CN105025069A - 模块化网络装置以及结合多个模块化网络装置的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化网络装置以及结合多个模块化网络装置的系统，其中之一的模块化网络装置设为主装置，主要电路包括微控制单元、提供网络服务的网络模块以及扩充介面单元，主装置包括至少一功能模块，并能够透过扩充介面单元的扩充介面与另一作为从装置的模块化网络装置连结，藉此能扩充设于从装置的功能模块。根据实施例，系统中的主装置与至少一个从装置以扩充介面连接，装置包括藉此传递电力、信号或运作状态的相关连接端口，因此主装置与从装置可以共用电源，共用管理模块与管理介面。本发明能提供使用者多样扩充选择的网络装置。

Description

模块化网络装置以及结合多个模块化网络装置的系统

技术领域

本发明涉及一种模块化网络装置以及结合多个模块化网络装置的系统，特别是一种在能独立运作的网络装置上设有扩充介面，通过连接另一也具有独立运作能力的网络装置而形成的结合多个模块化网络装置的系统。

背景技术

一般如路由器、网络交换器、网络分享器等，不论是应用于有线或无线区域网络，或是移动通讯网络上，通常仅具有出厂所置入的电路而提供固定的功能，并无扩充能力。

因此，有公知技术提出利用网络设备上的通讯端口提供扩充到其他功能的技术，也就是除了网络设备本身功能外，透过通讯端口而又扩充了其他功能。比如在网络分享器中除了一般接有线网络与无线网络的功能外，可以加入移动通讯网络、云端储存器等的功能。举例来说，就是在网络分享器上设有一个通讯端口，如USB，可以让使用者连接移动网络的装置而提供连接移动通讯网络的功能；比如可以插上一个外接硬盘，因此可提供连接此网络分享器的设备同时存取此外接硬盘内的数据。

因此，除了一般仅拥有固定功能的网络设备外，上述更提到有公知技术可以通过网络设备上的通讯端口接上其他设备而扩充原本的功能。

一般来说，每种网络装置都有为了某种目的的设计功能，扩充能力有限，如果使用者需要其他功能，多半都会考虑再购买另一个有完整功能的装置，而不是从原本功能的扩充方式考量。

发明内容

本发明公开了一种具有可扩充性的模块化网络装置，以及结合多个模块化网络装置所组成的系统，其中每个模块化网络装置能够独立运作外，更可透过网络装置上的扩充介面连结另一个可提供不同功能的模块化网络装置，这也是一个可独立运作的网络装置，藉此形成一种多功能而具有扩充能力的网络系统。

根据实施例之一，模块化网络装置主要电路模块包括用以处理模块化网络装置内部各电路元件间的信号的微控制单元、提供网络服务的网络模块、至少一功能模块、能与另一具有再一功能模块的网络装置连接的扩充介面单元，以及存储器模块。存储器模块用以储存执行至少一功能的指令，以及检测透过扩充介面连接具有再一功能模块的网络装置的指令。

在系统实施例中，模块化网络装置形成一主装置，透过扩充介面连接其他模块化网络装置形成的从装置，主装置设有电源管理模块，界接一电源，能够透过扩充介面供应电力给从装置，并藉以取得从装置产生的信号。

实施例提供结合多个模块化网络装置的系统，系统由主装置与至少一从装置所组成，主装置为一模块化网络装置，其中具有微控制单元、网络模块、至少一功能模块、一扩充介面单元与存储器模块。从装置为具有再一功能模块的网络装置，从装置主要电路有微控制单元、至少一功能模块、扩充介面单元，以及连接主装置与至少一从装置的连接手段，使结合多个模块化网络装置的系统提供主装置与至少一从装置提供的功能。

为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明之目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体之了解，然而所附附图与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的实施例之一示意图；

图2显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的实施例之二示意图；

图3显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的实施例之三示意图；

图4显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的电路模块实施例示意图；

图5显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的主装置电路模块实施例示意图；

图6显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的实施图例之一；

图7显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的实施图例之二；

图8显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的实施图例之三；

图9显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的实施图例之四。

其中，附图标记说明如下。

连接装置10                  主装置11

从装置12                    第一连接手段101

第二连接手段102             主装置21

第一从装置22                第二从装置23

第一连接手段201             第二连接手段202

连接手段301                 主装置31

从装置32                    网络40

主装置41                    从装置42

交流电源43                  微控制单元411

网络模块412         存储器模块413

电源管理模块414         扩充介面单元415

第一功能模块F1          第二功能模块F2

微控制单元421               扩充介面单元422

电源管理模块423         第三功能模块F3

网络50                  主装置51

从装置52                    微控制单元511

网络模块512         存储器模块513

电源管理模块514         扩充介面单元515

管理模块516             显示模块517

功能模块518

连接装置底座601             主装置602

从装置603                   连接件604

主装置701                   从装置702

连接装置801                 主装置802

从装置803                   主装置901

从装置902,903

具体实施方式

本发明关于一种模块化网络装置，以及多个模块化网络装置组成的系统，揭露书所载实施例中的模块化网络装置为一种具有可扩充性而能独立运作的模块化网络装置，每个模块化网络装置具有扩充介面，可以连结其他模块化网络装置，因此可以扩充功能，藉此形成一种多功能而具有扩充能力的网络系统。

经组合多个模块化网络装置形成的系统可先参阅图1所示的实施例的一示意图。

在此结构实施例示意图中，系统依照设计可分为主装置11与一或多个从装置12等级不同的模块化网络装置，较佳的是，主装置11或从装置12皆为可独立运作的装置，但也不排除从装置12的设计需要倚赖主装置11的运作，比如电力供应、信号传输与管理介面等。

此例显示分别两的独立的主装置11与从装置12透过特定机构的连结方式结合到一连接装置10，分别为主装置11以第一连接手段101与连接装置10结合，从装置12以第二连接手段102与连接装置10结合，连接装置10在此例中具有电性连接两个装置的功能，包括有线或无线的方式连结两个装置的信号。

举例来说，主装置11可以为具有一个基本网络装置功能的装置，比如为一网络分享装置，其中提供连接外部网络(如网际网络)的网络模块，提供使用者无线区域网络(WiFi^TM)信号的电路模块，以及执行封包路由的电路，因此可以让处于区域网络内的使用者装置藉此主装置11连结到外部网络。另，主装置11应具有电力管理的相关电路。

一般来说，每种网络装置具有原本功能而缺乏扩充能力，但在此实施例中，当使用者欲扩充此网络分享装置时，本发明提供此装置设有一扩充介面，不同于公知技术额外新增其他功能的方式，比如利用USB介面连接外部硬盘、移动网络装置等的方式，本发明实施例提供透过结合另一也具有对应扩充介面的模块化网络装置，该从装置设有使用者需要的其他功能模块。比如原本主装置11并未提供移动通讯网络功能(如3G、LTE等)，新增的模块化网络装置则是具有此移动通讯网络电路的网络装置，因此使用者可以透过主装置12提供的无线区域网络经从装置12界接移动通讯网络。特别的是，将可透过此例连接装置10将信号连结起来，还可将主装置11经连接装置10传递电力到从装置12。

更有实施例比如从装置12可为具有机上盒(set top box)的数字影音转换电路的网络装置，藉此可以让使用者经主装置11提供的无线网络或有线网络取得由从装置12提供的数字影音内容。

其他可以由从装置12提出的扩充功能模块比如网络附加储存(networkattached storage,NAS)、无线数字电视、有线电视、无线视频桥接(videobridge)、语音或视频通讯等，且不限于在此所述的功能，主要技术概念是因为主装置11或是其他从装置已经提供基础的网络服务，当使用者需要取得其他扩充功能，比如上述的其他协议下的网络服务、影音服务等，可以透过本发明提出的可扩充模块化网络装置，透过装置直接连接到从装置12取得相关服务。

图2显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的实施例之二示意图。

此例显示各个装置彼此透过扩充介面连接达到扩充的目的，主装置21设有扩充介面，如图2所示的第一连接手段201，其中电接点可用以传递信号、电力信号等，结构上的限制并不在此详述。特别的是，可以扩充的模块化网络装置可以有多个，如图显示的第一从装置22与以第二连接手段202连接到第二从装置23。因此在此系统中的主装置21或从装置22,23应具有至少两个扩充介面或是连接手段。

在此类实施例中，主装置21可为功能较为完整的网络装置，至少可以提供使用者基本的网络服务，接着扩充到其他从装置22,23提供的功能时可以透过已经建构的网络取得服务。举例来说，主装置21可以为提供连网服务的路由装置，使用者装置可以透过无线网络连接到主装置21，并能藉此连接其他网络；接着第一从装置22可以提供数字电视服务，其中具有数字电视的相关信号处理电路、解编码电路、天线、输出入电路等，其中电力可以由主装置21直接供应，因此可以省却电力相关的电路，因此使用者可以经由主装置21取得第一从装置22的数字电视频信号。若第二从装置23提供了网络附加储存(NAS)的功能，其中具有相关处理电路、解编码电路、输出入介面等，因此使用者可以经由主装置21存取第二从装置23的储存数据，或可将数据储存到此第二从装置23内。

图3显示本发明另一种系统实施例示意图。此例显示主装置31设计如同一个底座型式的装置，提供使用者一些基本的连线服务，比如作为路由器时可提供有线或无线的网络服务，经由连接手段301连接到从装置32，从装置32较佳为提供主装置31所没有的功能模块。从装置32可以透过连接手段301自主装置31供电，从装置32接受经主装置31取得的使用者装置产生的信号，所欲提供的信号将经由主装置31传送到使用者装置。

图4显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的电路模块实施例示意图，系统包括主装置41以及透过特定连接手段连接的至少一从装置42，两者之间的连接手段除了以一般机构介面连接外，其中包括多个可以传递电力、信号的电接点，连接手段更可为如图1所示的连接装置。

根据图中显示的主装置41或从装置42的电路模块，主装置41如一模块化网络装置，主要的电路模块如主装置41端的微控制单元411，以及微控制单元411电性连接的各电路模块。微控制单元411用以处理主装置41内部各电路元件间的信号的电路；主装置41端设有提供网络服务的网络模块412，可为提供有线(如透过RJ-45通讯端口)或无线的网络连线服务，以连接一外部网络40。其中网络模块412可为一种广域网络的网络模块412，比如乙太网络模块、光纤通讯模块、无线通讯模块等。

主装置41可设有主装置41端的扩充介面单元415，对应从装置42端的扩充介面单元422，主装置41即透过一扩充介面连接另一如从装置42具有再一功能模块的网络装置。主装置41设有一存储器模块413，此可为装置内的挥发性(volatile)或非挥发性(non-volatile)的存储器，可作为暂存信号的存储器，或是储存装置运作的必要的作业程序与应用程序，至少包括储存有执行主装置41或从装置42内至少一功能的指令，以及检测透过扩充介面连接具有再一功能模块的网络装置(从装置42)的指令。

根据实施例，主装置41端的扩充介面单元415与从装置42端的扩充介面单元422的间系以多个电接点相互电性连接，透过这些电接点可以传递指令、数据信号、电力信号等，主装置41可以根据这些电接点的电气信号检测是否有连接到另一从装置42，也就是说，当使用者欲扩充另一功能时，可以考虑取得一个具有该功能的从装置42以扩充介面连接到主装置41，此时主装置41的软硬件可以检测到这个连接信号，因此执行信号交换、装置辩式、相容度判断、功能启动等作用，包括取得管理该从装置42的相关指令，相关软件程序可以预先储存或是由特定位置下载到存储器模块413。

在此实施例中，主装置41提供至少一功能模块，这些功能模块可以软件或硬件实现，耦接微控制单元411，用以执行主装置41等的模块化网络装置内至少一功能。此实施例显示主装置41内设有第一功能模块F1与第二功能模块F2，比如其他协议下的通讯或网络服务(如移动通讯网络、短距离网络服务)、储存器、影音视频、无线数字电视或有线电视等的功能模块。

在其他实施例中，主装置41还包括一电源管理模块414，电源管理模块414电性连接微控制单元411，作为主装置41的电源管理的控制电路，包括管理主装置41可以安装的电池组，或是界接一电源，如图示的交流电源43。电源管理模块414更可于从装置42透过特定连接手段连接主装置41时，作为供电给从装置42的电源管理之用。

系统可包括一或多个从装置42，图示的从装置42为具有再一功能模块的网络装置，在实际实施时，可以为独立可运作的装置，或是设计为比主装置41可简化的装置，包括可以无须连接电源，而是自主装置41供电，可以采用数据处理能力较小的微控制器，或是可以不用提出功能指示的显示器或是管理模块，而是仅提供各种扩充的网络服务。

此例中，从装置42设有从装置42端的微控制单元421，为处理从装置42内部各电路元件间的信号的电路，以及电性连接或耦接此微控制单元421的电路模块，如从装置42端的扩充介面单元422，提供从装置42的扩充介面，以连接主装置41。从装置42端设有至少一个软件或硬件实现的功能模块，用以执行从装置42内至少一功能。设于从装置42端的功能模块如第三功能模块F3通常为主装置41所没有的功能模块，实际实现时为提供使用者多样的额外网络功能，比如作为网络储存的方案、数字视频服务、为了建构数字家庭用的数字模块，或是提供除了主装置41提供的网络服务的外的通讯服务。

从装置42可设有电源管理模块423，此电源管理模块423为处理从装置42的电力配置，包括与主装置41连接后的供电方式。

值得一提的是，主装置41内设有存储器模块413，其中可以预载或是扩充后安装有执行从装置42内的功能的软件程序或指令，包括可以检测透过扩充介面连接从装置42的指令。主装置41与从装置42的间的连接手段，比如是一个连接装置，或是仅透过扩充介面相接，组合后形成的结合多个模块化网络装置的系统整体上将可提供主装置41与至少一从装置42提供的功能。

主装置41与从装置42间的扩充介面可为传输电力、信号、运作状态或/与工作时钟脉冲(clock)的连接端口。实际实施仍可采用现行已有的传输介面协议，如通用序列总线(USB)、RS232、乙太网络端口、电力端口、或是如GPI的通用介面等，且不排除其他可能或是自行定义的连接手段。

接着如图5所示，显示为主装置电路模块实施例示意图。

图示的主装置51本身为提供特定功能模块518的可独立运作的网络装置，比如提供基本网络连线功能的主装置51，其中主要电路模块包括用以处理信号的微控制单元511，以及电性连接此微控制单元511的网络模块512，主装置51可以藉此连接到网络50；存储器模块513包括挥发性或非挥发性存储器，可以作为暂存信号的存储器，也可作为储存装置运作的相关软件程序或指令的存储器；电源管理模块514作为管理主装置51以及所连接的从装置52的电源管理电路，可使得主装置51与至少一从装置52共用主装置51所界接的电源；主装置51端的扩充介面单元515对应连接到从装置52的相关扩充介面。

根据图中显示的实施例，主装置51为使用者直接操作的装置，其中设有软件实现的管理模块516，为提供一远端管理与设定此模块化网络装置(主装置51)的功能模块，管理模块516更可包括远端管理连接此主装置51的另一具有再一功能模块的网络装置的功能(如从装置52)。比如提供一个网页管理介面，使用者可以利用网络50连线到主装置51，管理模块516提供各种设定与管理项目，包括主装置51本身的功能，还包括了连接的从装置52的功能管理。另外也不排除其他管理手段，比如提供使用者端安装的应用程序连线到主装置51，并执行管理。

主装置51上可设有显示模块517，也就是透过指示灯号或是显示屏幕显示出有关装置的信息，特别是主装置51或/与从装置52的运作状态，比如除了主装置51的运作状态外，更显示了透过扩充介面连接从装置52的运作状态。运作状态比如主装置51或从装置51的电力状态、网络连线状态、运作中的功能显示等。

值得一提的是，组合形成本发明的系统的主装置与从装置的连接关系可以有多种，除了机构上两个装置直接插接的方是以外，更可以透过插接至额外的连接装置相互电性连接，或是主装置本身的结构设计就是连接装置本身，而扩充用的从装置可直接插接到主装置上。实施例示意图可以参考以下各范例。

图6显示本发明结合多个模块化网络装置的系统的实施图例之一。

此例中，系统设有一结构上的连接装置底座601，透过连接件604电性连接所套接上的各个装置，包括提供基本网络服务的主装置602，主装置602与连接装置底座601具有电连接关系，也就是上述的一种连接手段，利用此连接手段，更可连接到扩充的从装置603上。主装置602与从装置603系可透过连接件604电性连接，并透过连接件604传递信号、电力、运作状态与工作时钟脉冲等的信息。

图7接着显示另一实施图例。此例显示主装置701本身设计为连接装置底座本身，而可扩充的从装置702则以插接方式放置在主装置701上。两者之间的连接手段可以特定结构电性连接，其中应考虑结构上的稳固与信号的稳定。

图8显示再一系统的实施图例。此例提供一连接装置801，提供两个或以上的插槽，可供主装置802与从装置803插接，而此例的连接装置801仅提供信号与电力信号连接，以及结构上的固定作用，主装置802为可独立运作的网络装置，提供使用者网络连线的服务；而从装置803则根据需求提供另一扩充的功能，信号将透过主装置802与使用者操作的电子装置连结。

主从装置的连接实施态样可如图9所示本的实施图例。

此例显示本发明组成系统的主装置901为系统的主要装置，设有扩充介面，其扩充的模块化装置如从装置902、903可以套叠的方式连接，其中扩充介面将电性连接这些装置901,902,903，包括用以传递信号与电力。主装置901设有如前述的管理模块、主要界接外部电源的电源管理模块，甚至包括操作介面，可以同时管理所连接的各从装置902,903。

是以，前述说明书描述的实施例涉及的模块化网络装置以及结合多个模块化网络装置的系统，其中之一的模块化网络装置可设为提供主要连线功能的主装置，作为基础的功能装置，另可透过扩充介面连接其他可以提供扩充功能的从装置，两者特别透过连接手段连接，包括传输信号、电力等作用，系统能藉此主从架构提供使用者多样扩充选择的网络装置，而不致因为网络装置欠缺扩充能力而阻碍将来其他应用。厂商也可以致力开发新的扩充模块与从装置，架构于系统下，提供多样性的产品服务。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种模块化网络装置，其特征在于所述的装置包括：

一微控制单元，为处理该模块化网络装置内部各电路元件间的信号的电路；

一网络模块，电性连接该微控制单元，用以连接一网络；

至少一功能模块，耦接该微控制单元，用以执行该模块化网络装置内至少一功能；

一扩充介面单元，电性连接该微控制单元，提供一扩充介面，以连接另一具有再一功能模块的网络装置；以及

一存储器模块，电性连接该微控制单元，用以储存执行该至少一功能的指令，以及检测透过该扩充介面连接该具有再一功能模块的网络装置的指令。

2.如权利要求1所述的模块化网络装置，其中还包括一电源管理模块，电性连接该微控制单元，以及界接一电源。

3.如权利要求1所述的模块化网络装置，其中还包括一管理模块，电性连接该微控制单元，为提供一远端管理该模块化网络装置的功能模块。

4.如权利要求3所述的模块化网络装置，其中该管理模块还包括远端管理连接该模块化网络装置的该具有再一功能模块的网络装置的功能。

5.如权利要求1所述的模块化网络装置，其中还包括一显示模块，该显示模块用以显示该模块化网络装置的运作状态，包括显示透过该扩充介面连接该具有再一功能模块的网络装置的状态。

6.如权利要求1至5其中的一所述的模块化网络装置，其中连接该模块化网络装置与该具有再一功能模块的网络装置的该扩充介面为传输电力、信号、运作状态或工作时钟脉冲的连接端口。

7.一种结合多个模块化网络装置的系统，其特征在于所述的系统包括：

一主装置，为一模块化网络装置，包括：

该主装置内的微控制单元，为处理该主装置内部各电路元件间的信号的电路；

该主装置内的网络模块，电性连接该主装置内的微控制单元，用以连接一网络；

至少一功能模块，耦接该主装置内的微控制单元，用以执行该主装置内至少一功能；

一扩充介面单元，电性连接该主装置内的微控制单元，提供该主装置的扩充介面，以连接另一具有再一功能模块的网络装置；

一存储器模块，电性连接该主装置内的微控制单元，用以储存执行该至少一功能的指令，以及检测透过该扩充介面连接该具有再一功能模块的网络装置的指令；

至少一从装置，该从装置为该具有再一功能模块的网络装置，包括：

该从装置内的微控制单元，为处理该从装置内部各电路元件间的信号的电路；

该从装置内的至少一功能模块，耦接该从装置内的微控制单元，用以执行该从装置内至少一功能；

该从装置内的扩充介面单元，电性连接该从装置内的微控制单元，提供该从装置的扩充介面，以连接该主装置；以及

连接该主装置与该至少一从装置的连接手段，使该结合多个模块化网络装置的系统提供该主装置与该至少一从装置提供的功能。

8.如权利要求7所述的结合多个模块化网络装置的系统，其中该主装置还包括一电源管理模块，电性连接该主装置的微控制单元，以及界接一电源。

9.如权利要求8所述的结合多个模块化网络装置的系统，其中该主装置与该至少一从装置共用该主装置所界接的该电源。

10.如权利要求7所述的结合多个模块化网络装置的系统，其中该主装置还包括一管理模块，电性连接该主装置的微控制单元，为提供一远端管理该主装置与该从装置的功能模块。

11.如权利要求7所述的结合多个模块化网络装置的系统，其中还包括一显示模块，该显示模块用以显示该主装置与该从装置的运作状态。

12.如权利要求7至11其中之一所述的结合多个模块化网络装置的系统，其中该连接手段为一连接装置，用以电性连接该主装置与该从装置，并藉该连接装置传输电力、信号、运作状态与/或工作时钟脉冲。

13.如权利要求12所述的结合多个模块化网络装置的系统，其中该主装置与该从装置以插接方式接上该连接装置。

14.如权利要求12所述的结合多个模块化网络装置的系统，其中该主装置与该从装置以套接方式接上该连接装置。

15.如权利要求7至11其中之一所述的结合多个模块化网络装置的系统，其中该主装置的扩充介面与该从装置的扩充介面直接插接，藉以传输电力、信号、运作状态与/或工作时钟脉冲。