CN103186485A - 通用的usb转串口设备控制方法 - Google Patents

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CN103186485A
CN103186485A CN2011104512058A CN201110451205A CN103186485A CN 103186485 A CN103186485 A CN 103186485A CN 2011104512058 A CN2011104512058 A CN 2011104512058A CN 201110451205 A CN201110451205 A CN 201110451205A CN 103186485 A CN103186485 A CN 103186485A
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CN2011104512058A
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于忠清
王艳青
丁香乾
王恒刚
胡章军
刘伟国
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Qingdao Haiersoft Co Ltd
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Qingdao Haiersoft Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种USB转串口设备控制技术。本发明的通用的USB转串口设备控制方法，包括如下步骤：(1)监听应用消息；(2)判断是否收到应用消息，没有收到，返回步骤(1)；收到，进行下一步骤；(3)判断是否为初始化消息：(4)将控制指令封装成消息发送给处理设备的子进程；(5)子进程解析消息；(6)子进程将指令数据发送给设备；(7)子进程判断设备是否为被动型设备；(8)接收设备数据；(9)将设备数据封装成消息，发送给主进程；(10)主进程解析子进程消息，得到设备数据，对数据进行封装，将数据发送给应用。本发明的通用USB转串口设备控制方法，为USB转串口设备的远程控制提供了条件。

Description

通用的USB转串口设备控制方法
技术领域
本发明涉及一种USB转串口设备控制技术。
背景技术
随着科技的进步，各种各样的设备开始走进人们的生活。其中有很大一批设备是可以与电脑进行连接的，同时有很大一批设备是通过USB转串口方式连接到电脑上的。有很多设备生产厂商针对自己的产品定义了协议，根据协议向设备发送控制命令，以及接受并解析设备返回的指令。这些设备厂商在发布自己的产品时都会相应地提供一套可在PC机上运行的软件，用于对自己生产的某种或某几种设备进行处理。如果某个厂商想针对另外一个商家的设备开发应用，就必须了解其设备的通信协议，同时处理对设备数据的读写。这就造成了设备与厂商的紧密依赖关系。
经过对USB转串口设备的研究，我们发现对所有USB转串口设备都有如下特性：串口波特率，数据位，奇偶校验，停止位，流控制方式。目前研究的USB转串口设备或者主动输出数据，或者需要外部出发才会传输数据。同时我们也发现USB转串口设备的接收和发送的指令数据的格式可以分成几大类，其中包括：指令字+指令长度+指令数据；指令头+指令数据+指令尾。有些USB转串口设备的数据的长度是固定的，有些USB转串口设备需要首先向其发送一条某个长度的指令，然后会返回一个已知长度的数据。利用这些研究结果我们可以设计一种通用的USB转串口设备控制方案。这种方案经过一个USB转串口设备的初始化过程，然后就可以通过向设备发送指令对其进行控制，获取其返回数据了。
如2011年4月29日公开的中国专利，公开号为CN102185918A，公开了一种用于远程串口控制的无线节点，此方法是使用ZigBee技术，通过两个接口节点，一个通过串口与串口设备连接，另一个通过USB接口与PC连接，通过在PC端发送指令控制串口设备，但该技术没有解决远端串口设备的数据的读取问题。
发明内容
本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种通用的USB转串口设备控制方法，其提高应用开发者针对USB转串口设备进行应用开发的效率，免去其在USB转串口开发上的工作。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括如下步骤：
(1)监听应用消息；
(2)判断是否收到应用消息，没有收到，返回步骤(1)；收到，进行下一步骤；
(3)判断是否为初始化消息：
是初始化消息，进行如下步骤：
(I)解析消息，启动设备处理子进程，当主进程启动设备处理子进程后返回监听应用消息步骤；
(II)子进程启动监听主进程消息的线程；
(III)子进程判断设备是否为主动型设备：
不是主动型设备，接收设备数据，并判断是否接收到数据，若没有收到数据，继续接收设备数据；收到数据，将设备数据封装发送给主进程，主进程对消息进行解析、封装，发送给对应应用；
是主动型设备，子进程启动监听设备消息的线程；
不是初始化消息，进行下一步骤；
(4)将控制指令封装成消息发送给处理设备的子进程；
(5)子进程解析消息；
(6)子进程将指令数据发送给设备；
(7)子进程判断设备是否为被动型设备，是被动型设备，进行下一步骤；
(8)接收设备数据；
(9)将设备数据封装成消息，发送给主进程；
(10)主进程解析子进程消息，得到设备数据，对数据进行封装，将数据发送给应用。
本发明主要解决如下几个问题：USB转串口设备数据格式的抽象，分类；USB转串口设备初始化信息的抽取；USB转串口设备的初始化，包括设备本身及对其处理的方式的初始化。
双数流程可以描述为：如果是初始化消息，解析出初始化数据，包括串口点(相对于Linux系统为文件挂载点，相对于Windows系统为端口号)串口波特率，数据位，奇偶校验，停止位，流控制方式，数据格式类别，设备类别(主动型设备或被动型设备)。启动设备处理子进程，设备处理子进程启动监听接收主进程消息的线程，设备处理子进程根据设备是否是主动型设备，决定是否启动监听设备消息的线程。
如果不是初始化消息，解析出设备控制指令，将控制指令封装成消息发送给相应的设备处理子进程。设备数据处理子进程解析消息，将指令数据发送给设备，如果设备是被动型设备，则接收起返回数据，封装消息发送给主进程，主进程解析消息，封装，并发送给对应应用。
初始化消息包括串口波特率、数据位、奇偶校验、停止位、流控制方式、数据格式类别、设备类别。设备分为被动型设备和主动型设备，主动型设备的设备本身不需要出发指令，而主动输出数据；被动型设备只有在接收到控制指令后，才输出数据。
数据格式包括控制指令格式和返回指令格式，其包括四种类型：
控制指令及返回指令格式均为：指令字+指令长度+指令数据；
控制指令及返回指令格式均为：指令头+指令数据+指令尾；
控制指令及返回指令具有固定的长度；
某条控制指令对应某条数据指令，并且该条数据指令的长度可知。
根据初始化信息进行串口初始化，以及数据格式相关项初始化。
按照数据格式类别进行控制指令的接收，向串口写入数据实现对设备的控制，进行串口数据的接收，向设备应用发送实现设备数据的传输。
本发明的通用USB转串口设备控制方法，为USB转串口设备的远程控制提供了条件，扩大了设备的应用空间，免除了应用开发商对硬件设备的处理工作。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
本发明的通用USB转串口设备控制方法包括如下步骤：
(1)监听应用消息；
(2)判断是否收到应用消息，没有收到，返回步骤(1)；收到，进行下一步骤；
(3)判断是否为初始化消息：
是初始化消息，进行如下步骤：
(I)解析消息，启动设备处理子进程，当主进程启动设备处理子进程后返回监听应用消息步骤；
(II)子进程启动监听主进程消息的线程；
(III)子进程判断设备是否为主动型设备：
不是主动型设备，接收设备数据，并判断是否接收到数据，若没有收到数据，继续接收设备数据；收到数据，将设备数据封装发送给主进程，主进程对消息进行解析、封装，发送给对应应用；
是主动型设备，子进程启动监听设备消息的线程；
不是初始化消息，进行下一步骤；
(4)将控制指令封装成消息发送给处理设备的子进程；
(5)子进程解析消息；
(6)子进程将指令数据发送给设备；
(7)子进程判断设备是否为被动型设备，是被动型设备，进行下一步骤；
(8)接收设备数据；
(9)将设备数据封装成消息，发送给主进程；
(10)主进程解析子进程消息，得到设备数据，对数据进行封装，将数据发送给应用。
本发明的控制方法不仅能够实现USB转串口设备的控制，同时能够实现对USB转串口设备数据的读取。
根据USB转串口设备输出数据的情形将设备分为被动型设备(编号01)和主动型设备(编号02)。当设备本身不需要出发指令，而主动输出数据时，称该设备为主动型设备；当设备本身只有在接收到控制指令后，才输出数据时，称该设备为被动型设备。
将USB转串口设备的数据格式进行抽象，分类。根据现有研究结果可分为如下四类(根据研究的深入，可能会发现新的数据格式类，此处可进行扩展)，并进行编号：
控制指令及返回指令格式均为：指令字+指令长度+指令数据，此类编号为01。
控制指令及返回指令格式均为：指令头+指令数据+指令尾，此类编号为02。
控制指令及返回指令具有固定的长度，此类编号为03。
某条控制指令对应某条数据指令，并且该条数据指令的长度可知，此类编号为04。
定义数据格式解析相关规则内容
数据格式类别为01时，数据格式解析按照“&指令字长度&指令长度长度&”规则进行，其中“&”为分隔符。
数据格式类别为02时，数据格式解析按照“&指令头长度&指令尾长度&”规则进行，其中“&”为分隔符。
数据格式类别为03时，数据格式解析按照“&指令长度&”规则进行，其中“&”为分隔符。
数据格式类别为04时，数据格式不在此处解析。

Claims (4)

1.一种通用的USB转串口设备控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)监听应用消息；
(2)判断是否收到应用消息，没有收到，返回步骤(1)；收到，进行下一步骤；
(3)判断是否为初始化消息：
是初始化消息，进行如下步骤：
(I)解析消息，启动设备处理子进程，当主进程启动设备处理子进程后返回监听应用消息步骤；
(II)子进程启动监听主进程消息的线程；
(III)子进程判断设备是否为主动型设备：
不是主动型设备，接收设备数据，并判断是否接收到数据，若没有收到数据，继续接收设备数据；收到数据，将设备数据封装发送给主进程，主进程对消息进行解析、封装，发送给对应应用；
是主动型设备，子进程启动监听设备消息的线程；
不是初始化消息，进行下一步骤；
(4)将控制指令封装成消息发送给处理设备的子进程；
(5)子进程解析消息；
(6)子进程将指令数据发送给设备；
(7)子进程判断设备是否为被动型设备，是被动型设备，进行下一步骤；
(8)接收设备数据；
(9)将设备数据封装成消息，发送给主进程；
(10)主进程解析子进程消息，得到设备数据，对数据进行封装，将数据发送给应用。
2.根据权利要求1所述的通用的USB转串口设备控制方法，其特征在于，初始化消息包括串口波特率、数据位、奇偶校验、停止位、流控制方式、数据格式类别、设备类别。
3.根据权利要求1或2所述的通用的USB转串口设备控制方法，其特征在于，设备分为被动型设备和主动型设备，主动型设备的设备本身不需要出发指令而主动输出数据；被动型设备只有在接收到控制指令后，才输出数据。
4.根据权利要求2所述的通用的USB转串口设备控制方法，其特征在于，数据格式包括控制指令格式和返回指令格式，其包括四种类型：
控制指令及返回指令格式均为：指令字+指令长度+指令数据；
控制指令及返回指令格式均为：指令头+指令数据+指令尾；
控制指令及返回指令具有固定的长度；
某条控制指令对应某条数据指令，并且该条数据指令的长度可知。
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