一种网络USB设备共享系统的制作方法

一种网络usb设备共享系统
技术领域
1.本实用新型涉及网络设备技术领域，尤其是一种网络usb设备共享系统。


背景技术：

2.由于usb总线的易用性与灵活性，目前usb设备已经应用在各个领域，以及各种生活工作场景中。现有的usb设备使用都是通过直接插入到pc主机等usb主控制器口的方式使用，需要直接与usb主机端物理接触；这种需要物理接触的方式，要求主机与usb设备得在同一个有限物理空间，并且由于信号线的损耗等问题无法长距离使用；除此之外，物理接触方式在需要将usb设备接到其他主机上时，需要做拔插方式，不能提供方便多设备共享的问题。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题之一，本实用新型的目的在于：提供一种不仅支持长距离传输，还能够实现方便快捷共享的网络usb设备共享系统。
4.本实用新型所采取的技术方案是：
5.第一方面，本实用新型方案提供了一种网络usb设备共享系统，系统包括共享usb主机端和共享usb设备端，所述共享usb主机端通过以太网连接至所述共享usb设备端；
6.所述共享usb主机端包括usb host控制器和第一以太网控制器；所述usb host控制器一端连接至usb设备，所述usb host控制器的另一端连接至所述第一以太网控制器的一端，所述第一以太网控制器的另一端连接至以太网；
7.所述共享usb设备端包括第二以太网控制器和usb device控制器；所述第二以太网控制器一端连接至以太网，所述第二以太网控制器的另一端连接至所述usb device控制器的一端，所述usb device控制器的另一端连接至主机设备。
8.在一些可选的实施例中，所述共享usb主机端还包括第一处理器，所述第一处理器的一端连接至所述第一以太网控制器，所述第一处理器的另一端连接至所述usb host控制器。
9.在一些可选的实施例中，所述共享usb设备端还包括第二处理器，所述第二处理器的一端连接至所述第二以太网控制器，所述第二处理器的另一端连接至所述usb device控制器。
10.在一些可选的实施例中，所述共享usb主机端还包括第一加解密模块，所述第一加解密模块连接至所述第一处理器。
11.在一些可选的实施例中，所述usb host控制器通过usb端点数据传输连接至所述第一处理器。
12.在一些可选的实施例中，所述共享usb设备端还包括第二加解密模块，所述第二加解密模块连接至所述第二处理器。
13.在一些可选的实施例中，所述usb device控制器通过usb端点数据传输连接至所
述第二处理器。
14.本实用新型的有益效果是：本技术的技术方案通过内置共享usb主机端中的usb host 控制器、内置共享usb设备端中的usb device控制器以及以太网控制器，可以实现usb端点数据来直接通讯，并不需要在目标设备中安装任何软件，在需要切换到其他usb设备时，只需要对应的共享usb设备端连接到相应的共享usb主机端；系统不需要插拔设备；将 usb端点数据ip打包后，系统中设备的传输距离大大提高，并且需要连接usb设备的主机与usb设备可不在同一物理空间，实现长距离传输。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型实施例提供的一种网络usb设备共享系统的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例提供的网络usb设备共享系统中共享usb主机端的结构示意图；
18.图3为本实用新型实施例提供的网络usb设备共享系统中共享usb设备端的结构示意图。
具体实施方式
19.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.在现有技术中的物理接触方式，通常需要主机与usb设备布置在同一个并且大小有限的物理空间中，并且由于信号线的损耗等问题，现有技术中usb设备与主机之间无法进行长距离使用；除此之外，物理接触方式在将usb设备接到其他主机上时，需要进行拔插等操作，不能提供方便多设备共享。为此，本技术技术方案提供了一种网络usb设备共享系统，
该系统能够支持usb设备与主机在不同物理空间，完成长距离的传输；并且，系统能够支持方便快捷共享，usb设备无需进行重复拔插，还可使用加解密算法实现安全可靠的共享。
23.在第一方面，如图1所示，本技术技术方案提供的一种网络usb设备共享系统，其主要包括共享usb主机端和共享usb设备端；具体在实施例系统中，可以包括若干个共享usb 主机端和若干个共享usb设备端，除主机端和设备端之外，系统还可以包括若干个usb设备以及usb设备所对应的主机设备。
24.在实施例系统中，共享usb主机端包括usb host控制器和第一以太网控制器；usbhost控制器一端连接至usb设备，usb host控制器的另一端连接至第一以太网控制器的一端，第一以太网控制器的另一端连接至以太网；共享usb设备端包括第二以太网控制器和 usb device控制器；第二以太网控制器一端连接至以太网，第二以太网控制器的另一端连接至usb device控制器的一端，usb device控制器的另一端连接至主机设备。
25.如图2所示，在实施例系统中，共享usb主机端主要用于获取usb设备的通讯数据，通过必要的编码过程以及根据实施例所选定的网络通信协议进行数据打包，发送至以太网中；也可以从以太网中获取相同网络通信协议的数据包，通过去掉包头以及解码等必要处理流程后得到主机设备下发的控制指令，并发送至usb设备中。共享usb主机端中的usb host控制器主要用于获取usb设备的通讯数据，或者将接收到的通讯数据(控制指令)发送至 usb设备；共享usb主机端的第一以太网控制器则主要用于实现共享usb主机端通过以太网进行数据信号的交换或传输。
26.如图3所示，实施例中的共享usb设备端主要用于获取以太网中的网络通讯数据，即接收网络通信协议包，经过包头并进行解码等必要处理流程，将通讯数据发送至该usb设备的主机。共享usb设备端中的usb device控制器主要用于获取主机设备的通讯数据，或者将接收到的通讯数据(控制指令)发送至主机设备；与共享usb主机端相类似的，第二以太网控制器则主要用于实现共享usb主机端通过以太网进行数据信号的交换或传输。
27.在实施例系统，usb设备，包括但不限于鼠标、键盘、usb打印机、u盘等所有usb 设备。连接usb设备的主机，包括但不限于电脑、笔记本、手机、平板、电视机等具备连接 usb设备功能的设备；实施例系统中，共享usb主机端可连接多个usb设备。实施例系统中通过共享usb主机端和共享usb设备端连接usb设备的主机设备，其为使用usb设备的具备usb host控制器的设备。
28.在一些可选择的实施例中，共享usb主机端还包括第一处理器，该第一处理器的一端连接至第一以太网控制器，第一处理器的另一端连接至usb host控制器。
29.具体地，第一处理器可以选用中央处理器(central processing unit，cpu)或者微控制器单元(microcontroller unit，mcu)作为核心处理器；在实施例的共享usb主机端，cpu或者mcu主要用于将接受到的usb设备的usb端点通讯数据信号，进行编码并根据网络通信协议，例如tcp/ip协议进行打包，并将打包好的数据包发送至共享usb主机端的以太网控制器；又或者接收以太网控制器的获取的数据包，进行拆包以及解码处理，发送至usb host 控制器。
30.在一些可选择的实施例中，共享usb设备端还包括第二处理器，该第二处理器的一端连接至第二以太网控制器，第二处理器的另一端连接至usb device控制器。
31.具体地，实施例系统中的第二处理器可以选用cpu或者mcu；在系统的共享usb设备
端，cpu或者mcu主要用于将接受到的主机设备的usb端点通讯数据信号，进行编码并根据网络通信协议，例如tcp/ip协议进行打包，并将打包好的数据包发送至共享usb设备端的以太网控制器；又或者接收以太网控制器的获取的数据包，进行拆包以及解码处理，发送至usb device控制器。
32.在一些可选择的实施例中，共享usb主机端还包括第一加解密模块，所该第一加解密模块连接至第一处理器。共享usb设备端还包括第二加解密模块，第二加解密模块连接至第二处理器。
33.具体地，第一加解密模块用于对共享usb主机端需要通过以太网进行传输的数据或数据包进行加密，或者对共享usb主机端获取得到的数据或者数据包进行解密；第一加解密模块用于对共享usb设备端需要通过以太网进行传输的数据或数据包进行加密，或者对共享 usb设备端获取得到的数据或者数据包进行解密。
34.示例性地，在实施例的系统中，共享usb设备端与连接usb设备的主机间的usb传输，共享usb主机端与usb设备间的usb传输，都是使用usb端点数据传输。编码即usb端点数据通过cpu/mcu，可选使用加密模块，打包成自定义协议，增加tcp/ip协议包头。解码即cpu/mcu通过网络接收的tcp/ip协议包，去掉tcp/ip包头，可选使用解密模块，通过自定义协议解析得到usb端点数据。
35.在一些可选择的实施例中，系统中共享usb主机端的usb host控制器通过usb端点数据传输连接至第一处理器；共享usb设备端的usb device控制器通过usb端点数据传输连接至第二处理器。
36.具体地，共享usb主机端的usb host控制器将接收所有连接的usb设备的usb端点通讯数据，并通过cpu/mcu编码并打包tcp/ip协议，通过以太网控制器发送到网络中。同时通过以太网控制器接收来自网络的tcp/ip封装后的usb端点通讯数据，并通过 cpu/mcu将封装解码得到usb端点通讯数据，通过usb host控制器传输给usb设备。
37.共享usb设备端通过以太网控制器接收网络通讯数据。另外通过usb device控制器连接到连接usb设备的主机。通过usb协议，host不断发起传输通讯，共享usb设备端将端点收到的usb端点通讯数据通过cpu/mcu编码并tcp/ip封装后，通过网络发送到共享 usb主机端。共享usb主机端将相应的usb端点响应数据通过编码并tcp/ip封装后返回共享usb设备端。共享usb设备端解码得到usb端点响应数据，通过usb device控制器返回给连接usb设备的主机。
38.需要说明的是，在本技术技术方案的实施例中，共享usb主机端通过网络可被不同共享 usb设备端独占通讯，并可任意随时切换。共享usb主机端通过tcp/ip对外提供usb设备端点数据传输服务。当有共享usb设备端需要使用相应的usb设备，共享usb设备端即以客户端形式请求共享usb主机端提供的usb设备数据传输服务，并进入独占模式，此时共享usb主机端不响应其他共享usb设备端的传输请求。当共享usb设备端使用完即停止请求共享usb主机端的请求服务，此时共享usb主机端退出独占，能被其他共享usb设备端发现并提供usb设备端点数据传输服务。任何时候当需要请求其他usb设备即请求相应的 usb共享主机端服务即可，实现任意时间共享任意usb设备。
39.综上所述，本实用新型与现有技术相比，具有以下的特点或优点：
40.本方案提供了一种网络usb设备共享装置与系统，无需在主机端安装任何软件并
支持所有操作系统，支持usb设备与主机在不同物理空间，长距离传输，方便快捷共享usb无需重复拔插，使用加解密算法实现安全可靠的共享。
41.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“另一实施方式”或“某些实施方式”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
42.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。