用于确定网络上及网络附近资源的物理位置的装置与方法

专利名称：用于确定网络上及网络附近资源的物理位置的装置与方法
技术领域：
本发明总体上涉及处理系统，尤其涉及用于物理定位在该网络中与计算机一起使用的设备的方法与系统。
背景技术：
个人计算机系统在本领域是众所周知的。它们被广泛应用于向当今现代社会许多部门提供计算机能力。个人计算机(PC)可以定义为桌面式、立地式或便携式微型计算机，包括具有中央处理单元(CPU)和包括随机存取存储器(RAM)和基本输入/输出系统只读存储器(BIOS ROM)的相关易失与非易失性存储器的系统单元、系统监视器、键盘、一个或多个活动磁盘驱动器、CD-ROM驱动器、固定磁盘存储驱动器(也称为“硬盘驱动器”)、如鼠标的定点设备及可选的网络接口适配器。这些系统的一个突出特征是使用母板或系统平板将这些组件电连接在一起。
企业可以建立这种个人计算机与网络附加设备的网络。网络提供数据的传输。对大型网络的管理能力使网络管理员可以更新代码(BIOS、OS、驱动器、应用程序)或库存资产(存储器、HDD、处理器)。但是，不可能确立计算机和设备物理位于什么地方。由于以太网是广播媒介，因此没有确定物理位置的机制。
对于在其网络上有成千上万台计算机和设备的公司，这是个大问题。确定物理位置对于修理行为、租用到期时交还计算机等都是很重要的。传统的解决方案允许确定一台计算机是否在网络上，而不是其物理位于什么地方。

发明内容
因此，存在对一种数据处理系统与方法的需求，该系统与方法允许网络管理员远程确定任何一台或全部附加到该网络的计算机和设备及其它该网络附近资源的物理位置(房间、楼层、建筑物等)。本发明解决了这种需求。
公开了确定网络中或其附近多个资源的物理位置的方法。该网络包括多个壁挂板，每个壁挂板都用于将如计算机或网络附加设备的网络附加资源耦合到网络。该方法与系统包括利用每个壁挂板中的物理层与逻辑提供附加信息。对于网络附加资源，该方法与系统还包括捕捉并将计算机或设备的系统介质访问控制(MAC)地址存储在多个壁挂板中每个的附加逻辑中，并将壁挂板的物理地址存储在多个壁挂板中每个的逻辑中。对于壁挂板无线可及范围内的非网络附加设备，如桌子和电话，存储其它的唯一标识符，如唯一RFID标签，而不是MAC地址。该方法与系统还包括从网络提供使至少一个资源的系统MAC地址或其它唯一标识符(RFID)及物理地址提供给网络中应用的命令。
根据本发明的系统与方法在与网络上或其附近的资源关联的以太网壁挂板内增加了低成本的物理层和逻辑。该逻辑设计成响应到UDP(用户数据报协议)端口的广播信号。在这样做的时候，计算机、设备或其它资源的物理位置可以确定。
在一种优选实施方式中，从网络提供使多个资源中至少一个的MAC地址或RFID标签及物理地址提供给网络中库存应用的命令，从而允许网络管理员或终端用户远程确定附加到网络或在其附近的任何一个或全部资源的物理位置(房间、楼层、建筑物等)。


本发明的有些目的已经陈述了，当联系附图看时，其它目的将随着说明的继续而出现，其中图1说明了根据本发明方法与系统包括服务器和远程计算机系统及网络附加设备的网络的示意图；图2描绘了根据本发明方法与系统的客户计算机系统更详细的示意图；图3是根据本发明系统的方框图；及图4是根据本发明系统的方框图。
具体实施例方式
本发明总体上涉及处理系统，尤其涉及用于在这种网络中物理定位计算机的方法与系统。以下说明的提出是为了使本领域普通技术人员能够制造和利用本发明，而且该说明是在专利申请及其需求的环境下提供的。对在此所述优选实施方式及一般原理和特征的各种修改对本领域技术人员是显而易见的。因此，本发明不是要限定到所示出的实施方式，而是按照与此所述原理和特征一致的最宽范围。
图1说明了根据本发明方法与系统的包括服务器和远程计算机系统的网络的示意图。网络10由服务器计算机系统100控制并包括例如客户计算机系统107的多个客户计算机系统及例如网络附加打印机103和网络附加存储器104的网络附加设备。客户计算机系统和网络附加设备具有在客户107、网络附加设备103和104及服务器100之间建立的通信链路106。该通信链路优选地是利用以太网技术建立的。
图2描绘了根据本发明方法与系统还可以用于实现服务器100的计算机系统107更详细的示意图。计算机系统107包括安装在计算机107中的平板(通常也称为母板或系统板)。计算机107的组件包括本领域众所周知的中央处理单元(CPU)200、系统存储器206和附件卡或板。
CPU 200通过地址、控制和数据总线202连接到存储器控制器和耦合到系统存储器206的外围元件互连(PCI)总线桥204。集成驱动器电子(IDE)设备控制器220和PCI总线到工业标准结构(ISA)总线桥212利用PCI总线208连接到PCI总线桥204。IDE控制器220提供如可移动硬盘驱动器222的IDE兼容存储设备的附加。PCI/ISA桥212在PCI总线208与例如ISA总线214的可选特征或扩展总线之间提供接口。PCI/ISA桥212包括电源管理逻辑。PCI/ISA桥212由电池244供电，以防止存储在CMOS 213中的配置数据的丢失。
具有连接器槽210的PCI标准扩展总线耦合到PCI桥204。PCI连接槽210可以接收PCI总线兼容外围设备卡。具有连接槽216的ISA标准扩展总线连接到PCI/ISA桥212。ISA连接槽216可以接收ISA兼容适配器卡(未示出)。应当理解，其它扩展总线类型也可以用来允许通过附加设备扩展系统。还应当理解，实现本发明不需要两种扩展总线。
I/O控制器218耦合到PCI-ISA桥控制器212。I/O控制器218控制PCI-ISA桥控制器212与如软驱224、键盘226和鼠标228的设备和外围设备之间的通信，因此这些设备可与CPU 200通信。
PCI-ISA桥控制器212包括用于闪存存储器242的接口，包括用于地址、数据、闪存芯片选择和读/写的接口。闪存存储器242是电可擦除可编程的只读存储器(EEPROM)，包括用于在I/O设备和操作系统之间接口的BIOS。
计算机系统107包括例如可以插入一条PCI扩展槽210的视频控制器246。视频控制器246连接到视频存储器248。视频存储器248中的图像由控制器246读出并显示在通过连接器250连接到计算机系统107的监视器(未示出)上。
计算机系统107包括提供完全正常系统电源243的电源240，还具有向电源管理逻辑212提供专职电源的辅助电源主AUX5241。
计算机系统107还包括网络适配器230。网络适配器230包括利用介质独立接口(MII)总线252耦合在一起的物理层234和介质访问控制(MAC)232。MII总线252是定义10/100Mbps以太网介质访问控制(MAC)232到基础物理层234接口的信号与协议的说明。网络适配器230可以插到PCI连接器槽210(如图示出的)或ISA连接器槽216，以便允许计算机107利用通信链路108与代理服务器102通信。
MAC 232处理数字网络信号，并充当共享数据通路，即MII总线252和PCI总线208，之间的接口。MAC 232在数据包的发送和接收中执行多种功能。例如，在数据的发送中，MAC 232将要发送的数据组装成具有地址和错误检测域的包。相反，在包的接收中，MAC 232拆包并执行地址检查和错误检测。此外，MAC 232一般还执行对共享通路上发送的数字信号的编码/解码并执行前缀的产生/去除及位发送/接收。在一种优选实施方式中，MAC 232是intel 82557芯片。但是，本领域技术人员应当认识到在网络适配器230中描述的功能块可以利用单个硅片制造。
物理层234控制模拟信号通过R45连接器236到达网络。物理层234可以是支持10和100Mbps CSMA/CD以太网应用的完全集成设备。物理层234从MII本地总线252接收并行数据并将其转换成通过连接器236并在网络10上发送的串行数据。物理层234还负责波形成形并向网络10提供模拟电压。在一种优选实施方式中，物理层234是利用集成业务芯片ICS-1890实现的。
根据本发明的系统与方法在与网络上计算机关联的以太网壁挂板中添加了低成本的物理层和逻辑。附加物理层/子系统设计成响应到达UDP(用户数据报协议)端口的广播信号。在这样做的时候，计算机的物理位置可以确定。
为了更具体地描述本发明的特征，现在参考以下描述和附图。图3是根据本发明系统300的方框图。此图说明了在有利地利用根据本发明概念的网络中的计算机系统。在一种优选实施方式中，网络中的每台计算机都有相同的特征。
系统300包括将计算机107与网络320耦合的以太网壁挂板302。壁挂板302从网络向计算机107提供信号并从计算机107向网络提供信号。以太网RxD〔接收〕数据309和以太网TxD〔发送〕330通过属于网络适配器230(图2)一部分的R45连接器236(图2)耦合到计算机107。
以太网壁挂板302包括附加的子系统物理层306。在一种优选实施方式中，物理层306只对预定数字，用户数据报协议(UDP)端口响应。
UDP端口306从物理地址存储器307和系统MAC存储器308接收数据。系统MAC存储器308通过窥探来自计算机107的以太网Txd(发送数据)线330存储连接到以太网壁挂板302的以太网计算机系统的MAC地址。以太网Txd线330只有当计算机107发送以太网包时才激活。每个以太网包都包含连接到以太网壁挂板302的计算机的MAC地址。计算机107的MAC地址包括用于每台计算机的唯一编号。UDP端口306解析MAC地址并将其存储在系统MAC存储区域308中。每次当包在线330上发送时发生窥探。如果计算机107被替换，则新计算机的MAC地址被捕捉和检测。
第二存储区域是物理地址存储器307。在一种优选实施方式中，物理地址存储器307包括无线RF接口312及与UDP端口306的直连。在一种优选实施方式中，手持式RF控制器313用于将壁挂板302的物理位置写入以太网壁挂板302。物理位置信息包括例如建筑物号、楼层和办公室。这种信息只有当壁挂板插到墙中时才写。因此，现在UDP端口306将包含壁挂板的物理位置和附加到该壁挂板302的计算机304的MAC地址。
因此，为了网络中每个壁挂板的库存功能，UDP协议由网络中的软件应用用于向公共UDP端口号发送UDP命令。该软件应用优选地是库存应用。在一种优选实施方式中，用于库存应用的UDP端口号可以通过提交请求注解(RFC)来保留。此外，将为特定UDP端口分配端口号。
因此，当从网络提供命令时，每个具有UDP端口的壁挂板都将发送包含计算机MAC地址和壁挂板物理地址的以太网包。然后库存应用将收集这种信息并确定网络上每台计算机的实际物理位置。
根据本发明的系统与方法在与网络上计算机关联的以太网壁挂板中添加了低成本的物理层/子系统。附加物理层/子系统设计成响应到达UDP(用户数据报协议)端口的广播信号。在这样做的时候，计算机的物理位置可以确定。
图4是根据本发明系统的方框图。图4所示系统400与图3的系统300功能基本相同。在有些情况下，使用与前面图中所示相同的标号来强调那些功能块以上文所述的方式运行，而且其操作描述将不再重复。系统400包含利用附加RFID控制器403制成的壁挂板402。RFID控制器403能够产生能量并读工业标准RFID标签，还包括适于存储在其附近发现的任何RFID标签列表的存储器。
存在两种基本类型的RFID技术被动和主动。被动标签由阅读器提供的RF域产生能量而且不需要其它的电源(电池等)。被动标签当它们在域内时“唤醒”并对唯一标识符响应。主动标签是独立加电的(通常是电池)并且连续广播它们的标识符(ID)。与标识类(被动或主动)紧密关联的是载波频率。当考虑主动对被动的实现时，在范围、功率等之间存在折衷。传统上，被动标签是具有后续较短范围(出于发送及功率使用的考虑)的相对低频(125kHz、13MHz、900MHz范围)，而主动标签一般在2.45GHz范围。被动技术通常等同于低成本，在可扫描资产标签领域(如图书馆的书、包裹等)很流行。主动技术可具有显著的范围并用于运输ID(货运列车、汽车通行税收集、托盘等级分配等)。
在另一种情况下，标识符用于建立与如RFID控制器403的RF阅读器的通信信道。RF阅读器总是“主动的发送者”并在通信序列中充当控制者。本领域技术人员很熟悉如何在给定的时间仲裁并区分域中的多个标签及如何与每一个标签建立单一独的顺序安全通信信道。一旦“选择”了一给定标签，阅读器就可以通过读或写该标签来通信。信息一般是利用AM方案在基本载波上取别名的。在其最简单的实现中，RFID可以只在标签简单地广播其ID(类似于条形码)的时候被读取。
本发明的实施方式可以包括上述任何RFID实现。但是，在图4所示的实施方式中，RFID控制器403(及各自的标签)是被动的，根据国际标准化组织公布的ISO 14443RFID说明书(在此引入作为参考)运行，并能够检测其附近30英尺内RFID标签的存在。在30英尺内找到的任何资源RFID都存储在RFID控制器的存储单元和存储器403中，作为唯一标识符。除了向库存程序发送物理地址和MAC地址信息，壁挂板402还发送找到并存储在存储器403中的任何唯一标识符。
从国际标准化组织网站，ISO 14443 RFID说明书可以在四部分获得，该网址在写本文时是www.iso.org。这四部分的标题是“ISO/IEC 14443-12000 Identification cards-Contactlessintegrated circuit(s)cards-Proximity cards-Part 1Physicalcharacteristics，”“ISO/IEC 14443-22001 Identification cards-Contactlessintegrated circuit(s)cards-Proximity cards-Part 2Radiofrequency power and signal interface(available in English only)；”“ISO/IEC 14443-32001 Identification cards-Contactlessintegrated circuit(s)cards-Proximity cards-Part 3Initialization and anticollision；”及“ISO/IEC 14443-42001 Identification cards- Contactlessintegrated circuit(s)cards-Proximity cards-Part 4Transmission protocol。”在或不在网络上的设备都可以包括RFID标签。图4所示是可以利用以太网壁挂板402或302或者不具有物理地址或唯一标识符存储器307和308的标准以太网壁挂板连接到网络106的网络附加打印机103和存储设备104。
通过使用具有RFID控制器和存储器403的壁挂板402，其它非网络资源的物理位置也可以说明。例如，利用库存程序，进入安装了网络10的建筑物的用户可以查询该库存程序并确定桌子的物理位置。库存程序可以对有桌子的全部房间列表或有如桌子407的不存在主动以太网连接(由于这种信息绑定到壁挂板)的桌子的全部房间列表作出响应。如电话405和艺术品406的其它非网络资源的物理位置也可以跟踪。尤其当艺术品很昂贵时，跟踪如艺术品406的艺术品是有益的。在此所描述的概念允许检测有价值物品的移动，其中移动是通过RFID标签跟踪的。当这种移动被证明是偷窃时，通过检查库存程序的输入，该物品相对建筑物的明确移动和事件的时间都是可以破解的。
因此，在一种优选实施方式中，当从网络提供命令时，每个具有UDP端口的壁挂板都发送以太网包，该包包含计算机的MAC地址(如果附加了)或壁挂板的RFID到达范围内的全部网络和非网络资源的RFID标签标识符及壁挂板的物理地址。然后，库存应用将收集这种信息，并确定网络上或其附近每个资源的实际物理位置。
本发明的一种实施方式可以作为计算机程序产品来提供，该产品可以包括在其上存储指令的机器可读介质，指令可用于对计算机(或其它电子设备)编程，以执行根据本发明任一实施方式的处理。机器可读介质可以包括但不限于软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁或光卡或其它类型适于存储电子指令的介质/机器可读介质。此外，本发明的一种实施方式还可以作为计算机程序产品下载，其中程序可以通过通信链路(例如，调制解调器或网络连接)由在载波或其它传播介质中体现的数据信号从远程计算机传输到发出请求的计算机。
尽管本发明根据所示实施方式进行了描述，但本领域普通技术人员很容易认识到对这些实施方式可以有变化，而且这些变化落在本发明的主旨与范围之内。因此，在不背离所附权利要求主旨与范围的前提下，可以由本领域普通技术人员进行许多修改。
在附图与说明书中阐述了本发明的一种优选实施方式，尽管使用了明确的术语，但所给出的描述仅使用通用及描述性术语，而不是要限制。
权利要求
1.一种装置，包括壁挂板，提供对网络的访问，并安放包含与该壁挂板物理位置相关的信息的存储器；无线标识(ID)控制器，位于所述壁挂板中，并配置成读取由附近资源提供的无线ID标签信息；网络端口，在操作上耦合到该壁挂板和所述无线ID控制器，通过在网络上发送包含在所述壁挂板存储器中的物理位置信息和ID标签信息对在该端口接收到的预定命令作出响应。
2.如权利要求1所述的装置，其中预定命令源自在网络计算机上执行的库存程序，而且其中物理位置信息和ID标签信息提供给该库存程序。
3.如权利要求1所述的装置，其中网络是以太局域网。
4.如权利要求1所述的装置，其中无线ID标签信息是RFID标签。
5.如权利要求1所述的装置，其中无线ID控制器包括保留所读到的ID标签信息的ID存储器。
6.如权利要求1所述的装置，其中网络端口是用户数据报协议(UDP)端口。
7.一种方法，包括将物理位置信息存储在提供对网络的访问的壁挂板的存储区域中，所存储的物理位置信息关于该壁挂板的物理位置；读取由该壁挂板附近的资源提供的无线ID标签信息；在由该壁挂板提供的网络上发送所存储的物理位置信息和读出的无线ID标签信息。
8.如权利要求7所述的方法，还包括在位于壁挂板中的网络端口接收预定命令；其中所述发送响应所述接收。
9.如权利要求8所述的方法，其中网络端口是用户数据报协议(UDP)端口。
10.如权利要求7所述的方法，其中预定命令源自在网络计算机上执行的库存程序，而且其中物理位置信息和ID标签信息提供给该库存程序。
11.如权利要求7所述的方法，其中网络是以太局域网。
12.如权利要求7所述的方法，其中无线ID标签信息是RFID标签。
13.一种服务，包括安装多个壁挂板，每个壁挂板都提供对网络的计算机访问；在每个壁挂板中提供物理层和逻辑，其中该逻辑能够存储关于壁挂板物理位置的物理地址信息，而且其中该逻辑还能够存储由该壁挂板附近资源提供的无线ID信息；及从网络提供将使物理地址信息和无线ID信息提供给网络应用的命令。
14.如权利要求13所述的服务，其中物理层包括用户数据报协议(UDP)端口。
15.如权利要求13所述的服务，其中多个壁挂板中每个都包括以太网壁挂板。
16.如权利要求13所述的服务，其中应用包括库存应用。
17.如权利要求13所述的服务，其中无线接口用于将物理位置信息写入壁挂板。
18.如权利要求13所述的服务，其中物理位置信息包括壁挂板所在的建筑物号、楼层和办公室。
19.一种产品，包括计算机可读介质，具有在其中存储的计算机可执行代码，所述产品中的计算机可执行代码用于将物理位置信息存储在提供对网络的访问的壁挂板的存储区域中，所存储的物理位置信息关于该壁挂板的物理位置；读取由该壁挂板附近的资源提供的无线ID标签信息；在由该壁挂板提供的网络上发送所存储的物理位置信息和读出的无线ID标签信息。
20.如权利要求19所述的产品，其中该代码还用于在位于壁挂板中的网络端口接收预定命令；其中所述发送响应所述接收。
21.如权利要求20所述的产品，其中网络端口是用户数据报协议(UDP)端口。
22.如权利要求19所述的产品，其中预定命令源自在网络计算机上执行的库存程序，而且其中物理位置信息和ID标签信息提供给该库存程序。
23.如权利要求19所述的产品，其中网络是以太局域网。
24.如权利要求19所述的产品，其中无线ID标签信息是RFID标签。
25.一种装置，包括壁挂板，提供对网络的访问，并安放供包含与该壁挂板物理位置相关的信息的存储器；系统介质访问控制(MAC)存储器，包含关于耦合到所述壁挂板并从其获得网络访问的计算机系统MAC地址的信息；无线标识(ID)控制器，位于所述壁挂板中，并配置成读取由附近资源提供的无线ID标签信息；网络端口，在操作上耦合到所述壁挂板、所述系统MAC存储器及所述无线ID控制器，通过在网络上发送包含在所述壁挂板存储器中的物理位置信息、关于MAC地址的信息及ID标签信息对在该端口接收到的预定命令作出响应。
26.一种方法，包括将物理位置信息存储在提供对网络的访问的壁挂板的存储区域中，所存储的物理位置信息关于该壁挂板的物理位置；存储关于耦合到该壁挂板的计算机系统MAC地址的信息；读取由该壁挂板附近的资源提供的无线ID标签信息；在由该壁挂板提供的网络上发送所存储的物理位置信息、关于MAC地址的信息及读出的无线ID标签信息。
27.一种服务，包括安装多个壁挂板，每个壁挂板都提供对网络的计算机访问；在每个壁挂板中提供物理层和逻辑，其中该逻辑能够存储关于壁挂板物理位置的物理地址信息，以及其中该逻辑能够存储关于耦合到该壁挂板以便从其获得网络访问的计算机系统MAC地址的信息，而且其中该逻辑还能够存储由该壁挂板附近的资源提供的无线ID信息；及从网络提供将使物理地址信息、关于MAC地址的信息及无线ID信息提供给网络应用的命令。
28.一种产品，包括计算机可读介质，具有在其中存储的计算机可执行代码，所述产品中的计算机可执行代码用于将物理位置信息存储在提供对网络的访问的壁挂板的存储区域中，所存储的物理位置信息关于该壁挂板的物理位置；存储关于耦合到该壁挂板的计算机系统MAC地址的信息；读取由该壁挂板附近的资源提供的无线ID标签信息；在由该壁挂板提供的网络上发送所存储的物理位置信息、关于MAC地址的信息及读出的无线ID标签信息。
全文摘要
一种网络，包括多个壁挂板，每个壁挂板都将如计算机或网络附加设备的网络资源耦合到网络，还包括检测具有RFID标签的附近设备的RFID电路。附近设备可以是网络附加设备或非网络附加设备，如桌子、电话和艺术品。逻辑包括在每个壁挂板中，其中逻辑包括壁挂板的物理位置信息。该逻辑设计成响应广播信号。在这样做的时候，任何资源的物理位置都可以确定。所有已知资源的物理位置都提供给网络中的库存应用，从而允许网络管理员和用户远程确定附加到网络的任一及全部已知资源的物理位置(房间、楼层、建筑物等)。同样，本地计算机用户也能够识别位于它们附近的网络资源。
文档编号H04L29/12GK1728724SQ20051007420
公开日2006年2月1日 申请日期2005年5月26日 优先权日2004年7月28日
发明者理查德·W.·切斯顿, 达里尔·C.·克罗默, 德鲁弗·M.·得赛, 霍华德·J.·洛克, 詹姆斯·P.·沃德 申请人:国际商业机器公司