CN108243160A - 拉曼光谱设备及其通信方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种拉曼光谱设备及其通信方法。该拉曼光谱设备包括:通信单元,被配置为通过一个或多个类型的通信接口与服务器和/或管理终端进行针对一个或多个相应目的的通信,其中,所述一个或多个通信接口是基于用户数据报协议(UDP)建立的。
Description
技术领域
本公开涉及拉曼光谱检测及应用领域,具体地涉及一种拉曼光谱设备及其通信方法。
背景技术
拉曼光谱分析技术目前被公认为最有效的快速物质识别技术之一。由于不同的物质具有不同的分子结构,因此它们的拉曼光谱各不相同。从而,可以通过观测物质的拉曼光谱来了解物质的分子性质,并对物质进行鉴别。基于拉曼光谱的准确、快速、无损等检测优势,拉曼光谱分析得到了在各个应用领域都得到广泛的关注,并研制出了多种拉曼光谱产品。例如,同方威视研制了多个系列(RT1003、RT3000、RT5000和RT6000等)的拉曼光谱产品,并已经广泛地应用于安检、缉毒、缉私、食品安全和珠宝鉴定等领域,对保障市场秩序和保护国民安全等方面起到了至关重要的作用。
然而,现有的拉曼光谱设备大多是单机使用的,很少具有用于二次开发(比如,数据通信、设备管理、系统升级等)的接口。即便在具有如此接口的拉曼光谱设备中,其接口一般是基于TCP协议实现的。TCP协议是一种有连接通信协议,将其应用于拉曼光谱设备存在以下缺陷:
1.TCP协议的连接速度较慢(一般为60秒左右),在安检等领域,需要对检测结果进行快速的分析和判断,连接速度严重影响拉曼光谱设备的即时效果;
2.需要对通信连接进行维护,从而增加了复杂度,增加了服务器的负担;
3.能够实现的功能比较单一,例如不能在一个设备同一通信端口实现既是服务器也是客户端的功能;
4.设备管理不方便。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本公开提出了一种拉曼光谱设备及其通信方法。
根据本公开的一个方面,提出了一种拉曼光谱设备。所述拉曼光谱设备包括:通信单元,被配置为通过一个或多个类型的通信接口与服务器和/或管理终端进行针对一个或多个相应目的的通信,其中,所述一个或多个通信接口是基于用户数据报协议(UDP)建立的。
在一个实施例中,所述通信单元进行的通信包括以下操作:从服务器和/或管理终端接收握手命令;向服务器和/或管理终端发送握手应答;从服务器和/或管理终端接收数据包;以及向服务器和/或管理终端反馈根据数据包中的数据进行操作的结果。
在一个实施例中,所述拉曼光谱设备还包括处理器,所述处理器连接到所述通信单元,所述处理器被配置为:从通信单元接收数据包;根据数据包中的数据进行操作;将操作结果返回通信单元。
在一个实施例中,所述通信单元还被配置为:在接收到数据包后,对数据包进行校验;在校验成功的情况下,才向服务器和/或管理终端反馈根据数据包中的数据进行操作的结果。
在一个实施例中,所述通信单元进行的通信包括以下操作:向服务器和/或管理终端广播拉曼光谱设备的标识信息和/或拉曼光谱检测数据。
在一个实施例中,所述通信单元进行的通信包括以下操作:从服务器和/或管理终端接收广播命令;向服务器和/或管理终端发送拉曼光谱设备的标识信息和/或拉曼光谱检测数据。
在一个实施例中,所述通信单元进行的通信包括以下操作:向服务器和/或管理终端发送针对其他拉曼光谱设备的数据的请求;接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据。
在一个实施例中,所述接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据包括:从所述服务器和/或管理终端接收预先存储在所述服务器和/或管理终端上的或由所述服务器和/或管理终端从各个其他拉曼光谱设备获取的数据。
在一个实施例中,所述接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据包括:从各个其他拉曼光谱设备分别接收数据。
根据本发明的另一方面,提供了一种由拉曼光谱设备执行的通信方法。所述方法包括通过一个或多个类型的通信接口执行以下步骤:从服务器和/或管理终端接收握手命令;向服务器和/或管理终端发送握手应答;从服务器和/或管理终端接收数据包;以及向服务器和/或管理终端反馈根据数据包中的数据进行操作的结果,其中,所述一个或多个类型的通信接口是基于UDP建立的。
在一个实施例中,所述通信方法还包括:在接收到数据包后,对数据包进行校验;在校验成功的情况下,才向服务器和/或管理终端反馈根据数据包中的数据进行操作的结果。
根据本发明的又一方面,提供了一种由拉曼光谱设备执行的通信方法。所述方法包括通过一个或多个类型的通信接口执行以下步骤:从服务器和/或管理终端接收广播命令;向服务器和/或管理终端发送拉曼光谱设备的标识信息和/或拉曼光谱检测数据,其中,所述一个或多个类型的通信接口是基于UDP建立的。
根据本发明的又一方面,提供了一种由拉曼光谱设备执行的通信方法。所述方法包括通过一个或多个类型的通信接口执行以下步骤:向服务器和/或管理终端发送针对其他拉曼光谱设备的数据的请求;接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据,其中,所述一个或多个类型的通信接口是基于UDP建立的。
在一个实施例中,所述接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据包括:从所述服务器和/或管理终端接收预先存储在所述服务器和/或管理终端上的或由所述服务器和/或管理终端从各个其他拉曼光谱设备获取的数据。
在一个实施例中,所述接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据包括:从各个其他拉曼光谱设备分别接收数据。
通过本发明的拉曼光谱设备及其通信方法,采用UDP协议构建通信结构。从而能够更加简单快速地实现系统集成,实现拉曼设备的“即插即用”,并且实现管理终端对拉曼光谱设备的监控和管理。此外,由于采用了无连接通信,不必对通信连接进行维护,减轻了服务器的负担。当设备端有新的检测结果时,能够立即上报到服务器或管理终端,或者在有网络并且设备处于空闲时向服务器或管理终端上传检测结果,或者在开机时载入未上传的历史检测数据在有网络并且设备处于空闲时向服务器或管理终端上传检测结果,或者可以根据管理终端的用户的需要按照一定的时间周期向服务器或管理终端上传检测结果。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的第一场景的拉曼光谱设备通信网络架构;
图2示出了根据本发明实施例的第二场景的拉曼光谱设备通信网络架构;
图3示出了根据本发明实施例的拉曼光谱设备的结构框图;
图4示出了根据本发明实施例的一种由拉曼光谱设备执行的通信方法的流程图;
图5示出了根据本发明实施例的另一种由拉曼光谱设备执行的通信方法的流程图;
图6示出了根据本发明实施例的又一种由拉曼光谱设备执行的通信方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本公开的具体实施例,应当注意,这里描述的实施例只用于举例说明,并不用于限制本公开。在以下描述中,为了提供对本公开的透彻理解,阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本公开。在其他实例中,为了避免混淆本公开,未具体描述公知的电路、材料或方法。
在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本公开至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
一般地,“接口”泛指特定设备实体用于将自己提供给外界的一种实体或抽象概念。根据不同的情况,“接口”存在多种不同的实现方式。比如,计算机用于与人进行交互的接口实现为“用户界面”;计算机硬件之间的接口实现为实体连接的硬件接口(比如USB等);以及通过程序、软件等实现的信息传递接口实现为虚拟接口,虚拟接口通过程序表达式结构实现。本文中的接口指的是用于在特定通信协议下实现实体间通信的“虚拟接口”。
以下参考附图对本公开进行具体描述。
以下描述根据本发明实施例的拉曼光谱设备的通信场景。
首先,参见图1,图1示出了根据本发明实施例的第一场景的拉曼光谱设备通信网络架构100。
如图所示,拉曼光谱设备通信网络架构100包括拉曼光谱设备110、服务器120、管理终端130和网络140。其中,拉曼光谱设备110、服务器120和管理终端130都连接到网络140,并从而能够通过网络140而彼此进行通信。
拉曼光谱设备110可以是任一类型的拉曼光谱设备110,比如由同方威视制造的RT1003、RT3000、RT5000和RT6000系列拉曼光谱设备中的任何一种。需要说明的是,虽然图1中只示出了单个拉曼光谱设备110,但本发明的实施例并不限于此。在其他实施例中,拉曼光谱设备通信网络架构100中同样可以包括两个或更多个拉曼光谱设备110。当拉曼光谱设备通信网络架构100中包括两个或更多个拉曼光谱设备110时,这些设备可以并行地连接到网络140也可以通过单个链路连接到网络140,在此不做限制。
服务器120可以是任何类型的网络服务器,比如用于实现特定功能的专用服务器或一般的云服务器等。所述服务器120可以具有用于存储数据、指令和程序的存储器,或者可以连接到专用的数据库服务器。
所述管理终端130可以是计算机、平板、手机等终端设备,用户可以通过该管理终端130对拉曼光谱设备110进行监控和管理。
在一个实施例中,所述管理终端130直接与拉曼光谱设备110进行通信,以控制拉曼光谱设备110进行操作,从而实现特定的功能。在另一实施例中,所述管理终端130经由服务器120与拉曼光谱设备110进行通信。在又一实施例中,所述管理终端130既能与拉曼光谱设备110直接进行通信,又能经由服务器120与拉曼光谱设备110进行通信,以分别实现不同的功能。
网络140可以是各种有线网络或无线网络,比如WiFi、移动通信网络、蓝牙网络等。需要指出的是,虽然图1中只示出了单个网络140,但应该理解的是,拉曼光谱设备110、服务器120和管理终端130之间能够通过不同的网络140进行通信。
接下来,参见图2,图2示出了根据本发明实施例的第二场景的拉曼光谱设备通信网络架构200。
如图所示,拉曼光谱设备通信网络架构200包括拉曼光谱设备210、服务器220、管理终端230和网络240。其中,拉曼光谱设备210和服务器220连接到网络140,并能够通过网络140进行通信。管理终端230连接到服务器220,以控制服务器220与拉曼光谱设备210进行通信,并从而实现对拉曼光谱设备210的监控和管理。
除了上述连接方式的差别外,拉曼光谱设备210、服务器220、管理终端230和网络240与图1中的各个设备类似,在此不再对其细节进行赘述。
以下结合图1中的第一场景对根据本发明实施例的拉曼光谱设备及其通信方法进行描述。应当理解的是,这些描述只是示例性的,其并不限于图1中的场景,同样可以应用于图2中的场景,或其他适合的场景。
图3示出了根据本发明实施例的拉曼光谱设备110的结构框图。
如图3所示,拉曼光谱设备110包括通信单元310和处理器320。应当理解的是,虽然图3中示出了处理器320,但本发明的实施例的技术方案并不必然涉及处理器320(因此,在图3中通过虚线示出了处理器320)。图3中的结构只是示例性的,在其他实施例中,拉曼光谱设备110可不包括处理器320。
图3中还示出了一个或多个类型的通信接口(如图3右侧的多个双向箭头所示)。通信单元310被配置为通过所述一个或多个类型的通信接口与服务器和/或管理终端进行针对一个或多个相应目的的通信。其中,所述一个或多个通信接口是基于用户数据报协议(UDP)建立的。
具体地,针对通信目的的不同,通信接口的多种类型,比如基本命令、管理命令、历史数据、升级命令等。下表1示例性的示出了60个针对这些类型的接口。应该理解的是,这些接口类型和说明只是作为示例,而不对本发明进行限制。
表1
根据通信目的的不同,不仅所使用的接口可能不同,通信流程也会有所差异。以下将结合图3中的拉曼光谱设备110的结构,通过图4-图6中的方法400-600来描述第一场景中由拉曼光谱设备110通过基于UDP建立的接口执行的多种通信方法的通信流程。需要指出的是,以下描述中将以拉曼光谱设备110与服务器120之间的通信作为示例,但所描述的方法同样适用于拉曼光谱设备110与管理终端130之间的直接通信或拉曼光谱设备110与管理终端130之间经由服务器120进行的通信。
图4示出了根据本发明实施例的一种由拉曼光谱设备110执行的通信方法400的流程图。这一方法400可以实现为服务器120对拉曼光谱设备110的基本控制、管理、数据更新升级和下发等。方法400包括通过基于UDP协议实现的一个或多个类型的通信接口执行以下步骤S410至S440。
具体地,在步骤S410中,拉曼光谱设备110(通过通信单元310)从服务器120接收握手命令。
在拉曼光谱设备110投入使用之后,需要向服务器120进行设备注册(下文将描述)。而该步骤S410指的是,作为已经向服务器120进行了注册的设备,拉曼光谱设备110可以从服务器120接收到特定的握手命令。该握手命令用于确定拉曼光谱设备是否准备好接收服务器120将要发送的命令或数据。
然后,在步骤S420中,拉曼光谱设备110(通过通信单元310)向服务器120发送握手应答。
如果拉曼光谱设备110已经准备好进行接收,则其通过肯定握手应答告知服务器120可以发送命令或数据。反之,如果拉曼光谱设备110尚未准备好,则其通过否定握手应答告知服务器120暂缓发送命令或数据。备选地,所述否定握手应答中还可包括关于尚未准备好的原因的代码。
当然,还有可能发生链路状况或网络设备故障,此时所述握手命令或握手应答的传输无法顺利实现。在一个实施例中,当服务器120发送握手命令后达到一定阈值时间仍没有接收到任何握手应答,则服务器120判断二者间的连接出现问题。在一个实施例中,服务器120提醒用户对拉曼光谱设备110和服务器120之间的连接进行附加检测。
接下来,在步骤S430中,拉曼光谱设备110(通过通信单元310)从服务器120接收数据包。
所述数据包包括报头部分和数据部分。所述数据部分包括服务器120发送的命令或数据。
在一个实施例中,所述拉曼光谱设备110还被配置为在接收到数据包后,对数据包进行校验。并且,只有在校验成功的情况下,才进行后续操作。如果校验失败,拉曼光谱设备110向服务器120发送错误信息或请求服务器120重发数据包。
最后,在步骤S440中,拉曼光谱设备110(通过通信单元310)向服务器120反馈根据数据包中的数据进行操作的结果。
在一个实施例中,所述拉曼光谱设备110中的处理器320从通信单元310接收所述数据包,并且根据数据包中的命令或数据进行操作(比如,进行命令所指示的动作或使用所述数据进行更新升级)。在操作完成后,处理器320将操作结果返回通信单元310。进而,通信单元310将结果反馈到服务器120。
需要指出的是,如果所述数据包中是数据传输指令,则随后在拉曼光谱设备110和服务器120之间继续发起所述指令所针对的数据传输。
此外,在通信过程中,服务器120可通过发送另一握手命令来终止通信。
图5示出了根据本发明实施例的另一种由拉曼光谱设备110执行的通信方法500的流程图。这一方法500可以实现为拉曼光谱设备110向服务器120进行注册或发送检测数据的过程。方法500包括通过基于UDP协议实现的一个或多个类型的通信接口执行以下步骤S510至S520。
在步骤S510中,拉曼光谱设备110从服务器120接收广播命令。
在一个实施例中,所述广播命令可以是由服务器120发出的用于新加入的拉曼光谱设备110进行注册的探测广播。在另一实施例中,所述广播命令可以是针对特定拉曼光谱设备(比如拉曼光谱设备110)的使拉曼光谱设备110将其检测结果上传的指示。
在步骤S520中,拉曼光谱设备110向服务器120发送拉曼光谱设备的标识信息和/或拉曼光谱检测数据。
在一个实施例中,所述广播命令是探测广播,则拉曼光谱设备110在接收到广播后,将其设备标识信息返回给服务器120,以实现注册。需要指出的是,在其他实施例中,注册过程还可以是由拉曼光谱设备110发起的。拉曼光谱设备110在投入使用后,向网络140广播其设备标识信息,服务器120可获取该设备标识信息,以用于后续管理和监控。这一注册过程的实现不需要服务器120发送探测广播。
在另一实施例中,所述广播命令是上传指示,则拉曼光谱设备110在接收到广播后,将其检测结果返回给服务器120。需要指出的是,在其他实施例中,上传检测结果的过程还可以是由拉曼光谱设备110发起的。拉曼光谱设备110在每得到特定数量的检测结果后或每个预定时间间隔,向网络140广播其检测结果。这一上传过程的实现不需要服务器120发送上传指示。
图6示出了根据本发明实施例的又一种由拉曼光谱设备110执行的通信方法600的流程图。这一方法600可以实现为多个拉曼光谱设备之间的检测数据(图谱)共享的方案。方法600包括通过基于UDP协议实现的一个或多个类型的通信接口执行以下步骤S610至S620。
在步骤S610中,拉曼光谱设备110向服务器120发送针对其他拉曼光谱设备的数据的请求。
在步骤S620中,拉曼光谱设备110接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据。
在一个实施例中,所述服务器120上存储有预先从各个拉曼光谱设备获得的检测数据。则由服务器120将其存储的检测数据发送给发出数据请求的拉曼光谱设备110。
在另一实施例中,服务器120在接收到所述数据请求后,发起与其他各个拉曼光谱设备的数据通信,以获取它们的检测数据,并将所获取的检测数据转发给拉曼光谱设备110。
在另一实施例中,服务器120在接收到所述数据请求后,向各个拉曼光谱设备转发数据请求,以使得各个其他拉曼光谱设备将各自的检测数据直接发送到拉曼光谱设备110。
以上的详细描述通过使用示意图、流程图和/或示例,已经阐述了众多实施例。在这种示意图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的情况下,本领域技术人员应理解,这种示意图、流程图或示例中的每一功能和/或操作可以通过各种结构、硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实现。在一个实施例中,本公开的实施例所述主题的若干部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、或其他集成格式来实现。然而,本领域技术人员应认识到,这里所公开的实施例的一些方面在整体上或部分地可以等同地实现在集成电路中,实现为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如,实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个或多个程序),实现为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如,实现为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序),实现为固件,或者实质上实现为上述方式的任意组合,并且本领域技术人员根据本公开,将具备设计电路和/或写入软件和/或固件代码的能力。此外,本领域技术人员将认识到,本公开所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分发,并且无论实际用来执行分发的信号承载介质的具体类型如何,本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号承载介质的示例包括但不限于:可记录型介质,如软盘、硬盘驱动器、紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等;以及传输型介质,如数字和/或模拟通信介质(例如,光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
虽然已参照几个典型实施例描述了本公开,但应当理解,所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本公开能够以多种形式具体实施而不脱离公开的精神或实质,所以应当理解,上述实施例不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (15)
1.一种拉曼光谱设备,包括:
通信单元,被配置为通过一个或多个类型的通信接口与服务器和/或管理终端进行针对一个或多个相应目的的通信,
其中,所述一个或多个通信接口是基于用户数据报协议“UDP”建立的。
2.根据权利要求1所述的拉曼光谱设备,其中,所述通信单元进行的通信包括以下操作:
从服务器和/或管理终端接收握手命令;
向服务器和/或管理终端发送握手应答;
从服务器和/或管理终端接收数据包;以及
向服务器和/或管理终端反馈根据数据包中的数据进行操作的结果。
3.根据权利要求2所述的拉曼光谱设备,其中,所述拉曼光谱设备还包括处理器,所述处理器连接到所述通信单元,所述处理器被配置为:
从通信单元接收数据包;
根据数据包中的数据进行操作;
将操作结果返回通信单元。
4.根据权利要求2所述的拉曼光谱设备,其中,所述通信单元还被配置为:
在接收到数据包后,对数据包进行校验;
在校验成功的情况下,才向服务器和/或管理终端反馈根据数据包中的数据进行操作的结果。
5.根据权利要求1所述的拉曼光谱设备,其中,所述通信单元进行的通信包括以下操作:
向服务器和/或管理终端广播拉曼光谱设备的标识信息和/或拉曼光谱检测数据。
6.根据权利要求1所述的拉曼光谱设备,其中,所述通信单元进行的通信包括以下操作:
从服务器和/或管理终端接收广播命令;
向服务器和/或管理终端发送拉曼光谱设备的标识信息和/或拉曼光谱检测数据。
7.根据权利要求1所述的拉曼光谱设备,其中,所述通信单元进行的通信包括以下操作:
向服务器和/或管理终端发送针对其他拉曼光谱设备的数据的请求;
接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据。
8.根据权利要求7所述的拉曼光谱设备,其中,所述接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据包括:从所述服务器和/或管理终端接收预先存储在所述服务器和/或管理终端上的或由所述服务器和/或管理终端从各个其他拉曼光谱设备获取的数据。
9.根据权利要求7所述的拉曼光谱设备,其中,所述接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据包括:从各个其他拉曼光谱设备分别接收数据。
10.一种由拉曼光谱设备执行的通信方法,包括通过一个或多个类型的通信接口执行以下步骤:
从服务器和/或管理终端接收握手命令;
向服务器和/或管理终端发送握手应答;
从服务器和/或管理终端接收数据包;以及
向服务器和/或管理终端反馈根据数据包中的数据进行操作的结果,
其中,所述一个或多个类型的通信接口是基于用户数据报协议“UDP”建立的。
11.根据权利要求10所述的通信方法,其中,所述通信方法还包括:
在接收到数据包后,对数据包进行校验;
在校验成功的情况下,才向服务器和/或管理终端反馈根据数据包中的数据进行操作的结果。
12.一种由拉曼光谱设备执行的通信方法,包括通过一个或多个类型的通信接口执行以下步骤:
从服务器和/或管理终端接收广播命令;
向服务器和/或管理终端发送拉曼光谱设备的标识信息和/或拉曼光谱检测数据,
其中,所述一个或多个类型的通信接口是基于用户数据报协议“UDP”建立的。
13.一种由拉曼光谱设备执行的通信方法,包括通过一个或多个类型的通信接口执行以下步骤:
向服务器和/或管理终端发送针对其他拉曼光谱设备的数据的请求;
接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据,
其中,所述一个或多个类型的通信接口是基于用户数据报协议“UDP”建立的。
14.根据权利要求13所述的通信方法,其中,所述接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据包括:从所述服务器和/或管理终端接收预先存储在所述服务器和/或管理终端上的或由所述服务器和/或管理终端从各个其他拉曼光谱设备获取的数据。
15.根据权利要求13所述的通信方法,其中,所述接收所请求的针对其他拉曼光谱设备的数据包括:从各个其他拉曼光谱设备分别接收数据。
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