转换器、控制系统和方法

转换器、控制系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种转换器、控制系统和方法。其中，该转换器包括：与外部设备进行连接的设备接口，用于接收向外部设备发送的信息，并接收来自外部设备的信息；与网络进行连接的网络接口，用于通过网络接收向外部设备发送的信息并发送至设备接口，还用于将来自外部设备的信息发送至网络。通过本发明，转换器上的设备接口接收向外部设备发送的信息，并接收来自外部设备的信息，转换器上的网络接口，通过网络接收向外部设备发送的信息并发送至设备接口，还将来自外部设备的信息发送至网络，解决了相关技术中外部设备的适用存在地域局限性的问题，进而突破了外部设备的地域局限性，提高了外部设备与计算机等远端设备连接的便利性。
【专利说明】转换器、控制系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种转换器、控制系统和方法。
【背景技术】
[0002]计算机技术发展至今，各种外部设备已经非常丰富，比如外部硬盘存储器、光盘驱动器、视频采集设备、各类外部存储卡读卡器及集成电路卡(Integrated Circuit Card,简称为IC卡)/磁卡读卡器等等。但是，目前这些外设仅限于本地使用，如图1所示，外部设备与本地计算机直接相连接，二者的连接受到距离的限制，使得外部设备在使用上的地域范围有一定的局限性。图2是根据相关技术的USB与计算机连接的系统示意图，如图2所示，通用串行总线(Universal Serial Bus,简称为USB)设备(USB Device)通过USB总线与USB所应用的主机(USB host)建立连接，受距离等空间因素制约，USB设备的易用性没有得到更大范围的发挥。
[0003]针对相关技术中外部设备的适用存在地域局限性的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

【发明内容】

[0004]针对相关技术中外部设备的适用存在地域局限性的问题，本发明提供了一种转换器、控制系统和方法，以至少解决上述问题。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种转换器，该转换器包括:与外部设备进行连接的设备接口，用于接收向上述外部设备发送的信息，并接收来自上述外部设备的信息；与网络进行连接的网络接口，用于通过上述网络接收向上述外部设备发送的信息并发送至上述设备接口，还用于将来自上述外部设备的信息发送至上述网络。
[0006]上述设备接口可以包括USB接口 ；和/或，上述网络接口可以包括以太网接口。
[0007]上述转换器上运行的后台服务对，经由上述设备接口交互的数据和经由上述网络接口交互的数据进行格式转换。
[0008]根据本发明的另一方面，提供了一种控制系统，该系统包括:远端设备、上述转换器，以及上述外部设备，其中，该远端设备包括:网络接口，用于与网络进行连接，其中，通过上述网络与上述转换器进行信息的交互；上述外部设备包括:设备接口，用于与上述转换器进行连接。
[0009]上述远端设备虚拟出与上述外部设备的设备接口对应的虚拟设备，并通过上述虚拟设备经由上述网络与上述转换器进行交互。
[0010]上述远端设备运行的后台服务对来自上述网络的信息与来自上述虚拟设备的信息进行转换。
[0011]根据本发明的又一方面，提供了一种控制方法，该方法包括:转换器将外部设备的信息通过网络发送到远端设备；上述转换器接收上述远端设备通过上述网络发送的命令信息；上述转换器将上述命令信息发送给上述外部设备，其中，该命令信息用于指示上述外部设备执行相应操作。
[0012]转换器将外部设备的信息通过网络发送到远端设备之后，上述方法还可以包括:上述远端设备虚拟出与上述外部设备的设备接口对应的虚拟设备，并通过上述虚拟设备经由上述网络与上述转换器进行信息交互。
[0013]转换器将外部设备的信息通过网络发送到远端设备之后，上述方法还可以包括:上述远端设备运行的后台服务对来自上述网络的信息与来自上述虚拟设备的信息进行转换。
[0014]上述外部设备可以包括以下设备之一:键盘、鼠标、数码相机、打印机、U盘、视频采集设备、手机。
[0015]通过本发明，转换器上的设备接口接收向外部设备发送的信息，并接收来自外部设备的信息，转换器上的网络接口，通过网络接收向外部设备发送的信息并发送至设备接口，还将来自外部设备的信息发送至网络，从而使外部设备通过转换器与网络相连接，解决了相关技术中外部设备的适用存在地域局限性的问题，进而突破了外部设备的地域局限性，提高了外部设备与计算机等远端设备连接的便利性。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0017]图1是根据相关技术的外部设备与计算机连接的系统示意图；
[0018]图2是根据相关技术的USB与计算机连接的系统示意图；
[0019]图3是根据本发明实施例的转换器的结构框图；
[0020]图4是根据本发明实施例的控制外部设备的系统示意图；
[0021]图5是根据本发明实施例的控制系统的结构框图；
[0022]图6是根据本发明实施例的控制系统软件模块的示意图；
[0023]图7是根据本发明实施例的控制方法的流程图；
[0024]图8是根据本发明实施例的控制USB外部设备的系统示意图；
[0025]图9是根据本发明实施例的控制USB的系统软件模块的示意图。
【具体实施方式】
[0026]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]相关技术中，本地计算机需要与外部设备直接连接，才能对外部设备进行控制操作，考虑到当前网络分布广泛、网络拓扑灵活，本发明实施例提供了一种转换器、控制系统和方法，外部设备通过转换器与网络连接，再以网络为媒介，与远端设备(例如计算机)进行信息交互。
[0028]本实施例提供了一种转换器，如图3所示的转换器的结构框图，该转换器包括:设备接口 32和网络接口 34。下面对该结构进行说明。
[0029]设备接口 32，与外部设备进行连接，用于接收向外部设备发送的信息，并接收来自上述外部设备的信息；[0030]网络接口 34，连接至设备接口 32，与网络进行连接，用于通过该网络接收向外部设备发送的信息并发送至上述设备接口 32，还用于将来自上述外部设备的信息发送至上述网络。
[0031]通过上述实施例，转换器上的设备接口 32接收向外部设备发送的信息，并接收来自外部设备的信息，转换器上的网络接口 34，通过网络接收向外部设备发送的信息并发送至设备接口 32，还将来自外部设备的信息发送至网络，从而使外部设备通过转换器与网络相连接，解决了相关技术中外部设备的适用存在地域局限性的问题，进而突破了外部设备的地域局限性，提高了外部设备与计算机等远端设备连接的便利性。
[0032]通过上述实施例，并不需要对现有的外部设备进行任何改变，增加一个转换器就可以实现对该外部设备的远程访问。
[0033]优选地，上述设备接口可以包括USB接口，上述网络接口可以包括以太网接口。
[0034]图4是根据本发明实施例的控制外部设备的系统示意图，如图4所示，该系统包括外部设备401，转换器402，计算机404 (本实施例以计算机表示远端设备)，以及连接转换器402和计算机404的网络403。外部设备401通过通信总线与转换器402进行通信，外部设备401的信息发送到转换器402，转换器402将外部设备401的信息通过网络403发送至计算机404。计算机404根据接收到的信息虚拟出一个虚拟设备，该虚拟设备的功能与外部设备401的功能相同，计算机404通过网络403向转换器402发送命令信息，转换器402将该命令信息发送至外部设备401，就可以实现计算机404对外部设备401的控制操作。
[0035]但是，在外部设备的信息通过转换器发送到网络之前，转换器需要对上述外部设备的信息进行处理，将该信息中的数据转换成网络侧格式的数据，同理，在远端设备的信息发送到转换器之后，转换器需要对远端设备的信息进行处理，将该信息中的数据转换成网络侧格式的数据。因此，本实施例提供了一种优选实施方式，即上述转换器上运行的后台服务对，经由设备接口交互的数据和经由网络接口交互的数据进行格式转换。该方式提高了数据交互的准确性。
[0036]基于上述转换器，本实施例提供了一种控制系统，如图5所示的控制系统的结构框图，该系统除了包括图4中的转换器之外，包括:上述实施例中的转换器30、远端设备40和外部设备50。外部设备50与转换器30相连，转换器30与远端设备40通过网络相连，下面对该结构进行说明。
[0037]上述远端设备40包括:网络接口 42，与网络进行连接，连接至转换器30上的网络接口 34，用于通过上述网络与上述转换器30进行信息的交互；
[0038]上述外部设备50包括:设备接口 52，连接至转换器30上的设备接口 32，用于与上述转换器30进行连接。
[0039]通过上述实施例，远端设备40上的网络接口 42，与网络进行连接，通过上述网络与上述转换器30进行信息的交互，外部设备50中的设备接口 52，与上述转换器30进行连接，从而使外部设备通过转换器与网络相连接，解决了相关技术中外部设备的适用存在地域局限性的问题，进而突破了外部设备的地域局限性，提高了外部设备与计算机等远端设备连接的便利性。
[0040]上述远端设备40还包括虚拟设备和运行的后台服务，上述远端设备40虚拟出与上述外部设备50的设备接口 52对应的虚拟设备，并通过该虚拟设备经由上述网络与上述转换器30进行交互。上述远端设备40运行的后台服务对来自网络的信息与来自上述虚拟设备的信息进行转换。
[0041]图6是根据本发明实施例的控制系统软件模块的示意图，如图6所示，本地设备(Logical Device,即上述外部设备)通过通信总线接口(BUS Interface)与转换器(converter)的通信总线接口建立通信，本地设备将信息发送给转换器，转换器包括通信总线接口、系统软件(System Software)、网络协议栈(Network Protocol Stack)、网络接口(Network Interface),转换器通过网络(Network)与设备驱动(Device Driver,即上述远端设备)建立连接，转换器对本地设备的信息中的标准数据包进行拆包操作，将有效载荷封装为网络侧格式的数据包通过网络发送至设备驱动。同时，转换器将本地设备的信息中的控制信息封装发送到网络。
[0042]设备驱动包括与本地设备相同类型的网络接口，同时引入后台服务daemoruhost和虚拟外部设备驱动。daemoruhost作为后台服务，将网络接收到的封装后的外设数据拆包，将其中的有效数据发送到虚拟外部设备驱动，由其提供外设设备的功能给上层应用App0
[0043]对应于上述控制系统，本实施例提供了一种控制方法，如图7所示的控制方法的流程图，该方法包括以下步骤(步骤S702-步骤S706):
[0044]步骤S702，转换器将外部设备的信息通过网络发送到远端设备；
[0045]步骤S704，转换器接收上述远端设备通过上述网络发送的命令信息；
[0046]步骤S706，转换器将上述命令信息发送给上述外部设备，其中，该命令信息用于指示上述外部设备执行相应操作。
[0047]通过上述方法，转换器将外部设备的信息通过网络发送至远端设备，然后接收远端设备通过网络向外部设备发送的命令信息，从而使外部设备通过转换器与网络相连接，解决了相关技术中外部设备的适用存在地域局限性的问题，进而突破了外部设备的地域局限性，提高了外部设备与计算机等远端设备连接的便利性。
[0048]基于上述方法，外部设备可以通过一个网络被本地计算机远程访问，外部设备的信息可分为控制信息和数据，并以网络为媒介传递到本地计算机，以实现外部设备到本地的映射。具体地，外部设备将数据发送给转换器，转换器支持外设的总线接口，可以识别外部设备的控制信息符合其结构、电器、协议标准接口要求。同时转换器引入一个数据包转换机制，将外部设备数据的有效载荷通过封装等操作，打包为相应的网络包格式，再通过网络发送至远端设备。此外，转换器还将外部设备的控制信息打包，再通过网络发送至远端设备。
[0049]远端设备带有与其外部设备相同类型的网络接口，远端设备映射出一个与外部设备的设备接口对应的虚拟设备。远端设备接收到外部设备发来的数据包，并将其拆包获得有效数据和控制信息。远端设备将上述数据重新封装为符合外设总线协议的数据包发送给虚拟设备。虚拟设备提供与外部设备相同的功能，远端设备上运行的应用App是外部设备功能的最终消费者。
[0050]基于上述远端设备对接收到的外部设备的数据的处理方式，本实施例提供了一种优选实施方式，即在转换器将外部设备的信息通过网络发送到远端设备之后，远端设备虚拟出与外部设备的设备接口对应的虚拟设备，并通过该虚拟设备经由上述网络与上述转换器进行信息交互。上述远端设备运行的后台服务对来自网络的信息与来自上述虚拟设备的信息进行转换。
[0051]上述外部设备可以包括以下设备之一:键盘、鼠标、数码相机、打印机、U盘、视频采集设备、手机等。
[0052]本实施例以USB设备(USB Device)举例进行说明，USB通用串行总线作为一种计算机与外部电子设备通信的标准接口已经获得广泛应用，由于USB作为与计算机的通用接口，具有接口统一和使用方便的特点，因此USB设备提供的功能也非常丰富，包括键盘、鼠标、数码相机、打印机、U盘、视频采集和手机等。
[0053]图8是根据本发明实施例的控制USB外部设备的系统示意图，如图8所示，该系统包括USB外部设备801，转换器802，计算机804，以及连接转换器802和计算机804的以太网网络(Ethernet Network)803。USB外部设备801通过通信总线与转换器802进行通信，USB外部设备801的信息发送到转换器802，转换器802对USB设备801的数据及控制信息通过封装，然后通过以太网网络803发送到计算机804。计算机804根据接收到的信息虚拟出一个虚拟设备，该虚拟设备的功能与USB外部设备801的功能相同，计算机804能够像访问本地USB设备一样地使用USB设备801，并使用其提供的功能。计算机804通过以太网网络803向转换器802发送信息，转换器802也承担转换由计算机804发往USB设备801的数据，然后发送至USB外部设备801，就可以实现计算机804对USB外部设备801的控制操作。
[0054]对于上述控制USB外部设备的系统的具体实现过程，下面进行详细介绍。图9是根据本发明实施例的控制USB的系统软件模块的示意图，如图9所示，本地USB设备(LogicalUSB Device)通过USB通信数据总线(USB BUS)与转换器(converter)建立通信，本地USB设备将信息发送给转换器，本地USB设备和转换器都包括总线控制器(Host Controller),转换器还包括USB系统软件(USB System Software)、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP，Transfer Control Protocol/Internet Protocol)协议栈(TCP/IP Protocol Stack)、以太网(Ethernet)，转换器通过总线控制器接受USB数据包并由USB系统软件(USB SystemSoftware )拆包将数据发送给转换器上运行的后台服务(daemon_converter),后台服务将获得的数据及控制信息作为TCP/IP协议栈的有效载荷封装为以太网数据包，并发送到USB总线上，通过底层以太网接口发送到计算机。
[0055]计算机上运行着后台服务(daemon_host)。计算机上的后台服务经过与转换器相反的过程取出有效载荷，并将该有效载荷还原为符合USB协议的USB数据包，具体地，计算机的USB数据和USB控制信息由USB驱动发送到后台服务daemonjiost，后台服务通过TCP/IP协议栈将上述数据和控制信息作为以太网有效载荷，通过网卡发送到以太网上。计算机底层的USB驱动(USB Driver)虚拟出一个虚拟USB设备，与上述本地USB设备功能相同，是本地USB设备的映像。最后，本地USB设备从USB总线接受数据和控制信息，并完成相应功能。计算机上的应用App消费本地USB设备提供的功能。
[0056]从以上的描述中可以看出，本发明方案实现了通过网络使用外部设备，在保留外部设备易用性特点的同时，可有效扩大外部设备使用的地理范围。例如，用户使用通过网络使用外部设备的方法将远程GPS接收机虚拟为本地GPS接收机，可以方便地获得远端GPS接收机使用者的地理位置参数，可进行户外紧急救援，远程控制等操作。[0057]此外，用户使用通过网络使用外部设备的方法将远程视频监视器虚拟为本地监视器设备，可以方便地实现远程视频监控，为视频监控网络或全球眼系统的部署带来优选方案。另外，现在物联网和工业控制领域广泛使用传感器作为信息收集来源，例如光线、气压、温度传感器收集光线、压力、温度信息等等。通过上述通过网络使用外部设备的方法将传感器接口进行统一，例如统一为USB接口。可以为物联网实现方案提供较优的接口技术，大大简化了传感器接口的设计，统一了接口标准，使部署传感器网络更灵活。当用户需要变更、增加传感器功能时，只需变换或增加作为远程控制的计算机的上层应用，以及更换或增加终端的传感器组件，其间的网络通道不需要变化。这样不仅使网络构建更加灵活，而且降低了网络部署的成本。
[0058]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0059]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种转换器，其特征在于，包括: 与外部设备进行连接的设备接口，用于接收向所述外部设备发送的信息，并接收来自所述外部设备的信息； 与网络进行连接的网络接口，用于通过所述网络接收向所述外部设备发送的信息并发送至所述设备接口，还用于将来自所述外部设备的信息发送至所述网络。
2.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述设备接口包括USB接口；和/或，所述网络接口包括以太网接口。
3.根据权利要求1或2所述的转换器，其特征在于，所述转换器上运行的后台服务对，经由所述设备接口交互的数据和经由所述网络接口交互的数据进行格式转换。
4.一种控制系统，其特征在于，包括:远端设备、权利要求1至3中任一项所述的转换器，以及所述外部设备，其中， 所述远端设备包括:网络接口，用于与网络进行连接，其中，通过所述网络与所述转换器进行信息的交互； 所述外部设备包括:设备接口，用于与所述转换器进行连接。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述远端设备虚拟出与所述外部设备的设备接口对应的虚拟设备，并通过所述虚拟设备经由所述网络与所述转换器进行交互。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述远端设备运行的后台服务对来自所述网络的信息与来自所述虚拟设备的信息进行转换。
7.一种控制方法，其特征在于，包括: 权利要求1至3中任一项所述的转换器将所述外部设备的信息通过网络发送到远端设备; 所述转换器接收所述远端设备通过所述网络发送的命令信息； 所述转换器将所述命令信息发送给所述外部设备，其中，所述命令信息用于指示所述外部设备执行相应操作。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，转换器将外部设备的信息通过网络发送到远端设备之后，所述方法还包括: 所述远端设备虚拟出与所述外部设备的设备接口对应的虚拟设备，并通过所述虚拟设备经由所述网络与所述转换器进行信息交互。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，转换器将外部设备的信息通过网络发送到远端设备之后，所述方法还包括: 所述远端设备运行的后台服务对来自所述网络的信息与来自所述虚拟设备的信息进行转换。
10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述外部设备包括以下设备之一:键盘、鼠标、数码相机、打印机、U盘、视频采集设备、手机。
【文档编号】H04L12/28GK103457806SQ201210170215
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月29日 优先权日:2012年5月29日
【发明者】薛青 申请人:中兴通讯股份有限公司