CN105704836B - 自动切换装置身份以提供无线通讯的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动切换装置身份以提供无线通讯的系统及其方法，其通过连接同一有线网络的多个工作装置在交换与同一无线网络连接的连接时间后自动决定装置身份，成为主装置的工作装置可以传送存活信息至成为备援装置的工作装置，当备援装置无法接收到主装置所传送的存活信息或接收到主装置所传送的切换通知时，判断主装置已经无法正常运作，并再次自动决定出新的主装置的技术手段，可以提高在移动的载具上使用无线通讯的稳定性，并达成在无线网络环境中没有主装置时，由工作装置自动且快速的决定出新主装置的技术功效。

Description

自动切换装置身份以提供无线通讯的系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种行动无线通讯的系统及其方法，特别指一种自动切换装置身份以提供无线通讯的系统及其方法。

背景技术

无线网络(Wireless Network)是指使用任何一种或多种型式的无线电的计算机网络。与有线网络最大的差别是，无线网络中的各个节点(node)不通过电缆即可以相互连接。

在无法使用有线网络进行通讯的情况有通讯需求时，往往会使用无线网络来进行通讯，例如，在火车站、缆车轨道周围、码头或运河边都可以使用无线网络与列车、缆车、船只通讯时。然而，由于列车、缆车、船只等载具在进行无线通讯时，会持续的移动，因此，设置在载具上的工作装置与无线接入点的连接并不稳定，时常可能受到环境的影响而中断。

为了解决上述的问题，目前有些载具上会设置一台以上的工作装置，当原先与无线接入点连接的工作装置无法与无线接入点连接时，设置在载具上的其他工作装置会尝试与无线接入点连接，藉以通过冗余(redundancy)来维持无线网络的稳定，但目前，从原先与无线接入点连接的工作装置与无线接入点连接中断到其他工作装置再次与无线接入点成功连接的间隔往往长达数秒以上，这样的时间在无线网络的使用环境中并无法被忽略，无线网络中的终端装置的数据传输过程往往会被中断。

综上所述，可知先前技术中长期以来一直存在于移动的载具上使用无线通讯并不稳定的问题，因此有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

发明内容

有鉴于先前技术存在于移动的载具上使用无线通讯并不稳定的问题，本发明遂揭露一种自动切换装置身份以提供无线通讯的系统及其方法，其中：

本发明所揭露的自动切换装置身份以提供无线通讯的系统，应用于工作装置，至少包含：有线网络接口，用以与有线网络连接，有线网络提供其他工作装置连接；无线网络接口，用以等待与无线网络连接；商议处理模块，用以于无线网络接口与无线网络成功连接时，或通过有线网络接口接收到其他工作装置所传送的切换通知或于定时间内没有接收到其他工作装置所传送的存活信息时，通过有线网络接口与其他工作装置交换商议信息，及用以依据连接时间选择工作装置成为主装置或备援装置，其中，商议信息包含工作装置或该其他工作装置与无线网络连接的连接时间；活动处理模块，于商议处理模块选择工作装置成为主装置时运作，用以记录通过工作装置的封包中的来源端(source)与目的端(destination)的网络地址(IP address)与媒体访问控制地址(MAC address)为地址对，并通过有线网络接口传送包含地址对的存活信息至其他工作装置，及用以于无线网络接口无法与无线网络连接时，通过有线网络接口传送切换通知至其他工作装置；备援处理模块，于商议处理模块选择工作装置成为备援装置时运作，用以通过有线网络接口接收其他工作装置所传送的存活信息并记录地址对。

本发明所揭露的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，应用于工作装置，其步骤至少包括：连接有线网络，有线网络提供其他工作装置连接；等待与无线网络连接；通过有线网络与其他工作装置交换商议信息，商议信息包含工作装置或其他工作装置与无线网络连接的连接时间；依据连接时间选择成为主装置或备援装置；当选择成为主装置时：记录通过工作装置的封包中的来源端与目的端的网络地址与媒体访问控制地址为地址对，并通过有线网络传送包含所有地址对的存活信息至其他工作装置；于无法连接无线网络时，通过有线网络传送切换通知至其他工作装置；当选则成为备援装置时：接收其他工作装置所传送的存活信息并记录地址对；于接收到其他工作装置所传送的切换通知或于预定时间内没有接收到存活信息时，再次通过有线网络与其他工作装置交换商议信息，并依据连接时间再次选择成为主装置或备援装置。

本发明所揭露的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其步骤至少包括：以有线网络连接多个工作装置；工作装置连接无线网络；工作装置通过有线网络与其他工作装置交换商议信息，商议信息包含工作装置与无线网络连接的连接时间；工作装置依据连接时间选择成为主装置或备援装置，其中，仅有一工作装置成为主装置；主装置记录通过主装置的封包中的来源端与目的端的网络地址与媒体访问控制地址为地址对，并通过有线网络传送包含所有地址对的存活信息至备援装置；备援装置接收主装置所传送的存活信息并记录地址对；主装置于无法连接无线网络时，通过有线网络传送切换通知至备援装置；备援装置于接收到主装置所传送的切换通知或于预定时间内没有接收到存活信息时，备援装置再次交换商议信息，并再次依据连接时间选择一备援装置作为新主装置。

本发明所揭露的系统与方法如上，与先前技术之间的差异在于本发明通过连接同一有线网络的多个工作装置在交换与同一无线网络连接的连接时间后自动决定装置身份，成为主装置的工作装置可以传送存活信息至成为备援装置的工作装置，当备援装置无法接收到主装置所传送的存活信息或接收到主装置所传送的切换通知时，判断主装置已经无法正常运作，并再次自动决定出新的主装置，藉以解决先前技术所存在的问题，并可以达成在无线网络环境中没有主装置时，由工作装置自动且快速的决定出主装置的技术功效。

附图说明

图1A为本发明所提的自动切换装置身份以提供无线通讯的网络架构图。

图1B为本发明所提的自动切换装置身份以提供无线通讯的另一种网络架构图。

图2为本发明所提的自动切换装置身份以提供无线通讯的系统架构图。

图3A为本发明所提的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法流程图。

图3B～3D为本发明所提的自动切换装置身份以提供无线通讯的附加方法流程图。

【符号说明】

110 工作装置

110a、110b 工作装置

111 有线网络接口

112 无线网络接口

113 发现处理模块

114 等待处理模块

115 商议处理模块

116 活动处理模块

117 切换处理模块

118 备援处理模块

119 储存媒体

120 有线网络

121 传输装置

122a、122b 传输装置

140 终端装置

211 无线接入点

215 传输装置

230 中控服务器

240 无线接入控制器

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的特征与实施方式，内容足以使任何本领域技术人员能够轻易地充分理解本发明解决技术问题所应用的技术手段并据以实施，藉此实现本发明可达成的功效。

本发明可以让经由有线网络连接的多个工作装置在与相同的无线网络连接后，自动决定出主装置与备援装置，藉以让连接到同一有线网络的终端装置可以通过主装置使用无线网络。同时，当主装置无法提供终端装置使用无线网络时，备援装置也会立刻自动的决定出新的主装置来提供终端装置使用无线网络。

以下先以「图1A」本发明所提的自动切换装置身份以提供无线通讯的网络架构图来说明本发明的网络环境。如「图1A」所示，本发明的网络环境中含有多台工作装置110(在图中以两台工作装置110a、110b表示，但本发明并不限于只有两台工作装置)、传输装置121、终端装置140、无线接入点(Access Point,AP)211、传输装置215、中控服务器230、无线接入控制器240。

另外，本发明的网络环境也可以如「图1B」所示，含有多台工作装置110、多台传输装置(在图中以两台传输装置122a、122b表示，但本发明并不限于只有两台传输装置)、终端装置140、无线接入点211、传输装置215、中控服务器230、无线接入控制器240。其中，本发明所提的传输装置(121、122a、122b、215)为可以接收并传送广播封包的装置，例如交换器或集线器等，但本发明并不以此为限。

工作装置110a与工作装置110b可以与有线网络120中的传输装置121或传输装置122a/b连接，并可以在与无线接入点211连接(建立传输通道)后，自动的选择成为主装置或备援装置，使得终端装置140可以通过有线网络120、成为主装置的工作装置110a或工作装置110b、无线接入点211以及传输装置215，与中控服务器230、无线接入控制器240及/或其他网络装置(图中未示)进行通讯。在部份的实施例中，无线接入点211与传输装置215可以结合成为一个可同时提供无线连接与有线连接的传输装置。

假设主装置为工作装置110a、备援装置为工作装置110b，当成为主装置的工作装置110a无法提供终端装置140无线传输的服务，例如，工作装置110a无法与无线接入点211连接、或是无法与传输装置120或传输装置122a连接时，成为备援装置工作装置110b便会自动的成为新主装置，藉以让终端装置140依然可以通过传输装置120或传输装置122a与传输装置122b、工作装置110b、无线接入点211以及传输装置215，与中控服务器230、无线接入控制器240及/或其他网络装置(图中未示)保持通讯。

接着以「图2」本发明所提的自动切换装置身份以提供无线通讯的系统架构图来说明本发明的工作装置的系统运作。如「图2」所示，本发明的工作装置110的系统含有有线网络接口111、无线网络接口112、等待处理模块114、商议处理模块115、活动处理模块116、备援处理模块118、切换处理模块117，以及可选择性附加的发现处理模块113。

有线网络接口111负责与有线网络120连接。一般而言，在工作装置110接上网络线后，有线网络接口111就可以通过被接上工作装置110的网络线直接或间接的与有线网络120中的传输装置(120或131或132)连接。有线网络接口111所连接的有线网络120可以通过所包含的各个传输装置提供一台或多台(两台以上)工作装置连接。

无线网络接口112负责与无线网络连接。一般而言，无线网络接口112会持续的侦测存在的无线网络，并尝试与侦测到的无线网络中的无线接入点建立无线传输通道，藉以在成功建立无线传输通道后完成与无线网络的连接。

发现处理模块113可以封锁(block)有线网络，例如，丢弃(drop)来自有线网络120的封包，但发现处理模块113会允许来自有线网络120的广播(broadcast)封包与群播(multicast)封包。一般而言，发现处理模块113可能只会运作一段预定的时间，当发现处理模块113判断所运作的时间符合预定的时间时，发现处理模块113便会结束运作。

发现处理模块113可以产生发现信息。发现处理模块113所产生的发现信息中可以包含临时数据，一般而言，临时数据为不容易重复的数据。在部分的实施例中，包含于发现信息中的临时数据是发现处理模块113依据工作装置110的媒体访问控制地址(MACaddress)产生，例如是媒体访问控制地址的校验值(checksum)，但本发明并不以此为限。

发现处理模块113可以通过有线网络接口111与连接到有线网络120的其他工作装置交换发现信息。在部份的实施例中，发现处理模块113会持续的广播所产生的发现信息，例如每隔10毫秒广播一次发现信息，藉以使其他工作装置接收到工作装置110所发出的发现信息，同时，发现处理模块113也会持续的接收其他工作装置所广播的发现信息。

发现处理模块113还可以依据所产生的发现信息以及所接收到的发现信息中的临时数据决定虚拟群组识别数据。在部分的实施例中，发现处理模块113可以比对各个发现信息所包含的临时数据，并选出最大或最小的临时数据作为虚拟群组识别数据，但本发明决定虚拟群组识别数据的方式并不以上述为限。

等待处理模块114可以在工作装置110尚未与无线网络连接时，等待无线网络接口112与无线网络连接，也可以在工作装置110无法与有线网络120连接时，例如网络线被拔离工作装置110或脱落，或是网络线或与工作装置110连接的传输装置故障等，等待有线网络接口111与有线网络120连接。

等待处理模块114可以允许来自有线网络120的所有封包，同时也允许无线网络接口112与无线网络连接，并在无线网络接口112成功连线到无线网络时，记录无线网络接口112与无线网络连接的时间，在本发明中，工作装置110的无线网络接口112与无线网络连接的时间被称为「连接时间」。

商议处理模块115负责产生商议信息。一般而言，商议处理模块115所产生的商议信息包含无线网络接口112与无线网络成功连接的连接时间，但本发明并不以此为限。

商议处理模块115也负责在无线网络接口112与无线网络成功连接时，通过有线网络接口111传送所产生的商议信息到一台或多台其他工作装置，并接收其他工作装置所传送的商议信息，藉以与其他工作装置交换商议信息。

一般而言，商议信息可以通过广播封包、群播封包、管理封包、或是单播(unicast)封包传送，但本发明并不以此为限。在部分的实施例中，商议处理模块115可以持续传送商议信息到其他工作装置(例如每隔10毫秒传送一次商议信息等，但本发明并不以此为限)，同时也持续的接收其他工作装置所传送的商议信息。

另外，商议处理模块115也负责在通过有线网络接口111接收到其他工作装置所传送的切换通知时，或是在一段预定时间(例如100毫秒，但本发明并不以此为限)内都没有接收到其他工作装置所传送的存活信息时，通过有线网络接口111与一台或多台其他工作装置交换商议信息。其中，切换通知与存活信息将在稍后说明。

商议处理模块115还负责依据所接收到的商议信息中所包含的连接时间选择让工作装置110成为主装置或备援装置。在部份的实施例中，商议处理模块115在选择让工作装置110成为主装置或备援装置后，便可能会结束运作，但本发明并不以此为限。

在部份的实施例中，商议处理模块115可以比对无线网络接口112成功连接到无线网络的连接时间与所接收到的商议信息中的连接时间，当无线网络接口112成功连接到无线网络的连接时间晚于所接收到的商议信息中的连接时间时，商议处理模块115可以选择让工作装置110成为备援装置，当一段时间后，例如50毫秒或100毫秒(但本发明并不以此为限)，商议处理模块115还没有选择让工作装置110成为备援装置时，则选择让工作装置110成为主装置。

其中，若无线网络接口112成功连接到无线网络的连接时间与所接收到的商议信息中的连接时间相同时，商议处理模块115可以进一步依据工作装置110的媒体访问控制地址与传送连接时间相同的商议信息的其他工作装置的媒体访问控制地址选择工作装置110成为主装置或备援装置，例如，商议处理模块115可以在工作装置110的媒体访问控制地址较其他工作装置的媒体访问控制地址为大时，选择工作装置110成为主装置，并在工作装置110的媒体访问控制地址较其他工作装置的媒体访问控制地址为小时，选择工作装置110成为备援装置，但本发明并不以此为限。

需要特别一提的是，在本发明中，通过有线网络120相连的工作装置110中，只能有一台工作装置110成为主装置，没有成为主装置的其他工作装置都成为备援装置。

另外，商议处理模块115也负责在发出商议信息后，通过有线网络接口111接收到其他工作装置所传送的回应信息时，选择让工作装置110作为备援装置。

商议处理模块115可以在活动处理模块116通过有线网络接口111接收到其他工作装置所传送的存活信息时，通过有线网络接口111与一台或多台其他工作装置再次交换商议信息，并再次依据各个商议信息中所包含的连接时间选择让工作装置110成为主装置或备援装置。

商议处理模块115也可以在无线网络接口112与无线网络的连接中断并重新连接后，再次通过有线网络接口111与其他工作装置交换商议信息，并依据各个商议信息中所包含的连接时间选择让工作装置110成为主装置或备援装置，或依据所接收到的回应信息选择让工作装置110选择成为备援装置。

商议处理模块115还可以在有线网络接口111无法与有线网络120连接后，有线网络接口111与有线网络120再次连接时，与一台或多台其他工作装置再次交换商议信息，并依据被交换的商议信息中所包含的连接时间选择让工作装置110成为主装置或备援装置。

活动处理模块116负责在商议处理模块115选择让工作装置110成为主装置时运作。在活动处理模块116运作时，有线网络接口111与有线网络120以及无线网络接口112与无线网络必须同时保持连接，在活动处理模块116运作的过程中，若有线网络接口111与有线网络120的连接中断，或无线网络接口112与无线网络的连接中断，则活动处理模块116将会结束运作，同时工作装置110也会丧失主装置的身份。

活动处理模块116负责将通过工作装置110的封包中的来源端(source)与目的端(destination)的网络地址(IP address)与媒体访问控制地址(MAC address)记录为一组地址对。一般而言，活动处理模块116可以将地址对记录到设置于工作装置110的储存媒体119中。其中，记录地址对的储存媒体119可以是随机存取存储器(RAM)、快闪存储器(Flash)、或是硬盘等，本发明并没有特别的限制，凡可以设置于工作装置110上并提供数据储存的储存元件都可以作为本发明所提的储存媒体119。

实际上，通过工作装置110的封包可能相当多，但相同的地址对活动处理模块116仅会记录一次，例如，当无线接入控制器240传送两个封包给终端装置140，不论无线接入控制器240是同时或不同时传送，只要工作装置110是主装置，则无线接入控制器240所传送的封包就会通过工作装置110，活动处理模块116在接收到无线接入控制器240传送给终端装置140的封包时，可以取出包含于封包中的无线接入控制器240的网络地址与媒体访问控制地址以及工作装置110的网络地址与媒体访问控制地址作为地址对，并将所取出的地址对与已储存的地址对进行比对，若工作装置110是第一次接收到无线接入控制器240传送给终端装置140的封包，则已储存的地址对将不会与活动处理模块116所取出的地址对相同，因此活动处理模块116会记录所取出的地址对，而若工作装置110是第二次接收到无线接入控制器240传送给终端装置140的封包，则活动处理模块116所取出的地址对将会与已储存的一组地址对相同，因此活动处理模块116将不会再次记录所取出的地址对。

活动处理模块116也负责通过有线网络接口111与有线网络120传送存活信息至所有的其他工作装置，也就是将存活信息传送给备援装置。在部分的实施例中，活动处理模块116所传送的存活信息可以包含活动处理模块116所记录的地址对，但本发明并不以此为限，活动处理模块116也可以将存活信息与所记录的地址对分开传送。

活动处理模块116可以在接收到其他工作装置所传送的商议信息时，传送回应信息给发出商议信息的其他工作装置。活动处理模块116也可以在接收到其他工作装置所传送的存活信息时结束运作，同时工作装置110也不在作为主装置，直到商议理模块115再次选择工作装置110成为主装置。

活动处理模块116可以在工作装置110由备援装置切换为主装置时，通过有线网络接口111传送地址解析(ARP)请求至网络地址包含于工作装置110在成为备援装置时所记录的地址对中的每一个终端装置140，藉以确认终端装置140是否存在，也就是确认终端装置140是否还通过有线网络120与工作装置110连接。当活动处理模块116通过有线网络接口111接收到终端装置140所传回的地址解析回应时，活动处理模块116就可以确认终端装置140依然通过有线网络120与工作装置110连接。

活动处理模块116也可以在工作装置100由备援装置切换为主装置时，传送通用属性注册协议(GARP)请求至网络地址包含于工作装置110在成为备援装置时所记录的地址对中的每一个目标装置，例如终端装置140、中控服务器230等，使目标装置与工作装置110间的一台或多台传输装置(121、122)更新数据流的流向。例如，当工作装置110b由备援装置取代工作装置110b成为主装置时，活动处理模块116可以假装中控服务器230传送GARP请求给终端装置140，当GARP请求通过传输装置121或传输装置122a时，传输装置121或传输装置122a便可以根据GARP请求，修改传递终端装置140所发出的封包的连接端口，使得终端装置140所发出的封包被传送到工作装置110b而非继续被传送给工作装置110a；相似的，活动处理模块116也可以假装终端装置140传送GARP请求给中控服务器230，当GARP请求通过无线接入点211时，无线接入点211便可以根据GARP请求，将发送给终端装置140的封包由与工作装置110b所建立的无线传输通道传送，使得发送给终端装置140的封包被传送到工作装置110b，而非使用与工作装置110a所建立的无线传输通道传送发送给终端装置140的封包。

切换处理模块117负责在商议处理模块115选择让工作装置110成为主装置，且无线网络接口112无法与无线网络连接时运作。一般而言，切换处理模块117可能只会运作一段预定的时间，例如50毫秒，但本发明并不以此为限。当切换处理模块117判断所运作的时间符合预定的时间时，切换处理模块117便可能会结束运作。

切换处理模块117负责持续的通过有线网络接口111传送切换通知到其他工作装置(备援装置)，使得成为备援装置的其他工作装置可以重新选择切换为主装置或维持为备援装置，例如，切换处理模块117可以每隔10毫秒传送一次切换通知，但本发明并不以此为限。其中，切换处理模块117可以透透广播、群播、单播的方式传送切换通知，但本发明并不以此为限。

备援处理模块118负责在商议处理模块115选择让工作装置110成为备援装置时运作。在备援处理模块118运作时，有线网络接口111与有线网络120以及无线网络接口112与无线网络必须同时保持连接，同时，备援处理模块118可以封锁进出有线网络120的封包，但备援处理模块118可以允许来自有线网络120的广播(broadcast)封包与群播(multicast)封包。在备援处理模块118运作的过程中，若有线网络接口111与有线网络120的连接中断，或无线网络接口112与无线网络的连接中断，则备援处理模块118将会停止运作。

备援处理模块118负责通过有线网络接口111接收其他工作装置(也就是主装置)所传送的存活信息，藉以判断主装置是否正常运作。当备援处理模块118在一段预定时间(例如100毫秒，但本发明并不以此为限)内接收到主装置所传送的存活信息，备援处理模块118可以判断主装置正常运作，同时可以重新开始计算时间，藉以判断主装置是否在预定时间内再次传送存活信息；而若备援处理模块118没有在预定时间内接收到主装置所传送的存活信息，则备援处理模块118可以判断主装置无法正常运作，同时可能结束运作。另外，若备援处理模块118在通过有线网络接口111接收到主装置所传送的切换通知时，也可能结束运作。

备援处理模块118也负责记录主装置所传送的地址对。一般而言，备援处理模块118会由主装置所传送的存活信息中读出地址对并将所读出的地址对记录至工作装置110的储存媒体119中，藉以在工作装置110由备援装置切换为主装置时提供活动处理模块116使用，但本发明所提的地址对并不限于包含在存活信息中。

接着以一个实施例来解说本发明的运作系统与方法，并请参照「图3A」本发明所提的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法流程图。在本实施例中，假设工作装置110a/b、传输装置121都设置在游轮中，终端装置140可以通过有线网络120与传输装置121连接，其中工作装置100a设置在船首，工作装置100b设置在船尾；而无线接入点211与传输装置215则可以设置在码头或运河的两侧，但本发明并不以此为限。

在工作装置110开机后，工作装置110可以进入初始状态。此时工作装置110还没有与有线网络120连接，同时，工作装置110的无线网络接口112可以先停止尝试与无线网络连接，藉以避免无线网络接口112连接到无线网络的时间较有线网络接口111连接到有线网络的时间早而产生回路或不正确的传送封包等问题。

接着，在工作装置110的有线网络接口111与有线网络120连接(步骤301)后，若工作装置110包含发现处理模块113，则工作装置110可以进入发现状态。此时，工作装置110的发现处理模块113可以封锁进出有线网络接口111的所有封包，但允许进出有线网络接口111的广播封包、群播封包、或管理封包。同时，工作装置110的发现处理模块113也可以启动计时器，当计时器的时间终了，工作装置110的发现处理模块113可以结束运作，而工作装置110的等待处理模块114将可以开始运作。

工作装置110的发现处理模块113还可以通过有线网络120互相交换发现信息来决定虚拟群组识别数据(步骤310)。在本实施例中，工作装置110a/b的发现处理模块113可以分别依据工作装置110a/b的媒体访问控制地址产生临时数据，并产生包含临时数据的发现信息。工作装置110a的发现处理模块113在产生发现信息后，可以将所产生的发现信息通过工作装置110a的有线网络接口111每隔10毫秒就广播到有线网络120上，藉以期望与有线网络120连接的所有工作装置(在本实施例中也就是工作装置110b)可以接收到所产生的发现信息，同样的，工作装置110b的发现处理模块113也会通过工作装置110b的有线网络接口111将所产生的发现信息传送到工作装置110a。在工作装置110a/b的发现处理模块113通过有线网络接口111接收到其他工作装置所传来的发现信息后，可以比对所产生的临时数据与所接收到的发现信息中的临时数据，并将临时数据中最大或最小者选择做为虚拟网络识别数据。

若工作装置110中没有包含发现处理模块113或是发现处理模块113结束运作时，工作装置110可以进入等待状态。在等待状态中，工作装置110的等待处理模块114可以允许所有进出有线网络120的封包通过有线网络接口111，并等待工作装置110的无线网络接口112与无线网络连接，也就是等待无线网络接口112与无线接入点211建立传输通道。当游轮逐渐靠岸，或是游轮在运河中航行时，工作装置110会逐渐接近无线接入点211，当工作装置110与无线接入点211足够接近后，无线网络接口112便可以成功与无线网络连接(步骤320)，之后，等待处理模块114可以记录无线网络接口112与无线网络成功连接的连接时间，藉以提供给工作装置110的商议处理模块115使用。

在有线网络接口111与有线网络120连接，且无线网络接口112也与无线网络连接后，工作装置110可以进入商议状态。此时等待处理模块114可以结束运作，同时，工作装置110的商议处理模块115可以设定计时器并通过有线网络120与连接到有线网络120的其他工作装置互相交换商议信息(步骤330)。在本实施例中，工作装置110a的商议处理模块115可以产生包含工作装置110a的无线网络接口112与无线网络成功连接的连接时间的商议信息，并通过工作装置110a的有线网络接口111将所产生的商议信息广播给所有连接到有线网络120的其他工作装置，在本实施例中也就是工作装置110b，同样的，工作装置110b的商议处理模块115也可以通过工作装置110b的有线网络接口111将包含连接时间的商议信息传送到工作装置110a。

在工作装置110的商议处理模块115通过工作装置110的有线网络接口111接收到其他工作装置所传送的商议信息后，商议处理模块115可以依据所接收到商议信息所包含的连接时间选择让工作装置110成为主装置或备援装置(步骤340)。在本实施例中，工作装置110的商议处理模块115可以比对工作装置110的无线网络接口112的连接时间与所接收到的商议信息中包含的连接时间，例如，当工作装置110a的无线网络接口112与无线网络连接的时间早于工作装置110b的无线网络接口112与无线网络连接的连接时间时，工作装置110b的商议处理模块115可以在比对后判断出通过有线网络接口111所接收到的商议信息中的连接时间早于工作装置110b的无线网络接口112的连接时间，因此选择让工作装置110b成为备援装置，而工作装置110a的商议处理模块115在比对后判断工作装置110a的无线网络接口112的连接时间较早，因此不会选择让工作装置110a成为备援装置，并继续等待接收其他工作装置所传来的商议信息，直到工作装置110a的商议处理模块115所设定的计时器时间终止(timeout)，若在计时器的时间终止时，工作装置110a还没有被选择成为备援装置，则工作装置110a的商议处理模块115可以选择工作装置110a成为主装置。

若工作装置110的商议处理模块115选择让工作装置110成为主装置，则工作装置110可以进入活动状态，藉以提供终端装置140与中控服务器230、无线接入控制器240、或其他网络装置通讯的功能。此时，工作装置110的商议处理模块115可以停止运作，而工作装置110的活动处理模块116可以记录通过成为主装置的工作装置110的封包中的来源端与目的端的网络地址与媒体访问控制地址为地址对(步骤352)。在本实施例中，假设由工作装置110a成为主装置，通过工作装置110a的封包可能是终端装置140传送给中控服务器230或无线接入控制器240，也可能是中控服务器230或无线接入控制器240传送给终端装置140，因此，工作装置110a的活动处理模块116所记录的地址对可能包含来源端为终端装置140的网络地址与媒体访问控制地址以及目的端为中控服务器230的网络地址与媒体访问控制地址、来源端为终端装置140的网络地址与媒体访问控制地址以及目的端为无线接入控制器240的网络地址与媒体访问控制地址、来源端为中控服务器230的网络地址与媒体访问控制地址以及目的端为终端装置140的网络地址与媒体访问控制地址、来源端为无线接入控制器240的网络地址与媒体访问控制地址以及目的端为终端装置140的网络地址与媒体访问控制地址等。

同时，工作装置110的活动处理模块116也可以通过有线网络120持续传送包含所记录的地址对的存活信息到与有线网络120连接的其他工作装置(步骤356)，使得接收到存活信息的其他工作装置可以确认成为主装置的工作装置110a正常运作，并记录存活信息中的地址对。在本实施例中，成为主装置的工作装置110a的活动处理模块116可以每隔50毫秒就通过工作装置110a的有线网络接口111将存活信息广播到有线网络120中，藉以使得与有线网络120连接的所有成为备援装置的其他工作装置(如工作装置110b)都可以接收到存活信息。

而若工作装置110的商议处理模块115选择让工作装置110成为备援装置，则工作装置110可以进入备援状态。此时，工作装置110的商议处理模块115同样可以停止运作，而工作装置110的备援处理模块118可以封锁进出有线网络120的所有封包，但可以允许广播封包、群播封包、或管理封包进出有线网络120。

当工作装置110的备援处理模块118通过工作装置110的有线网络接口111接收到与有线网络120连接的其他工作装置(主装置)所传送的存活信息时，可以记录包含于所接收到的存活信息中的地址对(步骤358)。在本实施例中，工作装置110b可以将地址对记录到设置于工作装置110b的储存媒体119中。

而后，随着游轮的移动，假设成为主装置的工作装置110a的无线网络接口112无法与无线网络连接，例如，工作装置110a与无线接入点211间受到船身的阻隔或是工作装置110a与无线接入点211间的距离过远导致讯号强度不足以使工作装置110a建立传输通道，则工作装置110a将可以进入切换模式。在切换模式中，工作装置110a的切换处理模块117可以设定计时器，并通过有线网络120持续传送切换通知给与有线网络120连接的所有工作装置(步骤372)，藉以使得与有线网络120连接的所有成为备援装置的其他工作装置都可以接收到切换通知(步骤376)。在本实施例中，工作装置110a的切换处理模块117可以每隔10毫秒便通过工作装置110a的有线网络接口111将切换通知广播到有线网络120中，如此，成为备援装置的工作装置110b的备援处理模块118便可以通过有线网络接口111接收到工作装置110a所传送至有线网络120中的切换通知。同时，在工作装置110a的切换处理模块117所设定的计时器所计算的时间终止时，工作装置110a可以再次进入等待状态，此时，工作装置110a的等待处理模块114可以等待无线网络接口112与无线网络重新连接。

在工作装置110b的备援处理模块118通过有线网络120接收到工作装置110a所传送的切换通知后(步骤376)，工作装置110b可以再次进入商议状态。此时，工作装置110b的备援处理模块118可以结束运作，工作装置110b的商议处理模块115可以通过有线网络120与其他成为备援装置的工作装置交换商议信息(步骤330)，并依据商议信息中的连接时间再次选择让工作装置110b成为主装置或备援装置(步骤340)。在本实施例中，若只有工作装置110a与工作装置110b与有线网络120连接，工作装置110b的商议处理模块115在计时器的所计算的时间终止时可能都不会收到其他工作装置所传来的商议信息，因此，当工作装置110b的商议处理模块115的计时器时间终止时，工作装置110b的商议处理模块115可以选择让工作装置110b成为新主装置，而若还有其他工作装置与有线网络120连接，则工作装置110b的商议处理模块110b同样可以通过有线网络接口111接收到其他工作装置110b所传送的商议信息，并以前述的比对方式选择让工作装置110b成为新主装置或维持成为备援装置。

假设工作装置110b的商议处理模块110b选择让工作装置110b成为新主装置，则工作装置110b可以进入活动状态。此时，工作装置110b的活动处理模块116除了可以记录通过成为主装置的工作装置110b的封包中的来源端与目的端的网络地址与媒体访问控制地址为地址对(步骤352)以及通过有线网络120持续传送包含所记录的地址对的存活信息到与有线网络120连接的其他工作装置(步骤356)外，还可以如「图3B」的流程所示，通过工作装置110b的有线网络接口111传送地址解析请求至网络地址包含于地址对中的所有终端装置140，藉以确认终端装置140是否存在(步骤361)，及/或通过有线网络传送GARP请求至网络地址包含于地址对中的各目标装置，使目标装置与工作装置间的传输装置更新数据流的流向(步骤365)。在本实施例中，也就是让终端装置140传送给中控服务器230、无线接入控制器240、或其他网络装置的封包抵达工作装置110b，以及让中控服务器230、无线接入控制器240等装置所传送至终端装置140的封包可以被无线接入点211传送到工作装置110b。

之后，若工作装置110a的无线网络接口112再次与无线网络连接(步骤320)，则工作装置110a可以再次进入商议状态。工作装置110a的商议处理模块115可以再次通过工作装置110a的有线网络接口111与连接有线网络120的其他工作装置交换商议信息(步骤330)。由于此时工作装置110b已成为主装置，因此，如「图3C」的流程所示，工作装置110b的活动处理模块116在通过工作装置110b的有线网络接口111接收到工作装置110a所传送的商议信息时，可以将相对应的回应信息传回工作装置110a(步骤380)。工作装置110a的商议处理模块115在通过工作装置110a的有线网络接口111接收到回应信息后，可以选择让工作装置110a成为备援装置(步骤349)。

由本实施例可知，在本发明中，从原先的主装置(工作装置110a)与无线接入点211的连接中断，到工作装置110b成为新主装置并与无线接入点211连接的过程仅仅需要200～250毫秒即可以完成，明显较现有技术需花费数秒的时间为短，且200～250毫秒对于无线网络而言是可以被容许的延迟。

另外，本发明更可以如「图3D」的流程所示，当工作装置110的有线网络接口111无法与有线网络120连接时，工作装置110可以进入等待状态。此时，工作装置110的等待处理模块114可以等待有线网络接口111再次与有线网络120连接(步骤392)，同时，若工作装置110被选择成为主装置，则选择成为备援装置的其他工作装置将会无法接收到工作装置110所发出的存活信息(步骤376)，因此，成为备援装置的其他工作装置可以进入商议状态，且商议处理模块115可以通过有线网络接口111互相交换商议信息(步骤330)，并依据商议信息中的连接时间再次选出新主装置(步骤340)。当工作装置110的有线网络接口111再次与有线网络120连接时，工作装置110同样可以进入商议状态，工作装置110的商议处理模块115可以通过工作装置110的有线网络接口111与其他工作装置交换商议信息(步骤396)，此时由于已存在新的主装置，因此，工作装置110的商议处理模块115可以通过工作装置110的有线网络接口111接收到新主装置所传回的回应信息，并可以选择让工作装置110成为备援装置(步骤349)。

此外，在上述的实施例中，若工作装置110a与工作装置110b如「第1B图」所示，分别与有线网络120中的传输装置122a及传输装置122b连接，假设成为主装置的是工作装置110b，一旦传输装置122a与传输装置122b的连接中断，则即使工作装置110b正常发出存活信息，成为备援装置的工作装置110a也无法接收到工作装置110b所传送的存活信息(步骤376)，因此，在工作装置110a的备援处理模块118在计时器的时间终止后，工作装置110a可以进入商议状态。此时，工作装置110a的商议处理模块115可以与能够连接到传输装置122a的其他工作装置交换商议信息(步骤330)，藉以选择成为新主装置或选择继续维持成为备援装置(步骤340)。如此，与传输装置122a连接的终端装置140仍然可以通过传输装置122a、新主装置(例如工作装置110a)、无线接入点211、传输装置215与中控服务器230、无线接入控制器240、或其他装置保持通讯，相似的，如果存在其他终端装置与传输装置112b连接，则与传输装置112b连接的其他终端装置也可以通过传输装置122b、工作装置110b、无线接入点211、传输装置215与中控服务器230、无线接入控制器240、或其他装置保持通讯。

如此，通过本发明，与有线网络120连接的多个工作装置110在与无线网络连接后，可以决定出主装置与备援装置，藉以让连接到有线网络120的终端装置140可以通过主装置使用无线网络与中控服务器230、无线接入控制器240、或其他装置通讯。同时，当主装置无法继续提供终端装置使用无线网络进行通讯时，备援装置也会再次自动且快速的决定出新的主装置来提供终端装置继续使用无线网络。

综上所述，可知本发明与先前技术之间的差异在于具有通过连接同一有线网络的多个工作装置在交换与同一无线网络连接的连接时间后自动决定装置身份，成为主装置的工作装置可以传送存活信息至成为备援装置的工作装置，当备援装置无法接收到主装置所传送的存活信息或接收到主装置所传送的切换通知时，判断主装置已经无法正常运作，并再次自动决定出新的主装置的技术手段，藉由此一技术手段可以来解决先前技术所存在于移动的载具上使用单一工作装置的无线通讯并不稳定的问题，进而达成在无线网络环境中没有主装置时，由工作装置自动且快速的决定出新主装置的技术功效。

再者，本发明的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，可实现于硬件、软件或硬件与软件的组合中，亦可在计算机系统中以集中方式实现或以不同元件散布于若干互连的计算机系统的分散方式实现。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，惟所述的内容并非用以直接限定本发明的专利保护范围。任何本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，对本发明的实施的形式上及细节上作些许的更动润饰，均属于本发明的专利保护范围。本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (20)

1.一种自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法至少包含下列步骤：

以一有线网络连接多个工作装置；

各该工作装置连接一无线网络；

每一该工作装置产生商议信息并通过该有线网络传送所产生的商议信息到其他工作装置，各该商议信息包含各该工作装置与该无线网络连接的连接时间；

该些工作装置依据该些连接时间选择成为一主装置或一备援装置，其中，仅有一该工作装置成为该主装置；

该主装置记录通过该主装置的各封包中的来源端与目的端的网络地址与媒体访问控制地址为各地址对，并通过该有线网络传送包含该些地址对的一存活信息至该些备援装置；

该些备援装置接收该主装置所传送的该存活信息并记录该些地址对；

该主装置于无法连接该无线网络时，通过该有线网络传送一切换通知至该些备援装置；及

该些备援装置于接收到该主装置所传送的该切换通知或于一预定时间内没有接收到该存活信息时，每一该备援装置再次交换该商议信息，并依据该些连接时间选择一该备援装置作为一新主装置。

2.如权利要求1所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法于各该工作装置连接该无线网络的步骤前，更包含该些工作装置通过该有线网络交换一发现信息以决定一虚拟群组识别数据的步骤。

3.如权利要求1所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法于每一该工作装置通过该有线网络与该些其他工作装置交换该商议信息的步骤后，更包含一该工作装置接收到该主装置所传送的一回应信息时，选择作为一该备援装置的步骤。

4.如权利要求1所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法于该些工作装置依据该些连接时间选择成为该主装置或各该备援装置的步骤后，更包含该主装置接收到另一存活信息时，与至少一该其他工作装置交换该商议信息，并再次依据该些连接时间选择成为该主装置或一该备援装置的步骤。

5.如权利要求1所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法于每一该备援装置再次交换该商议信息，并依据该些连接时间选择一该备援装置作为该新主装置的步骤后，更包含该新主装置通过该有线网络传送一地址解析请求至网络地址包含于该些地址对中的所有终端装置，藉以确认该些终端装置是否存在的步骤。

6.如权利要求1所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法于每一该备援装置再次传送该商议信息，并依据该些连接时间选择一该备援装置作为该新主装置的步骤后，更包含该新主装置通过该有线网络传送一通用属性注册协议请求至网络地址包含于该些地址对中的各目标装置，使各该目标装置与该工作装置间的至少一传输装置更新数据流向的步骤。

7.如权利要求1所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法于该主装置通过该有线网络传送该切换通知至该些备援装置的步骤后，更包含该主装置不再作为该主装置，并于重新连接该无线网络后，通过该有线网络传送该商议信息给该些其他工作装置的步骤。

8.如权利要求1所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法于该些工作装置依据该些连接时间选择成为该主装置或该备援装置的步骤后，更包含该主装置无法与该有线网络连接时，等待与该有线网络连接，并于再次连接该有线网络时，通过该有线网络传送该商议信息至至少一该其他工作装置，并再次依据该些连接时间选择成为该主装置或一新备援装置的步骤。

9.一种自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，应用于一工作装置，其特征在于，该方法至少包含下列步骤：

连接一有线网络，该有线网络提供至少一其他工作装置连接；

等待与一无线网络连接；

通过该有线网络与各该其他工作装置交换一商议信息，每一该商议信息包含该工作装置或一该其他工作装置与该无线网络连接的连接时间；

依据该些连接时间选择成为一主装置或一备援装置；

当选择成为该主装置时：

记录通过该工作装置的各封包中的来源端与目的端的网络地址与媒体访问控制地址为各地址对，并通过该有线网络传送包含该些地址对的一存活信息至该些其他工作装置；及

于无法连接该无线网络时，通过该有线网络传送一切换通知至该些其他工作装置；及

当选择成为该备援装置时：

接收一该其他工作装置所传送的该存活信息并记录该些地址对；及

于接收到一该其他工作装置所传送的该切换通知或于一预定时间内没有接收到该存活信息时，再次通过该有线网络与该些其他工作装置交换该商议信息，并依据该些连接时间再次选择成为该主装置或该备援装置。

10.如权利要求9所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法于当选择成为该主装置时，更包含于接收到一该其他工作装置所传送的另一存活信息时，与至少一该其他工作装置交换该商议信息，并再次依据该些连接时间选择成为该主装置或一该备援装置的步骤。

11.如权利要求9所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法于通过该有线网络传送该切换通知至该些其他工作装置的步骤后，更包含等待重新连接至该无线网络，并于与该无线网络重新连接后，通过该有线网络传送该商议信息给该些其他工作装置的步骤。

12.如权利要求9所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的方法，其特征在于，该方法于当选择成为该主装置时，更包含判断无法与该有线网络连接时，等待与该有线网络连接，并于再次与该有线网络连接时，通过该有线网络传送该商议信息至该些其他工作装置，并再次依据该些连接时间选择成为该主装置或一新备援装置的步骤。

13.一种自动切换装置身份以提供无线通讯的系统，应用于一工作装置，其特征在于，该系统至少包含：

一有线网络接口，用以与一有线网络连接，该有线网络提供至少一其他工作装置连接；

一无线网络接口，用以等待与一无线网络连接；

一商议处理模块，用以于该无线网络接口与该无线网络成功连接时，或通过该有线网络接口接收到一该其他工作装置所传送的一切换通知或于一定时间内没有接收到一该其他工作装置所传送的一存活信息时，通过该有线网络接口与至少一其他工作装置交换一商议信息，及用以依据该些连接时间选择该工作装置成为一主装置或一备援装置，其中，每一该商议信息包含该工作装置或一该其他工作装置与该无线网络连接的连接时间；

一活动处理模块，于该商议处理模块选择成为该主装置时运作，用以记录通过该工作装置的各封包中的来源端与目的端的网络地址与媒体访问控制地址为各地址对，并通过该有线网络接口传送包含该些地址对的该存活信息至该些其他工作装置，及用以于该无线网络接口无法与该无线网络连接时，通过该有线网络接口传送该切换通知至该些其他工作装置；及

一备援处理模块，于该商议处理模块选择成为该备援装置时运作，用以通过该有线网络接口接收一该其他工作装置所传送的该存活信息并记录该些地址对。

14.如权利要求13所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的系统，其特征在于，该系统更包含一发现处理模块，用以通过该有线网络接口与该些其他工作装置交换一发现信息以决定一虚拟群组识别数据。

15.如权利要求13所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的系统，其特征在于，该商议处理模块更用以于该有线网络接口接收到一该其他工作装置所传送的一回应信息时，选择作为该备援装置。

16.如权利要求13所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的系统，其特征在于，该商议处理模块更用以于该活动处理模块通过该有线网络接口接收到一该其他工作装置所传送的另一存活信息时，通过该有线网络接口与该些其他工作装置交换该商议信息，并再次依据该些连接时间选择成为该主装置或该备援装置。

17.如权利要求13所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的系统，其特征在于，该活动处理模块更用以于该工作装置由该备援装置切换为该主装置时，通过该有线网络接口传送一地址解析请求至网络地址包含于该些地址对中的所有终端装置，藉以确认该些终端装置是否存在。

18.如权利要求13所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的系统，其特征在于，该活动处理模块更用以于该工作装置由该备援装置切换为该主装置时，传送一通用属性注册协议请求至网络地址包含于该些地址对中的各目标装置，使各该目标装置与该工作装置间的至少一传输装置更新数据流向。

19.如权利要求13所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的系统，其特征在于，该商议处理模块更用以于该无线网络接口与该无线网络中断并重新连接后，通过该有线网络接口与该些其他工作装置交换该商议信息。

20.如权利要求13所述的自动切换装置身份以提供无线通讯的系统，其特征在于，该商议处理模块更用以于该有线网络接口无法与该有线网络连接时，等待该有线网络接口与该有线网络再次连接，并于该有线网络接口与该有线网络再次连接时，与至少一该其他工作装置交换该商议信息，并再次依据该些连接时间选择成为该主装置或该备援装置。