一种基于USB接口的新型智能远程控制器的制作方法

本发明涉及到一种智能远程控制器，特别涉及一种基于usb接口的新型智能远程控制器。

背景技术：

随着工业控制行业的迅猛发展，各类工控设备也呈现爆发式增长，然而工控设备的维护成为设备供应商和设备使用方共同面对的一大痛点。设备供应商维护人员出差，产生差旅费用，且耽误其他工作，时间成本高，维护负荷高，同时设备停机等待时间长，客户催促急。对于设备使用方而言也是麻烦不少，长时停机造成生产损失，工厂内部数据整理维护需要一台设备现场蹲点检查，环境嘈杂，效率低，且需在生产过程中频繁开关电柜。而大部分时候出现的只是很小的故障，却因无法在线监控而不能远程排查。

常见的远程维护有网络中转和远程控制器两种方式。网络中转方式，需要满足如下条件：设备具备tcp/ip接口；现场需要准备一台计算机连上设备，且计算机必须能上网，要求具备多网口或本地连接结合wifi，要求现场有网络；现场计算机上必须安装设备调试所需软件；双方安装远程连接软件设法登上现场计算机。这种通过网络中转进行远程维护的技术方案所有调试内容需通过现场计算机中转，现场需要人员密切配合，显然操作复杂，实际应用并不是十分便捷。若采用远程控制器则无需中转，相对便捷，但是目前市场上的远程控制器依然具有下述问题：需要设置各类通讯参数和接口方式，过程复杂且容易出错；接入方式复杂，拨号方式不仅设置内容繁多，网络费用高，且连接速度慢，对于时效性要求高的工业cpu来说，超时断线频率高；vpn连接方式设置服务器复杂，服务器成本高，且为相关法规所禁止；并且目前只有串口，网口连接类，不能满足很大一部分工业设备所需。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于usb接口的新型智能远程控制器，具有接入方式简单、连接速度快，连接成本低的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于usb接口的新型智能远程控制器，包括控制器端以及使用控制器端的用户端，用户端用于设置虚拟usb，在pc上设置虚拟usb总线；控制器端将真实usb设备通过usb连接线连接至控制器，该设备将被“虚拟成”数据描述模型，该模型将通过网络通讯技术到达用户pc端，并挂载到虚拟usb总线，完成从真实设备到虚拟设备的转化；

所述用户端虚拟usb总线，usb总线是一种可树型拓展架构，通过虚拟usb总线，可以挂载各种usb设备，由于usb虚拟总线并不采用物理接口，无需供电负荷，其挂载容量仅取决于pc系统能力，可以挂接足够多usb设备节点；

所述的用户端usb虚拟设备管理，usb设备显著特点；

所述的虚拟usb设备间通讯，将各种不同的协议，不同物理位置的智能设备，通过usb虚拟化方法集成到虚拟usb总线，实现设备间无链数据交换。

进一步地，接口模块4包括usb接口模块41、串口模块42和网口模块43，指示灯22属于指示模块6，usb接口25属于接口模块41，电源接口26属于电源模块5，网络设备接口27属于网口模块43，单网口型上网模块3包括sim卡槽和sim卡，双网口型上网模块3包括sim卡插槽和sim卡，以及上网接口28。

进一步地，接口模块4包括usb接口模块41、串口模块42和网口模块43，指示灯22属于指示模块6，usb接口25属于接口模块41，电源接口26属于电源模块5，网络设备接口27属于网口模块43，单网口型上网模块3包括sim卡槽和sim卡，双网口型上网模块3包括sim卡插槽和sim卡，以及上网接口28。

进一步地，控制器端2的开发底板上还可以设置网口，分为单网口型和双网口型，单网口型可以连接usb设备和网口设备，通过4g或wifi形式上网；双网口型可以连接usb设备和网口设备以及宽带网络，通过有线或4g或wifi形式上网。

进一步地，控制器端之间进行点对点通讯，所使用的可以各自看到对方，并由用户端主动发起连接，完成用户/设备的通讯，且是两个节点间直接通讯，若点对点间通讯未能完成，控制器端和用户端可通过服务器中转达成通讯，通讯采用用户私钥方式进行加密。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本基于usb接口的新型智能远程控制器，pc端通过虚拟usb总线，可以挂载各种usb设备。由于usb虚拟总线并不采用物理接口，无需供电负荷，其挂载容量仅取决于pc系统能力。故可以挂接足够多usb设备节点，实现同步通讯；usb设备显著特点，即插即用，可热插拔，本发明提供了完整的usb节点加载，移除，清理；本发明将各种不同的协议，不同物理位置的智能设备，通过usb虚拟化方法集成到虚拟usb总线，因此可以实现设备间无链数据交换。

智能usb管理系统，广域网数据传输存在数据丢失，重发，严重延时的可能性，采用智能预判技术，调度管理usb通讯，避免了网络传输不通畅造成的usb通讯故障，同时，系统有“白名单”，“黑名单”功能，可柔性配置哪些usb设备可以被虚拟化。同时，usb智能远程控制器会智能处理真usb设备的pnp动作。

附图说明

图1为本发明的远程控制系统图；

图2是本发明的虚拟usb原理图；

图3是本发明的usb设备连接图；

图4为本发明的点对点通讯图；

图5为本发明的控制器爆炸图；

图6为本发明的模块结构图；

图7为本发明的单口型控制器；

图8为本发明的双口型控制器；

图9为本发明的模块图。

图中：1、用户端；2、控制器端；21、天线；22、指示灯；23、rs232串口；24、sim卡插槽；25、usb接口；26、电源接口；3、上网模块；4、接口模块；41、usb接口模块；42、串口模块、43、网口模块；5、电源模块；6、指示模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚；完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-4，一种基于usb接口的新型智能远程控制器，包括控制器端2以及使用控制器端2的用户端1，用户端1用于设置虚拟usb，在pc上设置虚拟usb总线；控制器端2将真实usb设备通过usb连接线连接至控制器，该设备将被“虚拟成”数据描述模型，该模型将通过网络通讯技术到达用户pc端，并挂载到虚拟usb总线，完成从真实设备到虚拟设备的转化；用户端1虚拟usb总线，usb总线是一种可树型拓展架构，通过虚拟usb总线，可以挂载各种usb设备，由于usb虚拟总线并不采用物理接口，无需供电负荷，其挂载容量仅取决于pc系统能力，故可以挂接足够多usb设备节点，实现同步通讯；用户端1usb虚拟设备管理，usb设备显著特点，即插即用，可热插拔；虚拟usb设备间通讯，将各种不同的协议，不同物理位置的智能设备，通过usb虚拟化方法集成到虚拟usb总线，实现设备间无链数据交换。

控制器端2之间进行点对点通讯，所使用的可以各自看到对方，并由用户端1主动发起连接，完成用户/设备的通讯，且是两个节点间直接通讯，若点对点间通讯未能完成，控制器端2和用户端1可通过服务器中转达成通讯，此时，通讯采用用户私钥方式进行加密、保证了数据安全

基于linux的usb设备虚拟化技术，在linux平台上修改默认usb管理内核，接管usb设备的控制权。所有来自真usb设备的数据请求，将被加密传输到用户pc。反之，用户程序发往真usb设备的数据，被加密传输到usb智能远程控制器，并写入usb设备。

智能usb管理系统，广域网数据传输存在数据丢失，重发，严重延时的可能性，采用智能预判技术，调度管理usb通讯，避免了网络传输不通畅造成的usb通讯故障。同时，系统有“白名单”，“黑名单”功能，可柔性配置哪些usb设备可以被虚拟化。同时，usb智能远程控制器会智能处理真usb设备的pnp动作。

实施例二：

请参阅图5-6，控制器端2内部的核心板和开发底板电气相连形成上网模块3、接口模块4、电源模块5和指示模块6，控制器端2的开发底板上设置有天线21、指示灯22、rs232串口23、sim卡插槽24、usb接口25和电源接口26，usb接口25可与现场usb设备相连，rs232串口23可与现场rs232串口设备相连，sim卡插槽24内插入sim卡，控制器端2的网口分为单网口型和双网口型，单网口型可以连接usb设备和网口设备，通过4g或wifi形式上网；双网口型可以连接usb设备和网口设备，通过有线或4g或wifi形式上网。

请参阅图7，对于单网口型usb接口智能远程控制器，开发底板上无rs232串口，而设置有网络接口，其余与上述rs232/usb型的智能控制器一致；

请参阅图8，对于双网口型usb接口智能远程控制器，开发底板上无rs232串口，而设置有双网络接口，一个网络接口用以连接现场设备，另一个网络接口用于连接网线，实现有线接入互联网，核心板和开发底板电气相连形成的上网模块3还包含有线上网模块，有线上网模块实现有线宽带接入互联网，其余与上述rs232/usb型的智能控制器一致。

请参阅图9，接口模块4包括usb接口模块41、串口模块42和和网口模块43，指示灯22属于指示模块6，rs232串口23属于串口模块42，usb接口25属于接口模块4，电源接口26属于电源模块5，sim卡插槽24与sim卡连接属于上网模块3。

不管是哪种类型的usb接口智能远程控制器的原理是一致的，根据同样的原理本领域技术人员还可以开发出类似的其他接口类型与上网方式组合的usb接口智能远程控制器。

综上所述，本基于usb接口的新型智能远程控制器，pc端通过虚拟usb总线，可以挂载各种usb设备。由于usb虚拟总线并不采用物理接口，无需供电负荷，其挂载容量仅取决于pc系统能力。故可以挂接足够多usb设备节点，实现同步通讯；usb设备显著特点，即插即用，可热插拔，本发明提供了完整的usb节点加载，移除，清理；本发明将各种不同的协议，不同物理位置的智能设备，通过usb虚拟化方法集成到虚拟usb总线，因此可以实现设备间无链数据交换。

智能usb管理系统，广域网数据传输存在数据丢失，重发，严重延时的可能性，采用智能预判技术，调度管理usb通讯，避免了网络传输不通畅造成的usb通讯故障，同时，系统有“白名单”，“黑名单”功能，可柔性配置哪些usb设备可以被虚拟化。同时，usb智能远程控制器会智能处理真usb设备的pnp动作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。