CN101047581B - 联网通信处理装置、系统及通信连接适配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种联网通信处理设备，其包括：顺次连接的通信连接选择配置单元和内部接口单元。本发明还涉及一种联网通信处理系统，包括：联网通信处理设备、与联网通信处理设备连接的外部通信模块和数个联网设备。本发明还涉及一种通信连接适配的方法，其包括：当联网设备接入时，联网通信处理设备识别可用通信连接方式；根据可用通信连接方式进行配置；当连接方式变化时，联网通信处理设备选择另一连接方式连接。本发明通过联网通信处理装置可以对以太网、PLC和无线等方式进行检测，并根据检测结果进行选择适配。当其中一种连接方式发生中断时，则联网通信处理装置能够迅速的切换成其他的连接方式，保证上层通信的连续性。

Description

联网通信处理装置、系统及通信连接适配的方法

技术领域

本发明涉及一种联网通信处理装置、系统及通信连接适配的方法，尤其是一种通过自动识别联网设备的通信方式进行自适应连接的联网通信处理装置和系统，及其利用联网通信处理装置进行通信连接适配的方法。 

背景技术

随着信息时代的来临以及网络的普及，家庭的智能化和网络化逐渐成为了现实，现在已经出现了各种关于智能家庭网络的研究，这些研究大多是基于现有的计算机网络技术，将家庭内的各种家电和设备联网，再通过网络为人们提供各种丰富、多样化、个性化、方便、舒适、安全和高效的服务。家庭的内部信息与外部信息的交换是研究中的一个重要课题，即利用越来越发达的移动网络使用户通过外部设备对家庭内部设备进行管理和控制，而这种管理和控制需要一个理想的家庭网关。 

家庭网关是作为外部接入网络连接到家庭内部，以及将家庭内部网络连接到外部的一种物理接口，同时也是一种使住宅用户可以获得各种家庭服务(包括现有的服务和未来可能出现的服务)的平台，它可以从外部网络接收通讯信号，通过家庭网络传递信号给某个消费设备。家庭网关的应用不仅仅是高速Internet的接入，未来的宽带接入进入家庭后，将会带来更多的服务内容，不仅是Internet的接入，还有混合视频和音频信息流的可视电话，以及其它交互形式的娱乐服务，如网络游戏等。家庭网关将执行智能化的路由算法，把这些信息流(数据)分配给各种电话、智能电器、数字电视和音响等设备。例如，高级的家庭网关可以使用呼叫者ID信息来发送电话呼叫给家庭内某个电话，儿童的电话只能送到他们的房间，或晚上10点以后的电话呼  叫(不包括紧急电话)只能送到远离卧室的地方。 

现有的家庭网关主要是集中式网关，对内部与外部的通信连接进行统一管理，其通常具有一种或几种内部接入方式，例如具有以太网接口和无线接口等，当用户将一台联网设备通过以太网或者无线的方式接入家庭网关的时候，往往采用固定的连接方式。当这种连接方式发生了中断时，上层的应用会因为这种中断而中止，使用者只能自行切换成其他的连接方式，不仅增加了用户的操作复杂度，而且中断前的上层通信也难以继续。 

发明内容

本发明的目的是针对现有的联网通信处理的缺陷，提出了一种联网通信处理装置和系统以及通信连接适配的方法，能够在连接方式出现问题的时候，实现内部的通信连接进行有线或无线的切换。 

为实现上述目的，本发明提供了一种联网通信处理装置，包括： 

通信连接选择配置单元，用于内部网络与外部通信网络进行连接的自动配置和切换； 

内部接口单元，与所述通信连接选择配置单元连接，用于连接内部网络中的联网设备。 

在上述技术方案中，所述内部接口单元包括：电力线上网调制解调单元，与所述通信连接选择配置单元连接，用于对数据线与电力线复用的信号进行调制和解调操作，并且实现所述数据线与电力线复用的信号的滤波和载波功能。另外内部接口单元还可以包括：光接入单元和/或以太网接口单元和/或无线局域网接入点，均与所述通信连接选择配置单元连接，所述光接入单元用于将光信号进行光电变换，以获得电信号进行通信；所述以太网接口单元用于通过以太网连接内部网络中的联网设备；所述无线局域网接入点用于通过无线方式与内部网络中的联网设备进行通信。 

其中，所述通信连接选择配置单元具体包括： 

数个信号检测单元，与相对应的所述电力线上网调制解调单元，和所述光接入单元和/或所述以太网接口单元和/或无线局域网接入点均连接，用于检测内部网络中的联网设备通过各种方式发送的信号； 

连接识别单元，与所述数个信号检测子单元连接，用于对内部网络的连接信号进行辨识； 

与所述连接识别单元连接，用于选择相应的连接方式进行内部网络与外部网络的连接； 

选择配置文件，与所述连接选择单元连接，用于为连接选择单元提供连接方式的优先级选择配置。 

为实现上述目的，本发明还提供了一种包括所述联网通信处理装置的联网通信处理系统，还包括： 

外部通信模块，与所述联网通信处理装置的通信连接选择配置单元连接，用于处理内部的以太网信号，完成以太网信号和外部接入网络信号的转换； 

数个联网设备，与所述联网通信处理装置的内部接口单元连接。 

在上述技术方案中，联网通信处理系统还包括电力线上网调制解调器，分别与所述数个联网设备连接，并与所述内部接口单元的电力线上网调制解调单元通过内部电力网络连接，用于对电力线上网多路载波信号进行调制和解调操作。另外，联网通信处理系统还可以包括电力线上网信号隔离器，处于外部电力网络和内部电力网络之间，用于将电力线路上的低频电流信号与高频数据信号进行隔离。 

为实现上述目的，本发明提供一种通信连接适配的方法，包括： 

步骤1，当联网设备与联网通信处理装置进行连接时，所述联网通信处理装置对所述联网设备的可用通信连接方式进行识别； 

步骤2，所述联网通信处理装置根据所述可用通信连接方式以预设的优先级参数进行配置，并建立连接； 

步骤3，当检测到所述联网设备的连接方式发生变化时，所述联网通信  处理装置根据所述预设的优先级参数选择另一可用通信连接方式进行连接。 

在上述技术方案中，所述步骤1具体为：当联网设备通过内部接口单元连接入联网通信处理系统时，信号检测子单元检测所述联网设备的连接信号，并上报给连接识别单元，再由所述连接识别单元识别出所述联网设备的可用通信连接方式。 

所述步骤2具体为：连接选择单元根据所述可用通信连接方式和选择配置文件中的预设的优先级参数，选择相应的连接方式进行内部网络与外部网络的连接。 

所述步骤3具体为：当信号检测单元检测到所述联网设备的连接方式发生变化时，所述连接选择单元根据所述预设的优先级参数选择另一可用通信连接方式进行连接，或者接受用户指令强制采用低优先级通信连接方式进行连接。 

所述步骤1之前还包括设定优先级的步骤：根据连接方式、带宽需求设定以太网连接、电力线上网连接和无线连接的连接优先级，并存入所述选择配置文件。 

基于上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明通过联网通信处理装置可以对以太网、PLC和无线等方式进行检测，并根据检测结果进行选择适配。当其中一种连接方式发生中断时，则联网通信处理装置能够迅速的切换成其他的连接方式，保证上层通信的连续性。 

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 

附图说明

图1为本发明联网通信处理装置的基本结构示意图。 

图2为本发明联网通信处理装置的详细结构示意图。 

图3为本发明联网通信处理系统的一个实施例的组成示意图。 

图4为本发明通信连接适配的方法的基本流程示意图。 

具体实施方式

本发明利用一种新型的联网通信处理装置建立起一套家庭内部联网的联网通信处理系统，能够兼容多种有线方式和无线方式，同时能够与外部各种接入网络通信连接，实现外部对内部网络的灵活控制，而且联网通信处理设备还具备连接切换的能力，当某设备的连接方式出现问题，联网通信处理设备能够自适应的切换到其他可用的通信连接，从而实现连续而不间断的控制。 

如图1所示，为本发明联网通信处理装置的基本结构示意图，联网通信处理装置1具备三个基本部分：与内部网络连接的内部接口单元13、对通信连接进行自动配置和切换的通信连接选择配置单元12。其中通信连接选择配置单元12作为核心部件与内部接口单元13相连，其具体结构见图2，内部接口单元13可以根据内部联网设备的情况进行设置，可包括PLC(PowerLine Communi cation，电力线上网)调制解调单元131、以太网接口132、WLANAP133以及光接入单元134等，这些部件的选择通常与内部联网设备的连接能力和连接状况，例如对于内部网络连接方式较为单一的情况，可以采用只包括PLC调制解调单元131的内部接口单元13，由于一般家庭都有遍布各个角落的电力线路，因此在使用上具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方都能使用。PLC调制解调单元131能够实现电力线路中数据线与电力线复用的信号的调制和解调操作。 

如果内部网络连接方式比较多样，例如具有以太网接口的联网设备，或者具有无线接口的联网设备，则可以采用包括有PLC调制解调单元131和以太网接口132的内部接口单元13，其中以太网接口单元131可以通过以太网方式连接内部网络中的联网设备，通信连接选择配置单元12则根据预先设定的优先级参数对这两种连接方式进行选择(PLC连接和以太网连接)。另外还可以采用以太网接口132和WLAN AP133，通信连接选择配置单元12可以在另两种连接方式上进行选择(以太网连接和无线连接)，其中WLAN AP133  用于通过无线方式与内部网络中的联网设备进行通信。如果家庭内部设置了光纤方式的接入，则可以加入光接入单元134，也作为可选择的连接方式之一。 

如图2所示，为本发明联网通信处理装置的详细结构示意图，通信连接选择配置单元12包括数个信号检测单元121，信号检测单元121分别与内部接口单元13中的PLC调制解调单元131、以太网接口132、WLAN AP133以及光接入单元134等连接，用来检测内部网络中的联网设备发送的信号；连接识别单元122，与信号检测单元121连接，其作用是识别联网设备的连接信号，以及获得该联网设备的可用连接方式；选择配置文件123，用于存储连接方式的优先级选择配置，例如PLC方式、以太网方式和光纤的使用优先级；通信连接选择配置单元12还包括连接选择单元124，连接选择单元124与选择识别单元122和选择配置文件123连接，其作用是根据选择配置文件123选择相应的连接方式进行内部网络与外部网络的连接。 

如图3所示，为本发明联网通信处理系统的一个实施例的组成示意图，该联网通信处理系统以联网通信处理装置1为核心将外部通信模块与家庭内部的联网设备连接起来，用户或者一些应用平台可以通过外部通信模块对家庭内部网络进行控制和管理，使家庭网络化控制能力延伸到外部。外部接入网络的种类很多，例如ADSL接入系统、以太网接入系统、光纤接入系统以及无线宽带接入系统，有线电视系统、社区联网服务系统和电话线接入系统等，这些外部接入网络都可以通过外部通信模块2接入，外部通信模块2具有处理内部以太网信号的能力，并完成以太网信号和外部接入网络信号的转换。 

内部网络由联网设备1～n组成，这些联网设备可以是电脑、音响、电视、摄像以及多媒体通信等终端设备，与联网通信处理装置1的连接可以根据联网通信处理装置1的内部接口单元13的结构进行设置，如果内部接口单元13包括以太网接口132，则联网设备3通过五类铜绞线与以太网接口132连接，这种有线连接速度快，带宽高，可作为通用的连接配置；如果内部接口  单元13包括WLAN AP133，则联网设备3可通过无线的方式与WLAN AP133连接；如果内部接口包括光接入单元134，则通过光纤进行接入。 

但其中五类铜绞线的布置较复杂，而且联网设备可能不具备无线通信能力，因此利用已经架设好的电力线路则是个更好的选择。由于在家庭内部，电力线是分布最广的有线传输媒质，而且受到干扰小、传输距离短，能够达到100Mbps带宽需求，而且大部分的联网设备都需连接电源，因此还可以采用PLC方式进行通信。 

在采用PLC方式通信的时候，联网设备3需要通过PLC调制解调器4对电力线和数据线复合的信号进行调制或解调，再进入电力线路，PLC信号的滤波和载波的工作由内部接口单元中的PLC调制解调单元完成。另外，在外部电力网络和家庭PLC信号隔离器5设置于电力线路中，完成低频电流与高频PLC信号的隔离，以防止高频PLC信号输出到外部网络，也防止外部的高频PLC信号进入家庭内部网络。 

如图4所示，为本发明通信连接适配的方法的基本流程示意图，包括步骤： 

步骤201，当联网设备连接入联网通信处理系统时，联网通信处理装置对所述联网设备的可用通信连接方式进行识别； 

步骤202，联网通信处理装置根据所述可用通信连接方式以预设的优先级参数进行配置； 

步骤203，当联网设备的连接方式发生变化时，联网通信处理装置根据预设的优先级参数选择另一可用通信连接方式进行连接。 

利用本发明的联网通信处理装置对联网设备进行通信连接适配之前，在联网通信处理设备中需要对连接方式的优先级参数进行设定。 

在步骤201中，联网设备通过联网通信处理装置的内部接口单元接入联网通信处理系统，例如个人电脑接入联网通信处理系统，信号检测子单元会检测到个人电脑的连接信号，然后上报给联网通信处理装置中的连接识别单  元，连接识别单元会对个人电脑的可用通信连接方式进行识别，通常个人电脑可以使用以太网连接方式，如果个人电脑安装有相应的通信连接器件，例如PLC网卡或者无线网卡，则连接识别单元会将这些连接方式作为可用通信连接方式。在联网设备接入联网通信处理系统时，可通过注册方式获得VLANTAG标识，从而在对内部联网设备的访问上实现安全策略的控制。 

在步骤202中，联网通信处理装置的连接选择单元根据连接识别单元识别出的可用通信连接方式和预设的优先级参数选择确定的控制方式信号，然后根据确定的控制方式信号选择相应的连接方式来进行家庭内部网络与外部网络的连接。举例来说，联网通信处理装置支持PLC、双绞线、WLAN三种方式，这三种方式可以组成8种连接方式识别字，用“1”表示可用，用“0”表示不可用，当识别模块识别出个人电脑所支持的连接方式包括PLC、双绞线、WLAN三种情况，即组成了连接方式识别字“111”；如果个人电脑只支持双绞线，则连接方式识别字为“010”，这种连接方式识别字被发送到连接选择单元后，连接选择单元会根据优先级参数选择确定的控制方式信号。 

优先级参数通常是预先设定好的，可以是厂家在出厂时设定好的，也可以由用户自行设置，根据家庭内的布置状况可以确定各种连接方式的优先级，这些优先级的配置都存储在选择配置文件中，由连接选择单元进行调取。例如：自动状态下双绞线优先级最高，PLC次之，最后为WLAN，而在强制转换状态时，根据控制字来选择控制方式信号。 

在步骤203中，联网设备的连接方式发生变化时，这种变化可以是当现有的连接方式由于某些原因(断电、掉线、软件或硬件出错等)中断时，联网通信处理装置会根据预设的优先级参数选择另一种可用通信连接方式进行连接，这时也可以接受用户指令强制采用低优先级通信连接方式进行连接。仍以个人电脑举例，电脑在以双绞线方式上网的过程中，如果出现了网络中断，连接方式会自动的切换为PLC方式，如果PLC方式仍然无法完成，则再次切换到WLAN方式，用户也可以指定直接切换到WLAN方式。 

内部网络与外部网络的连接主要是为了实现外部对内部的控制作用，可以有这样的应用场景，用户通过电话线网络/移动网络对家庭网络内的各种家电设备进行控制，例如用户利用固定电话拨号，来控制带通信接口的洗衣机和空调在无人的情况下启动或者关闭；或者用户通过手机检查家庭内部的温度、湿度情况，并调整空调开度，以保证室内的舒适等等。 

本发明的联网通信处理装置除了可以用于家庭网络，还可以用在局域网内部进行选择连接适配。同样当局域网内部中的一种连接方式发生中断时，则联网通信处理装置能够迅速的切换成其他的连接方式，保证上层通信的连续性。 

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。 

Claims (11)

1.一种联网通信处理装置，其特征在于，包括：

通信连接选择配置单元，用于内部网络与外部通信网络进行连接的自动配置和切换，其中，所述通信连接选择配置单元包括：数个信号检测单元，用于检测内部网络中的联网设备通过各种方式发送的信号；连接识别单元，与所述数个信号检测单元连接，用于对内部网络的连接信号进行辨识；连接选择单元，与所述连接识别单元连接，用于选择相应的连接方式进行内部网络与外部网络的连接；选择配置文件，与所述连接选择单元连接，用于存储连接方式的优先级选择配置；

内部接口单元，与所述通信连接选择配置单元连接，用于连接内部网络中的联网设备。

2.根据权利要求1所述的联网通信处理装置，其特征在于，所述内部接口单元包括：电力线上网调制解调单元，与所述通信连接选择配置单元连接，用于对数据线与电力线复用的信号进行调制和解调操作，并且实现所述数据线与电力线复用的信号的滤波和载波功能。

3.根据权利要求2所述的联网通信处理装置，其特征在于，所述内部接口单元还包括：光接入单元和/或以太网接口单元和/或无线局域网接入点，均与所述通信连接选择配置单元连接，所述光接入单元用于将光信号进行光电变换，以获得电信号进行通信；所述以太网接口单元用于通过以太网连接内部网络中的联网设备；所述无线局域网接入点用于通过无线方式与内部网络中的联网设备进行通信。

4.一种包括权利要求1-3中任一所述的联网通信处理装置的联网通信处理系统，其特征在于，还包括：

外部通信模块，与所述联网通信处理装置的通信连接选择配置单元连接，用于处理内部的以太网信号，完成以太网信号和外部接入网络信号的转换；

数个联网设备，与所述联网通信处理装置的内部接口单元连接。

5.根据权利要求4所述的联网通信处理系统，其特征在于，还包括数个电力线上网调制解调器，分别与所述数个联网设备连接，并与所述内部接口单元的电力线上网调制解调单元通过内部电力网络连接，用于对电力线上网多路载波信号进行调制和解调操作。

6.根据权利要求4所述的联网通信处理系统，其特征在于还包括电力线上网信号隔离器，处于外部电力网络和内部电力网络之间，用于将电力线路上的低频电流信号与高频数据信号进行隔离。

7.一种通信连接适配的方法，其特征在于，包括：

步骤1，当联网设备与联网通信处理装置进行连接时，所述联网通信处理装置对所述联网设备的可用通信连接方式进行识别；

步骤2，所述联网通信处理装置根据所述可用通信连接方式以预设的优先级参数进行配置，并建立连接；

步骤3，当检测到所述联网设备的连接方式发生变化时，所述联网通信处理装置根据所述预设的优先级参数选择另一可用通信连接方式进行连接。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述步骤1具体为：当联网设备通过所述联网通信处理装置的内部接口单元与联网通信处理装置进行连接时，所述联网通信处理装置中的与所述内部接口单元连接的信号检测单元检测所述联网设备的连接信号，并上报给所述联网通信处理装置中的连接识别单元，再由所述连接识别单元识别出所述联网设备的可用通信连接方式。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体为：所述联网通信处理装置中的连接选择单元根据所述可用通信连接方式和选择配置文件中的预设的优先级参数，选择相应的连接方式进行内部网络与外部网络的连接。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括设定优先级的步骤：根据连接方式、带宽需求设定以太网连接、电力线上网连接和无线连接的连接优先级，并存入所述联网通信处理装置中的选择配置文件。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体为：当所述联网通信处理装置中的信号检测单元检测到所述联网设备的连接方式发生变化时，所述联网通信处理装置中的连接选择单元根据所述预设的优先级参数选择另一可用通信连接方式进行连接，或者接受用户指令强制采用低优先级通信连接方式进行连接。

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