CN115801852A - 用于控制下位机的方法、客户端、服务器和系统 - Google Patents

Abstract

用于控制下位机的系统，包括至少一个客户端、服务器和至少一个下位机。每个下位机通过使用不同通信协议的多个端口与服务器对应的接口有线通信连接。客户端配置为：获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文；基于无线通信通过同一客户端驱动向服务器发送控制报文。服务器配置为：基于无线通信通过同一服务驱动从客户端接收控制报文；解析所接收的控制报文；当通过解析获得控制目的地和控制指令时，将控制指令发送至控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过目标端口对目标下位机进行控制。

Description

用于控制下位机的方法、客户端、服务器和系统

技术领域

本发明涉及计算机控制的技术领域，特别是涉及控制下位机的方法、客户端、服务器和系统。

背景技术

在对下位机进行控制的技术领域中，下位机通常受到作为上位机的客户端的控制。用户通过在客户端输入控制指令，客户端将控制指令发送给下位机，下位机接收到控制指令并执行相应的操作，从而用户可以对下位机进行开发、测试和控制。

下位机通常具有使用不同通信协议的多个端口，多个端口具有不同的连接方式。多个端口使用不同的连接方式与客户端有线通信连接。客户端需要针对每个通信协议安装对应的驱动程序和通信工具以实现与对应端口的通信。当在具有多个客户端的场景中，客户端与下位机一对一连接，且每个客户端均需要安装对应的驱动程序和通信工具，环境无法固定且下位机的使用成本增加。在一些对下位机进行控制实现方式中，尝试采用远程控制的方式实现客户端对下位机的控制。然而，由于不同的通信协议相互独立，有不同的网络通信实现方法，仍需要针对每个通信协议安装对应的驱动程序和通信工具，降低了系统易用性。

发明内容

本发明涉及用于控制下位机的方法、客户端、服务器和系统，能同时支持多种通信协议的网络传输，能够容易地对下位机进行控制。

本发明的第一方面涉及用于控制下位机的方法，应用于用于控制下位机的系统。该系统包括客户端、服务器和至少一个下位机，每个下位机通过使用不同通信协议的多个端口与服务器对应的接口有线通信连接。针对该服务器，该方法包括：基于无线通信通过同一服务驱动从客户端接收控制报文；解析控制报文；当通过解析得到控制指令和控制目的地时，将控制指令发送至控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过目标端口对目标下位机进行控制。

本发明的第二方面涉及用于控制下位机的方法，应用于用于控制下位机的系统，该系统包括客户端、服务器和至少一个下位机，每个下位机通过使用不同通信协议的多个端口与服务器对应的接口有线通信连接。针对该客户端，该方法包括：获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文；基于无线通信通过同一客户端驱动向服务器发送控制报文，以使服务器对控制目的地所指示的目标下位机进行控制。

本发明的第三方面涉及用于控制下位机的服务器，服务器包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如下方法的步骤：基于无线通信通过同一服务驱动从客户端接收控制报文；解析控制报文；当通过解析得到控制指令和控制目的地时，将控制指令发送至控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过目标端口对目标下位机进行控制。

本发明的第四方面涉及用于控制下位机的客户端，客户端包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如下方法的步骤：获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文；基于无线通信通过同一客户端驱动向服务器发送控制报文，以使服务器对控制目的地所指示的目标下位机进行控制。

本发明的第五方面涉及用于控制下位机的系统，该系统包括至少一个客户端、服务器和至少一个下位机，每个下位机通过使用不同通信协议的多个端口与服务器对应的接口有线通信连接。该客户端配置为：获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文；基于无线通信通过同一客户端驱动向服务器发送控制报文；服务器配置为：基于无线通信通过同一服务驱动从客户端接收控制报文；解析所接收的控制报文；当通过解析获得控制目的地和控制指令时，将控制指令发送至控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过目标端口对目标下位机进行控制。

根据本发明的用于控制下位机的方法、客户端、服务器和系统，支持对下位机的远程控制，从而支持多个用户并行地对下位机进行开发和测试，不需要一对一地对作为上位机的客户端和下位机进行本地连接，提高了开发效率并节省了开发成本。另一方面，根据本发明的控制传输可以支持多种通信协议，不需要在客户端和服务器中安装多个不同的、相互独立的客户端驱动或服务驱动程序和通信工具，只需要一个服务驱动根据数据格式对数据类型进行归属，可以通过线程队列达到高效率和高稳定性接收和转发控制传输信息，客户端也不需要安装多种客户端驱动，提高了系统的易用性。

附图说明

图1是根据一实施例的用于控制下位机的系统的示意图；

图2是根据本发明的实施例的用于控制下位机的系统的示意图；

图3是描述根据本发明的用于控制下位机的方法的交互示意图；

图4是根据本发明实施例的用于控制下位机的方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的用于控制下位机的方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的用于控制下位机的方法的流程图；

图7是根据本发明实施例的用于控制下位机的方法的流程图；

图8是根据本发明实施例的设备管理云端的显示界面示意图；

图9是根据本发明实施例的用于控制下位机的方法的流程图；

图10是根据本发明实施例的用于控制下位机的方法的流程图；

图11是根据本发明实施例的用于控制下位机的方法的流程图；

图12是根据本发明实施例的用于控制下位机的系统的交互流程图；

图13是根据本发明实施例中的计算机设备的内部结构示意图。

具体实施方式

在计算机控制的技术领域中，上位机是指可以发送指令的计算机设备，下位机通常与上位机直接连接，用于接收由上位机发送的指令，并根据所接收的指令执行相应的操作，并向上位机进行相应的反馈。通常地，用户通过在上位机输入控制指令来控制下位机，从下位机反馈的回显数据通过上位机显示给用户。

示例性地，作为上位机可以是计算机、手机、平板电脑等。下位机可以是SOC开发板或各类可编程芯片，例如可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、单片机、FPGA等。下位机通常具有使用不同通信协议的多个端口，不同的通信协议需要不同的连接方式以及不同的上位机驱动程序。例如，以下位机是SOC开发板为例，SOC开发板具有Uart，ADB，FASTBOOT等端口。这些不同的端口分别与上位机对应的接口有线物理连接，上位机安装有对应于不同端口的驱动程序，从而实现上位机与下位机之间的通信。

为实现对下位机的远程控制，参见图1，在一种实现方式中，下位机通过使用不同通信协议的多个端口与服务器对应的接口有线通信连接。针对不同端口的数据传输也需要使用不同的网络通信协议来在客户端和服务器之间进行无线通信。因此，每个客户端需要针对每个通信协议安装对应的客户端驱动，相应地，服务器也需要针对每个通信协议安装不同的服务驱动，每个驱动之间相互独立且不兼容，安装复杂不便于使用。

在图1的实现方式中，当下位机是SOC开发板时，对于SOC开发板最常用的串口的数据发送和接收，需要使用USBIP网络通信协议来进行客户端与服务器之间的远程网络传输。然而USBIP在Windows系统下需要管理员权限，安全性较差，且连接稳定性较差，不利于系统的推广应用。

如图2所示，本发明进一步提出了一种用于控制下位机的系统200，包括至少一个客户端220、服务器240以及至少一个下位机260，每个下位机260包括使用不同通信协议的多个端口，并通过使用不同通信协议的多个端口与服务器240对应的接口有线通信连接。示例性地，客户端220和服务器240都可以是计算机设备，客户端220还可以具有相应的硬件外设，以用于接收用户的输入。

在图2所示的示例中，每个下位机260具有彼此不同的第一端口262、第二端口264和第三端口266。服务器240具有与第一端口262、第二端口264和第三端口266在类型上分别对应的第一接口242、第二接口244和第三接口246。应当理解，第一接口242、第二接口244和第三接口246彼此不同，三个下位机260的三个端口分别使用不同的通信协议与服务器240有线通信。第一端口262与第一接口242有线通信连接，第二端口264与第二接口242有线通信连接，第三端口266与第三接口246有线通信连接。客户端和服务器之间可以进行无线通信。

在图2所示的系统中，客户端220将控制指令通过无线通信发送给服务器240，服务器将所接收的控制指令通过对应的端口下发给对应的下位机260，从而实现客户端220对下位机260的远程控制。

应当理解，图2中示出了三个下位机260，但下位机260的数量不以此为限，可以具有更多或更少的下位机260，只要下位机260能够与服务器240有线通信连接即可。图2中示出了每个下位机260具有三个不同的端口，但不以此为限，每个下位机260可以具有更多或更少使用不同通信协议的端口，并分别与服务器240中在类型上对应的接口连接。示例性地，下位机260是SOC开发板，SOC开发板的端口可以包括串口、ADB、FASTBOOT等。当系统200包括多个下位机260时，多个下位机260可以相同也可以不同，只要能够与服务器240有线通信连接即可。图2中示出了系统200包括三个客户端220，但客户端220的数量不以此为限，可以具有更多或更少的客户端220。当系统200包括多个客户端220时，多个客户端220可以相同也可以不同，例如，客户端220可以是计算机、手机、平板电脑中的一个或多个。

为了便于理解，以下参考图3描述根据本发明的用于控制下位机的方法的交互示意图。根据本发明实施例的用于控制下位机的方法应用于以上参考图2描述的用于控制下位机的系统200。

如图3所示，在S302中，客户端220获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文。在S304中，客户端220基于无线通信从同一客户端驱动向服务器240发送控制报文；服务器240基于无线通信通过同一服务驱动从客户端220接收控制报文。在S306中，服务器240解析所接收的控制报文。在S308中，当通过所述解析得到控制目的地和控制指令时，服务器240将控制指令发送至控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过目标端口对目标下位机进行控制。

下面将从服务器240的角度，对本发明的用于控制下位机的方法进行详细描述。根据本发明实施例的用于控制下位机的方法，应用于图2所示的用于控制下位机的系统200。如图4所示，针对系统200中的服务器240，该方法包括如下步骤S420-S460。

S420：基于无线通信通过同一服务驱动从所述客户端接收控制报文。

服务器240可以与客户端220进行无线通信，并通过无线通信接收和传递数据。服务驱动是安装在服务器240中的驱动程序，用于接收从客户端220发送的数据。在本发明中，从客户端发送的各种格式的数据均被打包成报文通过同一服务驱动接收。具体地，要发送给下位机260的不同端口的控制指令是基于不同通信协议的控制指令，从客户端220发送的包含基于不同通信协议的控制指令的各种控制报文均通过同一服务驱动来接收。服务器240可以同时或依次接收来自客户端220的多个控制报文。例如，在系统200包括多个客户端220的情况下，多个客户端220可以分别向服务器发送控制报文，服务器可以同时或依次接收来自多个客户端220的多个控制报文。

S440：解析所述控制报文。

服务器240对控制报文进行解析，以获得封装在报文中的控制指令和控制目的地。控制指令可以是基于不同通信协议的控制指令，例如，客户端220根据要控制的端口的类型所对应的通信协议，生成匹配该通信协议的控制指令，并将该控制指令组装在控制报文中。因此，服务器240从客户端220所获取的控制报文中解析得到的控制指令是基于一定的通信协议的。

控制目的地可以包括目标端口的端口标识。示例性地，在对于一个下位机260，类型相同的端口可以采用相同的端口标识。例如，如果一个下位机260包括多个串口，该多个串口可以采用相同的端口标识，要发送给串口的控制指令发送至多个串口中的任意一个即可。

在系统200包括多个下位机260的情况下，在一些实现中，对于分别在多个下位机260中的类型相同的端口，可以采用不同的端口标识；在这种情况下，控制目的地只需要包括目标端口的端口标识即可，因为通过端口标识即可唯一识别出要控制的目标下位机。在另一些实现中，对于分别在多个下位机260中的类型相同的端口，也可以采用相同的端口标识；在这种情况下，仅通过端口标识可能不能唯一识别出要控制的目标下位机；因此，控制目的地还可以包括目标下位机的设备标识，通过目标下位机的设备标识和目标端口的端口标识可以识别出要控制的目标下位机和目标端口。

应当理解，目标下位机是客户端220想要控制的下位机，目标端口是客户端220想要控制的位于目标下位机中的端口。

在具体应用示例中，控制目的地作为通信报文的固定格式，组装在客户端220与服务器240之间通信的每一条报文中，例如上述的控制报文，以及以下将描述的请求报文、请求失败报文、请求成功报文、等待报文、结果报文等。

S460：当通过所述解析得到控制指令和控制目的地时，将所述控制指令发送至所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过所述目标端口对所述目标下位机进行控制。

控制目的地用于指示要控制的目标，具体用于指示要控制的目标下位机以及要控制的目标端口。目标下位机可以是系统200包括的下位机260中的一个或多个下位机。当系统200中仅包括一个下位机260时，控制目的地所指示的目标下位机可以是系统200中包括的唯一的下位机260。目标端口可以是系统200包括的下位机260的一个或多个端口。控制目的地可以指示一个目标下位机的一个端口，也可以同时指示多个目标下位机的多个相同类型的端口。

服务器240通过与控制目的地所指示的目标下位机的目标端口相对应的服务器240的接口，通过有线通信将控制指令发送至该目标端口，从而通过该目标端口对目标下位机进行控制。

示例性地，系统200可以包括三个下位机，例如，第一SOC开发板、第二SOC开发板和第三SOC开发板。每个SOC开发板包括串口、FASTBOOT、ADB。当用户想要通过第一SOC开发板的串口控制第一SOC开发板时，向客户端220输入要控制的目标下位机(例如第一SOC开发板)、要控制的目标端口(例如第一SOC开发板的串口)以及控制命令，客户端220将控制命令整合成匹配目标端口通信协议的控制指令，将指示第一SOC开发板的串口的端口标识(可选地还将指示第一SOC开发板的设备标识一并)作为控制目的地，将控制目的地和控制指令组装成控制报文发送给服务器240。服务器240解析所接收的控制报文以获得控制指令和控制目的地，并将控制指令发送给第一SOC开发板的串口，从而实现通过第一SOC开发板的串口对第一SOC开发板进行控制。在上述处理中，可以理解为客户端220和服务器240共同充当上位机，用于向下位机260发送控制指令，以对下位机260进行控制。

根据上述用于控制下位机的方法，用户在客户端220进行操作，客户端220不需要与下位机260的端口直接物理连接，即用户能够实现对下位机260的远程控制，使得用户对下位机260的控制环境可以固定，且能够支持多个用户并行地对下位机260进行开发和测试。当需要控制多个下位机260时，不需要一对一地对作为上位机的客户端和下位机进行本地连接，因此不需要来回运输下位机260以实现客户端与下位机260的物理连接，提高了开发效率并节省了开发成本。另一方面，根据本发明的控制传输可以支持多种通信协议，不需要在客户端220和服务器240中安装多个不同的、相互独立的客户端驱动或服务驱动程序和通信工具，只需要一个服务驱动根据数据格式对数据类型进行归属，可以通过线程队列达到高效率和高稳定性接收和转发控制传输信息，客户端220也不需要安装多种客户端驱动，提高了系统的易用性。

参见图4至图6，在一实施例中，在步骤S420之前，需先判断目标下位机的目标端口是否可用。具体地，在步骤S420之前，根据本发明的用于控制下位机的方法还包括步骤S412-S418。

S412：基于所述无线通信从所述客户端接收请求报文。

在服务器240从客户端220接收控制报文之前，先从客户端220接收请求报文。控制目的地组装在请求报文中。在实际应用中，客户端220从用户获取控制目的地，并将控制目的地组装在请求报文中发送给服务器240。服务器240基于无线通信从客户端220接收请求报文。

S414：解析所述请求报文以获得所述控制目的地。

S416：判断所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口是否可用。判断控制目的地所指示的目标下位机的目标端口是否可用可以是判断要控制的目标下位机的目标端口当前是否是可被控制的端口。例如，判断目标端口是否有效及是否空闲，将在下文中参考图6详细描述。

当服务器240判断为目标下位机的目标端口不可用时，服务器240执行步骤S417：向客户端220发送请求失败报文。从而客户端220的用户可以知道请求失败，即所请求的目标下位机的目标端口不可用，用户可以再次请求其他下位机或其他的端口。

当服务器240判断为目标下位机的目标端口可用时，服务器240执行步骤S418及后续步骤。在步骤S418中，服务器240向客户端220发送请求成功报文，从而客户端220的用户可以知道请求成功，用户可以进一步输入控制命令以在后续步骤中对目标下位机的目标端口进行控制。另一方面，当服务器240判断为目标下位机的目标端口可用时，服务器240组建基于目标下位机的目标端口的通信资源，为后续步骤S420-S460中的通信做出必要的通信准备。

在步骤S418之后，还执行步骤S420-S460，步骤S420-S460与上述参照图4的实施例中描述的相同，在此不再赘述。在图5中，步骤S420-S460用符号“A”指代。

在上述实施例中，服务器240仅在判断用户想要控制的目标下位机的目标端口可用时，才进一步从客户端220接收控制报文，否则服务器240向客户端220返回请求失败报文，以告知客户端220的用户所请求的目标下位机的目标端口不可用。换言之，客户端220在收到从服务器240发送的请求成功报文后，再组装控制报文，并将控制报文发送给服务器240。如此，客户端220的用户能够清楚地知道想要请求控制的目标下位机的目标端口能够得到控制，进而决定后续的操作。

在一实施例中，参考图6所示，步骤S416具体包括步骤S4162-S4167。在步骤S4162中，服务器240判断控制目的地所指示的目标下位机的目标端口是否有效。示意性地，可以判断控制目的地所指示的目标下位机的目标端口是否存在于系统200中。例如，当系统200中没有包括用户想要控制的目标下位机时，或者当用户想要控制的目标下位机不包括用户想要控制的目标端口时判断为控制目的地所指示的目标下位机的目标端口无效。

当控制目的地所指示的目标下位机的目标端口无效时，服务器240执行步骤S417，向客户端220发送请求失败报文。当控制目的地所指示的目标下位机的目标端口有效时，服务器240执行步骤S4164，进一步判断要控制的目标端口是否为串口。当判断为要控制的目标端口不是串口时，服务器240执行步骤S418及后续步骤S420-S460。在图6中，步骤S420-S460用符号“A”指代。当判断为要控制的目标端口是串口时，服务器240执行步骤S4166，进一步判断该串口是否处于空闲状态，由于串口只能串行接收数据，因此需要等待串口进入空闲状态后才能对串口进行进一步的控制。当判断为该串口处于空闲状态时，服务器240执行步骤S418及后续步骤S420-S460。步骤S418、S420-S460与上述参照图4和图5的实施例中描述的相同，在此不再赘述。当判断为该串口不是处于空闲状态时，服务器240将请求报文放入等待队列进行等待，并向客户端220发送等待报文。如此，客户端220的用户能够清楚地知道想要请求控制的串口当前不处于空闲状态，因此需要等待该串口进入空闲状态。在本实施例中，当请求失败时，服务器240向客户端220返回请求失败报文，当需要等待时，服务器240向客户端220返回等待报文，如此，客户端220的用户能够清楚地知道请求失败的原因，进而决定后续操作。

在一实施例中，在步骤S440中，解析所述控制报文具体包括：判断控制报文中是否包括有效的退出标志，当控制报文中包括有效的退出标志时，结束与客户端的无线通信。

当客户端220的想要退出当前对下位机260的控制并结束当前与下位机260的通信时，客户端220向服务器240发送的控制报文中包含有效的退出标志。服务器240在接收到控制报文之后，对控制报文进行解析还包括判断控制报文中是否包括有效的退出标志。

在一些示例中，退出标志的有效性通过是否在控制报文中包括有退出标志来表示；例如，当从客户端220发送的控制报文中解析到有退出标志时，认为退出标志有效，当从客户端220发送的控制报文中没有解析到退出标志时，认为退出标志无效。在另一些示例中，退出标志的有效性可以通过控制报文中的退出标志位的状态来表示；例如，服务器240通过解析控制报文可以得知退出标志位的状态，当该退出标志位被设定为“1”时，认为退出标志有效，当该退出标志位被设定为“0”时，认为退出标志无效。判断退出标志的有效性还可以采用现有技术中的其他形式，不以此为限。

服务器240对控制报文进行解析以判断控制报文是否包括有效的退出标志，当从客户端接收的控制报文包括有效的退出标志时，服务器240结束与客户端220的无线通信，从而释放相应的基于目标端口的通信资源，并释放对应的目标下位机的目标端口，从而该目标端口的状态变为非占用状态。在一些实施例中，控制报文中可以仅包括有效的退出标志而不再包括有控制指令和控制目的地，此时的控制报文也可以被称为退出报文。在另一些示例中，有效的退出标志可以随控制指令和控制目的地一起组装在控制报文中；在这种情况下，服务器240可以待下发完控制指令后再释放对应的通信资源和目标端口。

在一实施例中，参考图7，在步骤S460之后，该方法还包括以下步骤S480-S490。在图7中，用符号“A”指代步骤S420-S460。

S480：从所述目标下位机获取回显数据。

回显数据指示目标下位机对控制指令的执行结果。回显数据可以通过目标端口来从目标下位机获取，换言之，服务器240从哪个端口向目标下位机发送控制指令就从哪个端口获取对应的回显数据，然而不以此为限，服务器240也可以通过一个端口发送控制指令而通过另一端口获取回显数据。

S490：将所述回显数据组装成结果报文并通过所述无线通信发送给所述客户端。

示例性地，结果报文中可以组装有回显数据所来自的下位机的下位机标识、端口标识、控制指令和回显数据。客户端220接收到结果报文后，对结果报文进行解析即可获得相应的下位机的控制状态，以及下位机受到控制的执行状态。

在进一步的实施例中，当服务器240检测到目标下位机执行完控制指令时，进一步将有效的执行结束标志组装到结果报文中，并通过无线通信将结果报文发送给客户端。

对于目标下位机，控制指令是串行执行的，只有等待一条控制指令执行完毕，才能再执行下一条控制指令。服务器240对下位机执行指令的状态进行检测。当目标下位机执行完包括在一条控制报文中的控制指令时，会将该执行完毕的状态反馈给服务器240。如果服务器240检测到该执行完毕的状态，即表示一条控制报文中的控制指令已被目标下位机260接收并执行完毕。此时，服务器240进一步将有效的执行结束标志组装到结果报文中，并通过无线通信发送给客户端220，如此，客户端220可以准备向服务器240发送新的控制报文。与退出标志类似地，执行结束标志的有效性可以通过是否在结果报文中包括有执行结束标志来表示，或者可以通过结果报文中的执行结束标志位的状态来表示。应当理解，在一些实现中，结果报文中可以仅包括执行结束标志而不包括回显数据。

在一实施例中，根据本申请的用于控制下位机的方法还包括：监控下位机的各个端口的使用状态，并将该使用状态实时映射到客户端可访问的位置。

在根据本申请的用于控制下位机的系统200中，服务器240与下位机260的端口有线连接，服务器240对与其连接的下位机260的端口进行配置和监控。例如，服务器240可以实时对与其连接的各个下位机260的各个端口进行监听，确定所接收的请求报文所请求的端口。

在对各个端口进行监听之前，服务器240还可以先对各个端口进行初始化。例如，在系统200包括多个下位机260，且下位机260是SOC开发板的情况下，服务器240的USB接口与每个下位机260的串口有线通信连接。服务器240根据配置文件中描述的不同SOC开发板的串口号和USB序列号初始化各个SOC开发板的各个端口，并与SOC开发板的设备标识建立联系。配置文件可以包括下位机的设备标识(例如SOC开发板的设备标识)和各个端口的端口标识(例如串口号、ADB序列号、FASTBOOT序列号等)。

服务器240可以实时监控下位机的各个端口的使用状态，例如当前正在使用或空闲的状态，并将该使用状态实时映射到客户端220可以访问的位置。优选地，服务器240将该使用状态实时映射到云服务器上搭建的特定网站，云服务器也成为云计算服务器或云主机，可以提供公用化的互联网服务，例如计算、存储、备份等。通过在客户端220访问该云服务器上搭建的特定网站即可实时查看各个端口的使用状态。在本申请中，该云服务器上的特定网站也可以称为设备管理云端。

图8示出了设备管理云端的界面的示意图。客户端220的用户通过使用客户端220登录设备管理云端，可以查看每个下位机设备的类型、编号、端口类型、端口标识、是否占用以及占用的用户等。登录设备管理云端的用户可以具有不同的权限，例如，为不同用户分配不同的账号，通过使用不同的账号登录设备管理云端，将呈现不同的操作权限。

通过提供设备管理云端，客户端220可以对多个下位机260及对应的各个端口进行可视化管理，实时获知多个下位机260及对应的各个端口的状态，客户端220的用户从而可以知道哪些下位机可用、哪些端口可用，进而容易地对下位机进行控制。此外，设备管理云端搭建在云服务器中，不需要进行本地管理和运维，便于使用。但应当理解的是，服务器240可以将各个端口的使用状态映射到其他位置，例如可以是服务器240中的特定存储空间，只要客户端220可访问即可。

根据本发明的另一方面，下面将从客户端220的角度，对本发明的用于控制下位机的方法进行描述。根据本发明实施例的用于控制下位机的方法，应用于图2所示的用于控制下位机的系统200。应当理解，在上述针对服务器240的方法中描述和解释的关于客户端、服务器和下位机的所有特征也应用于将在下面描述的针对客户端220的方法。针对同一术语，在上述针对服务器240的方法中描述和解释也可应用于在下面描述的针对客户端220的方法，在下文中不再重复描述。

如图9所示，针对系统200中的客户端220，该方法包括如下步骤S920-S940。

S920：获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文。

客户端220在与服务器240建立无线通信连接之后，获取控制目的地和控制指令。在一些示例中，客户端220可以从用户向客户端220的输入中获取控制目的地和控制指令。例如，用户可以通过在客户端220登录设备管理云端选择要控制的下位机和端口，并通过客户端输入对应的控制指令。在另一些示例中，客户端220可以通过调用自动控制应用接口(例如API接口)自动获取控制目的地。例如，客户端220调用API接口，根据拓扑图匹配在设备管理云端根据所需设备端口自动选择设备端口，并获取预先准备好的控制指令。应当理解，通过调用自动控制应用接口来自动获取控制目的地能够实现对下位机进行自动化控制。

S940：基于无线通信通过同一客户端驱动向所述服务器发送所述控制报文，以使所述服务器对所述控制目的地所指示的目标下位机进行控制。

在本发明中，各种格式的数据均被打包成报文通过同一客户端驱动来发送，也即，针对不同端口的基于不同通信协议的控制指令均通过同一客户端驱动来发送，客户端220中不需要针对多种通信协议安装对应的多种客户端驱动，即能够支持多种通信协议，提高了系统的易用性。此外，客户端220对下位机260实现远程控制，用户在客户端220进行操作，客户端220不需要与下位机260的端口直接物理连接，即用户能够实现对下位机260的远程控制，使得用户对下位机260的控制环境可以固定，且能够支持多个用户并行地对下位机260进行开发和测试。当需要控制多个下位机260时，不需要一对一地对作为上位机的客户端和下位机进行本地连接，因此不需要来回运输下位机260以实现客户端与下位机260的物理连接，提高了开发效率并节省了开发成本。

应当理解，在步骤S940之前，还包括与服务器240建立无线通信连接的步骤。例如，客户端220根据服务器的IP地址与服务器240建立无线通信。可选地，客户端220也可以根据服务器的IP地址以及想要控制的目标端口的端口标识来建立无线通信连接，在这种情况下，客户端220与服务器240之间的无线通信是基于目标端口的无线通信。

参见图10，在一实施例中，步骤S920具体包括以下步骤S922-S928。

S922：获取控制目的地并组装成请求报文。

获取控制目的地的方法与上述在步骤S920中描述的相同，在此不再赘述。

S924：将所述请求报文发送至服务器并接收从所述服务器反馈的请求反馈报文。

客户端220基于与服务器的无线通信将请求报文发送给服务器240。服务器240接收到请求报文后，将对请求报文进行解析以获得控制目的地，并判断控制目的地所指示的目标下位机的目标端口是否可用。服务器240进行了判断后，向客户端220发送对应的请求反馈报文，客户端220基于与服务器240的无线通信接收请求反馈报文。根据所请求的目的地的具体情况，请求反馈报文包括请求成功报文、请求失败报文和等待报文。服务器240的判断过程以及所请求的目的地的具体描述参考在上述步骤S416-S418的解释，在此不再赘述。

S926：基于所述请求反馈报文判断所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口是否可用。

例如，当客户端220接收到的请求反馈报文是请求成功报文时，判断为控制目的地所指示的目标下位机的目标端口可用；当客户端220接收到的请求反馈报文是请求失败报文时，判断为控制目的地所指示的目标下位机的目标端口不可用，并结束与服务器240的无线通信；当客户端220接收到的请求反馈报文是等待报文时，进行等待直到接收到请求成功报文。请求成功报文、请求失败报文和等待报文的具体描述参考在上述步骤S416-S418中的解释，在此不再赘述。

S928：当所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口可用时，获取控制指令并将所述控制目的地和所述控制指令组装成控制报文。

在上述实施例中，客户端220先向服务器240发送请求报文，当基于服务器240反馈的请求反馈报文判断控制目的地可用时，再向服务器240发送控制报文。在基于服务器240反馈的请求反馈报文判断控制目的地可用时，客户端220还组建基于目标下位机的目标端口的通信资源，为后续步骤中的通信做出必要的通信准备。

在一实施例中，参考图11，在步骤S940之后，该方法还包括以下步骤S960-S980。

S960：从所述服务器接收指示所述目标下位机的执行结果的结果报文。

客户端220通过无线通信从服务器240接收指示目标下位机的执行结果的结果报文。结果报文可以包括服务器240从目标下位机获取的回显数据。优选地，结果报文可以组装有回显数据所来自的下位机标识、端口标识、控制指令和回显数据。

S980：解析所述结果报文，并基于解析的结果显示指示所述目标下位机的状态的数据。

客户端220接收到结果报文后，对结果报文进行解析即可获得相应的下位机的控制状态，以及下位机受到控制的执行状态。客户端220可以是具有显示屏的计算机设备，并可以将指示目标下位机的状态的数据显示在显示屏上，从而用户可以容易地获知其所控制的目标下位机的状态。

在一实施例中，在步骤S980中，解析结果报文具体包括：判断结果报文中是否包括有效的执行结束标志。当结果报文中包括有效的执行结束标志时，向服务器发送新的控制报文。

当服务器240检测到目标下位机执行完控制指令时，进一步将有效的执行结束标志组装到结果报文中。因此，当客户端220解析结果报文并判断结果报文中包括有效的执行结束标志时，可以知道目标下位机已经执行完包括在一条控制报文中的控制指令，因此可以准备向服务器240发送新的控制报文。执行结束标志的有效性可以通过是否在结果报文中包括有执行结束标志来表示，或者可以通过结果报文中的执行结束标志位的状态来表示。

在一实施例中，根据本发明的用于控制下位机的方法还包括：判断是否有退出命令的输入，当有所述退出命令的输入时，将有效的退出标志组装到控制报文中，并向服务器发送包含有效的退出标志的控制报文。

当客户端220想要退出当前对下位机260的控制并结束当前与下位机260的通信时，例如，在客户端200的用户手动输入控制目的地的情况下，客户端200的用户登录设备管理云端以执行释放目标端口的操作(即退出命令的输入)，此时，客户端220向服务器240发送的控制报文中包含有效的退出标志。在客户端220通过调用API接口自动获取控制目的地的情况下，可以通过识别到结束字段而自动执行释放对应的目标端口的操作(即退出命令的输入)，此时，客户端220向服务器240发送的控制报文中包含有效的退出标志。

在一些实施例中，客户端220可以仅将退出标志组装到控制报文中，而不将控制指令组装到控制报文中，此时的控制报文也可以被称为退出报文。在这种情况下，服务器240对从客户端发送的控制报文进行解析后得到退出标志而没有控制指令，服务器240根据解析到的退出标志结束与客户端220的无线通信，并释放对应的通信资源。

在另一些实施例中，客户端220也可以将有效的退出标志随控制指令一起组装到控制报文中，使服务器240待下发完控制指令后再释放对应的基于目标端口的通信资源和目标端口。

在客户端220向服务器240发送了包含有效的退出标志的控制报文之后，客户端220结束与服务器240的无线通信，并释放相应的通信资源。服务器240收到包含有效的退出标志的控制报文之后，目标下位机的目标端口被释放，从而该目标端口的状态变为非占用，可以在设备管理云端更新端口的状态。

以下参考图12描述在一具体应用示例中客户端220与服务器240之间的交互。

服务器240加载配置文件，并根据配置文件对各个下位机的各个端口进行初始化。例如，以下位机为SOC开发板为例SOC开发板的串口通常与服务器240的USB端口连接，服务器240可以根据配置文件中描述的不同SOC开发板的串口号和USB序列号来初始化各个控制端口。然后，服务器240开始监听各个端口及无线通信网络事件。客户端220根据服务器240的IP地址请求与服务器建立无线连接。当无线连接建立成功时，客户端220组建并发送请求报文。当无线连接建立失败时，结束通信。服务器240解析请求报文并判断所请求的目标下位机及所请求的目标端口是否有效；如果所请求的目标端口是串口，进一步判断该串口是否空闲。服务端240基于无线通信向客户端220发送请求反馈报文，如果所请求的目标下位机及所请求的目标端口无效则请求反馈报文为请求失败报文；若所请求的目标端口为串口且该串口不是处于空闲状态则请求反馈报文为等待报文，并将请求报文放入等待队列进行等待，直到该串口空闲；若所请求的目标端口有效且并非串口、或者所请求的端口为串口但处于空闲状态，则请求反馈报文为请求成功报文。当客户端220接收到请求成功报文时，客户端组装控制报文并将控制报文发送给服务器240。当客户端接收到请求失败报文时结束通信。当客户端接收到等待报文时，继续等待直到接收到请求成功报文。

服务器240接收并解析控制报文，如果控制报文中包含有有效的退出标志，则结束无线通信并释放对应的通信资源。当服务器240解析得到控制指令时，将控制指令下发给目标下位机的目标端口，并从目标下位机接收回显数据以组装成结果报文发送给客户端220。当服务器240检测到目标下位机执行完包括在一条控制报文中的控制指令时，进一步将有效的执行结束标志组装到结果报文中并发送给客户端220。

客户端220接收并解析结果报文，并显示回显数据。客户端220判断结果报文中是否包含有效的执行结束标志，如果包含有效的执行结束标志，客户端220可以继续组装并发送下一条控制报文，如果没有包含有效的执行结束标志，客户端220继续等待下位机执行完成控制指令。客户端220判断是否有退出命令的输入(例如来自用户手动的退出命令，或来自API的结束字段)，如果有退出命令的输入，则向服务器240发送包括有效的退出标志的控制报文，并结束与服务器240的无线通信；如果没有退出命令的输入，则可以继续组装并发送不包括有效的退出标志的控制报文。在示意图中，客户端220在解析结果报文之后判断是否有退出命令的输入，但应当理解，客户端220可以在与服务器240建立通信连接之后的任何时间判断是否有退出命令的输入。

通过上述处理，通过客户端220与服务器240之间的无线通信，实现了对下位机的远程控制。客户端220与服务器240之间通过报文进行数据传递，基于不同通信协议的控制命令都组装成报文，因此不需要在客户端和服务器中安装多个不同的、相互独立的客户端驱动或服务驱动程序和通信工具，远程数据传输具有高可靠性。

根据本发明的另一方面的实施例，公开了一种用于控制下位机的服务器。该服务器可以是一种计算机设备，其内部结构图可以如图13所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数据发送方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图13中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

该服务器配置为可以通过使用不同通信协议的多个接口与下位机对应的端口有线通信连接。该服务器包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，当处理器执行计算机程序时实现以下步骤：基于无线通信通过同一服务驱动从所述客户端接收控制报文；解析所述控制报文；当通过所述解析得到控制指令和控制目的地时，将所述控制指令发送至所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过所述目标端口对所述目标下位机进行控制。

上述实施例提供的服务器，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。上述针对服务器描述的方法实施例中描述的技术特征和有益效果均适用于用于控制下位机的服务器的实施例中。

在上述实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：基于无线通信通过同一服务驱动从所述客户端接收控制报文；解析所述控制报文；当通过所述解析得到控制指令和控制目的地时，将所述控制指令发送至所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过所述目标端口对所述目标下位机进行控制。

上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。上述针对服务器描述的方法实施例中描述的技术特征和有益效果均适用于该计算机存储解释的实施例中。

根据本发明的另一方面的实施例，公开了一种用于控制下位机的客户端。该客户端可以是一种计算机设备，其内部结构图可以如图13所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数据发送方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图13中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

该客户端包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，当处理器执行计算机程序时实现以下步骤：获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文；基于无线通信通过同一客户端驱动向所述服务器发送所述控制报文，以使所述服务器对所述控制目的地所指示的目标下位机进行控制。

上述实施例提供的客户端，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。上述针对客户端描述的方法实施例中描述的技术特征和有益效果均适用于用于控制下位机的客户端的实施例中。

在上述实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文；基于无线通信通过同一客户端驱动向所述服务器发送所述控制报文，以使所述服务器对所述控制目的地所指示的目标下位机进行控制。

上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。上述针对服务器描述的方法实施例中描述的技术特征和有益效果均适用于该计算机存储解释的实施例中。

根据本发明的另一方面的实施例，公开了一种用于控制下位机的系统，该系统包括至少一个客户端、服务器和至少一个下位机，每个所述下位机通过使用不同通信协议的多个端口与所述服务器对应的接口有线通信连接。所述客户端配置为：获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文；基于无线通信通过同一客户端驱动向所述服务器发送所述控制报文。所述服务器配置为：基于所述无线通信通过同一服务驱动从所述客户端接收控制报文；解析所接收的所述控制报文以获得所述控制目的地和所述控制指令；将所述控制指令发送至所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过所述目标端口对所述目标下位机进行控制。

上述实施例提供的用于控制下位机的系统，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。上述方法实施例中描述的技术特征和有益效果均适用于用于控制下位机的系统的实施例中。

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的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，例如非瞬时的可读取存储介质。该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.用于控制下位机的方法，应用于用于控制下位机的系统，其特征在于，所述系统包括客户端、服务器和至少一个下位机，每个所述下位机通过使用不同通信协议的多个端口与所述服务器对应的接口有线通信连接，针对所述服务器，所述方法包括：

基于无线通信通过同一服务驱动从所述客户端接收控制报文；

解析所述控制报文；

当通过所述解析得到控制指令和控制目的地时，将所述控制指令发送至所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过所述目标端口对所述目标下位机进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于无线通信通过同一服务驱动从所述客户端接收控制报文之前，所述方法还包括：

基于所述无线通信从所述客户端接收请求报文；

解析所述请求报文以获得所述控制目的地；

判断所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口是否可用；

当所述目标下位机的目标端口可用时，向所述客户端发送请求成功报文。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，判断所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口是否可用包括：

判断所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口是否有效；

当所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口无效时，向所述客户端发送请求失败报文；

当所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口有效时，判断所述目标端口是否为串口；

当所述目标端口不是串口时，判断为所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口可用；

当所述目标端口为串口时，判断所述串口是否处于空闲状态；

当所述串口不处于空闲状态时，将所述请求报文放入等待队列并向所述客户端发送等待报文，以等待所述串口进入空闲状态；

当所述串口处于空闲状态时，判断为所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口可用。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，解析所述控制报文包括：

判断所述控制报文中的退出标志是否有效；

当所述控制报文中的退出标志有效时，结束与所述客户端的无线通信。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述控制指令发送至所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口之后，所述方法还包括：

从所述目标下位机获取回显数据；

将所述回显数据组装成结果报文并通过所述无线通信发送给所述客户端。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述回显数据组装成结果报文并通过所述无线通信发送给所述客户端，包括：

当检测到所述目标下位机执行完所述控制指令时，进一步将有效的执行结束标志组装到所述结果报文中，并通过所述无线通信发送给所述客户端。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括：

监控所述下位机的各个端口的使用状态；以及

将所述使用状态实时映射到所述客户端可访问的位置。

8.用于控制下位机的方法，应用于用于控制下位机的系统，其特征在于，所述系统包括客户端、服务器和至少一个下位机，每个所述下位机通过使用不同通信协议的多个端口与服务器对应的接口有线通信连接，针对所述客户端，所述方法包括：

获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文；

基于无线通信通过同一客户端驱动向所述服务器发送所述控制报文，以使所述服务器对所述控制目的地所指示的目标下位机进行控制。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文包括：

获取控制目的地并组装成请求报文；

将所述请求报文发送至所述服务器并接收从所述服务器反馈的请求反馈报文；

基于所述请求反馈报文判断所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口是否可用；

当所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口可用时，获取控制指令并将所述控制目的地和所述控制指令组装成控制报文。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，基于无线通信通过同一客户端驱动向所述服务器发送所述控制报文之后，所述方法还包括：

从所述服务器接收指示所述目标下位机的执行结果的结果报文；

解析所述结果报文，并基于解析的结果显示指示所述目标下位机的状态的数据。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，解析所述结果报文包括：

判断所述结果报文是否包括有效的执行结束标志；

当所述结果报文包括有效的执行结束标志时，向所述服务器发送新的控制报文。

12.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述方法还包括：

判断是否有退出命令的输入；

当有所述退出命令的输入时，将有效的退出标志组装到控制报文中，并向所述服务器发送包含有效的退出标志的控制报文。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，从用户向客户端的输入来获取控制目的地，或者调用自动控制应用接口自动获取控制目的地。

14.用于控制下位机的服务器，其特征在于，所述服务器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

15.用于控制下位机的客户端，其特征在于，所述客户端包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8至13中任一项所述的方法的步骤。

16.用于控制下位机的系统，其特征在于，所述系统包括至少一个客户端、服务器和至少一个下位机，每个所述下位机通过使用不同通信协议的多个端口与所述服务器对应的接口有线通信连接，其中：

所述客户端配置为：

获取控制目的地和控制指令并组装成控制报文；

基于无线通信通过同一客户端驱动向所述服务器发送所述控制报文；

所述服务器配置为：

基于所述无线通信通过同一服务驱动从所述客户端接收控制报文；

解析所接收的所述控制报文；

当通过所述解析获得所述控制目的地和所述控制指令时，将所述控制指令发送至所述控制目的地所指示的目标下位机的目标端口，以通过所述目标端口对所述目标下位机进行控制。

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