CN102708218A - 一种集成u盘和数据采集模块的usb复合设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成U盘和数据采集模块的USB复合设备，属于电子技术领域，电路结构包括USB接口模块、USB控制器模块、主控制器模块、至少一个存储介质模块、至少一个数据采集模块、显示屏模块和键盘模块。本发明实现了U盘和数据采集模块的一体化，设备与计算机连接后枚举成U盘和数据采集模块。设备相关资料和采集的数据存放在U盘中，用户可以直接通过U盘安装数据采集模块的驱动、查找资料、读取采集数据，也可以直接与数据采集模块通信。本发明在避免光盘和纸质手册资料造成资源浪费的同时，方便用户对资料的管理、手册的检索阅读和USB驱动的安装，同时还实现了U盘中资料的更新，保证用户获取最新的资料，及时更新资料中的错误和漏洞。

Description

一种集成U盘和数据采集模块的USB复合设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是集成U盘和数据采集模块的USB复合设备。

背景技术

工业自动化，是指以工业生产中的各种参数为控制目的，实现各种过程控制，在整个工业生产中，尽量减少人力的操作，而能充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作，即称为工业自动化生产，而使工业能进行自动生产之过程称为工业自动化。

数据采集，是指从传感器或其它待测设备的模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。

人机交互(Human-Machine Interaction，简称HMI)，是一门研究系统与用户之间的互动关系的学问。系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分，用户通过人机交互界面与系统交流。

工业自动化的控制目标是工业生产中的各种参数，而各种参数的获得必需使用数据采集的相关技术，所以近年来，随着工业自动化的发展，数据采集设备的使用已经日益广泛。

数据采集设备包括各种没有人机交互的数据采集板卡和分布式模块，也包括常规带人机交互的台式设备。他们的共同特点就是用来完成数据采集的功能，实现工业自动化。

没有人机交互的数据采集板卡，如PCI、PCI-E、ISA等接口卡，这种板卡的种类非常丰富，硬件电路实现很简单，只需要一个数据采集模块和一个通信接口即可完成全部功能，但是由于这种板卡没有人机交互，无法独立使用，所以使用时必须配合相应的主机来实现各种相关功能。板卡通过硬件通信接口与主机相连接，主机上运行对应的软件，实现与板卡的通信，读取板卡测量数据，进行相应的处理，执行相应的操作。如果用户只需要一个板卡进行相关数据采集时，购买对应板卡后，还必须购买其对应的主机，然后进行二次开发后才能使用这种板卡进行数据采集功能。同时由于通信时必须把板卡通过总线接口直接连接到主机上，通信距离短，只能组建集中式系统，无法实现工业现场的分布式数据采集。这种数据采集板卡成本高，灵活性低，不具有二次开发能力的普通用户基本上无法使用，并且整个数据采集过程中主机与设备必须一直处于通信状态，无法离线数据采集，高精度测量时容易被主机干扰。

没有人机交互的分布式模块，如CAN-Bus、RSM485模块等，这种模块可以分散放置在工业现场各处，每个模块都独立完成数据采集的功能，并能通过总线与主机远程通信，这种模块的结构相对复杂，需要独立处理相对复杂的通信协议，但是这种模块依然不能独立使用，使用时必须挂接在相关的通信总线上，然后连接到相应的主机，主机统一对各模块进行配置、管理，实现数据采集的相关功能。主机一般是由带人机交互的主站或者计算机担任，主机上必须运行相应的软件，软件统一管理各个分布式模块，统一配置各模块，读取采集数据。同样对于用户来说，购买模块后必须购买对应的主机才能使用，用户如果想实现自己的数据采集系统，一般还需要再次开发对应的主机软件，调用模块的相关驱动库，然后才能操作各模块，同样存在成本高，对用户能力要求高的问题，并且整个数据采集过程中主机与设备必须一直处于通信状态，无法离线数据采集，高精度测量时容易被主机干扰。

常规带人机交互的台式设备一般有独立的显示屏幕和键盘，每个设备都能独立工作，不需要任何附加设备，用户只需要打开设备就能配置和使用，完成相关的数据采集功能，使用非常方便。市场普遍存在的有两种这样的常规带人机交互的台式仪器，第一种没有数据存储功能，整个数据采集过程中必须与主机一直处于通信状态，使用主机来保存数据，无法离线式数据采集；第二种有数据存储功能，这种可以实现离线式数据采集，但是数据存储在仪器内部存储器中，数据采集结束后用户无法直接获取数据进行分析处理，必须使用厂家提供的相关软件读取数据，然后才能使用，并且很多情况用户无法按照自己的需要导出数据。有时用户使用时还需要购买昂贵的软件或通信接口转接卡。不带存储功能的仪器用户使用起来不方便，无法离线测量，高精度测量时容易被主机干扰，使用成本比较高；带存储功能的仪器由于数据获取不方便，数据不能灵活处理。

由于目前自动化测量的发展，对大量数据的采集和处理的需求日益旺盛，每个采集设备独立处理数据的能力都有限，所以设备与计算机进行联机，使用计算机处理数据的需要也越来越多；同时考虑到节约能源，离线式数据采集也是非常必要的；因此设备与计算机通信的实现方法、数据传输的方式和效率都对实际工作的开展有着非常大的影响。

目前USB凭借其优秀的性能，包括简单的硬件连接、高速的数据传输速度、可靠的性能等，已经得到广泛的使用，任何一个计算机机都会配置多个USB接口，所以使用USB接口进行联机就非常方便。同时使用USB进行与计算机实现联机也是目前仪器通信中普遍使用的方式。

目前的数据采集设备通过USB接口连接计算机后仅枚举成一个设备，称为“单一设备”。“单一设备”在使用时必须配合其他很多资料，包括光盘，纸质数据手册等资料才能使用，并且实物资料涉及到管理、保存和携带等问题，实际使用非常不方便。

“单一设备”有很大缺点：每个使用过USB设备的人都会遇到一个问题，每一个自定义的USB设备都必须首先安装驱动，然后才能进行下一步的联机操作，而驱动的获得常规手段就是通过随机光盘或者网络。因此每个设备在销售时都必须配备光盘来存储相关驱动、数据手册、相关软件等。而目前很多公司和个人的计算机都不再配置光驱，所以光盘的读取就成了一个问题，导致很多用户在需要相关的驱动及资料时都必须到网上搜索下载，而有些公司的员工是无法随意上网的，或者是遇到网络故障时，就出现了设备无法连接计算机机进行操作的问题，从而严重影响工作的开展和工程师的工作热情。

“单一设备”由于必须配备光盘，纸质的用户手册，二者是实物，所以就涉及到日常管理，如果管理不当，就会出现丢失、损坏的情况，这样就会严重影响到对设备的使用。光盘也是一种对资源的浪费，并且随机光盘中文件无法更新，导致用户在相关资料更新后，如果继续使用光盘资料，则无法获得最新的资料和技术，一些软件BUG也无法得到及时更新维护，导致开发中可能出现不必要的时间上的浪费；同时如果将光盘文件保存到PC中，保存为电子版本，同样也存在使用上的不方便，当在不同电脑之间传递时，如果没有网络，就只能使用可移动存储设备，如U盘、移动硬盘等，资料传输就非常不方便，所以光盘很多情况下无法满足需求。另外，纸质的用户手册、数据手册除了不方便保存和携带外，还有一个非常严重的问题，纸质的手册如果信息量比较大时，检索就非常麻烦，用户很难从大量信息中获取自己需要的信息，给用户使用带来严重不便，严重影响到用户对设备的用户体验。

本发明针对上述各种数据采集设备存在的不足提出了有效的解决方法：

a)本发明提供了一种带人机交互的数据采集设备，设备可以直接工作，不需要配合主机使用；

b)设备带内部存储器，可以实现离线采集，特别是高精度采集时不会被主机干扰；

c)与计算机通过USB接口实现通信，接口通用，连接方便，设备连接计算机后枚举成两个设备，一个为数据采集模块，另一个为U盘；

d)产品资料和离线模式采集的数据都保存在U盘中，用户安装数据采集模块所需要的驱动也保存在U盘中，不需要使用光盘或网上下载；所有的产品资料和软件都在U盘中，资料和仪器为成为一体，使用和查找都非常方便，并且可以减少资源的浪费；电子版本的产品资料，方便用户搜索使用；

e)用户读取数据采集的数据就是从U盘读取数据，使用非常方便和快捷；

f)U盘中软件和资料可以连接计算机自动更新，这样就保证用户的资料为最新的，可以有效解决一些错误和漏洞。

发明内容

现在社会，数据采集设备使用的越来越频繁，采集数据量也越来越大，对数据的处理和传输的需求也越来越大，为了方便用户使用数据采集设备，方便用户传输数据，使用户对设备使用更加方便，提高用户体验，同时避免对一些资源的浪费。本发明提供了一种将U盘与数据采集模块一体化的成为一个复合设备的方案。采用的技术方案如下：

一种集成U盘和数据采集模块的USB复合设备，其特征在于，包括：

USB接口模块、USB控制器模块、主控制器模块、至少一个存储介质模块、至少一个数据采集模块，显示屏幕模块和键盘模块。

系统框图如图1所示，整个硬件电路以主控制器模块为核心，完成全部功能。

所述的USB接口模块连接到USB控制器模块，然后连接到主控制器模块，存储介质模块、数据采集模块、显示模块和键盘模块都连接到主控器模块，所有的电路模块都接受主控制器模块的管理。

所述的USB接口模块主要包括是USB的PHY(Physical Layer，物理层)和SIE(SerialInterface Machine，串行接口机)，负责实现并行的TTL电平数据和串行的USB电平数据之间的切换，实现USB硬件连接，进行USB连接检测，并通知主控制器模块USB连接情况。

所述的USB控制器模块负责管理至少3对通信端点，按照USB总线规范完成数据的收发，从端点中获取计算机发送给设备的有效数据包，解包后通知主控制器模块读取数据；将主控制器发送给计算机的数据打包后送入对应端点，返回应答给计算机。

所述的控制端点负责完成枚举过程的通信，接收计算机的枚举命令，返回对应的描述符给计算机，根据计算机发送的命令配置USB控制器的枚举参数，实现设备的枚举识别。

所述的批量端点用来实现U盘和数据采集模块的通信，每个U盘使用1对批量端点配合控制端点完成U盘枚举，枚举之后的正常通信时，U盘的读写操作的相关通信全部通过这对端点完成；每个数据采集模块使用1对批量端点，端点接收计算机发送过来的通信数据，返回应答数据给计算机；U盘和数据采集模块共享一套USB接口模块相关资源。

所述的存储介质模块用来存储产品的资料和数据采集模块采集的数据，主控制器模块通过各种通信接口连接到数据采集模块，获取数据采集模块的数据，并将数据存储在存储介质模块中，与计算机通信时，存储介质模块内容映射为U盘，计算机可以直接对存储介质模块进行读写操作。

所述的显示屏模块用来显示系统的相关信息，采集的数据，用户操作的菜单等信息，方便用户使用。

所述的键盘模块完成用户命令的输入，用户通过键盘下达命令到设备，实现对设备的控制。

所述的数据采集模块负责各种模拟量、数字量的测量，将模拟信号转换成数字信号，同时也可以根据相关配置输出模拟量和数字量。

所述的主控制器模块包括主控制器芯片和对应的软件模块，负责管理整个系统，主控器芯片提供软件模块运行平台，按照软件模块的设定解析USB通信数据包，配置USB控制器模块，控制USB控制器模块完成通信相关操作；按照文件系统格式化存储介质，读取存储介质中数据，向存储介质中写入数据；配置数据采集模块的相关参数，读取数据采集模块的采样结果。

所述的主控器模块管理USB控制器模块通过USB接口模块与计算机进行通信，同时处理U盘和数据采集模块对USB控制器模块访问的资源互斥，同一时间只能有一个设备使用USB控制器模块进行USB通信，通信之前需要申请使用资源，使用后及时释放资源。

所示的主控制器模块通过USB接口与计算机相关软件通信后可以对U盘中相关资料进行更新操作。

对于一个USB设备，可以有多个配置，每个配置可以有多个接口，每个接口可以有多个端点。对于有多个配置的设备，同一时间只能有一个配置生效，一个配置下的多个接口则同时有效，不同接口之间的端点除端点0外不能共享，但是不同配置之间的端点可以共享。

常规的“单一设备”只有一个配置，一个接口，多个端点，只需要解析常见自定义设备的协议，实现方便，但使用不方便。

本发明所述的复合设备包含一个配置，至少2个接口，至少3对端点。该配置说明是复合设备的配置，部分接口是U盘对应的接口，实现至少一个U盘的通信，另一部分接口是数据采集模块的通信接口，负责实现至少一个数据采集模块的通信，所有U盘和数据采集模块共用一对控制端点。

主控制器模块通过USB控制器模块对应端点获取计算机发送的数据，解析相关协议，包括枚举协议、SCSI(Small Computer System Interface小型计算机系统接口)协议、厂家自定义设备的协议，然后将操作结果通过USB控制器模块返回应答给计算机。

设备与计算机连接后，开始枚举，枚举过程流程图如图2所示，枚举步骤描述如下：

1.主控制器模块检测到设备通过USB接口模块与计算机实现硬件连接；

2.主控制器模块创建U盘通信服务线程和数据采集模块服务线程；

3.主控制器模块启动USB控制器模块开始枚举；

4.计算机通过端点0发送获取设备描述符命令；

5.主控制器模块解析命令，返回设备描述符，计算机处理后得到设备的VID(厂商ID)和PID(产品ID)，给设备分配地址；

6.计算机使用新地址获取设备描述符，配置描述符、接口描述符和端点描述符信息，设备按照命令分别返回对应的应答；

7.计算机通过接口描述符中给出的U盘通信使用的批量端点编号，使用SCSI协议进行通信，获取U盘的所有信息，完成至少一个U盘的枚举过程，枚举完成后，设置U盘为已经配置，U盘就可以正常通信，自由读写U盘内容。

8.计算机开始枚举接口描述符中自定义设备，即数据采集模块，根据第6步获取的描述符，得到数据采集模块的接口和端点信息，查找并安装设备提供的驱动，驱动可以直接从已经枚举的U盘中获得，全部安装完成后，计算机配置数据采集模块，完成整个复合设备的枚举。

因为枚举时首先完成U盘的枚举，所以在进行数据采集模块的枚举时，设备驱动可以直接从U盘中获得，这样就可以直接安装驱动，完成枚举，不需要从光盘或者网络上查找驱动。

枚举完成后开始正常的通信，每个U盘通信都使用1对批量端点，通信过程流程图如图3所示，通信步骤描述如下：

1.计算机按照SCSI协议向U盘端点发送U盘读写命令数据；

2.USB控制器模块接收到命令数据，通知主控制器模块读取命令数据；

3.主控制器模块判断为U盘通信请求，通知U盘服务线程从对应的端点读取命令数据；U盘服务线程向USB控制器模块资源互斥管理申请操作USB控制器模块，等待USB接口空闲后独占USB通信相关资源，读取命令数据包；

4.主控制器模块按照SCSI协议解析收到的命令数据，执行相应操作，通过U盘对应端点返回应答数据；

5.U盘服务线程完成通信任务，释放USB通信相关资源，完成一次通信过程。

枚举完成后可以开始正常的数据采集模块的通信，每个数据采集模块使用1对批量端点，通信过程流程图如图4所示，通信步骤描述如下：

1.用户使用U盘中的软件和驱动，或者用户自己编写软件调用U盘中的驱动，生成操作命令数据，通过计算机接口与设备进行通信；

2.USB控制器模块接收到命令数据，通知主控制器模块读取命令数据；

3.主控制器模块判断为数据采集模块请求，通知数据采集模块服务线程从对应的端点读取命令数据；数据采集服务线程向USB控制器模块资源互斥管理申请操作USB控制器模块，等待USB接口空闲后独占USB通信相关资源，读取命令数据包；

4.主控制器模块按照厂商定义的协议解析命令，执行相应操作，配置数据采集模块，读取采集数据或设备参数，通过数据采集模块对应端点返回应答数据；

5.数据采集服务线程完成通信任务，释放USB通信相关资源，完成一次通信过程。

在仪器的日常使用过程中，用户可以很方便的从U盘中获取相关的软件、驱动和手册，手册是电子版，非常方便用户进行相关信息的检索，用户可以直接查找自己关心的内容，这样就不需要浪费时间来阅读全部手册内容。

数据采集模块测量到的数据在联机测量时直接通过USB接口返回给计算机，离线测量时可以保存在U盘上，测量结束后用户可以很方便的通过U盘将数据文件读取到上位机，然后进行相关的数据分析和处理，操作方便，速度快。

并且联机之后，使用相关软件，通过主控制器可以实现U盘中资料的更新，这样就可以保证用户使用的资料是最新的资料，可以及时解决资料错误和软件漏洞，避免用户因为这些错误而浪费时间，提高用户体验，这种性能是光盘无法实现的。U盘中资料更新使用数据采集通信端点，通信过程流程图如图5所示，通信步骤描述如下：

1.将设备与计算机连接，计算机运行U盘资料升级软件；

2.USB控制器模块接收到命令数据，通知主控制器程序读取命令数据；

3.主控制器模块判断为数据采集模块请求，通知数据采集模块服务线程从对应的端点读取命令数据；

4.主控制器模块按照厂商定义的协议解析命令，对读取的数据进行判断，如果不是获取U盘资料版本命令，则操作数据采集模块，否则返回U盘资料版本号给计算机；

5.计算机判断U盘中资料是否需要更新，如果没有更新内容，则结束更新操作，如果有更新则继续下一步；

6.计算机将更新内容打包后，按照对应厂商协议发送更新内容到设备；

7.设备接收更新数据，并判断更新是否结束，如果更新没有结束则重复第6步，否则完成资料更新。

本发明提供的方案，带来的有益效果是：

实现了U盘和数据采集模块的一体化，所有资料存放在U盘中，更加方便用户安装数据采集模块的驱动、查找资料、读取采集数据，在避免光盘和纸质手册资料造成的资源浪费的同时，方便用户对资料的管理、手册的检索阅读和USB驱动的安装，同时还实现了U盘中资料的联网更新，保证用户获得的是最新的设备资料，及时更新资料中的错误和软件中的漏洞。

附图说明

图1本发明系统框图；

图2本发明枚举过程流程图；

图3本发明U盘通信流程图；

图4本发明数据采集模块流程图；

图5本发明U盘资料更新流程图；

图6本发明设备实施实例系统框图；

图7本发明设备实施实例USB协议拓扑图；

图8本发明实施实例整体功能模块图；

图9本发明实施实例软件流程框图。

具体实施方式

以下实例只用与说明与解释本发明，并不因此而限定本发明的保护范围。

如图6所示，本发明将U盘与数据采集模块做成一体、成为一个设备，用户只需要连接一根USB线，然后就能使用U盘和数据采集模块，从U盘中安装驱动和软件，阅读各种相关资料，很方便的检索出各种信息，避免了光盘和纸质的文档造成的浪费与使用不便的问题。

此实施例为一个数据采集模块和一个U盘进行复合，实现一个复合设备。

图7为该实例的USB协议拓扑图，首先通过USB设备描述符和设备限定描述符通知计算机该设备是一个复合设备，按照复合设备进行枚举；该设备具有一个配置，不支持配置切换；计算机通过获取配置描述符集合，确定该设备的接口描述符和端点描述符，该设备有两个接口，接口0是U盘接口，U盘接口有一对端点，这一对端点都是批量端点，一个OUT端点(计算机数据输出端点)负责接收计算机操作U盘的命令和数据，一个IN端点(计算机数据输入端点)负责向计算机返回操作应答和数据；接口1是自定义设备接口，也就是数据采集模块的接口，该接口也有一对端点，这对端点都是批量端点，一个OUT端点负责接收计算机的命令和数据，一个IN端点负责向计算机返回应答和数据。

图8为该实例的硬件的整体功能模块图，该系统包括：USB接口模块、USB控制器模块、主控制器模块、一个存储介质模块、一个数据采集模块、一个键盘模块和一个显示屏模块，各模块按照一定的顺序进行连接，实现整体功能。

USB接口模块主要包括USB的PHY和SIE，负责实现并行的TTL电平数据和串行的USB电平的数据之间的转换，并通过USB连接电缆实现与计算机之间的通信。

USB控制器模块主要实现USB数据的收发功能，当收到数据，或者数据发送完成，则向主控制器模块发送相关申请，触发主控制器模块的相关操作；主控制器模块负责所有的协议的解析和调度，当USB电缆连接时，主控制器模块会创建两个线程，分别负责实现U盘和数据采集模块的通信功能。

当主控制器收到USB控制器模块的请求时，主控制器模块首先判断该请求是U盘请求还是数据采集模块的请求，如果是U盘请求，则通知U盘的服务程序从OUT端点获取数据，按照SCSI协议解析收到的数据，从大容量存储介质模块中读取相应地址的信息或者向相应地址写入数据，将操作结果的应答通过相应的IN端点发送给USB控制器模块，USB控制器模块通过USB接口模块将应答返回给计算机，完成读写操作；如果收到的是数据采集模块的请求信号，则通知数据采集模块的服务程序进行处理，主控制器通过数据采集模块对应的OUT端点读取操作命令，按照厂商定义的协议对数据进行解析，实现对数据采集模块的相关读写操作，操作完成后通过对应的IN端点将应答返回给USB控制器模块，USB控制器模块通过USB接口模块将应答返回给计算机。

存储介质模块用来存储数据采集模块的驱动、软件、手册等资料，同时还可以存储数据采集模块采集到的测量数据。

数据采集模块负责进行数据采集功能的实现，包括采集各种模拟信号或数字信号，并且根据配置输出模拟量或数字量。

显示屏模块用来显示系统的相关信息，采集的数据，用户操作的菜单等信息，方便用户使用。

键盘模块完成用户命令的输入，用户通过键盘下达命令到设备，实现对设备的控制。

图9为本实例对应的软件流程框图，USB连接之后，首先开始U盘的枚举，驱动是操作系统自带的驱动，所以可以直接安装成功，枚举完成后U盘就可以正常使用，然后开始进行数据采集模块的枚举过程，在这个枚举过中需要安装设备相关的驱动，该驱动保存在U盘中，所以可以从U盘中安装驱动，驱动安装完成后，枚举成功，现在两个设备都可以正常使用。

可以通过操作系统直接操作U盘，实现U盘的读写功能，当用户读写U盘时，计算机会按照SCSI指令生成响应的操作命令，通过U盘对应的OUT端点，将命令发送给设备，设备接收到数据，判断是U盘设备的操作命令，按照SCSI协议，对计算机发送过来的命令进行解析，完成对大容量存储介质的相关读写操作，返回操作应答。

安装U盘中的软件，或者使用相关的软件驱动库，根据手册中相关的说明，使用软件生成相关操作命令访问设备，并通过相应的OUT端点将数据发送给设备，设备接收到数据，判断是数据采集模块的操作命令，按照厂商定义好的协议进行解析，完成相关的读写操作，并返回应答。

Claims (7)

1.一种集成U盘和数据采集模块的USB复合设备，包括USB接口模块、USB控制器模块、主控制器模块、至少一个存储介质模块、至少一个数据采集模块、显示屏模块、键盘模块，其特征在于，所述的电路模块都接受主控制器模块的管理，所述的主控制器模块：

获取数据采集模块的数据，将数据存储在存储介质模块中；

管理USB控制器模块通过USB接口模块与计算机进行通信，解析USB复合设备协议、大容量存储类协议和自定义设备协议，完成U盘和数据采集模块的枚举和通信；

处理U盘和数据采集模块对USB控制器模块访问的资源互斥。

2.根据权利要求1所述的一种集成U盘和数据采集模块的USB复合设备，其特征在于，所述的复合设备至少包含一个U盘和一个数据采集模块，枚举过程如下：

(1)主控制器模块检测到设备通过USB接口与计算机实现硬件连接；

(2)主控制器模块创建U盘通信服务线程和数据采集模块服务线程；

(3)主控制器模块启动USB控制器模块开始枚举；

(4)计算机首先使用控制端点获取设备的设备描述符，然后获取配置描述符，确定设备是一个复合设备，然后分别开始每个设备的枚举；

(5)计算机进行U盘的枚举，使用大容量存储类协议进行U盘通信，获取U盘信息，主控制器模块收到命令，解析命令，获取存储介质的相关信息，并返回应答给计算机，计算机获取完整信息后配置USB控制器完成U盘枚举，U盘可以正常使用，使用同样方法完成所有U盘的枚举；

(6)计算机进行数据采集模块的枚举，根据描述符信息查找设备的驱动，找到相应的驱动，并安装驱动，完成数据采集模块枚举，使用同样方法完成所有数据采集模块的枚举；

(7)全部枚举完成，配置USB控制器枚举完成，所有设备正常使用。

3.根据权利要求1所述的一种集成U盘和数据采集模块的USB复合设备，其特征在于，U盘通信过程如下：

(1)计算机向U盘端点发送U盘读写命令数据；

(2)USB控制器接收到命令数据，通知主控制器模块读取命令数据；

(3)主控制器模块判断为U盘通信请求，通知U盘服务线程从对应的端点读取命令数据；U盘服务线程向USB控制器模块资源互斥管理申请操作USB控制器模块，等待USB接口空闲后独占USB通信相关资源，读取命令数据包；

(4)主控制器模块解析命令，执行相应操作，通过U盘对应端点返回应答数据；

(5)U盘服务线程完成通信任务，释放USB通信相关资源，完成一次通信过程。

4.根据权利要求1所述的一种集成U盘和数据采集模块的USB复合设备，其特征在于，数据采集模块通信过程如下：

(1)用户使用U盘中的软件和驱动，或者用户自己编写软件调用驱动，生成操作命令数据，通过计算机接口与设备进行通信；

(2)USB控制器模块接收到命令数据，通知主控制器模块读取命令数据；

(3)主控制器模块判断为数据采集模块请求，通知数据采集模块服务线程从对应的端点读取命令数据；数据采集服务线程向USB控制器模块资源互斥管理申请操作USB控制器模块，等待USB接口空闲后独占USB通信相关资源，读取命令数据包；

(4)主控制器模块按照厂商定义的协议解析命令，执行相应操作，配置数据采集模块，读取采集数据或设备参数，通过数据采集模块对应端点返回应答数据；

(5)数据采集服务线程完成通信任务，释放USB通信相关资源，完成一次通信过程。

5.根据权利要求1所述的一种集成U盘和数据采集模块的USB复合设备，其特征在于，所述的USB控制器中使用至少3对端点，端点0为控制端点用来接收主机请求信息并反馈描述符，U盘和数据采集模块分别使用1对批量端点完成通信功能。

6.根据权利要求1所述的一种集成U盘和数据采集模块的USB复合设备，其特征在于，所述的存储介质模块可以被所述的主控制器模块和计算机同时访问，所述的主控制模块可以向所述的存储介质模块中读写数据，计算机也可以向所述的存储在介质模块中读写数据。

7.根据权利要求6所述的一种集成U盘和数据采集模块的USB复合设备，其特征在于，通过计算机可以更新U盘对应的存储介质模块中相关资料，通信步骤如下：

(1)将设备与计算机连接，计算机运行U盘资料升级软件；

(2)USB控制器模块接收到命令数据，通知主控制器程序读取命令数据；

(3)主控制器模块判断为数据采集模块请求，通知数据采集模块服务线程从对应的端点读取命令数据；

(4)主控制器模块按照厂商定义的协议解析命令，对读取的数据进行判断，如果不是获取U盘资料版本命令，则操作数据采集模块，否则返回U盘资料版本号给计算机；

(5)计算机判断U盘中资料是否需要更新，如果没有更新内容，则结束更新操作，如果有更新则继续下一步；

(6)计算机将更新内容打包后，按照对应厂商协议发送更新内容到设备；

(7)设备接收更新数据，并判断更新是否结束，如果更新没有结束则重复第6步，否则完成资料更新。

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