CN105512063A - 一种数据传输的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数据传输的方法，应用于上位机，所述上位机通过网口与终端建立网络连接，该方法包括：创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口；所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输。本发明能够实现上位机的基于串口的应用程序通过网口与终端进行数据交互。本发明还公开了一种数据传输的系统。

Description

一种数据传输的方法和系统
技术领域
本发明涉及终端通信技术领域，尤其涉及的是一种数据传输的方法和系统。
背景技术
利用PC对网络终端设备进行调试、故障诊断、设备本地升级时，PC端应用程序一般通过串口与网络终端设备进行数据交互。串口叫做串行接口，也称串行通信接口，按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485、USB等。
对于某些网络终端设备，比如，上网猫，串口一般在产品研发阶段使用，产品研发完成后，出于成本、安全等因素考虑，串口会从最终产品中去除，即使保留串口，用户真想使用串口时需要打开设备外壳，操作非常麻烦。但是，这些网络终端设备一般会保留网口。
PC侧的基于串口的应用程序不能直接应用于具有网口的终端，因此，需要一种新的解决方案，在无需改写PC侧应用程序的前提下，实现与终端的数据交互。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种数据传输的方法和系统，能够实现上位机的基于串口的应用程序通过网口与终端进行数据交互。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数据传输的方法，应用于上位机，所述上位机通过网口与终端建立网络连接，该方法包括：
创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口；
所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输。
进一步地，该方法还包括下述特点：
所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输，包括：
通过所述上位机的应用程序将第一数据写入所述第一虚拟串口中；
通过所述第一虚拟串口将所述第一数据传输到所述第二虚拟串口中；
从所述第二虚拟串口中读取所述第一数据，进行数据转换后发送到所述网口；
通过所述网口将所述第一数据发送给所述终端。
进一步地，该方法还包括下述特点：
所述通过所述网口将所述第一数据发送给所述终端之后，还包括：
从所述网口中读取所述终端接收到所述第一数据后发送的第二数据，进行数据转换后发送到所述第二虚拟串口中；
通过所述第二虚拟串口将所述第二数据传输到所述第一虚拟串口中；
通过所述上位机的应用程序从所述第一虚拟串口中读取所述第二数据。
进一步地，该方法还包括下述特点：
所述创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口，包括：
安装虚拟串口驱动程序，安装成功后虚拟出一对相互连接的虚拟串口，其中第一虚拟串口用于上位机的应用程序读写，第二虚拟串口用于网口-串口转换读写；
所述第一虚拟串口和第二虚拟串口之间通过虚拟驱动传输数据，包括：所述第一虚拟串口将输入的数据传输给所述第二虚拟串口，作为所述第二虚拟串口的输出；所述第二虚拟串口将输入的数据传输给所述第一虚拟串口，作为所述第一虚拟串口的输出。
进一步地，该方法还包括下述特点：
所述创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口，还包括：
根据所述网口的速率配置第一虚拟串口和第二虚拟串口的波特率，且第一虚拟串口的波特率与第二虚拟串口的波特率相等。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种数据传输的系统，应用于上位机，所述上位机通过网口与终端建立网络连接，包括：
通信连接建立模块，用于创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口；
网口-串口传输模块，用于所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输。
进一步地，该系统还包括下述特点：
所述网口-串口传输模块包括：
应用程序模块，用于通过所述上位机的应用程序将第一数据写入所述第一虚拟串口中；
虚拟串口通信模块，用于通过所述第一虚拟串口将所述第一数据传输到所述第二虚拟串口中；
网口-串口转换模块，用于从所述第二虚拟串口中读取所述第一数据，进行数据转换后发送到所述网口；通过所述网口将所述第一数据发送给所述终端。
进一步地，该系统还包括下述特点：
网口-串口转换模块，还用于从所述网口中读取所述终端接收到所述第一数据后发送的第二数据，进行数据转换后发送到所述第二虚拟串口中；
虚拟串口通信模块，还用于通过所述第二虚拟串口将所述第二数据传输到所述第一虚拟串口中；
串口应用程序模块，还用于通过所述上位机的应用程序从所述第一虚拟串口中读取所述第二数据。
进一步地，该系统还包括下述特点：
通信连接建立模块，用于创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口，包括：
安装虚拟串口驱动程序，安装成功后虚拟出一对相互连接的虚拟串口，其中第一虚拟串口用于上位机的应用程序读写，第二虚拟串口用于网口-串口转换读写；
所述第一虚拟串口和第二虚拟串口之间通过虚拟驱动传输数据，包括：所述第一虚拟串口将输入的数据传输给所述第二虚拟串口，作为所述第二虚拟串口的输出；所述第二虚拟串口将输入的数据传输给所述第一虚拟串口，作为所述第一虚拟串口的输出。
进一步地，该系统还包括下述特点：
通信连接建立模块，还用于在创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口时，根据所述网口的速率配置第一虚拟串口和第二虚拟串口的波特率，且第一虚拟串口的波特率与第二虚拟串口的波特率相等。
与现有技术相比，本发明提供的一种数据传输的方法和系统，通过创建用于上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口；所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输，从而实现上位机的基于串口的应用程序通过网口与终端进行数据交互。
附图说明
图1为本发明实施例的一种数据传输的方法的流程图；
图2为图1中上位机与终端之间进行数据传输的流程图；
图3为本发明实施例的一种数据传输的系统结构示意图；
图4为图3所述系统中网口-串口传输模块的结构示意图；
图5为本发明虚拟串口和网口之间进行数据传输的示意图；
图6为本发明建立PC机与终端之间的通信连接的示意图；
图7为本发明的方法涉及到的数据流示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，本发明实施例提供了一种数据传输的方法，所述上位机通过网口与终端建立网络连接，该方法包括：
S10，创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口；
S20，所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输。
其中，如图3所示，所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输，包括：
S101，通过所述上位机的应用程序将第一数据写入所述第一虚拟串口中；
S102，通过所述第一虚拟串口将所述第一数据传输到所述第二虚拟串口中；
S103，从所述第二虚拟串口中读取所述第一数据，进行数据转换后发送到所述网口；
S104，通过所述网口将所述第一数据发送给所述终端。
其中，所述通过所述网口将所述第一数据发送给所述终端之后，还包括：
S105，从所述网口中读取所述终端接收到所述第一数据后发送的第二数据，进行数据转换后发送到所述第二虚拟串口中；
S106，通过所述第二虚拟串口将所述第二数据传输到所述第一虚拟串口中；
S107，通过所述上位机的应用程序从所述第一虚拟串口中读取所述第二数据。
其中，所述上位机的应用程序用于对终端进行调试、故障排查及升级。
其中，所述创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口，包括：
安装虚拟串口驱动程序，安装成功后虚拟出一对相互连接的虚拟串口，其中第一虚拟串口用于上位机的应用程序读写，第二虚拟串口用于网口-串口转换读写；
所述第一虚拟串口和第二虚拟串口之间通过虚拟驱动传输数据，包括：所述第一虚拟串口将输入的数据传输给所述第二虚拟串口，作为所述第二虚拟串口的输出；所述第二虚拟串口将输入的数据传输给所述第一虚拟串口，作为所述第一虚拟串口的输出。
其中，所述创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口，还包括：
根据所述网口的速率配置第一虚拟串口和第二虚拟串口的波特率，且第一虚拟串口的波特率与第二虚拟串口的波特率相等。
其中，所述虚拟驱动工作在核心态运行模式；
在处理器的存储保护中，主要有两种权限状态，一种是核心态(管态)，也被称为特权态；一种是用户态(目态)。核心态是操作系统内核所运行的模式，运行在该模式的代码，可以无限制地对系统存储、外部设备进行访问。核心态和用户态的主要差别是：处于用户态执行时，进程所能访问的内存空间和对象受到限制，其所占有的处理机是可被抢占的，而处于核心态执行中的进程，则能访问所有的内存空间和对象，其所占有的处理机是不允许被抢占的。
其中，所述上位机通过网口与终端建立网络连接，包括：所述上位机通过网口与终端建立socket通信连接。
优选地，所述方法还包括：在应用程序完成对终端的操作后，停用所述第一虚拟串口、第二虚拟串口和网口的读写部分，释放资源；
如图3所示，本发明实施例提供了一种数据传输的系统，应用于上位机，所述上位机通过网口与终端建立网络连接，包括：
通信连接建立模块，用于创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口；
网口-串口传输模块，用于所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输。
其中，如图4所示，网口-串口传输模块包括：
应用程序模块，用于通过所述上位机的应用程序将第一数据写入所述第一虚拟串口中；
虚拟串口通信模块，用于通过所述第一虚拟串口将所述第一数据传输到所述第二虚拟串口中；
网口-串口转换模块，用于从所述第二虚拟串口中读取所述第一数据，进行数据转换后发送到所述网口；通过所述网口将所述第一数据发送给所述终端。
其中，网口-串口转换模块，还用于从所述网口中读取所述终端接收到所述第一数据后发送的第二数据，进行数据转换后发送到所述第二虚拟串口中；
虚拟串口通信模块，还用于通过所述第二虚拟串口将所述第二数据传输到所述第一虚拟串口中；
串口应用程序模块，还用于通过所述上位机的应用程序从所述第一虚拟串口中读取所述第二数据。
其中，通信连接建立模块，用于创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口，包括：
安装虚拟串口驱动程序，安装成功后虚拟出一对相互连接的虚拟串口，其中第一虚拟串口用于上位机的应用程序读写，第二虚拟串口用于网口-串口转换读写；
所述第一虚拟串口和第二虚拟串口之间通过虚拟驱动传输数据，包括：所述第一虚拟串口将输入的数据传输给所述第二虚拟串口，作为所述第二虚拟串口的输出；所述第二虚拟串口将输入的数据传输给所述第一虚拟串口，作为所述第一虚拟串口的输出。
其中，所述虚拟驱动工作在核心态运行模式；
其中，所述上位机通过网口与终端建立网络连接，包括：所述上位机通过网口与终端建立socket通信连接。
其中，通信连接建立模块，还用于在创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口时，根据所述网口的速率配置第一虚拟串口和第二虚拟串口的波特率，且第一虚拟串口的波特率与第二虚拟串口的波特率相等。
如图5所示，具体实施时，首先在PC机上安装虚拟驱动，安装成功后在PC机上虚拟出一对虚拟串口，比如在PC的设备管理器可以看到com3、com4，将这两个虚拟串口定义为虚拟串口1、虚拟串口2；串口应用程序对虚拟串口1进行读写，通过虚拟串口1写入对设备的操作指令，也可以通过虚拟串口1读取终端设备反馈的信息；虚拟串口1和虚拟串口2通过核心态虚拟驱动完成数据交换；虚拟驱动将应用程序写入到虚拟串口1的数据作为虚拟串口2的输出供网口转串口工具读取，并将网口转串口工具写入到虚拟串口2的数据转化为虚拟串口1的输出供串口应用程序读取，这里的网口转串口工具是用户态的应用程序，具有读取虚拟串口(虚拟串口2)的数据写入到网口和读取网口的数据写入到虚拟串口(虚拟串口2)的功能；
为达到上述目的，网口转串口工具包含如下几个功能模块：
配置文件存储模块，存储用户的配置内容，所述配置包括配置网口速率，配置socket通信的端口号和IP地址，配置虚拟串口(虚拟串口2)的波特率；
初始化模块，初始化网口和虚拟串口(虚拟串口2)；
数据读写模块，实现对虚拟串口(虚拟串口2)的打开关闭功能，对虚拟串口(虚拟串口2)及网口的读写功能；
资源释放模块，释放虚拟串口(虚拟串口2)和网口资源；
如图6所示，本发明创建PC机与终端之间的通信连接的流程可以包括以下步骤：
S101，安装虚拟驱动，虚拟出一对虚拟串口，其中，虚拟串口1供基于串口的应用程序读写，虚拟串口2供网口转串口工具读写，虚拟串口1和虚拟串口2可以通过虚拟驱动完成数据交互；
S102，通过网线连接PC机和终端；
S103，安装并打开网口转串口工具；
S104，通过网口转串口工具，根据终端的网口速率配置虚拟串口2的波特率，以达到正确的编解码；通过基于串口的应用程序，根据终端的网口速率配置虚拟串口1的波特率，使虚拟串口1和虚拟串口2的波特率相同；
S105，通过网口转串口工具，根据终端的socket端口号，正确配置与终端间进行socket通讯的端口号，根据终端特性配置PC机作为socket服务器端或者socket客户端。
S106，配置完成后，对虚拟串口和网口进行初始化，正式启用虚拟串口，应用程序与终端建立通讯。
如图7所示，基于串口的应用程序将数据写入到终端的流程可以包括下述步骤：
S101，基于串口的应用程序将数据(Data1)写入虚拟串口1；
S102，虚拟串口1通过虚拟驱动将数据(Data1)透传到虚拟串口2，作为虚拟串口2的输出；
S103，网口转串口工具从虚拟串口2读出数据(Data1)；
S104，网口转串口工具将虚拟串口2读出的数据(Data1)写入到网口；
S105，通过socket通讯，最终将数据(Data1)写入到终端；
基于串口的应用程序从终端读取数据的流程可以包括下述步骤：
S106，网口转串口工具通过socket通讯从网口读出终端反馈的数据(Data2)；
S107，网口转串口工具将从网口读出的数据(Data2)写入到虚拟串口2；
S108，虚拟串口2通过虚拟驱动将数据(Data2)透传到虚拟串口1，作为虚拟串口1的输出；
S109，基于串口的应用程序从虚拟串口1读取设备反馈的数据(Data2)；
最终完成基于串口的应用程序与设备间的数据交互，实现PC机对终端的调试、故障排查及升级等功能。
功能操作完成后，网口转串口工具停用虚拟串口2及网口的读写功能，串口应用程序停用虚拟串口1的读写功能，释放资源；
进一步的，还可以优化该系统，通过系统API监听网络报文来确认设备插拔情况，进而完成虚拟串口的自动初始化和自动释放功能；
上述实施例提供的一种数据传输的方法和系统，通过创建用于上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口；所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输，从而实现上位机的基于串口的应用程序通过网口与终端进行数据交互。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
需要说明的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种数据传输的方法，应用于上位机，所述上位机通过网口与终端建立网络连接，该方法包括：
创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口；
所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输，包括：
通过所述上位机的应用程序将第一数据写入所述第一虚拟串口中；
通过所述第一虚拟串口将所述第一数据传输到所述第二虚拟串口中；
从所述第二虚拟串口中读取所述第一数据，进行数据转换后发送到所述网口；
通过所述网口将所述第一数据发送给所述终端。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述网口将所述第一数据发送给所述终端之后，还包括：
从所述网口中读取所述终端接收到所述第一数据后发送的第二数据，进行数据转换后发送到所述第二虚拟串口中；
通过所述第二虚拟串口将所述第二数据传输到所述第一虚拟串口中；
通过所述上位机的应用程序从所述第一虚拟串口中读取所述第二数据。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
所述创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口，包括：
安装虚拟串口驱动程序，安装成功后虚拟出一对相互连接的虚拟串口，其中第一虚拟串口用于上位机的应用程序读写，第二虚拟串口用于网口-串口转换读写；
所述第一虚拟串口和第二虚拟串口之间通过虚拟驱动传输数据，包括：所述第一虚拟串口将输入的数据传输给所述第二虚拟串口，作为所述第二虚拟串口的输出；所述第二虚拟串口将输入的数据传输给所述第一虚拟串口，作为所述第一虚拟串口的输出。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口，还包括：
根据所述网口的速率配置第一虚拟串口和第二虚拟串口的波特率，且第一虚拟串口的波特率与第二虚拟串口的波特率相等。
6.一种数据传输的系统，应用于上位机，所述上位机通过网口与终端建立网络连接，包括：
通信连接建立模块，用于创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口；
网口-串口传输模块，用于所述上位机的应用程序通过所述第一虚拟串口、第二虚拟串口，从所述网口与所述终端之间进行数据传输。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述网口-串口传输模块包括：
应用程序模块，用于通过所述上位机的应用程序将第一数据写入所述第一虚拟串口中；
虚拟串口通信模块，用于通过所述第一虚拟串口将所述第一数据传输到所述第二虚拟串口中；
网口-串口转换模块，用于从所述第二虚拟串口中读取所述第一数据，进行数据转换后发送到所述网口；通过所述网口将所述第一数据发送给所述终端。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于；
网口-串口转换模块，还用于从所述网口中读取所述终端接收到所述第一数据后发送的第二数据，进行数据转换后发送到所述第二虚拟串口中；
虚拟串口通信模块，还用于通过所述第二虚拟串口将所述第二数据传输到所述第一虚拟串口中；
串口应用程序模块，还用于通过所述上位机的应用程序从所述第一虚拟串口中读取所述第二数据。
9.如权利要求6-8中任一项所述的系统，其特征在于，
通信连接建立模块，用于创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口，包括：
安装虚拟串口驱动程序，安装成功后虚拟出一对相互连接的虚拟串口，其中第一虚拟串口用于上位机的应用程序读写，第二虚拟串口用于网口-串口转换读写；
所述第一虚拟串口和第二虚拟串口之间通过虚拟驱动传输数据，包括：所述第一虚拟串口将输入的数据传输给所述第二虚拟串口，作为所述第二虚拟串口的输出；所述第二虚拟串口将输入的数据传输给所述第一虚拟串口，作为所述第一虚拟串口的输出。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于：
通信连接建立模块，还用于在创建用于所述上位机的应用程序读写的第一虚拟串口和用于网口-串口转换读写的第二虚拟串口时，根据所述网口的速率配置第一虚拟串口和第二虚拟串口的波特率，且第一虚拟串口的波特率与第二虚拟串口的波特率相等。
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