CN101141361B - 一种嵌入式设备之间的通讯方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于互联网的嵌入式设备之间的通讯方法及系统。该方法包括步骤：a.第一设备向网络服务器发送请求与第二设备通讯的组网请求数据；其中，所述组网请求数据包括第一设备的设备识别号和第二设备的设备识别号；第一设备与网络服务器以及第二设备通过互联网相连；b.网络服务器判断第一设备的设备识别号和第二设备的设备识别号的正确性，并且，在正确的情况下，将响应数据发送给第一设备，所述响应数据包括第二设备的IP地址；c.第一设备根据第二设备的IP地址发起与第二设备之间的数据通讯。

Description

一种嵌入式设备之间的通讯方法及系统

技术领域

本发明属于组网通讯领域，具体涉及一种基于互联网的嵌入式设备之间的通讯方法及系统。

背景技术

随着社会的发展，位于不同地点的多个嵌入式设备之间往往需要通讯。例如称重设备，除了贸易结算以外，还被应用到许多新的领域，如：配料、包装、检重、公路收费计重、商业零售管理等等。因此，多个设备之间以及设备与管理中心需要进行实时、有效的数据传输，希望能够远程组网通讯。然而，往往多个设备和管理中心距离较远，甚至不在一个城市，所以用通常的数据线联网的手段工程浩大，而且实际使用过程中的维护费用高。

另外一种方法是通过互联网将多个称重设备和管理中心计算机互连。然而，虚拟网络的数据传输安全性不高，有可能导致数据外泄，或者非法数据侵入。

同样，其他位于不同地点、需要组网通讯的嵌入式设备也存在这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于互联网的嵌入式设备之间的通讯方法及系统，以克服上述多个嵌入式设备之间组网复杂，通讯不安全的缺点。

为了达到上述目的，本发明在第一方面提供了一种基于互联网的嵌入式设备之间的通讯方法。该方法包括步骤：a.第一设备向网络服务器发送请求与第二设备通讯的组网请求数据；其中，所述组网请求数据包括第一设备的设备识别号和第二设备的设备识别号；第一设备与网络服务器以及第二设备通过互联网相连；b.网络服务器判断第一设备的设备识别号和第二设备的设备识别号的正确性，并且，在正确的情况下，将响应数据发送给第一设备，所述响应数据包括第二设备的IP地址；c.第一设备根据第二设备的IP地址发起与第二设备之间的数据通讯。

本发明在第二方面提供了一种嵌入式设备，其与网络服务器以及至少另一嵌入式设备通过互联网相连，所述设备包括：向网络服务器发送请求与所述另一设备通讯的组网请求数据的装置，所述组网请求数据包括所述设备的设备识别号和所述另一设备的设备识别号；接收来自网络服务器的响应数据的装置，所述响应数据包括另一设备的IP地址，其中所述响应数据由网络服务器在判断所述设备的设备识别号和所述另一设备的设备识别号正确的情况下产生；根据所述另一设备的IP地址发起与所述另一设备之间的数据通讯的装置。

本发明在第三方面提供了一种网络服务器，其通过互联网与第一称设备以及至少第二设备相连，所述网络服务器包括：接收来自第一设备的请求与第二设备通讯的组网请求数据的装置，所述组网请求数据包括第一设备的设备识别号和第二设备的设备识别号；判断第一设备的设备识别号和第二设备的设备识别号的正确性的装置；以及在正确的情况下，将响应数据发送给第一设备的装置，所述响应数据包括第二设备的IP地址；以便第一设备根据第二设备的IP地址发起与第二设备之间的数据通讯。

本发明在第四方面提供了包括第三方面的通讯系统。

本发明在第五方面提供了包括第二方面的通讯系统。

在以上的技术方案中，优选采用设备分组，同一分组下的设备可进行组网通讯；嵌入式设备优选是称重设备。

由于采用了上述技术方案，使得多用户环境下在不同地点的同一用户的多个嵌入式设备之间可以组网，并进行安全、可靠、实时的数据通讯和资源共享。该方法具有组网成本低、通讯实时性好、可靠性高等特点。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的基于互联网的分布式称重设备网络拓扑图；

图2是根据本发明一个的实施例的设备通讯程序流程图；

图3是根据本发明的一个实施例的网络服务器通讯监控程序流程图；

图4是根据本发明的一个实施例的网络服务器设备状态监控程序流程图。

图5是本发明应用于分布式收银秤系统的实施例的系统示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明的一个实施例的基于互联网的分布式称重设备网络拓扑图。

如图1所示，称重设备112、114、116，以及称重设备122、124通过互联网与网络服务器10进行通讯。在一个优选方案中，HUB11’将称重设备112、114、116集合后通过ADSL Modem11接入互联网。同样，HUB12’将称重设备122、124集合后通过ADSLModem12接入互联网。在另一个例子中，各个称重设备直接通过ADSL接入互联网。

称重设备112、114、116、122、124均被设定了一个唯一的设备识别号。在一个优选方案中，预先将设备自身的设备识别号、被请求组网设备识别号以及网络服务器的IP地址写入每个设备中。然后，在每个设备上配置设备通讯程序，在设备上电后用以完成向网络服务器10请求组网及与组内其他设备进行数据通讯。

在另一个例子中，称重设备112、114、116、122、124是同一分组中的设备，并且利用设定唯一的组号来进行识别。然后将组号写入每个设备中。

网络服务器10拥有一固定公网IP地址，并配置有设备数据库、设备通讯数据库、设备状态数据库和网络通讯管理软件。

设备数据库包括有所有虚拟网的分组信息。

设备通讯数据库包含一个待通讯列表，分为请求设备列表和被请求组网设备列表。

设备状态数据库包含设备信息、客户信息以及设备的工作状态。

网络通讯管理软件包含通讯监控程序、设备状态监测程序。通讯监控程序负责帮助称重设备根据其通讯识别号和访问权限建立点到点的网络通讯，从而构建虚拟网络。设备状态监测程序帮助厂商及时了解售出设备的运行状况，在发生故障时及时维护。

每个设备向网络服务器发送组网请求数据。组网请求数据包括请求设备识别号和被请求组网设备识别号。在设备分组的情况下，组网请求数据还包括设备请求加入的组号。

网络服务器接收到请求数据后，判断请求设备识别号和被请求组网设备识别号的正确性。在另一个方案中，判断请求设备识别号和被请求组网设备识别号与请求加入组号的一致性。正确或一致的情况下将请求设备的IP地址和端口号根据设备识别号填入设备通讯数据库。然后将从设备通讯数据库中得出被请求组网设备的IP地址和端口号，并发送给请求设备。

请求设备取回被请求组网设备的IP地址和端口号后，与被请求组网设备进行点对点通讯。

网络服务器上的设备状态监控程序从设备通讯数据库中读取在线设备信息，然后向在线设备发送状态查询命令。接收到返回的状态信息后更新设备状态数据库，并将有故障设备的信息发送报警邮件告之技术人员和客户，以便对故障设备及时维护。

下面结合流程图对设备通讯程序、网络服务器通讯监控程序和设备状态监控程序做详细描述。

图2是本发明的实施例的设备通讯程序流程图。

如图2所示，在步骤202，设备上电启动后，通讯程序从称重设备的内存中读取设备识别号。

在步骤204，通讯程序从称重设备中读取网络服务器IP地址和端口号。

在步骤206，通讯程序从称重设备中读取被请求组网设备识别号。在设备分组的情况下，读取被请求组网设备识别号以及组号。

在步骤208，将步骤202、206读到的数据生成请求数据包。数据包自动包含有该源设备的IP地址及端口号。

在步骤210，通过步骤204读到的网络服务器IP地址和端口号将请求数据包发送到网络服务器。

在步骤212，判断是否收到网络服务器应答。如果否，转到步骤210，重新发送请求数据包；如果有，则执行步骤214。

在步骤214，从接收到的应答数据中得到网络服务器返回的被请求组网设备的IP地址和端口号。

在步骤216，通过判断接收到的应答数据中是否包含网络服务器返回的被请求组网设备不在线的信息，以得知是否所有被请求组网设备都在线。如果不是，执行步骤218；如果是，则执行步骤220。

在步骤218，更新请求数据包，并转到步骤210。

在步骤220，启动与被请求组网设备的点对点通讯。此时，请求设备与被请求组网设备组成一个虚拟网。

在步骤222，从设备端口读取网络数据。

在步骤224，判断网络数据是否来自网内设备。如果是，执行步骤226；如果不是，则执行步骤228。

在步骤226，针对网内其他设备发送的网络数据进行数据应答。然后，转到步骤222。

在步骤228，判断网络数据是否来自服务器。如果不是，转到步骤222，重新读取网络数据；如果是，则执行步骤230。

在步骤230，根据网络服务器发送的在线状态查询命令返回设备在线状态；根据网络服务器发送的工作状态查询命令执行状态自诊断，然后将结果返回设备工作状态。然后，转到步骤222。

图3是根据本发明的一个实施例的网络服务器通讯监控程序流程图。

如图3所示，在步骤302，服务器启动后，通讯监控程序扫描监控各个网络端口。

在步骤304，通讯监控程序判断是否有请求数据包通过网络端口发送到服务器。如果没有，将转到步骤302继续扫描；如果有，则执行步骤306。

在步骤306，对请求数据包进行分析，在设备数据库中查找是否存在数据包中的请求设备识别号以及被请求组网设备识别号；在数据包包括组号的情况下，通过数据包中的请求加入组号找到设备数据库中的分组信息中的组号，将请求数据包中的请求设备识别号和被请求组网设备识别号与设备数据库中的对应分组信息对比。

在步骤308，经过查找，判断请求设备识别号和被请求组网设备识别号的正确性，即得出发送的请求数据是否合法。在数据包包括组号的情况下，经过对比，判断请求加入组号、请求设备识别号和被请求组网设备识别号的一致性，即得出请求设备和被请求组网设备是否属于请求加入的组。如果不是，转到步骤302重新扫描；如果是，则执行步骤310。

在步骤310，请求设备获得入网的权限。并将请求设备的IP地址和端口号根据其识别号填入设备通讯数据库的请求设备列表中。

在步骤312，从请求数据包中获取被请求组网设备的设备识别号，填入设备通讯数据库的被请求组网设备列表中。根据被请求组网设备的设备识别号在请求设备列表中查找是否有此设备信息，以判断被请求组网设备是否在线。

在步骤314，逐个判断被请求组网设备是否在线。如果在线，依照步骤316；如果不在线，执行步骤318。

在步骤318，告之请求设备，被请求组网设备暂时不在线。

在步骤316，在设备通讯数据库的请求设备列表中查找到被请求组网设备的IP地址和端口号，并将之发送给请求设备。然后，执行步骤320。

在步骤320，通讯监控程序向设备通讯数据库的请求设备列表中所有设备发送命令，检查其实时在线状态。

在步骤322，根据从各设备返回的状态信息更新设备通讯数据库中，将不在线设备从列表中删除。

然后，返回步骤203。

图4是设备状态数据库的构成图以及设备状态监控程序流程图。

如图4a所示，设备状态监控程序定期从厂商生产数据库4a2中读取出厂设备的有关信息，从销售数据库4a4中读取客户信息，合并写入设备状态数据库4a0。然后检测设备状态并更新设备状态数据库4a0。

如图4b所示，在步骤402，设备状态监控程序从设备通讯数据库中读取在线设备的识别号。

在步骤404，根据读取的设备识别号向相应的设备发送工作状态查询命令。

在步骤406，接收应答，根据设备回送的工作状态更新设备状态数据库。

在步骤408，检查设备状态数据库中的数据，判断设备是否有故障。如果没有，转到步骤402继续监控；如果有故障，则执行步骤410。

在步骤410，根据设备识别号查询到设备所属的客户信息，以及相应的技术服务人员信息。

在步骤412，将设备名、设备识别号以及具体故障信息通过查询到的客户信息和技术服务人员信息向客户和技术服务人员发送报警邮件。

图5是本发明应用于分布式收银秤系统的实施例的系统示意图。

如图5所示，收银秤512、514、516、收银秤522、524、526以及客户总部计算机530通过互联网与网络服务器50进行通讯。HUB51’将收银秤512、514、516集合后通过ADSL Modem51接入互联网。同样，HUB52’将收银秤522、524、526集合后通过ADSLModem52接入互联网。客户总部计算机530通过ADSL Modem53接入互联网。

收银秤512、514、516、522、524、526是一种零售连锁业使用的称重收银设备，有以太网通讯功能，并支持通过网络下载商品信息和上传交易数据。收银秤512、514、516、522、524、526是同一客户下的设备。在一个例子中，收银秤512、514、516安装于同一分店，收银秤522、524、526安装于另一分店。

每个收银秤在出厂前均被设定了设备识别号，存放在设备自身的非易失存储器中。

客户总部计算机530，负责定时向分店收银秤发送更新的商品信息并接收所有秤上传的交易数据，然后进行财务统计。在本实施例中，客户总部计算机530作为组内一个设备与其他收银秤组网并通讯。

在收银秤售出后，客户总部计算机530向厂商申请一个特殊的识别号，并且厂商为客户设定了一个唯一的组号。然后将网络服务器的IP地址和端口号、厂家为客户设定的组号以及客户总部计算机530的识别号写入各个收银秤中。同时，将网络服务器的IP地址和端口号、厂家为客户设定的组号以及所有的收银秤识别号写入客户总部计算机530的非易失存储器中。

网络服务器50的配置与前述实施例相同。

当每台收银秤上电工作后，将自身的IP地址和端口号发送给网络服务器，并将客户总部计算机530作为被请求组网设备通过网络服务器要求与之组网。客户总部计算机530将自身的IP地址和端口号发送给网络服务器，并请求与每台收银秤组网。每台收银秤可根据网络服务器返回的客户总部计算机530的IP地址和端口号上传交易数据；客户总部计算机530根据网络服务器返回的每台收银秤的IP地址和端口号向每台收银秤发送更新的商品信息。这样，客户总部计算机和各分店收银秤之间就构成了实时通讯网络。

收银秤每天开机后将检测到工作状态，如主板工作状况、传感器工作状况，打印机工作状况等，并将数据发送给网络通讯服务器以更新设备状态数据库。网络通讯服务器上的设备状态监控程序检查设备状态数据库是否有故障数据，如有故障数据，则立即发送报警邮件给客户和厂商技术服务人员。

本发明的技术方案除了应用于称重设备外，也适用于所有可接入互联网的嵌入式设备，进行多个嵌入式设备之间可靠、有效的数据传输。

显而易见，在此描述的本发明可以有许多变化，这种变化不能认为偏离本发明的精神和范围。因此，所有对本领域技术人员显而易见的改变，都包括在本权利要求书的涵盖范围之内。

Claims (21)

1.一种嵌入式设备之间的通讯方法，其特征在于，包括步骤：

a.第一设备向网络服务器发送请求与第二设备通讯的组网请求数据以组成虚拟网络；其中，所述组网请求数据包括第一设备的设备识别号和第二设备的设备识别号；第一设备与网络服务器以及第二设备通过互联网相连；所述第一设备是客户总部计算机，第二设备是多个收银秤，或者所述第一设备是收银秤，第二设备是客户总部计算机；

b.网络服务器判断第一设备的设备识别号和第二设备的设备识别号的正确性，并且，在正确的情况下，将响应数据发送给第一设备，所述响应数据包括第二设备的IP地址；

c.第一设备根据第二设备的IP地址发起与第二设备之间的数据通讯。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组网请求数据包括组号，第一设备和第二设备属于具有该组号的同一分组，步骤b包括网络服务器判断组号、第一设备的设备识别号和第二设备的设备识别号的一致性。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组网请求数据包括第一设备的端口号；并且/或者所述响应数据包括第二设备的端口号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络服务器包括设备通讯数据库，其中记载所有在线设备信息，所述方法包括将第一设备的I P地址根据设备识别号填入设备通讯数据库。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b包括网络服务器从设备通讯数据库中获取第二设备的IP地址，并且将其写入响应数据的步骤。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括网络服务器向设备通讯数据库中的设备发送检查在线状态命令，并且根据响应更新设备通讯数据库的步骤。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，网络服务器包括记载所有设备工作状态的设备状态数据库，所述方法包括网络服务器向设备通讯数据库中在线的设备发送工作状态查询命令，并且基于响应更新设备状态数据库的步骤。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当设备状态数据库表明有故障设备时，查询故障设备所属客户信息和/或技术服务人员信息，并且发送报警邮件。

9.一种收银秤，与网络服务器以及客户总部计算机通过互联网相连以组成虚拟网络，所述收银秤包括：

向网络服务器发送请求与所述客户总部计算机通讯的组网请求数据的装置，所述组网请求数据包括所述收银秤的设备识别号和所述客户总部计算机的设备识别号；

接收来自网络服务器的响应数据的装置，所述响应数据包括所述客户总部计算机的IP地址，其中所述响应数据由网络服务器在判断所述收银秤的设备识别号和所述客户总部计算机的设备识别号正确的情况下产生；

根据所述客户总部计算机的IP地址发起与所述客户总部计算机之间的数据通讯的装置。

10.如权利要求9所述的收银秤，其特征在于，所述组网请求数据包括组号，所述收银秤和所述客户总部计算机属于具有该组号的同一分组。

11.如权利要求9所述的收银秤，其特征在于，还包括接收来自网络服务器的在线状态查询命令，并且作为响应返回设备在线状态的装置，以便网络服务器更新设备通讯数据库中该设备的在线状态。

12.如权利要求9所述的收银秤，其特征在于，还包括接收来自网络服务器的工作状态查询命令，执行状态自诊断并且将结果作为响应返回设备工作状态的装置，以便网络服务器更新设备状态数据库中该设备的工作状态。

13.一种网络服务器，通过互联网与收银秤以及客户总部计算机相连以组成虚拟网络，所述网络服务器包括：

接收来自第一设备收银秤的请求与第二设备客户总部计算机通讯的组网请求数据的装置，所述组网请求数据包括第一设备收银秤的设备识别号和第二设备客户总部计算机的设备识别号；

判断第一设备收银秤的设备识别号和第二设备客户总部计算机的设备识别号的正确性的装置；以及在正确的情况下，将响应数据发送给第一设备收银秤的装置，所述响应数据包括第二设备客户总部计算机的IP地址；以便第一设备收银秤根据第二设备客户总部计算机的IP地址发起与第二设备客户总部计算机之间的数据通讯。

14.如权利要求13所述的网络服务器，其特征在于，所述组网请求数据包括组号，收银秤和客户总部计算机属于具有该组号的同一分组，所述判断收银秤的设备识别号和客户总部计算机的设备识别号的正确性的装置包括判断组号、收银秤的设备识别号和客户总部计算机的设备识别号的一致性的装置。

15.如权利要求13所述的网络服务器，其特征在于包括设备通讯数据库，其中记载有在线设备信息，所述网络服务器包括将收银秤的IP地址根据设备识别号填入设备通讯数据库的装置。

16.如权利要求15所述的网络服务器，其特征在于，包括从设备通讯数据库中获取客户总部计算机的IP地址，并且将其写入响应数据的装置。

17.如权利要求15所述的网络服务器，其特征在于，包括向设备通讯数据库中的设备发送检查在线状态的命令，并且根据响应更新设备通讯数据库的装置。

18.如权利要求15所述的网络服务器，其特征在于，网络服务器包括记载所有设备工作状态的设备状态数据库，网络服务器包括向设备通讯数据库中在线的设备发送状态查询命令，并且基于响应更新设备状态数据库的装置。

19.如权利要求18所述的网络服务器，其特征在于包括当设备状态数据库表明有故障设备时，查询故障设备所属客户信息和/或技术服务人员信息，并且发送报警邮件的装置。

20.一种通讯系统，包括如权利要求13所述的网络服务器。

21.一种通讯系统，包括如权利要求9所述的一种收银秤。

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