CN101754432A - 无线usb通信系统、usb主机及usb设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及不使用线缆，比较简单地进行USB设备所具有的其他通信模块的设定的无线USB系统、USB主机及USB设备。个人计算机(70)在与打印机(20)之间以无线USB标准的带内方式进行连接上下文(CC)的共享，确立了与打印机(20)的连接后，通过第1无线USB通信模块(90)向该打印机发送无线LAN通信模块(48)的SSID、加密方式、加密密钥、IP地址等通信信息。另一方面，打印机进行CC的共享，确立与个人计算机(70)的连接。然后，该打印机在通过第2无线USB通信模块(60)接收到通信信息时，将该接收到的通信信息存储到闪存存储器(34)中，并将其作为无线LAN通信模块(48)的通信条件。

Description

无线USB通信系统、USB主机及USB设备
技术领域
本发明涉及无线USB通信系统、USB主机及USB设备。
背景技术
以往，公知每当对USB设备所具有的无线LAN通信模块的通信条件进行设定时，都借助线缆将与该通信条件相关的通信信息从USB主机向USB设备发送。例如，在专利文献1所记载的网络打印系统中，个人计算机与打印机通过USB接口线缆连接，经由该线缆从个人计算机向打印机发送SSID及WEP密钥，设定打印机的无线LAN接口(无线LAN通信模块)的通信条件。
[专利文献1]特开2007-157008号公报
但是，USB设备除了具有无线LAN通信模块、以有线USB的标准进行通信的有线USB通信模块等(其他通信模块)之外，有时还具有以无线USB的标准进行通信的无线USB通信模块。该情况下，例如每当对USB设备的无线LAN通信模块的通信条件进行设定时，如果都使用有线USB与专利文献1同样地进行设定，则存在着必须使用USB接口线缆的问题。特别是在设定无线LAN通信模块，并在该设定后不使用有线USB的情况下，USB接口线缆只是为了该设定而准备，造成了浪费。而且，在使用无线LAN进行通信条件的设定的情况下，例如需要通过USB设备的操作面板来进行无线LAN的设定输入。但是，一般情况下，因USB设备的操作面板的显示器小，而且按键数少等，经常会造成在无线LAN的设定输入中发生不良情况。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，其主要目的在于，不使用线缆、比较简单地进行USB设备所具有的以无线USB以外的标准进行通信的其他通信模块的设定。
本发明为了达到上述的主要目的，采用了以下的方案。
本发明的无线USB通信系统具有：
USB主机，其具有以无线USB标准进行通信的第1通信模块；和
USB设备，其具有以上述无线USB标准进行通信的第2通信模块、以无线USB以外的标准进行通信的其他通信模块、以及可存储各种信息的存储器；
上述USB主机在与上述USB设备之间以上述无线USB标准的带内方式进行连接上下文的共享，确立了与上述USB设备的连接后，通过上述第1通信模块，向上述USB设备发送与上述其他通信模块的通信条件相关的通信信息，
上述USB设备在进行上述连接上下文的共享，确立了与上述USB主机的连接后，当通过上述第2通信模块从上述USB主机接收到上述通信信息时，将该接收到的通信信息存储到上述存储器中，并且根据该通信信息，设定上述其他通信模块的通信条件。
在该无线USB通信系统中，USB主机在与USB设备之间以无线USB标准的带内方式进行连接上下文的共享，确立了与USB设备的连接后，通过第1通信模块，向USB设备发送与其他通信模块的通信条件相关的通信信息。这里，“其他通信模块”是不同于第1及第2通信模块的通信模块。另一方面，USB设备进行连接上下文的共享，确立与USB主机的连接。然后，该USB设备在通过第2通信模块从USB主机接收到通信信息时，将该接收到的通信信息存储到存储器中，并且根据该通信信息，设定其他通信模块的通信条件。这里，在从USB主机设定其他通信模块的通信条件时，为了向USB设备发送通信信息，需要确立USB主机与USB设备的连接。例如，在通过有线USB或有线LAN进行连接的情况下，需要使用USB线缆或LAN线缆。而当以无线USB标准连接，在两者连接时以无线USB标准的带内方式在两者之间进行连接上下文的共享的情况下，不需要为了连接两者而使用线缆。另外，在以无线LAN连接的情况下，为了连接两者，需要例如通过USB设备的操作面板输入无线LAN的设定。一般由于USB设备的操作面板的显示器小，而且按键数量少等，所以在进行无线LAN的设定输入时有诸多不便。与之相对，当使用无线USB标准，在两者连接时以无线USB标准的带内方式在两者之间进行连接上下文的共享的情况下，不需要为了连接两者而通过输入不便的操作面板等进行无线LAN的设定输入。因此，可以不使用线缆，比较简单地进行USB设备所具有的、以无线USB以外的标准进行通信的其他通信模块的设定。
在本发明的无线USB通信系统中，上述其他通信模块可以是无线LAN通信模块或有线LAN通信模块。一般由于无线LAN通信模块和有线LAN通信模块的设定项目多，从操作面板进行输入比较麻烦，所以，应用本发明的意义大。
在本发明的无线USB通信系统中，上述USB主机可以是个人计算机，上述USB设备可以是打印机。这样，一般由于个人计算机比打印机容易进行无线LAN等的设定输入，所以，应用本发明的意义大。
本发明的USB主机具有：
第1通信模块，其与USB设备所具有的第2通信模块以无线USB标准进行通信；和
主机控制单元，其在与上述USB设备之间以上述无线USB标准的带内方式进行连接上下文的共享，确立了与上述USB设备的连接后，通过上述第1通信模块，向上述USB设备发送与以上述USB设备所具有的无线USB以外的标准进行通信的其他通信模块的通信条件相关的通信信息。
该USB主机在与USB设备之间以无线USB标准的带内方式进行连接上下文的共享，确立了与USB设备的连接之后，通过第1通信模块，向USB设备发送与以USB设备所具有的无线USB以外的标准进行通信的其他通信模块的通信条件相关的通信信息。这样，由于从USB主机通过第1通信模块向USB设备发送通信信息，所以，能够不使用线缆，比较简单地进行USB设备所具有的、以无线USB标准以外的标准进行通信的其他通信模块的设定。
本发明的USB设备具有：
第2通信模块，其以无线USB标准与USB主机所具有的第1通信模块进行通信；
其他通信模块，其以无线USB以外的标准进行通信；
可存储各种信息的存储器；和
设备控制单元，其在设定上述其他通信模块的通信条件时，在与上述USB主机之间以上述无线USB标准的带内方式进行连接上下文的共享，确立了与上述USB主机的连接之后，当通过上述第2通信模块从上述USB主机接收到与上述其他通信模块的通信条件相关的通信信息时，将该接收的通信信息存储到上述存储器中，并且根据该通信信息，设定上述其他通信模块的通信条件。
该USB设备在设定其他通信模块的通信条件时，在与USB主机之间以无线USB标准的带内方式进行连接上下文的共享，确立与USB主机的连接。然后，在通过第2通信模块从USB主机接收到与其他通信模块的通信条件相关的通信信息时，将该接收到的通信信息存储到存储器中，并且根据该通信信息，设定其他通信模块的通信条件。因此，能够不使用线缆，比较简单地进行USB设备所具有的、以无线USB标准以外的标准进行通信的其他通信模块的设定。
附图说明
图1是表示无线USB通信系统10的结构的说明图。
图2是表示无线LAN设定处理程序的一例的流程图。
图3是表示连接开始确认画面88的一例的说明图。
图4是表示在显示器86中显示的各种画面的一例的说明图。
图5是在无线LAN设定后，HDD84中存储的信息的说明图。
图6是在无线LAN设定后，闪存存储器34中存储的信息的说明图。
图中：10-无线USB通信系统；20-打印机；25-总线；30-打印机控制器；31-CPU；32-ROM；33-RAM；34-闪存存储器；40-打印机构；42-第3无线USB通信模块；44-有线USB通信模块；46-有线LAN通信模块；48-无线LAN通信模块；50-操作面板；51-显示部；52-操作部；52a-光标键(cursor key)；52b-OK键；52c-连接确认键；60-第2无线USB通信模块；61、91-USB控制器；62、92-收发机；70-个人计算机；80-个人计算机控制器；81-CPU；82-ROM；83-RAM；84-HDD；85-CD-ROM驱动器；86-显示器；87-输入装置；88-连接开始确认画面；88a-开始按键；89a-SSID输入画面；89b-加密方式设定画面；89c-加密密钥输入画面；89d-确认画面；89e-IP地址等设定画面；93a、93c-输入框；93b-列表框；94a、94b、94c、94d-确定按键；90-第1无线USB通信模块；S-记录纸。
具体实施方式
下面，结合附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是表示无线USB通信系统10的概略结构的构成图。该无线USB通信系统10由具有作为USB设备的功能，进行图像数据的打印的打印机20；和作为USB主机，与打印机20以无线USB标准进行信息交换的个人计算机70构成。
打印机20具有：打印机构40、操作面板50、第2无线USB通信模块60、第3无线USB通信模块42、有线USB通信模块44、有线LAN通信模块46、无线LAN通信模块48、和打印机控制器30。
打印机构40构成为公知的喷墨方式的彩色打印机构，即当从打印机控制器30接收到打印指令后，根据成为该打印指令的对象的打印任务，从打印头向记录纸S喷吐出墨水，由此执行打印。
操作面板50是用于由用户对打印机20输入各种指示的设备，设有可显示与各种指示对应的文字、图像的显示部51；和能够利用各种按键输入用户的指示的操作部52等。作为各种按键，具有：由上下左右的4个按键构成的光标键52a、由1个按键构成OK键52b、和连接确认键52c等。
第2及第3无线USB通信模块60、42用于与以无线USB的标准连接的USB主机(例如个人计算机70)进行信息的交换。第2无线USB通信模块60具有：对与USB主机的信息的交换进行控制的USB控制器61、和以无线方式进行与USB主机的信息的收发的收发机62。该第2无线USB通信模块60为了确立与个人计算机70的第1无线USB通信模块90的连接，需要在两者之间共享连接上下文(CC：ConnectionContext)。这里，CC由作为USB主机(这里是个人计算机70)固有的ID的CHID(Connection Host ID)、作为USB设备(这里是打印机20)固有的ID的CDID(Connection Device ID)以及作为两者共享的主密钥(master key)的CK(connection Key)构成。另外，第3无线USB通信模块42虽然未详细图示，但具有与第2无线USB通信模块60相同的结构。
有线USB通信模块44用于在通过USB线缆与该有线USB通信模块44连接的个人计算机等和该打印机20之间进行信息的交换。
有线LAN通信模块46用于在通过LAN线缆与该有线LAN通信模块46连接的集线器或个人计算机等和该打印机20之间进行信息的交换。为了使用该有线LAN通信模块46与集线器或个人计算机等进行信息的交换，需要设定IP地址、子网掩码、和默认网关等。
无线LAN通信模块48用于在以无线LAN的标准连接的访问站点和计算机等之间进行信息的交换。当使用该无线LAN通信模块48在访问站点和计算机等之间进行信息的交换时，首先，需要设定通信模式(内建网络基建模式或点对点模式)、SSID(Service Set Identifier)、加密方式、加密密钥等。并且，还需要设定IP地址、子网掩码和默认网关等。
打印机控制器30构成为以CPU31为中心的微处理器，具有存储了各种程序的ROM32；可暂时存储数据的RAM33；和可进行电方式改写、即使切断电源也能够保持数据的闪存存储器34。该打印机控制器30通过总线25与打印机构40、操作面板50、第2及第3无线USB通信模块60、42、有线USB通信模块44、有线LAN通信模块46及无线LAN通信模块48电连接。
个人计算机70是公知的通用计算机，其具有个人计算机控制器80，该个人计算机控制器80具备执行各种控制的CPU81、存储各种控制程序的ROM82、和暂时存储数据的RAM83等。该个人计算机70具有：存储各种应用程序和各种数据文件的作为大容量存储器的HDD84、和与以无线USB的标准连接的USB设备(例如打印机20)进行信息交换的第1无线USB通信模块90。第1无线USB通信模块90具有：控制与USB设备的信息交换的USB控制器91、和以无线方式进行与USB设备的信息收发的收发机92。而且，个人计算机70具有对各种信息进行画面显示的显示器86、和用户输入各种指令与信息的键盘及鼠标等输入装置87。个人计算机控制器80输入根据输入装置87的操作而生成的操作信号。并且，为了以无线USB的标准输出各种数据，向第1无线USB通信模块90输出控制信号，或向显示器86输出控制信号。这里，个人计算机控制器80、HDD84、CD-ROM驱动器85以及第1无线USB通信模块90通过未图示的总线构成电连接。
下面，对这样构成的本实施方式的无线USB通信系统10的动作进行说明，尤其对当用户购买了打印机20，并操作个人计算机70最初进行打印机20的无线LAN通信模块48的设定时的动作进行说明。这里，主要对个人计算机70的处理进行说明。图2是表示由CPU81执行的请求发送处理程序的一例的流程图。该程序按照以下的顺序执行。即，首先由用户打开个人计算机70及打印机20的电源，将存储有打印机20的设定用软件的CD-ROM放置到CD-ROM驱动器85中。然后，操作输入装置87，执行打印机20的设定用软件，在发出了指示时，执行无线LAN通信模块48的设定。这里，说明进行内建网络基建模式的设定。
当该程序开始时，CPU81首先判定是否输入了开始与打印机20的第2无线USB通信模块60之间共享CC的指示(步骤S100)。这里，在由用户按照以下的顺序操作了打印机20的操作部52和个人计算机70的输入装置87时，开始CC的共享。即，首先用户操作操作部52，在打印机20的显示部51中显示图3所例示的连接开始确认画面88，并且操作输入装置87，在个人计算机70的显示器86上显示与图3同样的画面。如图所示，在连接开始确认画面88中设有开始按键88a。接着，用户利用打印机20的操作部52的光标键52a选择开始按键88a，利用OK键进行确定，并且操作个人计算机70的鼠标，点击开始按键88a。在该个人计算机70中，当开始按键88a被点击时，输入了开始CC的共享的指示。在该步骤S100中，等待开始共享CC的指示的输入，CPU81按照USB控制器91与USB控制器61之间进行数字串形式的公开密钥(Public Key cryptography)的交换的方式进行控制。在公开密钥的交换后，CPU31按照USB控制器61根据上述双方的公开密钥求出能够在显示器51中显示的2位或4位的离散值的方式进行控制。然后，CPU31将求出的离散值作为确认用数值显示到显示部51上。另外，CPU81按照使USB控制器91与USB控制器61同样地求出从打印机20通知的位数的离散值的方式进行控制之后，将求出的离散值作为确认用数值显示到显示器86上。这里，当个人计算机70及打印机20显示了相同的确认用数值时，CC的共享成功，在显示了不同的数值时，CC的共享失败。用户对在个人计算机70及打印机20上显示了相同的确认用数值进行确认，点击显示器86的画面上的未图示的连接确认键，并且按下操作部52的连接确认键52c。CPU81在显示器86的画面上的未图示的连接确认键被点击时，使USB控制器91生成CK，将其与CHID及CDID一同作为CC，以所谓的带内(in-band)方式在个人计算机70与打印机20之间共享(步骤S110)。具体而言，CPU81按照USB控制器91将CC存储到HDD84中，并通过收发机92向打印机20转送的方式进行控制。CPU31按照USB控制器61在通过收发机62接收到该CC时，将接收到的CC向闪存存储器34存储的方式进行控制。这样，能够不使用线缆地进行CC的共享。
接着，CPU81按照确立与打印机20的通信连接的方式控制USB控制器91(步骤S120)。这里，采用例如4次握手(four-way handshake)方式进行通信连接的确立。例如通过CPU81控制USB控制器91，并且CPU31控制USB控制器61执行以下的步骤，来进行该4次握手。个人计算机70和打印机20相互保有CK。首先，个人计算机70的USB控制器91通过收发机92向打印机20发送唯一的随机数HNonce及TKID(Temporal Key Identifier)。接收到该随机数的打印机20的USB控制器61根据CK、HNonce以及自身生成的唯一随机数DNonce，生成PTK(Pairwise Temporal Key)，并通过收发机62将TKID及DNonce发送给个人计算机70。接收到该信息的USB控制器91与USB控制器61同样，根据CK、HNonce及Dnonce生成PTK。此时，如果个人计算机70和打印机20保有相同的CK，则成为保持相同的PTK。因此，将从打印机20接收到的PTK与自身生成的PTK进行比较，如果两者一致，则可判断为个人计算机70和打印机20保有相同的CK。USB控制器91在确认了从打印机20接收到的PTK与自身生成的PTK一致后，向打印机20发送使用由USB控制器61生成的PTK的指示。接收到该指示的USB控制器61开始使用自身生成的PTK，向个人计算机70发送此信息。接收到此信息的USB控制器91开始使用自身生成的PTK。由此，确立了个人计算机70与打印机20的连接，成为能够进行基于PTK的两者之间的加密通信的状态。这样，对于个人计算机70与打印机20的通信连接的确立，也可以不使用线缆地进行。
接下来，CPU81使USB控制器91进行USB的设备列举处理，识别打印机20(步骤S130)。然后，进行内建网络基建模式中的SSID的设定(步骤S140)。具体而言，CPU81使显示器86显示图4(a)所例示的SSID输入画面89a，在用户操作输入装置87向输入框93a中输入了SSID后，通过点击确定键94a来进行设定。然后，设定加密方式(步骤S150)。具体而言，CPU81使显示器86显示图4(b)所例示的加密方式设定画面89b，在用户操作输入装置87从列表框93b中选择了加密的方式后，通过点击确定键94b来进行设定。这里，设选择了WEP-64bit(40bit)。然后，设定加密密钥(步骤S160)。具体而言，CPU81使显示器86显示图4(c)所例示的加密密钥输入画面89c，在用户操作输入装置87向输入框93c中输入了加密密钥后，通过点击确定键94c来进行设定。然后，确定设定内容(步骤S170)。具体而言，CPU81使显示器86显示图4(d)所例示的确认画面89d，通过用户确认设定内容，并使用输入装置97按下确定键94d，由此确定设定内容。然后，将在步骤S140～S160中输入的SSID、加密方式以及加密密钥(SSID等)存储到HDD84中，并且通过收发机92向打印机20发送(步骤S180)。接收到该SSID等的打印机20的CPU31将该SSID等存储到闪存存储器34中，并且将其作为无线LAN通信模块48的通信条件之一。然后，设定IP地址、子网掩码以及默认网关(IP地址等)(步骤S190)。具体而言，CPU81使显示器86显示图4(e)所例示的IP地址等设定画面89e，在用户操作输入装置87，将IP地址等输入到3个输入框93e中后，通过点击确定键94e来进行设定。接着，将设定的IP地址等发送给打印机20(步骤S200)，然后结束本程序。接收到该IP地址等的打印机20的CPU31，将该IP地址等存储到闪存存储器34中，并且将其作为无线LAN通信模块48的通信条件之一。这样，在上述的步骤S140～S160、S190中，用户使用输入比具有小于显示器86的显示部51和按键数少的操作部52、不方便进行信息输入的打印机20的操作面板50容易的个人计算机70的输入装置87，输入信息。而且，不使用线缆地进行向打印机20发送被设定的SSID等和IP地址等。这里，图5表示在图2的无线LAN设定处理步骤结束时，HDD84中存储的设定信息。而图6表示在图2的无线LAN设定处理程序结束时，闪存存储器34中存储的设定信息。在HDD84和闪存存储器34中，除了IP地址以外，还存储有相同的信息。
这里，明确说明本实施方式的构成要素与本发明的构成要素的对应关系。本实施方式的无线USB通信系统10相当于本发明的无线USB通信系统，个人计算机70相当于USB主机，打印机20相当于USB设备，第1无线通信模块90相当于第1通信模块，第2无线通信模块60相当于第2通信模块，无线LAN通信模块48相当于其他通信模块，闪存存储器34相当于存储器。而且，个人计算机控制器80相当于主机控制单元，打印机控制器30相当于设备控制单元。
根据以上详细说明的本实施方式的无线USB通信系统10，能够不使用线缆，比较简单地对打印机20所具有的无线LAN通信模块48进行设定。由于一般无线LAN通信模块48的设定项目多，从操作面板50进行输入麻烦，所以，应用本发明是理想的。
另外，本发明不受上述实施方式的任何限定，只要在本发明的技术范围内，则能够以各种方式实施。
例如，在上述的实施方式中，说明了进行无线LAN通信模块48的设定的情况，但也可以进行有线LAN通信模块46的设定。该情况下，执行图2的无线LAN设定处理程序的步骤S110～S130、S190、S200的处理。
在上述的实施方式中，说明了无线USB通信系统10，但只要USB设备具有无线USB通信模块以外的通信模块，USB主机与USB设备能够以无线USB标准连接，则例如也可以应用于具有PDA等个人计算机70以外的USB主机、和数码相机等打印机20以外的USB设备的系统。

Claims (5)

1.一种无线USB通信系统，其特征在于，具有：
USB主机，其具有以无线USB标准进行通信的第1通信模块；和
USB设备，其具有以上述无线USB标准进行通信的第2通信模块、以无线USB以外的标准进行通信的其他通信模块、以及可存储各种信息的存储器；
上述USB主机在与上述USB设备之间以上述无线USB标准的带内方式进行连接上下文的共享，确立了与上述USB设备的连接之后，通过上述第1通信模块，向上述USB设备发送与上述其他通信模块的通信条件相关的通信信息，
上述USB设备在进行上述连接上下文的共享，确立了与上述USB主机的连接之后，当通过上述第2通信模块从上述USB主机接收到上述通信信息时，将该接收到的通信信息存储到上述存储器中，并且根据该通信信息，设定上述其他通信模块的通信条件。
2.根据权利要求1所述的无线USB通信系统，其特征在于，
上述其他通信模块是无线LAN通信模块或有线LAN通信模块。
3.根据权利要求1或2所述的无线USB通信系统，其特征在于，
上述USB主机是个人计算机，
上述USB设备是打印机。
4.一种USB主机，其特征在于，具有：
第1通信模块，其与USB设备所具有的第2通信模块以无线USB标准进行通信；和
主机控制单元，其在与上述USB设备之间以上述无线USB标准的带内方式进行连接上下文的共享，确立了与上述USB设备的连接之后，通过上述第1通信模块，向上述USB设备发送与以上述USB设备所具有的无线USB以外的标准进行通信的其他通信模块的通信条件相关的通信信息。
5.一种USB设备，其特征在于，具有：
第2通信模块，其以无线USB标准与USB主机所具有的第1通信模块进行通信；
其他通信模块，其以无线USB以外的标准进行通信；
可存储各种信息的存储器；和
设备控制单元，其在设定上述其他通信模块的通信条件时，在与上述USB主机之间以上述无线USB标准的带内方式进行连接上下文的共享，确立了与上述USB主机的连接后，当通过上述第2通信模块从上述USB主机接收到与上述其他通信模块的通信条件相关的通信信息时，将该接收到的通信信息存储到上述存储器中，并且根据该通信信息，设定上述其他通信模块的通信条件。
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