基于交换机的一体机多系统间通信的方法和装置与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种建立基于交换机的一体机多系统间通信的方法和装置。

背景技术：

在通用的大屏教育平板或商业平板的整机解决方案中，存在有多个系统通道，而系统默认使的是Android通道，其运行的是Android系统，另一系统一般为PC模块上运行的Windows系统或者Linux系统。若用户将平板切换到PC模块运行的系统时，此时Android系统仍然可在后台运行，只不过Android系统运行的信号没有输出到屏幕显示，同样的，若再次将平板由PC模块运行的系统切换到Android系统时，此时PC模块运行的系统仍然可在后台运行，只不过Android系统运行的信号没有输出到屏幕显示，从而实现整机运行多个系统。

当整机同时运行两个系统时，两者之间所进行的信息传递，是通过MCU进行信息的转发，但这样的架构会存在以下问题：

1、通信的信息涉及多种命令格式，但由于MCU的限制，只能将信息转换成二进制形式后再由MCU进行转发，信息传递效率低；

2、一旦通信过程产生过故障问题，无法确认故障存在PC模块所在系统、还是Android系统或者是MCU，排查故障所在方所花的时间过长。

3、Linux系统和Windows系统对于MCU的支持甚至不同版本的Windows系统对于MCU的支持都是不同的，由在解析通信的信息为二进制形式的信息更为复杂。

技术实现要素：

本发明实施例提出的基于交换机的一体机的多系统通信的方法及装置，能提高通信效率。

在第一方面，本发明实施例提供一种基于交换机的一体机的多系统通信的方法，包括：

从控模块运行用户数据报协议服务器进程，准备监听组播地址的信息；

主控模块运行用户数据报协议客户进程，向所述组播地址发送所述主控模块的IP地址；其中，所述组播地址预设在所述用户数据报协议服务器进程和所述用户数据报协议客户进程中；所述IP地址由交换机根据所述组播地址进行转发的；

所述主控模块在发送所述IP地址后运行传输控制协议服务器进程，准备接收基于传输控制协议的连接请求；

所述从控模块当从所述组播地址监听到所述主控模块的IP地址时，运行传输控制协议客户进程，并根据所述主控模块的IP地址向所述主控模块发送基于传输控制协议的连接请求；所述连接请求是由所述交换机根据所述IP地址进行转发的；

所述主控模块在接收到所述连接请求后，根据所述连接请求建立所述从控模块与所述主控模块的基于传输控制协议的通信连接。

进一步地，在所述主控模块运行用户数据报协议客户进程的步骤之前，还包括：

所述主控模块响应用户操作的主从切换操作，生成从控信号，并通过微控制单元发送给从控模块；

所述从控模块在接收到所述从控信号时启动工作。

进一步地，在所述主控模块响应用户操作的主从切换操作之前，还包括：

当所述主控模块检测到从控模块插接在主控模块的连接端口时，所述主控模块生成主从切换信号并将其显示在所显示界面中，以供用户根据所述主从切换信号进行主从切换操作。

优选地，所述主控模块运行android系统，所述从控模块运行windows系统。

在第二方面，本发明实施例还提供一种基于交换机的一体机的多系统通信的系统，包括主控模块、从控模块和交换机；所述主控模块包括地址发送单元、第二进程运行单元和通信连接单元；所述从控模块包括第一进程运行单元和第三进程运行单元；

第一进程运行单元，用于运行用户数据报协议服务器进程，准备监听组播地址的信息；

地址发送单元，用于运行用户数据报协议客户进程，向所述组播地址发送所述主控模块的IP地址；其中，所述组播地址预设在所述用户数据报协议服务器进程和所述用户数据报协议客户进程中；所述IP地址由交换机根据所述组播地址进行转发的；

第二进程运行单元，用于在发送所述IP地址后运行传输控制协议服务器进程，准备接收基于传输控制协议的连接请求；

第三进程运行单元，用于当从所述组播地址监听到所述主控模块的IP地址时，运行传输控制协议客户进程，并根据所述主控模块的IP地址向所述主控模块发送基于传输控制协议的连接请求；所述连接请求是由所述交换机根据所述IP地址进行转发的；

通信连接单元，用于在接收到所述连接请求后，根据所述连接请求建立所述从控模块与所述主控模块的基于传输控制协议的通信连接。

进一步地，所述主控模块还包括从控信号单元，所述从控模块还包括启动单元，具体为：

所述从控信号单元，用于响应用户操作的主从切换操作，生成从控信号，并通过微控制单元发送给从控模块；

所述启动单元，用于在接收到所述从控信号时启动工作。

进一步地，所述主控模块还包括主从切换单元；

所述主从切换单元，用于当检测到从控模块插接在主控模块的连接端口时，生成主从切换信号并将其显示在所显示界面中，以供用户根据所述主从切换信号进行主从切换操作。

优选地，所述主控模块运行android系统，所述从控模块运行windows系统。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的建立通信连接的方法及装置，通过在主控模块和从控模块之前提供一交换机，利用用户数据报协议将主控模块的IP地址转发给从控模块，进而从控模块基于传输控制协议根据IP地址向主控模块申请建立TCP连接，在TCP连接建立后，双方即可通过交换机进行即时通信，无需要进行转码处理，提高通信效率。

附图说明

图1是本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的方法的一个实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的方法的另一个实施例的流程示意图；

图3是本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的信息传递的示意图；

图4是本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的系统的一个实施例的结构示意图。

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作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。

参见图1，是本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的方法的一个实施例的流程示意图；

在第一方面，该方法由整机的主控模块执行，主控模块运行某一系统，例如Android系统，当整机接入从控模块、整机切换为由从控模块控制时，从控模块运行一异于主控模块的操作系统，例如Windows系统或者Linux系统，虽然主控模块不再将其控制信号显示在整机的显示界面，但其在后台仍是运行的，那么此时从主控模块的角度看，主控模块与从控模块的通信连接的建立过程具体包括步骤S11至S14：

S11，响应用户操作的主从切换操作，生成从控信号；

S12，将所述从控信号发送给从控模块，以使所述从控模块在接收到所述从控信号时启动工作；

S13，运行用户数据报协议客户进程，向用户数据报协议服务器进程监听的组播地址发送主控模块的IP地址；其中，所述用户数据报协服务器进程由所述从控模块在启动工作后运行，用于监听所述组播地址接收到的信息；所述IP地址是由交换机根据所述组播地址转发的；

S14，运行传输控制协议服务器进程，准备接收传输控制协议客户进程根据所述IP地址发送的连接请求，以建立与所述从控模块的通信连接；其中，所述传输控制协议客户进程由所述从控模块在监听到所述IP地址时运行；所述连接请求是由所述交换机转发的。

需要说明的是，用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)，用于处理数据包，是一种无连接的协议，即，提供无连接通信。传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。主控模块运行UDP客户进程(用户数据报协议客户进程)，从控模块运行UDP服务器进程(用户数据报协议服务器)，主控模块和从控模块在同一组播地址的组播组内，主控模块将IP地址发送到该组播地址中，从控模块即可从该组播地址中接收到该IP地址，而IP地址由交换机根据组播地址进行转发的。从控模块在接收到主控模块的IP地址启动TCP客户进程(传输控制协议客户进程)根据该IP地址向运行TCP服务器进程(传输控制协议服务器进程)的主控模块发送连接请求，即TCP连接请求，以建立两者的TCP通信连接。从而通过UDP通信获取IP地址以建立可靠的TCP通信，而TCP通信连接使得主控模块和从控模块两个不同操作系统之间的数据通信，无需转码即可直接通过交换机进行转发通信即可，提高通信效率。

另外，对于在主控模块在发送IP地址后运行TCP服务器进程，以及从控模块在接收到IP地址后运行TCP客户进程后，申请建立TCP连接的具体过程，如下：

首先，从控模块的TCP客户进程根据接收到的IP地址向与该IP地址对应的主控模块的TCP服务器进程发送TCP连接请求；

然后，主控模块的TCP服务器进程接收到所述TCP连接请求后，同意连接请求，向从控模块的TCP客户进程发送同意连接信息；

最后，从控模块的TCP客户进程接收到所述同意连接信息后，返回一接收确认信号给主控模块的TCP客户进程，至此，TCP客户进程通知从控模块的上层应用，与主控模块的TCP连接已建立，TCP服务器进程通知主控模块的上层应用，与从控模块的TCP连接已建立。

进一步地，在上述步骤S1之前，本实施例提供的建立通信连接的方法还包括：

当检测到从控模块插接在主控模块的连接端口时，生成主从切换信号并将其显示在所显示界面中，以供用户根据所述主从切换信号进行主从切换操作。

本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的方法，通过在主控模块和从控模块之前提供一交换机，利用用户数据报协议将主控模块的IP地址转发给从控模块，进而从控模块基于传输控制协议根据IP地址向主控模块申请建立TCP连接，在TCP连接建立后，双方即可通过交换机进行即时通信，无需要进行转码处理，提高通信效率。

参见图2，是本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的另一个实施例的流程示意图；

在第二方面，本发明实施提供一种基于交换机的一体机的多系统通信的方法，由整机的从控模块执行，包括步骤：

S21，通过单片机接收主控模块发送的从控信号，启动工作；

S22，运行用户数据报协议服务器进程，准备监听用户数据报协议客户进程向组播地址发送的信息；其中，所述用户数据报协议客户进程由所述主控模块在发送所述从控信号后运行；所述信息是由交换机根据所述组播地址转发的；

S23，当监听到IP地址时运行传输控制协议客户进程，根据所述IP地址向所述传输控制协议客户服务器进程发送连接请求，以建立与所述主控模块的通信连接；其中，所述传输控制协议服务器进程由所述主控模块在发送所述IP地址后运行；所述连接请求的由所述交换机转发的。

本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的方法，通过在主控模块和从控模块之前提供一交换机，利用用户数据报协议将主控模块的IP地址转发给从控模块，进而从控模块基于传输控制协议根据IP地址向主控模块申请建立TCP连接，在TCP连接建立后，双方即可通过交换机进行即时通信，无需要进行转码处理，提高通信效率。

如图3所示，图3是本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的信息传递的示意图，以下将结合第一方面和第二方面描述的建立通信连接的方法，以通用的大屏教育平板为例，该平板的主机为主控模块，其运行Android系统，该平板同时可兼容外接的PC机，为从控模块，其运行Windows系统或者Linux系统；当整机切换为PC机控制时，但此时平板的主机仍在后台运行，并且需要与PC机进行通信，那么以下将描述平板的主机与PC机建立通信连接的过程：

步骤1：主机响应用户的操作的主从切换操作，通过MCU发送从控信号给PC机，PC机启动工作，并运行UDP服务器进程，监听UDP客户进程向组播地址发送的消息；

步骤2：主机运行UDP客户进程，向已定义的组播地址发送广播，该广播携带主机的IP地址；需要说明的是，主机向组播地址发送广播以及PC机监听组播地址的信息传送，均由交换机根据组播地址进行转发的。

步骤3：主机在发送IP地址后，运行TCP服务器进程，等待PC机请求进行TCP连接；

步骤4：PC机在接收到主机的IP地址后，运行TCP客户进程，根据主机的IP地址向主机的TCP服务器进程申请建立TCP连接；需要说明的是，申请建立TCP连接的过程具体可参考上文，在此不再赘述。

步骤5：主机与PC机的TCP连接建立后，双方可直接通过交换机转发数据来进行通信。

参见图4，是本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的系统的一个实施例的结构示意图；

本发明实施例还提供一种基于交换机的一体机的多系统通信的系统，包括主控模块10、从控模块20和交换机30；所述主控模块10包括地址发送单元11、第二进程运行单元12和通信连接单元13；所述从控模块20包括第一进程运行单元21和第三进程运行单元22；

第一进程运行单元21，用于运行用户数据报协议服务器进程，准备监听组播地址的信息；

地址发送单元11，用于运行用户数据报协议客户进程，向所述组播地址发送所述主控模块的IP地址；其中，所述组播地址预设在所述用户数据报协议服务器进程和所述用户数据报协议客户进程中；所述IP地址由交换机根据所述组播地址进行转发的；

第二进程运行单元12，用于在发送所述IP地址后运行传输控制协议服务器进程，准备接收基于传输控制协议的连接请求；

第三进程运行单元22，用于当从所述组播地址监听到所述主控模块的IP地址时，运行传输控制协议客户进程，并根据所述主控模块的IP地址向所述主控模块发送基于传输控制协议的连接请求；所述连接请求是由所述交换机根据所述IP地址进行转发的；

通信连接单元13，用于在接收到所述连接请求后，根据所述连接请求建立所述从控模块与所述主控模块的基于传输控制协议的通信连接。

进一步地，所述主控模块还包括从控信号单元14，所述从控模块还包括启动单元23，具体为：

所述从控信号单元14，用于响应用户操作的主从切换操作，生成从控信号，并通过微控制单元发送给从控模块；

所述启动单元23，用于在接收到所述从控信号时启动工作。

进一步地，所述主控模块还包括主从切换单元15；

所述主从切换单元15，用于当检测到从控模块插接在主控模块的连接端口时，生成主从切换信号并将其显示在所显示界面中，以供用户根据所述主从切换信号进行主从切换操作。

优选地，所述主控模块运行android系统，所述从控模块运行windows系统。

本发明提供的基于交换机的一体机的多系统通信的系统，通过在主控模块和从控模块之前提供一交换机，利用用户数据报协议将主控模块的IP地址转发给从控模块，进而从控模块基于传输控制协议根据IP地址向主控模块申请建立TCP连接，在TCP连接建立后，双方即可通过交换机进行即时通信，无需要进行转码处理，提高通信效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。