和对所述网络数据包的配置信息，所述配置信息包括数据帧的协议类型、VLAN标识中的至少一个。本申请还公开了一种采用如上任意一项所述的网关设备，包括用于接收或发送数据的接口模块，通信连接于所述接口模块并将所述接口模块获取的数据封装生成自定义数据包的中央处理模块；以及通信连接于所述中央处理模块并将自定义数据包转换成TSN数据包的TSN系统模块。在本申请的一实施例中，所述接口模块包括用于收发网络数据的网络接口模块和用于控制所述网关设备的控制接口模块，其中所述控制接口模块包括CAN接口、UART接口中的至少一个；所述网络接口模块包括SGMII串行网口和QSGMII高速串行交换接口中的至少一个。在本申请的一实施例中，还包括通信连接于所述中央处理模块用于对所述网络数据进行无线收发的无线传输模块。在本申请的一实施例中，还包括通信连接于所述中央处理模块用于存储中央处理模块处理结果或存储系统镜像的存储模块。在本申请的一实施例中，还包括电连接于所述中央处理模块用于为网关设备供电的电源管理模块。采用上述技术方案，先从现场级设备中获取数据帧，根据预设的数据格式对获取的数据帧进行封装，在对数据帧封装完成后，将封装后的数据转换成TSN格式的数据包，然后通过TSN对TSN格式的数据包进行传输。通过预先设定的数据格式对网络数据进行封装，预先添加TSN需要获取的相关参数，使得自定义的数据包在进行TSN传输时，TSN可直接获取相关参数，从而提高了TSN对数据的处理效率。附图说明下面结合具体实施例和附图对本专利技术进行详细的说明，其中：图1为本专利技术第一种实施例的流程示意图；图2为本专利技术的物理结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本专利技术，并不对本专利技术构成限制。如图1所示，本专利技术公开了一种网关的数据传输方法，包括以下步骤：S10：接收数据帧；S20：将所述数据帧按照预设格式封装成自定义格式的数据包，并对所述数据包进行优先级配置；S30：根据TSN协议对自定义的数据包进行封装生成TSN数据包，并以TSN数据包进行数据传输。本申请主要用于现场级工业场景中实现工业级网络互联、工业网络数据高质量的传输。具体的，本申请中的TSN表示时间敏感网络、自定义的数据包是指将获取的网络数据包按照协议包头、类型、数据长度、序号、数据内容以及校验位的格式生成的数据包。具体流程为：获取工业场景下的数据帧，该数据帧包括但不限于以周期信号为主的控制信号、音视频数据、海量运维数据、远程控制信号。获取到数据帧后，对该数据帧进行识别，获取该数据帧的数据内容并根据该数据内容对该数据帧进行对应的封装，生成自定义的数据包，自定义的数据包的具体格式为：4个字节用于记载与所述数据帧相对应的设备功能信息的协议包头、1个字节用于记载产生所述数据帧的设备类型的类型、1个字节用于记录数据帧的长度信息的数据长度、4个字节用于记录数据帧的编号的序号、4个字节用于记录数据帧的内容和配置信息的数据内容以及2个字节用于数据包进行数据校验的校验位。采用上述数据格式预先对该网络数据进行封装，预先添加TSN需要获取的相关参数，使得自定义的数据包在进行TSN传输时，TSN可直接获取其相关参数，从而提高了TSN对数据的处理效率，同时采用上述封装方式，结构简单，内容涵盖全面，提高了数据封装的效率。完成数据封装后，根据TSN的数据包格式对自定义的数据包进行封装，生成TSN数据包，然后通过TSN对TSN数据包进行网络传输。采用上述技术方案，先从现场级设备中获取数据帧，根据预设的数据格式对获取的数据帧进行封装，在对数据帧封装完成后，将封装后的数据转换成TSN格式的数据包，然后通过TSN对TSN格式的数据包进行传输。通过预先设定的数据格式对网络数据进行封装，预先添加TSN需要获取的相关参数，使得自定义的数据包在进行TSN传输时，TSN可直接获取相关参数，从而提高了TSN对数据的处理效率。在本申请的一实施例中，所述协议包头包括对接收设备的动作进行设定、获取接收设备的当前状态、传递日期数据至处理模块、对处理模块中存储于存储器中的错误进行操作以及返回处理模块中的错误码中的至少一个。具体的，获取数据帧并对该数据帧进行识别，当该数据帧为对接收设备的动作进行设定时，将自定义的数据包的协议包头的内容为对应设定为“对接收设备的动作进行设定”，此时的自定义的数据包中的4字节的序号无意义，自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网关的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：/n接收数据帧；/n将所述数据帧按照预设格式封装成自定义格式的数据包，并对所述数据包进行优先级配置；/n根据TSN协议对自定义的数据包进行封装生成TSN数据包，并以TSN数据包进行数据传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种网关的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收数据帧；
将所述数据帧按照预设格式封装成自定义格式的数据包，并对所述数据包进行优先级配置；
根据TSN协议对自定义的数据包进行封装生成TSN数据包，并以TSN数据包进行数据传输。


2.如权利要求1所述的网关的数据传输方法，其特征在于，所述预设格式为：协议包头，用于记载与所述数据帧相对应的设备功能信息；类型，用于记载产生所述数据帧的设备类型；数据长度，用于记录数据帧的长度信息；序号，用于记录数据帧的编号；数据内容、用于记录数据帧的内容和配置信息；以及校验位，用于数据包进行数据校验。


3.如权利要求2所述的网关的数据传输方法，其特征在于，所述协议包头包括对接收设备的动作进行设定、获取接收设备的当前状态、传递日期数据至处理模块、对处理模块中存储于存储器中的错误进行操作以及返回处理模块中的错误码中的至少一个。


4.如权利要求2所述的网关的数据传输方法，其特征在于，所述类型包括COM设备类型、CAN设备类型、LAN设备类型、PCI设备类型、LED设备类型以及EEPROM设备类型中的至少一种。


5.如权利要求1所述的网关的数据传输方法，其特征在于，所述数据内容...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，姜波，陈天葆，哲婷，满光明，
申请(专利权)人：深圳市盛博科技嵌入式计算机有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44