专利名称：一种计算机系统中利用网口替代串口的方法
技术领域：
本发明涉及计算机系统启动控制和输入输出控制技术领域，具体涉及一种计算机系统中利用网口实现替代串口的方法。
背景技术：
在计算机系统，特别是嵌入式系统应用设备中，多数情况下，串口是产品研发时才会安装的，等到产品研发完成，出于成本上的考虑，会把这个串口从最终的产品中去除，即使保留串口，用户真想使用串口时也可能会因为需要打开设备的壳盖而感觉非常不便。一旦想调查问题和查看设备状态，用户会发现很麻烦。由此可见，现有的串口输入输出方式在成本和用户便利度上都存在不足。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种利用网口替代串口的方法，该方法利用加载串口转网口虚拟设备驱动，并通过网口进行系统的输入输出控制，能够方便地对计算机系统的输入输出进行控制，从而便于对系统设备进行调试、故障检测和定位，解决了现有技术中存在的技术问题。一种计算机系统中利用网口替代串口实现系统输入输出控制的方法，所述的方法包括以下步骤步骤I，所述的计算机系统加电后BOOT开始启动，完成系统初始化动作；步骤2，所述的计算机系统完成步骤I之后，根据需要并通过按键来选择是否加载串口转网口虚拟设备驱动，若加载，则通过网口进行输入输出控制，若不加载则仍利用串口实现输入输出的控制；步骤3，所述的计算机系统BOOT引导加载计算机操作系统；步骤4，所述的计算机系统操作系统完成必要初始化动作后，再一次根据需要并通过按键来选择是否加载串口转网口虚拟设备驱动，若加载，则通过网口进行系统输入输出控制，若不加载则仍利用串口实现输入输出的控制；步骤5，所述的计算机操作系统继续启动，直至完成，在步骤5所述的过程之中和完成之后都能根据需要选择是否加载串口转网口驱动，若加载，则通过网口进行BOOT的串口输入输出控制，若不加载则仍利用串口实现输入输出的控制。作为优选，所述的计算机系统或计算机操作系统加载串口转网口虚拟设备驱动，具体是把CPU的串口输出转换成网络报文，从网口设备发送出去；串口输入也由串口转网口虚拟设备从网口转换而来。作为优选，所述的串口转网口虚拟设备，由物理设备或者软件虚拟加上驱动程序来实现。作为优选，所述的通过网口替代串口对系统串口输入输出进行控制，其中包含了把串口转换到网口的数据格式的变化和控制计算机系统的串口输入输出两方面。
作为优选，所述的串口转换到网口的数据格式为了适应在网口的传输，使用广播UDP报文对应串口的输入输出进行封包解包，同时也方便了串口终端软件的操作。作为优选，所述的控制计算机系统的串口输入输出具体包括如下内容负责收集从计算机系统网口发过来的广播m)P报文，将报文解包提取出串口输出信息并在终端上显示，同时接受用户的指令，将用户的指令打包成UDP报文回传给计算机系统，计算机系统经虚拟转换设备驱动程序转成串口输入命令给操作系统执行。作为优选，所述的加载串口转网口虚拟设备驱动，通过网口进行系统输入输出控制，具体为加载串口转网口虚拟设备驱动，保证CPU的串口输出能够正确转换成系统能够识别的数据格式并且打包到UDP报文当中，从网口发送出去。本发明所涉及的网口替代串口的方法不是一种简单的转换设备，而是一种在单计算机系统上集成灵活串口控制方式的技术，即可以在设备不开盖时通过网口来操作串口，通过定制的报文格式和终端软件来实现。与普通的网口转串口设备和串口服务器目的和实现方式都不相同，因为转换设备可以是虚拟的，终端显示设备必须直接与计算机系统的网口相连，目的就是让系统的串口由网口来代替。采用了该发明的计算机系统中利用网口替代串口的方法，计算机系统在引导启动的过程中可以根据用户是否按键等指示，选择进入调试模式还是工作模式，调试模式下网口模拟串口状态，通过定制的终端软件来控制系统的输入输出，实现了设备不开盖，不连接物理串口，单单通过网口就可以对设备进行正常的输入输出操作，从而便于在系统设备出厂后的使用过程中，进行调试、故障检测和定位，进而能够大幅提升系统应用设备的整体操控性能，提高利用该设备的生产制造效率，优化用户体验，且本发明的计算机系统中利用网口替代串口的方法的应用方式简便，应用成本低廉，应用范围也较为广泛。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。在一种实施方式中，该计算机系统中利用网口替代串口的方法包括以下步骤步骤I，所述的计算机系统加电后BOOT开始启动，完成系统初始化动作；步骤2，所述的计算机系统完成步骤I之后，根据需要并通过按键或者配置参数来选择是否加载串口转网口驱动，若加载，则通过网口进行BOOT的串口输入输出控制，若不加载则仍利用串口实现输入输出的控制；步骤3，所述的计算机系统BOOT引导加载计算机操作系统；步骤4，所述的计算机系统操作系统完成必要初始化动作后，再一次根据需要并通过按键或配置参数来选择是否加载串口转网口驱动，若加载，则通过网口进行系统输入输出控制，若不加载则仍利用串口实现输入输出的控制；步骤5，所述的计算机操作系统继续启动，直至完成，在步骤5所述的过程之中和完成之后都能根据需要并通过按键或者配置参数来选择是否加载串口转网口驱动，若加载，则通过网口进行系统输入输出控制，若不加载则仍利用串口实现输入输出的控制。在一种较优选的实施方式中，需要实现串口转网口虚拟设备驱动，并加载这个驱动，加载完这个驱动之后，就能够把CPU串口的输入输出转换到网口上。而串口转网口的设备可以是一个物理的设备，也可以是一个软件虚拟的设备，这个取决于实际的需要。
在一种较优选的实施方式中，串口到网口的数据转换，采用的是m)P无连接方式，串口数据封包在广播式的UDP报文的数据中，同时为了可靠性，要求串口终端收到信息后发送确认消息，否则就认为消息丢失；反过来给串口发送指令也采用同样的确认机制。在一种较优选的实施方式中，为了让用户能够读取和输入指令，需要特别制作对应的串口终端软件来处理这些m)P报文，包括显示发来的串口输出和接收用户的串口输入。因为设备在工厂生产时，设备通常不会连接串口，但是网口是经常要接的，通过网口替代串口，能够较为方便的在工厂做系统出厂设置、检测的工作，如设置MAC地址或者升级软件等；或者在用户现场，部分设备没有串口接口，可以通过网口来模拟进行设备调试。本发明的方法在具体实施时，首先要根据设备需要，如果串口无法接出设备，则使用本发明比较好。计算机系统网口替代串口的工作原理如下首先，CPU的串口输入输出被串口转接设备或者虚拟设备转换，在驱动程序的操作下，成功的将串口数据转移到网口上发送和接收；其次，通过网线的传递，把串口的输入输出数据转移到了串口终端软件上；再次，串口终端软件负责与用户进行交互显示，接收用户的输入，这样用户在串口终端软件上操作就相当于在操作计算机系统的串口。该网口替代串口的有益效果是通过常见的网口来控制设备，能够在设备没有提供串口接口或者缺乏串口线的情况下，简单、快捷的执行相应的命令来执行相应的操作，对设备成本、生产效率、操作便利性都有很好的作用。采用了该发明的计算机系统中利用网口替代串口的方法，计算机系统在运行过程中实现了在未连接串口线的情况下，对系统的串口输入输出进行控制，从而便于在系统应用设备出厂后的使用过程中，进行调试、故障检测和定位，进而能够大幅提升系统应用设备的整体操控性能，提高利用该设备的生产制造效率，优化用户体验，且本发明的计算机系统中利用网口替代串口的应用方式简便，应用成本低廉，应用范围也较为广泛。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限制性的。该计算机系统中利用网口替代串口的方法中，所述的计算机系统加电后BOOT开始启动，完成必要的系统初始化动作，具体为所述的计算机系统完成必要的BOOT系统初始化动作主要是CPU、内存和外设、网口驱动的初始化，这些完成之后，硬件级别的初始化都已经完成。该计算机系统中利用网口替代串口的方法中，所述的加载串口转网口虚拟设备驱动，通过网口进行BOOT的串口输入输出控制，具体为加载串口转网口虚拟设备驱动，保证CPU的串口输出能够正确转换成系统能够识别的数据格式并且打包到UDP报文当中，从网口发送出去。该计算机系统中利用网口替代串口的方法中，所述的BOOT引导加载操作系统是指加载像Linux —样的操作系统，随后系统控制权到了操作系统手中。因为操作系统的串口转网口的相关驱动还未加载，所以下一步的动作就是重新加载串口转网口虚拟设备驱动。
该计算机系统中利用网口替代串口的方法中，所述的通过网口模拟串口对系统输入输出进行控制是指通过特制的终端控制软件，对网口特殊封包的串口数据进行解读，同时把用户的输入封包成网络格式再到网口转换成串口输入给系统，并且确保传输可靠性和效率。该计算机系统中利用网口替代串口的方法中，所述的所有步骤都是在本计算机系统上实现系统串口输出到网口输出的灵活控制，即根据用户的意见和产品所处的状态决定加载串口转网口驱动与否，对应产品的工厂调试模式和正常工作模式。该计算机系统中利用网口替代串口的方法中，所述的转换设备可以是实际的物理设备，也可以是由软件模拟的虚拟设备。
权利要求
1.一种计算机系统中利用网口替代串口实现串口输入输出控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤: 步骤I，所述的计算机系统加电后BOOT开始启动，完成系统初始化动作； 步骤2，所述的计算机系统完成步骤I之后，根据需要并通过按键来选择是否加载串口转网口虚拟设备驱动，若加载，则通过网口进行BOOT的串口输入输出控制，若不加载则仍利用串口实现输入输出的控制； 步骤3，所述的计算机系统BOOT引导加载计算机操作系统； 步骤4，所述的计算机系统操作系统完成必要初始化动作后，再一次根据需要并通过按键来选择是否加载串口转网口虚拟设备驱动，若加载，则通过网口进行系统的输入输出控制，若不加载则仍利用串口实现输入输出的控制； 步骤5，所述的计算机操作系统继续启动，直至完成，在步骤5所述的过程之中和完成之后都能根据需要来选择是否加载串口转网口驱动，若加载，则通过网口进行系统输入输出控制，若不加载则仍利用串口实现输入输出的控制。
2.根据权利要求1所述的计算机系统中利用网口替代串口实现串口输入输出控制的方法，其特征在于，所述的计算机系统或计算机操作系统加载串口转网口虚拟设备驱动，具体是把CPU的串口输出转换成网络报文，从网口设备发送出去；串口输入也由串口转网口虚拟设备从网口转换而来。
3.根据权利要求2所述的计算机系统中利用网口替代串口实现系统输入输出控制的方法，其特征在于，所述的串口转网口虚拟设备，包括由物理设备或者软件虚拟加上驱动程序来实现。
4.根据权利要求1所述的计算机系统中利用网口替代串口的方法，其特征在于，所述的通过网口替代串口对系统串口输入输出进行控制，其中包含了把串口转换到网口的数据格式的变化和控制计算机系统的输入输出两方面。
5.根据权利要求4所述的计算机系统中利用网口替代串口的方法，其特征在于，所述的串口转换到网口的数据格式为了适应在网口的传输，使用如广播m)P等报文对串口的输入输出进行封包解包，同时也方便了串口终端软件的操作。
6.根据权利要求4所述的计算机系统中利用网口替代串口的方法，其特征在于，所述的控制计算机系统的输入输出具体包括如下内容:负责收集从计算机系统网口发过来的广播UDP报文，将报文解包提取出串口输出信息并在终端上显示，同时接受用户的指令，将用户的指令打包成UDP报文回传给计算机系统，计算机系统经虚拟转换设备驱动程序转成串口输入命令给操作系统执行。
7.根据权利要求1所述的计算机系统中利用网口替代串口的方法，其特征在于，所述的加载串口转网口虚拟设 备驱动，通过网口进行系统的串口输入输出控制，具体为:加载串口转网口虚拟设备驱动，保证CPU的串口输出能够正确转换成系统能够识别的数据格式并且打包到UDP报文当中，从网口发送出去。
全文摘要
本发明涉及一种计算机系统中利用网口替代串口的方法，计算机系统在引导启动的过程中，通过建立虚拟的串口设备给BOOT和操作系统使用，让系统的串口输出和输入重定向到网络设备上，而网络设备会负责把串口的输入输出改成特殊网络报文的格式通过网口来接收和发送，这样与网口直连的设备就能够在安装特殊的封包解包软件后像串口终端一样控制计算机系统。本发明能够在未连接串口线的情况下，通过网口实现对系统的引导启动运行过程进行控制，从而便于在带网口不带串口的设备出厂后使用过程中，进行调试、故障检测和定位，进而能够大幅提升系统应用设备的整体操控性能，提高该设备的生产制造效率，优化用户体验，且应用成本低廉，应用范围也较为广泛。
文档编号G06F9/445GK103077046SQ201210558310
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者晏春平, 莫越章, 马宏图, 易万春 申请人:太仓市同维电子有限公司