专利名称：基于自组网的嵌入式设备通信系统及其通信方法
技术领域：
本发明涉及一种嵌入式设备通信系统及其通信方法，特别涉及一种基于自组网的嵌入式设备通信系统及其通信方法。
背景技术：
科技发展到今天，创造出的通信手段极为丰富，广播、电视、固定电话、手机、传真、计算机网络等几乎无处不在。有关调查数据表明，目前平均每个人使用的通信设备达6. 4种之多。但是，在一般情况下，这些通信手段往往各司其职，业务单一。因此寻找一种能够将各种通信应用整合到统一的平台上，彻底消除由于通信方式分散和专用通信设备分布不均造成信息阻隔现象。随着现代通信技术的日趋成熟，以3G为代表的通信方式，能够较好地解决传统通信技术存在的问题，但其缺点同样明显成本过高，包括价格不菲的终端(手 机或PC)和昂贵的通信费用；同时通信质量过分依赖于基站的建设情况，在某些复杂条件和恶劣环境下的广泛使用存在困难。随着微电子技术，特别是以ARM、MIPS等为代表的嵌入式处理器技术的飞速发展，至今各种便携式多媒体产品已普遍存在，嵌入式系统与PC系统相比，有以下几个优点高处理性能、软硬件可裁剪、高可靠性、低成本、小体积和低功耗等优异性。现有的嵌入式设备大多作为一个独立的数据处理单元，各种嵌入式设备大多分布零散，信息无法相互传递或只能传递简单的信号，造成沟通障碍、影响决策者的最终判断。在大多数情况下，由于上网不便或保密的需求，嵌入式设备无法接入广域网，而自组网的组网方便、通信成本低、保密性强便体现其特有的优势。如果能够充分利用上述设备已有的强大信号处理功能，同时采用嵌入式软件，在设备中融入通信功能，通过自组网络形式，实现不同嵌入式设备间的消息、语音通信和文件传输，形成嵌入式通信平台，无疑这将具有极高的市场价值。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种基于自组网的嵌入式设备通信系统及其通信方法，充分利用嵌入式设备的信号处理能力，有效地将各种嵌入式设备融合成一个有机的通信系统，特别适用于自组网环境下的小型嵌入式设备之间的信息传递。为了解决上述技术问题，本发明基于自组网络的嵌入式设备之间的通信系统予以实现的技术方案是由多个基于自组网络的嵌入式终端设备通过网络设备与一服务器连接构成一个自组网络；所述服务器具有网络服务器功能，用以接收嵌入式终端设备的连接、响应嵌入式终端设备的指令请求、服务器后台的数据库记录所有嵌入式终端设备的响应消息和转发嵌入式终端设备的数据，该数据包括消息、语音及文件；所述嵌入式终端设备具有微处理器芯片、显示输出设备、音频输入输出设备、键盘输入设备和网络模块，所述网络模块采用有线网络模块或者无线网络模块；所述嵌入式终端设备具备发送指令、解析从服务器转发过来的指令并响应服务器请求的基本功能；同时嵌入式终端设备具备发送消息、文件和实现实时双向语音数据传输的功能；所述网络设备包括路由器或交换机，路由器为有线路由器或者无线路由器，所述网络设备为所述服务器和嵌入式终端设备提供有线或无线的接入网络方式，并为嵌入式终端设备提供基于TCP/IP协议的IP地址，以实现各嵌入式终端设备之间的相互通信。本发明基于自组网络的嵌入式设备之间的通信方法，将多个基于自组网络的嵌入式终端设备通过网络设备与一服务器连接构成一个自组网络；服务器开启后，创建多个客户群频道，每个客户群频道相对独立；随后，服务器就进入等待嵌入式终端设备接入的状态；嵌入式终端设备加入客户群频道的过程嵌入式终端设备接入网络后，启动客户 端程序并连接上服务器后，向服务器发送查询当前客户群频道的指令；服务器将当前的客户群频道信息反馈给该嵌入式终端设备；嵌入式终端设备通过客户端程序向服务器发送加入客户群频道的指令，并设置本身的用户名；与此同时，服务器的后台数据库记录刚登入的 嵌入式终端设备的用户名和IP信息，并存入后台数据库供嵌入式终端设备之间信息交流使用；嵌入式终端设备查询客户群信息的过程嵌入式终端调用罗列成员模块程序向服务器发送查询用户指令，服务器在后台数据库中查询录入的客户群信息，并向嵌入式终端发送当前客户群频道中的客户清单，包括当前在线的客户数目和各个客户的用户名；嵌入式终端设备进行消息传输的过程嵌入式终端设备调用消息传输模块程序向服务器发起消息传递行为，选择单独发送客户群中的某一成员，或选择群发模式，服务器将接收该嵌入式终端的请求并根据单发还是群发将消息发送至对应的嵌入式终设备上；接收方的嵌入式终端接收该消息并在显示输出设备上显示该消息；嵌入式终端设备进行语音全双工通信的过程嵌入式终端设备调用语音传输模块程序向服务器发起语音传递行为，选择单独发送客户群中的某一成员或选择群发模式，月艮务器将接收该嵌入式终端的请求并根据单发还是群发将请求发送至对应的嵌入式终端上；接收方的嵌入式终端接收该语音请求后进行应答，选择接收或拒绝；当选择接收后，服务器将告知发起方可以开始语音传输，随后将开始转发双方的语音数据；在语音传输过程中，双方可随时使用断开连接指令结束当前语音传输；嵌入式终端设备进行文件传输的过程嵌入式终端设备调用文件传输模块程序向服务器发起文件传递行为，选择单独发送客户群中的某一成员或选择群发模式，服务器将接收该嵌入式终端的请求并根据单发还是群发将请求发送至对应的嵌入式终端上；接收方的嵌入式终端接收该语音请求后进行应答，选择接收或拒绝；当选择接收后，服务器将告知发起方可以开始文件传输，随后将开始转发文件数据，接收方即开始接收文件数据并保存在存储器中。与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明有效地将各种嵌入式终端设备融合成一个有机的通信系统，可以充分利用嵌入式终端设备已有的强大信号处理功能，通过自组网络形式，实现不同嵌入式终端设备间的消息、语音通信和文件传输，形成嵌入式通信平台，特别适用于自组网络环境下的小型嵌入式终端设备之间的信息传递，具有极高和广泛的市场价值。
图I是本发明的整体硬件结构图；图2是本发明中嵌入式终端设硬件构架图；图3是本发明通信方法的主流程图；图4是本发明的嵌入式终端之间消息传输流程图；图5是本发明的嵌入式终端之间全双工通信流程图；图6是本发明的嵌入式终端之间文件传输流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步详细地描述。如图I所示，本发明基于自组网络的嵌入式设备之间的通信系统，由多个基于自组网络的嵌入式终端设备11通过网络设备与一服务器10连接构成一个自组网络12。服务器10负责接收嵌入式终端设备连接、响应嵌入式终端设备的指令请求、服务器后台的数据库记录嵌入式通信系统中所有终端设备的响应消息和转发终端设备的数据包括消息、语音及文件。嵌入式终端设备11发送以及解析指令请求；发送消息、文件同时可以实现实时双向语音数据传输；接收服务器转发数据，点对点发送数据以及群发数据。自组网络12由路由器或交换机搭建的网络，为服务器和嵌入式中断设备提供有线或无线的接入网络方式，基于TCP/IP协议为嵌入式终端设备提供IP地址，方便各终端之间相互通信。如图2所示，为本发明的嵌入式终端设备的硬件架构图嵌入式终端设备包括微处理器20负责执行客户端程序，调度外围各个模块协同地工作；外围设备至少包括音频输入设备21 ;负责接收声音信号并转换为数字信号供微处理器处理；音频输出设备22负责将微处理器传送过来的音频数字信号转换为声音信号；键盘输入设备23负责获取用户的输入信息；显示输出设备24负责将处理器的文字信息以字符的形式显示出来；网络模块25为处理器提供接入网络的方式，负责网络信号和处理器信号之间的转换，使嵌入式终端可以通过网络访问服务器；所述网络模块25采用有线网络模块或者无线网络模块；所述嵌入式终端设备具备发送指令、解析从服务器转发过来的指令并响应服务器请求的基本功能；同时嵌入式终端设备具备发送消息和文件，实现实时双向语音数据传输。所述网络设备包括路由器或交换机，路由器为有线路由器或者无线路由器，所述网络设备为所述服务器和嵌入式终端设备提供有线或无线的接入网络方式，并为嵌入式终端设备提供基于TCP/IP协议的IP地址，以实现各嵌入式终端设备之间的相互通信。本发明基于自组网络的嵌入式设备之间的通信方法，将多个基于自组网络的嵌入式终端设备通过网络设备与一服务器连接构成一个自组网络。服务器开启后，创建多个客户群频道，每个客户群频道相对独立；随后，服务器就进入等待嵌入式终端设备接入的状态。图3所示为本发明通信方法的主流程步骤30，服务器通过创建客户群频道指令创建多个客户群频道；步骤31，嵌入式终端通过登录指令登入客户群频道；步骤32，嵌入式终端通过罗列指令调用罗列成员模块列出当频道中的成员；步骤33，嵌入式终端通过群发或单发消息指令调用消息传输模块向指定成员发送消息；步骤34，嵌入式终端通过群发或单发语音指令调用语音传输模块向指定成员进行语音通信；步骤35，嵌入式终端通过群发或单发指令调用文件传输模块向指定成员发送文件。嵌入式终端设备加入客户群频道的过程嵌入式终端设备接入网络后，启动客户端程序并连接上服务器后，向服务器发送查询当前客户群频道的指令；服务器将当前的客户群频道信息反馈给该嵌入式终端设备；嵌入式终端设备通过客户端程序向服务器发送加入客户群频道的指令，并设置本身的用户名；与此同时，服务器的后台数据库记录刚登入的嵌入式终端设备的用户名和IP信息，并存入后台数据库供嵌入式终端设备之间信息交流使用；嵌入式终端设备查询客户群信息的过程嵌入式终端调用罗列成员模块程序向服务器发送查询用户指令，服务器在后台数据库中查询录入的客户群信息，并向嵌入式终端发送当前客户群频道中的客户清单，包括当前在线的客户数目和各个客户的用户名；嵌入式终端设备进行消息传输的过程嵌入式终端设备调用消息传输模块程序向服务器发起消息传递行为，选择单独发 送客户群中的某一成员，或选择群发模式，服务器将接收该嵌入式终端的请求并根据单发还是群发将消息发送至对应的嵌入式终设备上；接收方的嵌入式终端接收该消息并在显示输出设备上显示该消息；图4示出了嵌入式终端设备A与嵌入式终端设备B之间消息传输的流程步骤40，嵌入式终端A向服务器发起私人消息传输请求；步骤41，服务器接收嵌入式终端A请求并返回响应帧至嵌入式终端A ;步骤42，嵌入式终端A接收并解析服务器的响应帧，开启消息传输线程，发送私人消息；步骤43，服务器接收并转发该私人消息帧至指定的嵌入式终端B;步骤44，嵌入式终端设备B接收并解析消息帧，将消息内容输出到屏幕上。嵌入式终端设备进行语音全双工通信的过程嵌入式终端设备调用语音传输模块程序向服务器发起语音传递行为，选择单独发送客户群中的某一成员或选择群发模式，服务器将接收该嵌入式终端的请求并根据单发还是群发将请求发送至对应的嵌入式终端上；接收方的嵌入式终端接收该语音请求后进行应答，选择接收或拒绝；当选择接收后，服务器将告知发起方可以开始语音传输，随后将开始转发双方的语音数据；在语音传输过程中，双方可随时使用断开连接指令结束当前语音传输；图5示出了本发明实现嵌入式终端设备A与嵌入式终端设备B之间语音全双工通信的流程步骤50，嵌入式终端设备A发起私人消息传输请求；步骤51，服务器转发请求包至嵌入式终端设备B ;步骤52，嵌入式终端设备B向服务器返回响应帧；步骤53，嵌入式终端设备A和嵌入式终端设备B分别开启语音发送线程；步骤54，嵌入式终端设备A和嵌入式终端设备B首先发送第一帧的语音标识符；步骤55，嵌入式终端设备A和嵌入式终端设备B本别开始发送语音数据；步骤56，嵌入式终端设备A和嵌入式终端设备B分别接收和播放对方的语音数据；步骤57，嵌入式终端设备A向服务器发送语音结束请求；步骤58，服务器转发结束请求，嵌入式终端设备A和嵌入式终端设备B结束语音传输。嵌入式终端设备进行文件传输的过程嵌入式终端设备调用文件传输模块程序向服务器发起文件传递行为，选择单独发送客户群中的某一成员或选择群发模式，服务器将接收该嵌入式终端的请求并根据单发还是群发将请求发送至对应的嵌入式终端上；接收方的嵌入式终端接收该语音请求后进行应答，选择接收或拒绝；当选择接收后，服务器将告知发起方可以开始文件传输，随后将开始转发文件数据，接收方即开始接收文件数据并保存在存储器中。图6示出了本发明实现嵌入式终端设备A与嵌入式终端设备B之间文件传输的流程步骤60，嵌入式终端设备A向服务器发送文件传输请求；步骤61，服务器转发请求包至嵌入式终端设备B ;步骤62，嵌入式终端设备B向服务器返回响应帧；步骤63，嵌入式终端设备A和嵌入式终端设备B分别开启文件传输线程；步骤64，嵌入式终端设备A发送文件名信息；步骤65，服务器转发文件名至嵌入式终端设备B ;步骤66，嵌入式终端设备A发送文件数据至服务器；步骤67，嵌入式终端设备B转发文件数据至嵌入式终端设备B ;步骤68，嵌入式终端设备A向服务器发送文件结束标识符；步骤69，服务器结束两个文件传输线程，文件传输结束。本发明中所涉及到的客户端程序、罗列成员模块程序、消息传输模块程序、语音传输模块程序和文件传输模块程序的实现属于本技术领域内的公知常识，是本领域内解决相应问题采用的惯用技术手段，在此不再赘述。尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方 式，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
权利要求
1.一种基于自组网络的嵌入式设备之间的通信系统，其特征在于由多个基于自组网络的嵌入式终端设备通过网络设备与一服务器连接构成一个自组网络； 所述服务器具有网络服务器功能，用以接收嵌入式终端设备的连接、响应嵌入式终端设备的指令请求、服务器后台的数据库记录所有嵌入式终端设备的响应消息和转发嵌入式终端设备的数据，该数据包括消息、语音及文件； 所述嵌入式终端设备具有微处理器芯片、显示输出设备、音频输入输出设备、键盘输入设备和网络模块，所述网络模块采用有线网络模块或者无线网络模块；所述嵌入式终端设备具备发送指令、解析从服务器转发过来的指令并响应服务器请求的基本功能；同时嵌入式终端设备具备发送消息和、文件和实现实时双向语音数据传输的功能； 所述网络设备包括路由器或交换机，路由器为有线路由器或者无线路由器，所述网络设备为所述服务器和嵌入式终端设备提供有线或无线的接入网络方式，并为嵌入式终端设备提供基于TCP/IP协议的IP地址，以实现各嵌入式终端设备之间的相互通信。
2.一种基于自组网络的嵌入式设备之间的通信方法，其特征在于将多个基于自组网络的嵌入式终端设备通过网络设备与一服务器连接构成一个自组网络； 服务器开启后，创建多个客户群频道，每个客户群频道相对独立；随后，服务器就进入等待嵌入式终端设备接入的状态； 嵌入式终端设备加入客户群频道的过程 嵌入式终端设备接入网络后，启动客户端程序并连接上服务器后，向服务器发送查询当前客户群频道的指令；服务器将当前的客户群频道信息反馈给该嵌入式终端设备；嵌入式终端设备通过客户端程序向服务器发送加入客户群频道的指令，并设置本身的用户名；与此同时，服务器的后台数据库记录刚登入的嵌入式终端设备的用户名和IP信息，并存入后台数据库供嵌入式终端设备之间信息交流使用； 嵌入式终端设备查询客户群信息的过程 嵌入式终端调用罗列成员模块程序向服务器发送查询用户指令，服务器在后台数据库中查询录入的客户群信息，并向嵌入式终端发送当前客户群频道中的客户清单，包括当前在线的客户数目和各个客户的用户名； 嵌入式终端设备进行消息传输的过程 嵌入式终端设备调用消息传输模块程序向服务器发起消息传递行为，选择单独发送客户群中的某一成员，或选择群发模式，服务器将接收该嵌入式终端的请求并根据单发还是群发将消息发送至对应的嵌入式终设备上；接收方的嵌入式终端接收该消息并在显示输出设备上显示该消息； 嵌入式终端设备进行语音全双工通信的过程 嵌入式终端设备调用语音传输模块程序向服务器发起语音传递行为，选择单独发送客户群中的某一成员或选择群发模式，服务器将接收该嵌入式终端的请求并根据单发还是群发将请求发送至对应的嵌入式终端上；接收方的嵌入式终端接收该语音请求后进行应答，选择接收或拒绝；当选择接收后，服务器将告知发起方可以开始语音传输，随后将开始转发双方的语音数据；在语音传输过程中，双方可随时使用断开连接指令结束当前语音传输；嵌入式终端设备进行文件传输的过程嵌入式终端设备调用文件传输模块程序向服务器发起文件传递行为，选择单独发送客户群中的某一成员或选择群发模式，服务器将接收该嵌入式终端的请求并根据单发还是群发将请求发送至对应的嵌入式终端上；接收方的嵌入式终端接 收该语音请求后进行应答，选择接收或拒绝；当选择接收后，服务器将告知发起方可以开始文件传输，随后将开始转发文件数据，接收方即开始接收文件数据并保存在存储器中。
全文摘要
本发明公开了一种基于自组网的嵌入式设备通信方法，将多个基于自组网络的嵌入式终端设备通过网络设备与一服务器连接构成一个自组网络；服务器开启后，创建多个客户群频道，每个客户群频道相对独立；随后，服务器就进入等待嵌入式终端设备接入的状态；实现嵌入式终端设备加入客户群频道、查询客户群信息，多个嵌入式终端设备之间进行消息传输、语音传输和文件传输。有效地将各种嵌入式终端设备融合成一个有机的通信系统，充分利用嵌入式终端设备已有的强大信号处理功能，通过自组网络形式，形成嵌入式通信平台，特别适用于自组网络环境下的小型嵌入式终端设备之间的信息传递，具有极高和广泛的市场价值。
文档编号H04L29/08GK102970357SQ20121044546
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者张为, 王猛, 谭宇华, 刘艳艳 申请人:天津大学