数模切换器设备、楼宇对讲系统和实现模拟系统和数字系统连接的方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及一种楼宇对讲系统中实现模拟系统和数字系统连接的方法，同时涉及一种楼宇对讲数模切换器设备，以及一种兼具模拟与数字设备的楼宇对讲系统。【
背景技术：
】[0002]楼宇对讲系统是在多层或高层建筑中实现访客、住户和物业管理中心相互通话、信息交流并实现对小区安全出入通道控制的管理系统。[0003]传统的楼宇对讲系统主要是基于模拟信号的模拟系统，存在着扩展性差、功能单一、联网受信号传输衰减影响严重等缺点，但其价格便宜。与传统的模拟系统相比，数字系统基于标准的TCP/IP技术，其布线简单、联网功能强大、可扩展性强，但价格较高。由于模拟系统和数字系统具有各自的优势，而且很多小区从首次入住到全部完工的周期可能长达几年，同一小区中的不同楼座可能有的安装数字系统，有的安装模拟系统。模拟系统的客户同样希望能够享受数字系统丰富的联网功能和服务，例如家庭报警、家电控制、远程监控、社区服务等等。因此，如何对现有的模拟系统升级，实现模拟系统和数字系统的连接及通信，成为楼宇对讲领域的一个研究课题。[0004]然而，数字系统的通信基于以太网TCP/IP协议，采用IP方式寻址；而模拟系统大多采用485模拟总线协议，采用ID方式寻址，因此模拟系统和数字系统在底层通信协议方面存在巨大的差异性。如何能在较小的系统变更和工程变更条件下，实现跨系统通信是本领域亟待解决难题。[0005]到目前为止，对于楼宇对讲系统跨系统通信的问题，虽然理论上已经出现了一种解决方案，但其升级代价昂贵，在产业上应用面临较大障碍。参见专利号为ZL201020178304.4的实用新型专利《兼具模拟与数字通信的楼宇对讲网络连接器》，该方案为给每个模拟联网设备都配置一个转换器设备，该设备完成模拟与数字之间通信协议的适配与转换。然而该方案存在以下两个缺点：由于需要给所有模拟联网设备都分别配置一个转换设备才能实现模拟设备的数字接入，其升级价格过于昂贵；此外这种升级还涉及所有模拟联网线路的数字改造，工程改造复杂、代价高。[0006]因此，如何实现模拟系统和数字系统的连接及通信，成为楼宇对讲领域的一个研究课题。【
发明内容】[0007]为了克服现有技术的缺点，本发明的发明目的在于提供一种楼宇对讲系统中实现模拟系统和数字系统连接的方法和设备。[0008]本发明技术方案提供了一种用于连接模拟系统和数字系统的楼宇对讲数模切换器设备，所述数模切换器设备包括以太网接口单元、模拟接口单元、代理单元和协议适配单元，所述以太网接口单元用于与连接了多个数字联网设备的以太网连接，以接收/发送以太网数据包；所述模拟接口单元用于与连接了多个模拟联网设备的模拟总线连接，以接收/发送模拟总线数据包；所述代理单元用于实现所有模拟联网设备的IP代理；所述协议适配单元用于实现模拟数据包和数字协议数据包的解析、协议转换和包重构。[0009]进一步地，所述数模切换器设备还包括网络地址转换单元，所述网络地址转换单元用于实现IP数据包的目标IP重定向及源IP伪装。[0010]进一步地，所述代理单元为使用Arp代理技术的Arp代理单元。[0011]本发明技术方案还提供了一种兼具模拟与数字设备的楼宇对讲系统，其特征在于，包括以太网、模拟总线、多个数字联网设备、多个模拟联网设备、以及上述的用于连接模拟系统和数字系统的楼宇对讲数模切换器设备，所述数模切换器设备分别连接以太网和模拟总线；所述数字系统中每个数字联网设备具有一个ID及IP;所述模拟系统中每个模拟联网设备具有一个ID，在此基础上还具有一个虚拟IP;所有设备的ID与IP--对应并可相互转换。[0012]进一步地，所述数字联网设备为数字室内机、数字门口机或电脑管理机。[0013]进一步地，所述模拟联网设备为模拟室内机、模拟门口机或模拟管理机。[0014]进一步地，所述楼宇对讲系统包括一部数模切换器设备，来实现整个模拟系统和数字系统的连接。[0015]进一步地，所述楼宇对讲系统包括多部数模切换器设备，其中每个安装模拟系统的单元或楼座分别连接一部数模切换器设备。[0016]本发明技术方案还提供了一种楼宇对讲系统中实现模拟系统和数字系统连接的方法，所述数字系统中每个数字联网设备具有一个ID及IP;所述模拟系统中每个模拟联网设备具有一个ID，并为每个所述模拟联网设备分配一个虚拟IP;所有设备的ID与IP-一对应并可相互转换；所述模拟系统和所述数字系统之间通信的实现方法如下：A、所述数字联网设备向所述模拟联网设备通信，包括以下步骤：al、所述数字联网设备获得目标模拟联网设备的虚拟IP，并广播其要与具有该IP的主机进行通信的请求；a2、楼宇对讲数模切换器设备代替所述目标模拟联网设备做出响应，使所述数字联网设备将所述数模切换器设备当作其要通信的目标主机；a3、所述数字联网设备发送IP数据包至所述数模切换器设备；a4、所述数模切换器设备对IP数据包进行解析，转换为模拟数据包，并通过模拟总线发送给所述目标模拟联网设备；B、所述模拟联网设备向所述数字联网设备通信，包括以下步骤：bl、所述数模切换器设备通过所述模拟总线接收由所述模拟联网设备发送给目标数字联网设备的模拟数据包；b2、所述数模切换器设备从所述模拟数据包提取出所述模拟联网设备及所述目标数字联网设备的ID，并对应转换为虚拟源IP及目标IP;b3、所述数模切换器设备解析所述模拟数据包，转换并重构为IP数据包；b4、所述数模切换器设备将所述IP数据包通过以太网发送给所述目标数字联网设备。[0017]进一步地，步骤al中，所述数字联网设备获得所述目标模拟联网设备的虚拟IP的方法是通过查表或者ID/IP映射规则实现的；步骤b2中，所述数模切换器设备将所述目标数字联网设备的ID转换为IP是通过查表或者ID/IP映射规则实现的。[0018]进一步地，步骤a2的具体实现方式为，所述数模切换器设备使用地址解析协议(Arp)代理技术代替所述目标模拟联网设备响应所述数字联网设备的Arp请求，并将自身的MAC地址通过Arp响应发送给所述数字联网设备，从而使所述数字联网设备将所述数模切换器设备当作其要通信的目标主机。[0019]进一步地，步骤a3进一步包括，所述数模切换器设备通过IP信息包过滤系统(iptables)的网络地址转换（NAT)技术将所述目标模拟联网设备的虚拟IP重定向到所述数模切换器设备自身的IP。[0020]进一步地，步骤b2进一步包括，所述数模切换器设备发送Arp请求获取所述目标数字联网设备MAC地址，所述目标数字联网设备收到所述Arp请求后将自身的MAC地址通过Arp响应发送给所述数模切换器设备。[0021]进一步地，步骤b3进一步包括，所述数模切换器设备通过iptables的源地址转换(SNAT)技术将所述数模切换器设备自身的IP伪装成所述模拟联网设备的虚拟IP。[0022]由此，本发明提供的楼宇对讲系统中实现模拟系统和数字系统连接的方法、楼宇对讲数模切换器设备和楼宇对讲系统，克服了现有技术的缺点，提供了一种系统变更小、工程安装及维护成本低、用户体验度高、升级方便的解决方案。[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。【附图说明】[0024]为了更好地描述本发明的实施例，绘制了以下附图。应当理解的是，附图仅是以示例的方式示出了本发明的优选实施例，而不应将附图解释为对本发明的限制，其中：[0025]图1为本发明提供的一实施例的楼宇对讲系统的拓扑图；[0026]图2为本发明提供的一实施例的楼宇对讲数模切换器设备的模块示意图；[0027]图3为本发明采用的TCP/IP协议寻址的流程图；[0028]图4为本发明提供的一实施例的数字联网设备向模拟联网设备通信的流程图；[0029]图5为本发明提供的一实施例的模拟联网设备向数字联网设备通信的流程图。【具体实施方式】[0030]下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。应当理解的是：在下文的描述中，"左"、"右"、"上"、"下"、"前"、"后"等术语仅用于表示参照附图所指示的方向；而"第一"、"第二"、"第三"等术语用于描述多个组成部分，但是这些组成部分之间不存在先后顺序，这些术语仅仅是为了将一个组成部分与另一组成部分区分。[0031]本发明在数字系统和模拟系统之间，使用一个中间数模切换器设备完成两个系统间接口的适配和通信数据的解析、重构及转发，其主要实施方式如下：[0032]数字系统中每个联网设备有一个ID及IP，模拟系统中每个联网设备有一个ID，在此基础上给每个模拟联网设备各自分配一个虚拟IP，所有设备的ID与IP-一对应且可相互转换；由数模切换器代理其所连接的所有模拟设备的虚拟IP，具体如下：[0033]-、当数字联网设备向模拟联网设备通当前第1页1 2 3