CN113132353B - 一种数据流转换方法、系统及存储介质 - Google Patents

一种数据流转换方法、系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数据流转换方法、系统及存储介质，所述方法包括：转换程序将嵌入式设备的串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包后从嵌入式设备的网口发送给接收端；转换程序将接收端发送给网口的IP/TCP协议数据包剔除IP协议头部还原为串口接收的有效数据后发送给串口。本发明通过转换程序将嵌入式设备通过串口发送给接收端的数据进行转换处理后通过网口发送给接收端，同时通过转换程序将接收端发送给网口的数据进行转换处理后发送给串口，实现了串口数据在以太网上远程双向传输。

Description

一种数据流转换方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种数据流转换方法、系统及存储介质。
背景技术
串口是嵌入式设备(后续简称设备)配备的数据输入输出接口，它设计简单、成本低、工作稳定。串口发送的数据全是有效数据无需添加协议头部，串口接收的数据也全是有效数据无需去除协议头部；所以串口通常作为设备上运行的程序的标准输入输出设备，既是操作人员交互控制程序的输入通道，也是程序将自己的运行信息输出出来的通道。
但是串口输入输出的数据只能通过专用的线缆传输，而且不支持远程传输；通常需要携带专用的线缆去设备当地连接到设备上的接口，才能通过串口连接到设备上运行的程序，很不方便使用。
设备上的以太网口能够远程传输IP协议数据包，但是以太网口发送、接收的IP/TCP协议数据包包含了IP/TCP协议头部，因为标准输入输出设备只能输入输出有效数据，无法添加任何其它的协议头部，所以以太网口无法作为设备上运行的程序的标准输入输出设备。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种数据流转换方法、系统及存储介质，旨在解决现有技术中嵌入式设备和接收端无法通过串口和网口直接发送数据的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种数据流转换方法，所述数据流转换方法包括如下步骤：
转换程序将嵌入式设备的串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包后从嵌入式设备的网口发送给接收端；
转换程序将接收端发送给网口的IP/TCP协议数据包剔除IP协议头部还原为串口接收的有效数据后发送给串口。
可选地，所述的数据流转换方法，其中，所述嵌入式设备配置的IP地址固定不变。
可选地，所述的数据流转换方法，其中，所述数据流转换方法还包括：
所述接收端向所述嵌入式设备发送一个在第一TCP端口号上建立通信连接的第一数据包；
所述转换程序接收到所述第一数据包后，记录所述接收端的IP地址和TCP端口号。
可选地，所述的数据流转换方法，其中，所述第一数据包的源IP地址为所述接收端的IP地址，所述第一数据包的目的地址为所述嵌入式设备的IP地址；
所述第一数据包的源TCP端口号为所述接收端的TCP端口号，所述第一数据包的目的TCP端口号为所述嵌入式设备的TCP端口号，所述嵌入式设备的TCP端口号为所述第一TCP端口号。
可选地，所述的数据流转换方法，其中，所述转换程序接收到所述第一数据包后，记录所述接收端的IP地址和TCP端口号，之后还包括：
所述嵌入式设备允许在所述第一TCP端口号上与所述接收端建立通信连接，同时记录下所述接收端的IP地址；
所述嵌入式设备根据所述接收端的IP地址给串口发出的有效数据，所述转换程序将有效数据添加IP/TCP协议头部变成第二数据包后发送给所述接收端。
可选地，所述的数据流转换方法，其中，所述第二数据包的源IP地址为所述嵌入式设备的IP地址，所述第二数据包的目的地址为所述接收端的IP地址；
所述第二数据包的源TCP端口号为所述第一TCP端口号，所述第二数据包的目的TCP端口号为第二TCP端口号，所述第二TCP端口号为所述接收端的TCP端口号。
可选地，所述的数据流转换方法，其中，所述转换程序将有效数据添加IP/TCP协议头部变成第二数据包后发送给所述接收端，之后还包括：
直到所述接收端与所述嵌入式设备断开通信连接时，停止将串口发出的有效数据转换为IP/TCP协议数据包。
可选地，所述的数据流转换方法，其中，所述第一TCP端口号为TCP端口10001；所述第二TCP端口号为TCP端口10000。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种数据流转换系统，其中，所述数据流转换系统包括：
嵌入式设备，与所述嵌入式设备建立通信连接的接收端；
所述嵌入式设备包括串口、转换程序和网口，所述串口、转换程序和网口依次连接，所述网口与所述接收端连接；
所述转换程序用于将所述嵌入式设备的所述串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包后从所述嵌入式设备的所述网口发送给所述接收端；
所述转换程序还用于将所述接收端发送给所述网口的IP/TCP协议数据包剔除IP协议头部还原为所述串口接收的有效数据后发送给所述串口。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有数据流转换程序，所述数据流转换程序被处理器执行时实现如上所述的数据流转换方法的步骤。
本发明通过转换程序将嵌入式设备的串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包后从嵌入式设备的网口发送给接收端；转换程序将接收端发送给网口的IP/TCP协议数据包剔除IP协议头部还原为串口接收的有效数据后发送给串口。本发明通过转换程序将嵌入式设备通过串口发送给接收端的数据进行转换处理后通过网口发送给接收端，同时通过转换程序将接收端发送给网口的数据进行转换处理后发送给串口，实现了串口数据在以太网上远程双向传输。
附图说明
图1是本发明数据流转换方法的较佳实施例的流程图；
图2为本发明数据流转换系统的较佳实施例的原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明较佳实施例所述的数据流转换方法，如图1所示，所述数据流转换方法包括以下步骤：
步骤S10、转换程序将嵌入式设备的串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包后从嵌入式设备的网口发送给接收端；
步骤S20、转换程序将接收端发送给网口的IP/TCP协议数据包剔除IP协议头部还原为串口接收的有效数据后发送给串口。
具体地，本发明提供一种串口数据流与网口数据流互相转换的程序(称为转换程序)，将串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包后从网口发送出去，同时也将网口收到的发送给设备串口的IP/TCP协议数据包剔除IP协议头部后还原为串口接收的有效数据。
本专利的关键点是如何给串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部(IP协议是网络层协议，用在因特网上，TCP数据都是按照IP数据格式发送的，TCP协议是传输协议，为应用层提供数据服务，TCP提供可靠的面向连接服务)，添加IP/TCP协议头部需要知道晓串口发出的有效数据的接收端(即接收者的意思)的IP地址，如果采用固定的接收端的IP地址，也不方便使用，因为接收端更换了IP地址就无法继续接收和发送设备串口的数据了。
因此，本发明中，所述接收端向所述嵌入式设备发送一个在第一TCP端口号上建立通信连接的第一数据包；所述转换程序接收到所述第一数据包后，记录所述接收端的IP地址和TCP端口号。
其中，所述第一数据包的源TCP端口号为所述接收端的TCP端口号，所述第一数据包的目的TCP端口号为所述嵌入式设备的TCP端口号，所述嵌入式设备的TCP端口号为所述第一TCP端口号。
进一步地，所述嵌入式设备允许在所述第一TCP端口号上与所述接收端建立通信连接，同时记录下所述接收端的IP地址；所述嵌入式设备根据所述接收端的IP地址给串口发出的有效数据，所述转换程序将有效数据添加IP/TCP协议头部变成第二数据包后发送给所述接收端。
其中，所述第二数据包的源TCP端口号为所述第一TCP端口号，所述第二数据包的目的TCP端口号为第二TCP端口号，所述第二TCP端口号为所述接收端的TCP端口号。
直到所述接收端与所述嵌入式设备断开通信连接时，停止将串口发出的有效数据转换为IP/TCP协议数据包。
例如，所述第一TCP端口号为TCP端口10001(SCP构造端口)；所述第二TCP端口号为TCP端口10000(网络数据管理协议)，依以此为例进行说明如下：
所述接收端首先向所述嵌入式设备发送一个在TCP端口10001上建立通信连接的数据包(即第一数据包)，该数据包的源IP地址是所述接收端的IP地址，该数据包的目的地址是所述嵌入式设备的IP地址，该数据包的源TCP端口号为10000(也是所述接收端的TCP端口号)，该数据包的目的TCP端口号为10001(是所述嵌入式设备的TCP端口号)。
另外，所述嵌入式设备允许在TCP端口10001上与所述接收端建立通信连接，同时记录下所述接收端的IP地址，以后根据所述接收端的IP地址给串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变成数据包(即第二数据包)，该数据包的源IP地址是所述嵌入式设备的IP地址，该数据包的目的地址是所述接收端的IP地址，该数据包的源TCP端口号为10001，该数据包的目的TCP端口号为10000；直至所述接收端与所述嵌入式设备断开通信连接，就停止将串口发出的有效数据转换为IP/TCP协议数据包。
进一步地，如图2所示，基于上述数据流转换方法，本发明还相应提供了一种数据流转换系统，其中，所述数据流转换系统包括：
嵌入式设备，与所述嵌入式设备建立通信连接的接收端；所述嵌入式设备包括串口、转换程序和网口，所述串口、转换程序和网口依次连接，所述网口与所述接收端连接；所述转换程序用于将所述嵌入式设备的所述串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包后从所述嵌入式设备的所述网口发送给所述接收端；所述转换程序还用于将所述接收端发送给所述网口的IP/TCP协议数据包剔除IP协议头部还原为所述串口接收的有效数据后发送给所述串口。
其中，所述嵌入式设备配置的IP地址固定不变。
所述接收端向所述嵌入式设备发送一个在第一TCP端口号上建立通信连接的第一数据包；所述转换程序接收到所述第一数据包后，记录所述接收端的IP地址和TCP端口号。所述第一数据包的源TCP端口号为所述接收端的TCP端口号，所述第一数据包的目的TCP端口号为所述嵌入式设备的TCP端口号，所述嵌入式设备的TCP端口号为所述第一TCP端口号。
所述嵌入式设备允许在所述第一TCP端口号上与所述接收端建立通信连接，同时记录下所述接收端的IP地址；所述嵌入式设备根据所述接收端的IP地址给串口发出的有效数据，所述转换程序将有效数据添加IP/TCP协议头部变成第二数据包后发送给所述接收端。所述第二数据包的源TCP端口号为所述第一TCP端口号，所述第二数据包的目的TCP端口号为第二TCP端口号，所述第二TCP端口号为所述接收端的TCP端口号。直到所述接收端与所述嵌入式设备断开通信连接时，停止将串口发出的有效数据转换为IP/TCP协议数据包。
如图2所示，所述嵌入式设备包括设备程序、设备串口(即串口)、转换程序和设备网口(即网口)，所述嵌入式设备通过所述网口与所述接收端进行远程传输。
所述嵌入式设备配置的IP地址是公开的，固定不变的；而所述接收端的IP地址是可以变的。
例如，所述转换程序等待所述接收端向所述嵌入式设备发送在TCP端口10001上建立通信连接的数据包，该数据包的IP/TCP协议头部的源IP地址是所述接收端的IP地址，该数据包的目的地址是所述嵌入式设备的IP地址，该数据包的源TCP端口号为10000(也就是所述接收端的TCP端口号)，该数据包的目的TCP端口号为10001(是所述嵌入式设备的TCP端口号)。
所述转换程序收到所述接收端向所述嵌入式设备发送在TCP端口10001上建立通信连接的数据包，记录下所述接收端的IP地址和TCP端口号。
所述转换程序将所述嵌入式设备的串口输出的数据(例如图2中的abcd)添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包，该IP/TCP协议头部的源IP地址是所述嵌入式设备的IP地址，该IP/TCP协议头部的目的IP地址是所述接收端的IP地址，该IP/TCP协议头部的源TCP端口号是10001，该IP/TCP协议头部的目的TCP端口号是所述接收端的TCP端口号(10000)。IP/TCP协议数据包形如[IP头：TCP头：abcd]。
另外，所述接收端也会有IP/TCP协议数据包发给所述嵌入式设备的串口，形如[IP头：TCP头：1234]，1234是有效数据。所述转换程序验证该IP/TCP协议数据包的目的TCP端口是10001后，将该数据包其中的有效数据[1234]取出发给串口。
进一步地，本发明还提供一种存储介质，其中，所述存储介质存储有数据流转换程序，所述数据流转换程序被处理器执行时实现如上所述的数据流转换方法的步骤。
综上所述，本发明提供一种数据流转换方法、系统及存储介质，所述方法包括：转换程序将嵌入式设备的串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包后从嵌入式设备的网口发送给接收端；转换程序将接收端发送给网口的IP/TCP协议数据包剔除IP协议头部还原为串口接收的有效数据后发送给串口。本发明通过转换程序将嵌入式设备通过串口发送给接收端的数据进行转换处理后通过网口发送给接收端，同时通过转换程序将接收端发送给网口的数据进行转换处理后发送给串口，实现了串口数据在以太网上远程双向传输。
当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种数据流转换方法，其特征在于，所述数据流转换方法包括：
转换程序将嵌入式设备的串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包后从嵌入式设备的网口发送给接收端；
所述嵌入式设备配置的IP地址固定不变；
转换程序将接收端发送给网口的IP/TCP协议数据包剔除IP协议头部还原为串口接收的有效数据后发送给串口；实现串口数据在以太网上远程双向传输；
所述接收端向所述嵌入式设备发送一个在第一TCP端口号上建立通信连接的第一数据包；
所述转换程序接收到所述第一数据包后，记录所述接收端的IP地址和TCP端口号；
所述转换程序接收到所述第一数据包后，记录所述接收端的IP地址和TCP端口号，之后还包括：
所述嵌入式设备允许在所述第一TCP端口号上与所述接收端建立通信连接，同时记录下所述接收端的IP地址；
所述嵌入式设备根据所述接收端的IP地址给串口发出的有效数据，所述转换程序将有效数据添加IP/TCP协议头部变成第二数据包后发送给所述接收端；
所述第一数据包的源IP地址为所述接收端的IP地址，所述接收端的IP地址是变化的，所述第一数据包的目的地址为所述嵌入式设备的IP地址；
若采用固定的接收端的IP地址，当接收端更换IP地址时，则无法继续接收和发送设备串口的数据；
所述第一数据包的源TCP端口号为所述接收端的TCP端口号，所述第一数据包的目的TCP端口号为所述嵌入式设备的TCP端口号，所述嵌入式设备的TCP端口号为所述第一TCP端口号；
所述第二数据包的源IP地址为所述嵌入式设备的IP地址，所述第二数据包的目的地址为所述接收端的IP地址；
所述第二数据包的源TCP端口号为所述第一TCP端口号，所述第二数据包的目的TCP端口号为第二TCP端口号，所述第二TCP端口号为所述接收端的TCP端口号；
所述转换程序将有效数据添加IP/TCP协议头部变成第二数据包后发送给所述接收端，之后还包括：
直到所述接收端与所述嵌入式设备断开通信连接时，停止将串口发出的有效数据转换为IP/TCP协议数据包；
当所述接收端将IP/TCP协议数据包发给所述嵌入式设备的串口时，所述转换程序验证所述IP/TCP协议数据包的目的TCP端口后，将所述数据包其中的有效数据取出发给串口。
2.根据权利要求1所述的数据流转换方法，其特征在于，所述第一TCP端口号为TCP端口10001；所述第二TCP端口号为TCP端口10000。
3.一种数据流转换系统，其特征在于，所述数据流转换系统包括：
嵌入式设备，与所述嵌入式设备建立通信连接的接收端；
所述嵌入式设备包括串口、转换程序和网口，所述串口、转换程序和网口依次连接，所述网口与所述接收端连接；
所述转换程序用于将所述嵌入式设备的所述串口发出的有效数据添加IP/TCP协议头部变为IP/TCP协议数据包后从所述嵌入式设备的所述网口发送给所述接收端；
所述嵌入式设备配置的IP地址固定不变；
所述转换程序还用于将所述接收端发送给所述网口的IP/TCP协议数据包剔除IP协议头部还原为所述串口接收的有效数据后发送给所述串口；实现串口数据在以太网上远程双向传输；
所述接收端向所述嵌入式设备发送一个在第一TCP端口号上建立通信连接的第一数据包；
所述转换程序接收到所述第一数据包后，记录所述接收端的IP地址和TCP端口号；
所述转换程序接收到所述第一数据包后，记录所述接收端的IP地址和TCP端口号，之后还包括：
所述嵌入式设备允许在所述第一TCP端口号上与所述接收端建立通信连接，同时记录下所述接收端的IP地址；
所述嵌入式设备根据所述接收端的IP地址给串口发出的有效数据，所述转换程序将有效数据添加IP/TCP协议头部变成第二数据包后发送给所述接收端；
所述第一数据包的源IP地址为所述接收端的IP地址，所述接收端的IP地址是变化的，所述第一数据包的目的地址为所述嵌入式设备的IP地址；
若采用固定的接收端的IP地址，当接收端更换IP地址时，则无法继续接收和发送设备串口的数据；
所述第一数据包的源TCP端口号为所述接收端的TCP端口号，所述第一数据包的目的TCP端口号为所述嵌入式设备的TCP端口号，所述嵌入式设备的TCP端口号为所述第一TCP端口号；
所述第二数据包的源IP地址为所述嵌入式设备的IP地址，所述第二数据包的目的地址为所述接收端的IP地址；
所述第二数据包的源TCP端口号为所述第一TCP端口号，所述第二数据包的目的TCP端口号为第二TCP端口号，所述第二TCP端口号为所述接收端的TCP端口号；
所述转换程序将有效数据添加IP/TCP协议头部变成第二数据包后发送给所述接收端，之后还包括：
直到所述接收端与所述嵌入式设备断开通信连接时，停止将串口发出的有效数据转换为IP/TCP协议数据包；
当所述接收端将IP/TCP协议数据包发给所述嵌入式设备的串口时，所述转换程序验证所述IP/TCP协议数据包的目的TCP端口后，将所述数据包其中的有效数据取出发给串口。
4.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有数据流转换程序，所述数据流转换程序被处理器执行时实现如权利要求1-2任一项所述的数据流转换方法的步骤。
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