一种异构网络数据透明传送装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种异构网络数据透明传送装置，包括：构造基本功能协议的微型处理器协议构造模块，对数据传送或转换的网络协议转换模块；所述微处理器协议构造模块、所述网络协议转换模块相互双向通信连接；所述微型处理器协议构造模块接收原有的硬件设备的数据后构造处理并传输至网络协议转换模块，所述网络协议转换模块对传送的数据处理后发送至网络；所述网络协议转换模块接收到从网络传输的数据后处理并传输至所述微型处理器协议构造模块，所述微型处理器协议构造模块接收网络传输的数据后进行处理并发送至用户终端。本发明能够有效使得原有的低速设备实现网络互联，并通过以隧道的形式传送，增强远程控制和访问能力，实现数据的透明传送。
【专利说明】—种异构网络数据透明传送装置
【技术领域】
[0001]本发明涉一种异构网络数据透明传送装置，属于通信【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着人类社会和经济的不断发展，信息的交换和传输已经成为人们生活中与衣食住行一样必不可少的一部分。为了实现此目的，通信技术在近50年内呈现出异常繁荣的景象，这也带来了多种类型通信网络的共存，即异构型网络(heterogeneous network)。随着物联网的发展，异构网络出现的越来越多，例如，以WLAN、3G、4G等技术相融合的无线异构网络已在全球范围内进行覆盖。在异构通信环境中，各种数据可通过异构网络中的不同网络传输至接收端。
[0003]一方面越来越多的设备期待连接进入互联网，另一方面，传统的微型处理器缺乏网络直连能力，并且在原有的设计中，大都存在自身独特的内部互联协议，因此设计一种能够在异构网络中进行数据传送，并对原有的微型处理器修改较少，甚至不需修改的情况下完成网络互联和传送无疑是非常有益的。
[0004]所谓透明传送，是指原有的微型处理器或设备送给自身的接口进行短距离数据传送，如低速串口。而使用本方案中的装置后，微型处理器可以直接不需要改变自身的情况下，将数据穿越互联网，传送到遥远的接收端。而发送端无需关注，网络的传送的具体实现，甚至不需关心网络的存在与否。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本发明要解决的技术问题是:使原有的低速设备实现网络互联。
[0007](二)技术方案
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供了一种异构网络数据透明传送装置，包括:
[0009]构造基本功能协议的微型处理器协议构造模块，对数据传送或转换的网络协议转换模块；
[0010]所述微处理器协议构造模块、所述网络协议转换模块相互双向通信连接；
[0011]所述微型处理器协议构造模块接收原有的硬件设备数据后构造处理并传输至网络协议转换模块，所述网络协议转换模块对传送的数据处理后发送至网络；所述网络协议转换模块接收到从网络传输的数据后处理并传输至所述微型处理器协议构造模块，所述微型处理器协议构造模块接收数据并按照协议进行反向解码，然后发送给原有的硬件设备。
[0012]其中较优地，所述异构网络数据透明传送装置还包括:用于对网络数据加密、功能选择的配置模块，所述配置模块分别与所述微处理器协议构造模块、所述网络协议转换模块双向通信连接；
[0013]所述配置模块对所述微处理器协议构造模块的数据加密处理后传输至所述网络协议转换模块；所述配置模块对所述网络协议转换模块接受的数据解密处理后传输至所述微处理器协议构造模块。
[0014]其中较优地，所述微型处理器协议构造模块接收原有的硬件设备的数据后构造处理时将数据通过指定的协议构造成可扩展的传输数据，并发送至网络协议转换模块。
[0015]其中较优地，所述可扩展的传输数据包含地址、功能码、有效应用数据和校验值。
[0016]其中较优地，所述微型处理器协议构造模块接收原有的硬件设备的数据后用简单加密方式构造处理。
[0017]其中较优地，所述网络协议转换模块接收到从网络传输的数据是远程控制命令；
[0018]网络协议转换模块接收到网络传输的远程控制命令后处理并传输至所述微型处理器协议构造模块，所述微型处理器协议构造模块对远程控制命令按照协议进行反向解码，然后发送给原有的硬件设备执行命令。
[0019]其中较优地，所述网络协议转换模块将获得的数据以隧道的形式进行打包，打包后以数据包形式发送至网络。
[0020]其中较优地，所述网络协议转换模块对网络中传送的数据发送时按是否加密区分发送。
[0021]其中较优地，所述按是否加密区分发送通过对发送端口的奇偶性分别传送。
[0022](三)有益效果
[0023]本发明提供的异构网络数据透明传送装置，能够有效使得原有的低速设备实现网络互联，并通过以隧道的形式传送，增强远程控制和访问能力，实现数据的透明传送。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是异构网络数据透明传送装置整体结构示意图；
[0025]图2是本发明实施例1提供的WIFI接入的应用场景不意图；
[0026]图3是本发明实施例2提供的以太网接入的应用场景示意图；
[0027]图4是本发明实施例3提供的混合接入的应用场景示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0029]如图1所示，本发明提供一种异构网络数据透明传送装置，其特征在于，包括:构造基本功能协议的微型处理器协议构造模块，对数据传送或转换的网络协议转换模块；所述微处理器协议构造模块、所述网络协议转换模块相互双向通信连接；所述微型处理器协议构造模块接收原有的硬件设备的数据后构造处理后传输至网络协议转换模块，网络协议转换模块对传送的数据处理后发送至网络；网络协议转换模块接收到从网络传输的数据后处理并传输至微型处理器协议构造模块，微型处理器协议构造模块接收网络协议转换模块传输的数据后，按照协议进行反向解码，然后发送给原有的硬件设备。下面对本发明展开详细说明。
[0030]微型处理器协议构造模块中，根据用户的功能需求可以设计出基本的功能协议，协议中包含用户所需的基本数据。微型处理器协议构造模块与数据发送原有的硬件设备通过串口连接。该原有的硬件设备一般指一些传感器(例如:温度传感器)。微型处理器协议构造模块将通过串口接收到原有的硬件设备(数据发送端)发送的数据(网络传感等数据)通过指定的协议构造成可扩展的传输数据，并发送至网络协议转换模块。该可扩展的传输数据常常包含地址、功能码、有效应用数据和校验值等。微型处理器协议构造模块优选还可以选择使用简单加密方式或明文进行传送，在数据中还可以包含简单的数据校验位，最终数据通过串口将数据进行发送和接收。例如，温度传感器网络中每个传感器可以感知温度信息，并通过四个字节Dl、D2、D3、D4将温度返回给接收者，如Dl=2，D2=5, D3=8, D4=0表示检测的温度为25.80摄氏度。原有的传感器不具备网络功能，因此无法完成远程访问。在本装置中，首先微型处理器协议构造模块会将D1、D2、D3、D4进行初步构造。例如增加协议标示起始位Sl=0x22，增加地址Al=OxOl,增加功能码Fl=OxOl用于表示温度，然后附加4个字节的数据，最后增加一个字节Cl校验(简单加密方式)。即发送DATA=S1A1F1D1D2D3D4C1，共8个字节。微型处理器协议构造模块接收网络协议转换模块传输的数据后，按照协议进行反向解码，然后发送给原有的硬件设备(数据接收端)，使得原有的硬件设备能够在无需升级内部硬件的条件下接收到远端的数据。例如，远端发送的控制命令通过网络传输至原有的硬件设备(下文有详细说明)。
[0031]网络协议转换模块接收微型处理器协议构造模块处理后的可扩展的传输数据后，网络协议转换模块将该可扩展的传输数据通过网络传输。在此过程中，网络协议转换模块将获得的微处理器发出的串口数据以隧道的形式进行打包，打包后以数据包形式向网络传输(不对原有的数据进行转换，直接作为数据进行打包)通过此方法，使得各个模块的功能较为独立，同时对传送的数据不存在任何的特殊要求。当网络协议转换模块收到从网络传输的数据时，网络协议转换模块从连接的TCP、UDP网络中获取传送的有效数据。将该有效数据直接传送给微处理器协议构造模块或可配置模块。网络协议转换模块，还包括识别网络中传送的数据是否加密区分的功能，主要是通过对发送端端口的奇偶性进行隐形判断。例如，网络协议转换模块接收到的是PDATA (加密)数据，则网络协议模块将可扩展的传输数据发送到网络中时，使用偶数端口号，同理，接收端收到该数据时，查看发送的端口号发现为偶数时，则视为加密数据，将该数据交给可配置模块进行解密；网络协议转换模块接收到的是DATA (不加密)数据，则使用奇数端口号将可扩展的传输数据发送到网络中。使得接收端收到该数据时，查看发送的端口号发现为奇数时，则视为非加密数据，将该数据直接交给微型处理器协议构造模块。即接收方接收到数据后，通过查看源端口的奇偶性即可获知数据是否处于加密状态。
[0032]当网络协议转换模块收到从网络传输的数据时，首先进行的是网络协议转换，发现源端口为偶数端口，则传输的数据是密文，则将数据进行解密处理，否则直接将数据交由微处理器协议构造模块。
[0033]网络协议转换模块将数据包形式向网络传输数据时，将数据作为TCP或UDP的数据，并将数据以网络方式送入互联网，实现远距离数据传送。传输数据的网络优选包括以太网协议实施的LAN、WLAN网络，以及通过3G网络转换的以太网标准网络。反之网络协议转换模块可以从上述网络接收数据。
[0034]网络协议转换模块支持TCP、UDP两种数据传送方式。其中，对一些延要求较低的实施例中，通过使用TCP连接方式，将数据发送给接收者，由于TCP提供了可靠传输服务，因此发送端的数据发送后可以感知接收方收到发送的数据。例如发送成功后通过网络向微处理器协议构造模块发送数据发送成功的信息，如果发生失败则通过网络向微处理器协议构造模块发送数据发送失败的信息。因此网络协议转换模块通过TCP协议对网络传输的数据提供可靠保障。对一些对时延要求较低，同时可以自主要求数据重传的应用实施例中，协议转换模块在发送后并不关心接收端是否真正收到了该数据，可以使用UDP网络协议。该方式使得传送带来的额外开销和延迟较小。例如，远端需要获知发送端的实时温度，对延迟要求较高，而网络中出现丢包等不可靠性因素时，远端可以直接要求重传，网络只需保证每次获得的数据延迟误差较小即可。因此网络协议转换模块通过UDP协议对网络传输的数据提供不可靠保障。
[0035]如图1所示，本异构网络数据透明传送装置还包括用于对网络数据加密、功能选择的配置模块，配置模块分别与微处理器协议构造模块、网络协议转换模块双向通信连接；配置模块对微处理器协议构造模块的数据加密处理后传输至网络协议转换模块；配置模块对网络协议转换模块接受的数据解密处理后传输至微处理器协议构造模块。当用户需要将数据发送原有的硬件设备发送的数据在网络中以密文或明文的形式传送时，用户可以选择在该配置模块完成加解密功能配置、功能功能选择。例如，将微处理器协议构造模块构造完成的可扩展的传输数据进行加密时，假定选择对称加密方式，配置模块通过调用加密函数，将DATA转换成密文数据PDATA=Pl: P8，长度仍旧为8个字节，然后将PDATA发送给协议转换模块。反之，如果网络协议转换模块对接收到的数据进行网络协议转换后，发现源端口为偶数端口，则传输的数据是密文(PDATA)，则将数据进传输至配置模块行解密处理，将解密处理后的数据交由微处理器协议构造模块处理。
[0036]本异构网络数据透明传送装置还还包括从用户在远端主动向微处理器发送命令数据，即远端用户构造控制命令，通过网络发送。当网络协议转换模块收到该数据后，直接将数据按照源端口的奇偶性传送至可配置模块或微处理器协议构造模块，最终微处理器协议构造模块收到该数据后，将执行改命令。例如远端用户希望从数据发送原有的硬件设备返回传感器的状态信息。下面以上述温度传感器为例，用户希望通过远程命令构造协议标示起始位Sl=0x55，增加地址Al=OxOl,增加功能码Fl=OxOl用于表示温度，然后附加4个字节的命令Ml-M4=0x01，0x01，0x01，0x01，最后增加一个字节Cl校验，即发送DATA=S1A1F1M1M2M3M4C1，共8个字节。用户使用TCP网络协议通过奇数端口发出。接收端网络协议构造模块收到上述8个字节，直接交给微处理器协议构造模块，微处理器协议构造模块将接收到的上述信息拆分，得到控制命令Ml-M4=0x01，0x01，0x01,0x01，并根据用户设定，执行该命令，返回当前的温度信息。
[0037]下面通过几个实施例对本发明的功能展开详细的说明。
[0038]实施例1
[0039]为更好的阐述发明提供的异构网络数据透明传送装置，因此结合图2予以阐述。如图2所示，原有的硬件设备(如传感器)通过串口与异构网络数据透明传送装置的微型处理器协议构造模块直接相连，进行数据传送，异构网络数据透明传送装置则帮助原有的硬件完成远程数据传送和网络互联功能。
[0040]在图2中，没有异构网络数据透明传送装置之前，原有的硬件设备(终端A)和原有的硬件设备(终端B)直接通过串口进行设备直接的数据交换，数据传送距离较短。通过将串口接入到异构网络数据透明传送装置后，异构网络数据透明传送装置以WIFI的接入的方式实现互联到广域网，此时原有的硬件设备(终端A)和原有的硬件设备(终端B)的传送距离可以穿越广域网实现长距离传输。
[0041]实施例2
[0042]为更好的阐述发明提供的异构网络数据透明传送装置，因此结合图3予以阐述。如图3所示，原有的硬件设备(如传感器)通过串口与异构网络数据透明传送装置的微型处理器协议构造模块直接相连，进行数据传送，异构网络数据透明传送装置本则实现网络互联功能。
[0043]在图3中，没有异构网络数据透明传送装置之前，原有的硬件设备(终端A)和原有的硬件设备(终端B)直接通过串口进行设备直接的数据交换，数据传送距离较短。通过将串口接入到异构网络数据透明传送装置后，异构网络数据透明传送装置以以太网的接入实现互联到广域网，此时原有的硬件设备(终端A)和原有的硬件设备(终端B)的传送距离可以穿越广域网实现长距离传输。
[0044]实施例3
[0045]为更好的阐述本发明提供的异构网络数据透明传送装置，因此结合图4予以阐述。如图4所示，原有的硬件设备(如传感器)通过串口与异构网络数据透明传送装置的微型处理器协议构造模块直接相连，进行数据传送，异构网络数据透明传送装置则实现网络互联功能。
[0046]在图4中，没有本异构网络数据透明传送装置之前，原有的硬件设备(终端A)和原有的硬件设备(终端B)直接通过串口进行设备直接的数据交换，数据传送距离较短。通过将串口接入本异构网络数据透明传送装置后，异构网络数据透明传送装置分别以WIFI和以太网的方式实现互联到广域网，此时原有的硬件设备(终端A)和原有的硬件设备(终端B)的传送距离可以穿越广域网实现长距离传输。
[0047]综上所述，本发明提供的异构网络数据透明传送装置，能够使得原有的低速设备实现互联，并通过以隧道的形式传送，使得异构网络实现了互联互通，增强了设备的远程控制和访问能力。
[0048]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种异构网络数据透明传送装置，其特征在于，包括: 构造基本功能协议的微型处理器协议构造模块，对数据传送或转换的网络协议转换模块； 所述微处理器协议构造模块、所述网络协议转换模块相互双向通信连接； 所述微型处理器协议构造模块接收原有的硬件设备数据后构造处理并传输至网络协议转换模块，所述网络协议转换模块对传送的数据处理后发送至网络；所述网络协议转换模块接收到从网络传输的数据后处理并传输至所述微型处理器协议构造模块，所述微型处理器协议构造模块接收数据并按照协议进行反向解码，然后发送给原有的硬件设备。
2.如权利要求1所述的异构网络数据透明传送装置，其特征在于，所述异构网络数据透明传送装置还包括:用于对网络数据加密、功能选择的配置模块，所述配置模块分别与所述微处理器协议构造模块、所述网络协议转换模块双向通信连接； 所述配置模块对所述微处理器协议构造模块的数据加密处理后传输至所述网络协议转换模块；所述配置模块对所述网络协议转换模块接受的数据解密处理后传输至所述微处理器协议构造模块。
3.如权利要求1所述的异构网络数据透明传送装置，其特征在于所述微型处理器协议构造模块接收原有的硬件设备的数据后构造处理时将数据通过指定的协议构造成可扩展的传输数据，并发送至网络协议转换模块。
4.如权利要求1所述的异构网络数据透明传送装置，其特征在于所述可扩展的传输数据包含地址、功能码、有效应用数据和校验值。
5.如权利要求1或3所述的异构网络数据透明传送装置，其特征在于所述微型处理器协议构造模块接收原有的硬件设备的数据后用简单加密方式构造处理。
6.如权利要求1所述的异构网络数据透明传送装置，其特征在于所述网络协议转换模块接收到从网络传输的数据是远程控制命令； 网络协议转换模块接收到网络传输的远程控制命令后处理并传输至所述微型处理器协议构造模块，所述微型处理器协议构造模块对远程控制命令按照协议进行反向解码，然后发送给原有的硬件设备执行命令。
7.如权利要求1所述的异构网络数据透明传送装置，其特征在于所述网络协议转换模块将获得的数据以隧道的形式进行打包，打包后以数据包形式发送至网络。
8.如权利要求1所述的异构网络数据透明传送装置，其特征在于所述网络协议转换模块对网络中传送的数据发送时按是否加密区分发送。
9.如权利要求1所述的异构网络数据透明传送装置，其特征在于所述按是否加密区分发送通过对发送端口的奇偶性分别传送。
【文档编号】H04L29/06GK103944798SQ201410160795
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】胡事民, 刘虎球 申请人:清华大学