CN103546560A - 多网络数据交互系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多网络数据交互系统，包括数据路由单元，所述数据路由单元连接有至少两个数据交互模块；每个所述数据交互模块分别连接各自对应的不同网络；所述数据路由单元对接收到的来自源网络的所述数据包进行解析处理得到所述数据包要发至的目的网络类型，根据该网络类型将所述数据包转发至对应的目的网络连接的数据交互模块；所述数据交互模块对接收到的由所述数据路由单元转发来的数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据处理使处理后的数据能够在其连接的对应网络中传输。本发明实现了多网络之间的数据“直接”交互，功能全面，节省开发成本。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信领域，特别涉及一种多网络数据交互系统。
背景技术
在网络通信系统中，经常会出现数据包跨网络通信的情况。如将Zigbee网络的数据需要通过GPRS上传至公网服务器；局域网络中的PC需要将数据包发送至Zigbee网络中的某节点；某报警器需要通过SIM模块向用户发送短信息；智能手机向Zigbee网络中某节点发送控制短信息等。目前对于此类系统的开发中，每一对网络的跨网络通信都需要开发一种数据转发的模块，以实现数据包的跨网络转发。而这些数据转发模块往往是一种网络对另一种网络的数据转发，功能较为单一。如果某系统中存在多种网络的相互通信，则需要开发多种数据转发模块，成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种多网络数据交换系统，该系统实现具有不同网络协议的网络之间的相互“直接”通信。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种多网络数据交互系统，包括数据路由单元，所述数据路由单元连接有至少两个数据交互模块；每个所述数据交互模块分别连接各自对应的不同网络，当需要在不同网络间传输数据时，一个数据交互模块将自身对应的源网络的数据包发至所述数据路由单元，数据路由单元将收到的所述数据包转发至其他数据交互模块对应的目的网络；其中，所述数据路由单元对接收到的来自源 网络的所述数据包进行解析处理得到所述数据包要发至的目的网络类型，根据该网络类型将所述数据包转发至对应的目的网络连接的数据交互模块；所述数据交互模块对接收到的由所述数据路由单元转发来的数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据处理使处理后的数据能够在其连接的对应网络中传输。
上述系统中，所述数据交互模块有五个，分别为Zigbee网络数据交互模块、GRPS网络数据交互模块、RS232串口网络数据交互模块、以太网数据交互模块和短信包数据交互模块；所述Zigbee网络数据交互模块、GRPS网络数据交互模块、RS232串口网络数据交互模块、以太网数据交互模块和短信包数据交互模块分别连接Zigbee网络、GPRS网络、RS232网络、以太网和GSM网络。
具体的，所述Zigbee网络数据交互模块接收由所述数据路由单元裁决需要发送至Zigbee网络设备的数据包，根据数据包中的目标地址、用户数据构建出Zigbee通信帧，之后通过UART将所述Zigbee通信帧发送至Zigbee网络中的Zigbee协调器节点，Zigbee协调器节点会根据Zigbee通信帧完成后续数据路由。
所述GRPS网络数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至GPRS网络设备的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自RS232或以太网的数据包，所述GRPS网络数据交互模块直接通过UDP/TCP方式将数据传输到GRPS网络目的设备；
如果是来自GSM网络的SM短信数据时，所述GRPS网络数据交互模块则按SH-SM协议对数据包进行解析；如果是来自Zigbee网络的数据包，则按SH-WSN协议对数据包进行解析，将以上两种方式解析得到的数据按SH透传协议构建 出SH透传帧再通过UDP/TCP方式将SH透传帧传输到GRPS网络目的设备。
所述RS232串口网络数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至RS232网络的RS233接口的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自GPRS网络或以太网Ethernet的数据包时，则直接发送至RS232接口；
如果是来自GSM网络的SM短信数据时，则按SH-SM协议对数据包进行解析；如果是来自Zigbee网络的数据包，则按SH-WSN协议对数据包进行解析，将以上两种方式解析得到的数据按SH透传协议构建出SH透传帧发送至RS232接口。
所述以太网数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至以太网中目的设备的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自RS232网络或GPRS网络的数据包时，则直接按UDP/TCP方式将数据传输到以太网中的目的设备；
如果是来自ＧＳＭ网络的SM短信数据时，则按SH-SM协议对数据进行解析；如果是来自Zigbee网络的数据包，则按SH-WSN协议对数据包进行解析，将以上两种方式解析得到的数据按SH透传协议构建出SH透传帧再按UDP/TCP方式将SH透传帧传输到以太网中的目的设备。
所述短信包数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至ＧＳＭ网络的目标号码设备的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自以太网Ethernet、RS232网络或GPRS网络的数据包，按SH透 传协议对数据包进行解析，将解析得到的目标号码、数据按SH-SM协议构建短信帧，然后通过GSM网络将短信帧发送至目标号码设备；
如果是来自Zigbee网络的数据包，按SH-WSN协议对数据包进行解析，将解析得到的目标号码、数据按SH-SM协议构建短信帧，然后通过GSM网络将短信帧发送至目标号码设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明该系统中数据路由单元对接收到的来自源网络的数据包进行解析处理得到所述数据包要发至的目的网络类型，根据该网络类型将所述数据包转发至对应的目的网络连接的数据交互模块，数据交互模块对接收到的由所述数据路由单元转发来的数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据处理使处理后的数据能够在其连接的对应网络中传输。其中数据交互模块至少两个，每个所述数据交互模块分别连接各自对应的不同网络，这样就可以在多个不同网络间传输数据，每个数据交互模块负责使来自其他网络的数据能够在其连接的网络中被传输识别，实现了多网络之间的数据“直接”交互，功能全面，节省开发成本，且系统采用模块化设计，方便向数据路由单元添加或裁减数据交互模块。
附图说明：
图1是本发明实施例中多网络数据交互系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
本发明的多网络数据交互系统，包括数据路由单元，所述数据路由单元连接有至少两个数据交互模块；每个所述数据交互模块分别连接各自对应的不同网络，当需要在不同网络间传输数据时，一个数据交互模块将自身对应的源网络的数据包发至所述数据路由单元，数据路由单元将收到的所述数据包转发至其他数据交互模块对应的目的网络。所述数据路由单元对接收到的来自源网络的所述数据包进行解析处理得到所述数据包要发至的目的网络类型，根据该网络类型将所述数据包转发至对应的目的网络连接的数据交互模块；所述数据交互模块对接收到的由所述数据路由单元转发来的数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据处理使处理后的数据能够在其连接的对应网络中传输。
其中，每个数据交互模块都包含其对应的本类型网络的数据解析代码，然后将解析过后的数据交由数据路由单元进行下一步的数据路由。数据路由单元在系统中起到数据方向裁决作用，数据路由单元根据数据包的来源，用相应的协议对其目的网络类型进行解析，然后将数据包转发至对应网络类型的数据交互模块。数据交互模块至少两个，每个所述数据交互模块分别连接各自对应的不同网络，这样就可以在多个不同网络间传输数据，每个数据交互模块负责使来自其他网络的数据能够在其连接的网络中被传输识别，实现了多网络之间的数据“直接”交互，功能全面，节省开发成本。
下面以五个数据交互模块为例对本发明作出进一步说明，如图1所示，本发明具体实施例中所述数据交互模块有五个（在其他实施例中也可以是更多，根据不同网络个数决定），分别为Zigbee网络数据交互模块、GRPS网络数据交互模块、RS232串口网络数据交互模块、以太网数据交互模块和短信包数据交互模块；所述Zigbee网络数据交互模块、GRPS网络数据交互模块、RS232串 口网络数据交互模块、以太网数据交互模块和短信包数据交互模块分别连接Zigbee网络、GPRS网络、RS232网络、以太网和GSM网络。
需要首先说明的是，下面的SH透传协议、SH-WSN协议，均为申请人自己定义的网络传输协议，其分别定义了SH透传数据帧、SH-WSN数据帧，这些协议封装于数据交互模块的协议栈中，在协议栈中添加一层SH协议。SH-SM协议定义的数据帧格式的与SH透传数据帧相同。每个数据交互模块对应网络中的设备中运行有与SH协议对应的数据交换协议，使得两者可以实现数据通信。其中SH代码无具体技术含义，仅为一种自定义名称。
具体的，SH透传数据帧格式如下：
(1)发送数据帧结构
其中，各部分的具体解释如下：
A.通信方式
00H：UDP通信方式(短信通信方式时，内容为16进制)；
01H：TCP通信方式(短信通信方式时，内容为字符模式)；
B.目标交换机地址
与目标设备相连接或处于同一局域网的数据交换机的IP地址，高两位填00H00H，后4字节为IP地址；
C.目标设备所处网络类型
Zigbee–01H
TCP/IP–02H
GPRS–03H
RS232/RS485–04H
SM–05H
D.目标设备IP地址
对于Zigbee网络中，设备IP地址的高两节点为网络号，低两字节为设备号，在网络号的高字节加上40H后，表示点对多发送：
i.设备号为0000H时，表示广播方式，具有同一网络号和同一信道的所有设备均能接收到数据包；
ii.设备号为0001H及以上时，表示组播方式，此时设备号为组编号，具有同一网络号和同一信道的且处于该组编号的所有设备能够接收到数据包。对于短信通信方式，发送数据帧中的目标设备IP地址及端口为短信接收设备的电话号码，填充方式是，IP地址的首字节的高4位填0，从首字节的低4位开始，每半字幕依次填入短信接收设备的电话号码，如目标短信接收设备的电话号码是15881025329，则在帧中的目标IP及端口域的6字节填充为01H58H81H02H53H29H。
E.目标设备端口：对于Zigbee网络设备，端口为20（0014H）。
F.用户数据包：指定需要传输的数据包
(2)接收数据帧结构
其中，各部分的具体解释如下：
A.通信方式
00H：UDP通信方式(短信通信方式时，内容为16进制)；
01H：TCP通信方式(短信通信方式时，内容为字符模式)；
B.源交换机地址
与源设备相连接或处于同一局域网的数据交换机的IP地址，高两位填00H00H，后4字节为IP地址；
C.源设备所处网络类型：
Zigbee–01H
TCP/IP–02H
GPRS–03H
RS232/RS485–04H
SM–05H
D.源设备IP地址：数据发送设备的IP地址，若源设备为短信设备，源数据帧中的源IP地址及源端口的编码方式与发送帧中目标设备为短信设备时的编码方式相同。
E.源设备端口：数据发送设备的端口，对于Zigbee网络设备，端口为20(0014H)
F.用户数据包：源设备发送至的数据包
SH-WSN数据帧格式如下：
| 帧头（Head） | 数据位（Data） | 帧尾（End） |
| 31 | 3 |
帧头内容
| 位 | 位描述 | 位长度（字节） |
| H1 | 开始字符 | 1 |
| H2 | 帧类型 | 1 |
| H3 | 帧长度 | 1 |
| H4 | 簇号 | 2 |
| H5 | 目标地址 | 13 |
| H6 | 源地址 | 13 |
其中，H1：表示帧开始字符，用“71H”表示，H2-H6根据实际情况填写。
接着具体描述本发明，所述Zigbee网络数据交互模块接收由所述数据路 由单元裁决需要发送至Zigbee网络设备的数据包，根据数据包中的目标地址、用户数据构建出Zigbee通信帧，之后通过UART将所述Zigbee通信帧发送至Zigbee网络中的Zigbee协调器节点，Zigbee协调器节点会根据Zigbee通信帧完成后续数据路由。Zigbee网络向外网设备发送的数据，会在Zigbee协调器处构建出以上Zigbee通信帧后通过UART发送至数据路由单元，数据路由单元先根据帧尾的CRC位对该帧进行校验，若校验失败，该帧将被丢弃，校验成功后，通过帧头中的源地址和数据构建成用户帧，通过帧中的目标地址发送数据至对应的外网目标设备的对应端口上。
所述GRPS网络数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至GPRS网络设备的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自RS232或以太网的数据包，所述GRPS网络数据交互模块直接通过UDP/TCP方式将数据传输到GRPS网络目的设备。
如果是来自GSM网络的SM短信数据时，所述GRPS网络数据交互模块则按SH-SM协议对数据包进行解析；如果是来自Zigbee网络的数据包，则按SH-WSN协议对数据包进行解析，将以上两种方式解析得到的数据按SH透传协议构建出SH透传帧再通过UDP/TCP方式将SH透传帧传输到GRPS网络目的设备。
所述RS232串口网络数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至RS232网络的RS233接口的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自GPRS网络或以太网Ethernet的数据包时，则直接发送至RS232接口。如果是来自GSM网络的SM短信数据时，则按SH-SM协议对数据包进行解析；如果是来自Zigbee网络的数据包，则按SH-WSN协议对数据包进行解析， 将以上两种方式解析得到的数据按SH透传协议构建出SH透传帧发送至RS232接口，数据由该接口到达目的设备。
所述以太网数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至以太网中目的设备的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自RS232网络或GPRS网络的数据包时，则直接按UDP/TCP方式将数据传输到以太网中的目的设备。
如果是来自ＧＳＭ网络的SM短信数据时，则按SH-SM协议对数据进行解析；如果是来自Zigbee网络的数据包，则按SH-WSN协议对数据包进行解析，将以上两种方式解析得到的数据按SH透传协议构建出SH透传帧再按UDP/TCP方式将SH透传帧传输到以太网中的目的设备。
所述短信包数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至ＧＳＭ网络的目标号码设备的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自以太网Ethernet、RS232网络或GPRS网络的数据包，按SH透传协议对数据包进行解析，将解析得到的目标号码（例如手机号）、数据按SH-SM协议构建短信帧，然后通过GSM网络将短信帧发送至目标号码设备（例如手机）。
如果是来自Zigbee网络的数据包，按SH-WSN协议对数据包进行解析，将解析得到的目标号码、数据按SH-SM协议构建短信帧，然后通过GSM网络将短信帧发送至目标号码设备。
上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。
Claims (7)
1.一种多网络数据交互系统，其特征在于，包括数据路由单元，所述数据路由单元连接有至少两个数据交互模块；
每个所述数据交互模块分别连接各自对应的不同网络，当需要在不同网络间传输数据时，一个数据交互模块将自身对应的源网络的数据包发至所述数据路由单元，数据路由单元将收到的所述数据包转发至其他数据交互模块对应的目的网络；
其中，所述数据路由单元对接收到的来自源网络的所述数据包进行解析处理得到所述数据包要发至的目的网络类型，根据该网络类型将所述数据包转发至对应的目的网络连接的数据交互模块；所述数据交互模块对接收到的由所述数据路由单元转发来的数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据处理使处理后的数据能够在其连接的对应网络中传输。
2.根据权利要求1所述的多网络数据交互系统，其特征在于，所述数据交互模块有五个，分别为Zigbee网络数据交互模块、GRPS网络数据交互模块、RS232串口网络数据交互模块、以太网数据交互模块和短信包数据交互模块；所述Zigbee网络数据交互模块、GRPS网络数据交互模块、RS232串口网络数据交互模块、以太网数据交互模块和短信包数据交互模块分别连接Zigbee网络、GPRS网络、RS232网络、以太网和GSM网络。
3. 根据权利要求2所述的多网络数据交互系统，其特征在于，所述Zigbee网络数据交互模块接收由所述数据路由单元裁决需要发送至Zigbee网络设备的数据包，根据数据包中的目标地址、用户数据构建出Zigbee通信帧，之后通过UART将所述Zigbee通信帧发送至Zigbee网络中的Zigbee协调器节点，Zigbee协调器节点会根据Zigbee通信帧完成后续数据路由。
4.根据权利要求2所述的多网络数据交互系统，其特征在于，所述GRPS网络数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至GPRS网络设备的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自RS232或以太网的数据包，所述GRPS网络数据交互模块直接通过UDP/TCP方式将数据传输到GRPS网络目的设备；
如果是来自GSM网络的SM短信数据时，所述GRPS网络数据交互模块则按SH-SM协议对数据包进行解析；如果是来自Zigbee网络的数据包，则按SH-WSN协议对数据包进行解析，将以上两种方式解析得到的数据按SH透传协议构建出SH透传帧再通过UDP/TCP方式将SH透传帧传输到GRPS网络目的设备。
5.根据权利要求2所述的多网络数据交互系统，其特征在于，所述RS232串口网络数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至RS232网络的RS233接口的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自GPRS网络或以太网Ethernet的数据包时，则直接发送至RS232接口；
如果是来自GSM网络的SM短信数据时，则按SH-SM协议对数据包进行解析；如果是来自Zigbee网络的数据包，则按SH-WSN协议对数据包进行解析，将以上两种方式解析得到的数据按SH透传协议构建出SH透传帧发送至RS232接口。
6.根据权利要求2所述的多网络数据交互系统，其特征在于，所述以太网数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至以太网中目的设备的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自RS232网络或GPRS网络的数据包时，则直接按UDP/TCP方式将数据传输到以太网中的目的设备；
如果是来自ＧＳＭ网络的SM短信数据时，则按SH-SM协议对数据进行解析；如果是来自Zigbee网络的数据包，则按SH-WSN协议对数据包进行解析，将以上两种方式解析得到的数据按SH透传协议构建出SH透传帧再按UDP/TCP方式将SH透传帧传输到以太网中的目的设备。
7.根据权利要求2所述的多网络数据交互系统，其特征在于，所述短信包数据交互模块接收经所述数据路由单元裁决需要发送至ＧＳＭ网络的目标号码设备的数据包时，对数据包进行解析处理判断源网络类型，根据源网络类型的不同对所述数据包进行相应不同的数据，具体为：
如果是来自以太网Ethernet、RS232网络或GPRS网络的数据包，按SH透传协议对数据包进行解析，将解析得到的目标号码、数据按SH-SM协议构建短信帧，然后通过GSM网络将短信帧发送至目标号码设备；
如果是来自Zigbee网络的数据包，按SH-WSN协议对数据包进行解析，将解析得到的目标号码、数据按SH-SM协议构建短信帧，然后通过GSM网络将短信帧发送至目标号码设备。
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| CN201310512473.5A CN103546560A (zh) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | 多网络数据交互系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201310512473.5A CN103546560A (zh) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | 多网络数据交互系统 |
Publications (1)
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| CN103546560A true CN103546560A (zh) | 2014-01-29 |
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