CN1977258A - 实时电子通信系统和方法 - Google Patents

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CN1977258A CNA2004800271898A CN200480027189A CN1977258A CN 1977258 A CN1977258 A CN 1977258A CN A2004800271898 A CNA2004800271898 A CN A2004800271898A CN 200480027189 A CN200480027189 A CN 200480027189A CN 1977258 A CN1977258 A CN 1977258A
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比利·W·克拉姆
布莱恩·J.·麦肯
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Abstract

实时电子通信系统利用即时消息接发服务器。第一计算机包括第一即时消息接发客户程序。第一客户程序适合于把第一计算机登录到所述服务器，并把第一计算机的连接信息传递给所述服务器。第二计算机包括第二即时消息接发客户程序。第二客户程序适合于把第二计算机登录到所述服务器，并把第二计算机的连接信息传递给所述服务器。外部设备在操作上与第二计算机连接。第一和第二计算机的相应连接信息被用于在第一和第二计算机之间实现实时对等通信，从而第一计算机实时地与所述外部设备进行接口。

Description

实时电子通信系统和方法
技术领域
本发明涉及存在管理技术，更具体地说，涉及实时电子通信系统和方法。
背景技术
本发明利用工业因特网设备，它在单一的集成硬件设备中支持安全、可靠的串行和IP通信及因特网消息接发应用。因特网设备是串行和TCP/IP通信接口，数字和模拟输入，继电器和嵌入应用程序的独特混合。本发明提供一种可被无缝集成到LAN、WAN和无线项目中的单一设备。其嵌入应用程序提供把串行设备与IP网络、具有因特网能力的遗留设备连接，或者把远程设备与目前的先进的3G无线数据网络结合起来的快速、简易的手段。
完全集成的数字输入，模拟输入和继电器允许使用一个事件触发另一事件。例如，连接模拟输入和继电器，你得到一个完美的太阳能电池监视器，它可关闭设备或者起动发电机。连接开关或者运动传感器与几个数字输入之一，你得到一个总控钥匙安全系统，它能够触发汽笛或警报器；或者得到开门的访问控制系统。
除了上述之外，本发明还可发送UDP分组，启动TCP会话，或者甚至根据数字输入，模拟值，或者串行数据流中的变化，直接发送电子邮件(SMTP)警报。分组和电子邮件消息可保持在你的局域LAN上，或者可通过因特网或无线网络被发送给现场人员。
本发明还适用于连接串行设备。例如，把你的RTU、PLC或者Data Logger与RS232或RS485端口连接，并从许多选项，包括UDP、TCP、或者SMTP数据传送；Telnet访问；和HTML数据表示中进行选择。
本发明还可在现场使用。现在远程串行或遗留数据可在任何无线网络上传送。连接因特网设备与你的无线调制解调器，并让其独特的连接控制和嵌入TCP/IP协议栈无线启动你的串行数据设备。本发明向位于网络之内或者之外的任何回答者发送电子邮件。警告信号通过经常使用的电子邮件客户程序，比如Microsoft Outlook，Lotus和Netscape到达LAN桌上型电脑，或者可被发送给借助电子邮件地址可到达的任何人或设备，包括个人电子邮件服务(AOL、MSN、Yahoo)，无线PDA，具有WAP或文本消息能力的蜂窝电话机和寻呼机。
发明内容
于是，本发明的一个目的是提供一种供实时电子通信系统和方法之用的工业因特网设备。
本发明的另一目的是提供一种具有借助用户可选择的TCP/IP网络传送和消息接发方法，比如UDP、TCP、FTP、SMTP和即时消息，通过IP网络捕捉、保存和传送报警事件和串行数据的独特能力的工业因特网设备。
本发明的另一目的是提供可用在各种各样的应用中的工业因特网设备，所述应用包括独立应用，访问控制/通知，触点闭合通知，温度通知，液位通知，太阳能电池监视，发电机控制，连网应用，以太网到PPP网关/路由器，3G无线连通性，对串行设备的IP访问，RS485/RS232变换，电子邮件传送串行数据流，异常报告，通过LAN或WIRELESS IP网络对RS-232和RS-485设备的TCP/TELNET访问，RS232和RS485设备端口的UDP PAD功能，通过RS232调制解调器端口经由PPP的LAN-WAN或者LAN-WIRELESS连接，LAN-WAN网关功能，包括DHCP、NAT和端口转发，网络协议：UDP、TCP、NTP、SNMP、DHCP、PPP、HTTP、FTP、SMTP&Telnet，和RS232-RS485互换/变换。
本发明的另一目的是提供一种工业因特网设备，作为独立设备，它能够依据数字输入的状态的变化(触点闭合)，触发继电器。
本发明的另一目的是提供一种工业因特网设备，作为独立设备，它能够依据模拟值变化(设定点)触发继电器。
本发明的另一目的是提供一种工业因特网设备，当连接到LAN或PPP连接时，它能够更新DNS主机名表，以反映IP地址的变化(动态DNS)，发送关于数字输入的状态变化的电子邮件通知，发送关于高或低模拟值的变化的电子邮件通知，根据上述任意之一启动出站UDP分组或者TCP会话。
本发明的另一目的是提供一种工业因特网设备，当与终端(RTU、PLC或者记录器)连接时，它能够依据串行数据流(串行数据可包括在消息中)的到达，发送电子邮件，依据串行数据流的到达，发送UDP分组或者发起TCP会话，监视串行数据，当需要时(异常报告)，发起电子邮件、UDP或TCP。
本发明的另一目的是提供一种工业因特网设备，它适合于利用对等即时消息接发和存在协议(IMPP)或者通用存在和即时消息接发(CPIM)，传递、检查和/或控制往来于人和/或其它设备的不活动设备的报警、事件、状态、安全性和存在信息。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用对等网络连接方法，所述方法利用即时消息接发和存在协议或通用存在和即时消息接发，或者其它对等消息接发协议，提供设备存在指示和事件通知，配置，状态，以及连接设备访问。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用消息通知方法，从而消息通知是用于实现消息的创建和解释，以便传递授权的参数的代码的配置。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它把即时消息接发或对等通知方法用作提供设备存在指示的手段。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它把计算机软件图标的多模式图形显示用作提供设备状态信息，包括禁止的(proscribed)设备和/或任何附加设备的状态的手段。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用即时消息接发或对等接收和通信核实装置。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用在发送或接收即时消息接发或对等通知之后，指示禁止设备的存在的指示器。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用在无预先授权的情况下，限制未经授权的用户向因特网设备传递信息或通知，或者从因特网设备接收信息或通知的方法。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用安全和即时消息接发或者对等代码接受者过滤和/或排除装置。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用捕捉设备报警事件，并把事件数据格式化成消息以便利用IM传送给另一设备的装置。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用消息形成过程，从而设备事件触发器被转换成数据，并被格式化成即时消息接发或者对等代码，以便被传送给另一设备。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用使用IM从另一设备接收设备报警事件数据的方法。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用消息接收过程，从而设备事件消息接收自另一设备，被解释，并且随后或者在本地或者导致一个消息响应地按其行动。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用捕捉设备报警事件，并把事件数据格式化成消息，以便传送给基于计算机的消息接发客户程序软件的方法。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用消息形成过程，从而设备事件触发器和/或附加设备产生的数据被转换和/或格式化成即时消息接发或对等代码，以便被传送给基于计算机的消息接发客户程序软件。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用从基于计算机的消息接发客户程序软件，接收设备状态请求和附加设备访问请求的方法。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用消息接收过程，从而起源于基于计算机的消息接发客户程序软件的设备状态和配置请求和/或附加设备访问请求被接收，解释并且随后按其行动。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用把数据封装到消息中以便利用IM传送的方法。
本发明的另一目的是提供一种通信系统，它利用协议封装和去封装技术，从而该技术通过即时消息接发或对等代码，把起源地附加设备的事件数据或数据传送给基于计算机的消息接发客户程序软件或者其它禁止设备。
通过提供利用即时消息接发服务器的实时电子通信系统，在下面公开的优选实施例中实现了本发明的这些和其它目的。第一计算机包括第一即时消息接发客户程序。第一客户程序适合于把第一计算机登录到所述服务器，并把第一计算机的连接信息传递给所述服务器。第二计算机包括第二即时消息接发客户程序。第二客户程序适合于把第二计算机登录到所述服务器，并把第二计算机的连接信息传递给所述服务器。一个外部设备在操作上与第二计算机连接。提供利用第一和第二计算机的相应连接信息在第一和第二计算机之间实现实时对等通信，从而第一计算机实时地与所述外部设备进行接口的装置。
这里，术语“计算机”被广泛定义成能够响应一组特定指令，和/或执行预先记录的一系列指令的任何可编程机器。
根据本发明的另一优选实施例，连接信息是第一和第二计算机中的每一个的IP地址和端口号。
根据本发明的另一优选实施例，第一计算机是具有图形用户界面的PC。
根据本发明的另一优选实施例，显示监视器与PC连接。
根据本发明的另一优选实施例，状态图标出现在显示监视器的打开窗口中，并实时地指示外部设备的状态。
根据本发明的另一优选实施例，文本消息出现在监视器的打开窗口中，并实时地指示外部设备的状态。
根据本发明的另一优选实施例，提供依据第二计算机识别的预定事件，自动把外部设备的状态传递给第一计算机的装置。
根据本发明的另一优选实施例，第二计算机识别的预定事件选自数字输入的变化，模拟值的变化，和串行数据流的到达。
根据本发明的另一优选实施例，提供依据第二计算机识别的预定事件，在与第一计算机连接的第二外部设备中实现自动的响应的装置。第二计算机把事件的发生实时通知给第一计算机。
根据本发明的另一优选实施例，第二计算机识别的预定事件选自数字输入的变化，模拟值的变化，和串行数据流的到达。
根据本发明的另一优选实施例，自动的响应包括促动操作上与第二外部设备连接的开关的手段。
根据本发明的另一优选实施例，外部设备选自PC、数据终端、远程终端单元、电力线通信源、数据记录器、测量仪表和开关装置。
根据本发明的另一优选实施例，无线调制解调器在操作上与第一和第二计算机至少之一连接。
根据本发明的另一优选实施例，第二计算机具有RS-232端口。
根据本发明的另一优选实施例，第二计算机具有RS-485端口。
根据本发明的另一优选实施例，即时消息接发服务器包含一个开放式源码的基于XML的平台，所述平台允许它从不同的消息接发客户程序读取地址。
根据本发明的另一优选实施例，第一计算机是移动节点。
根据本发明的另一优选实施例，移动节点选自蜂窝电话机、膝上型计算机、手持式计算机和寻呼机。
根据本发明的另一优选实施例，移动节点包含选自蜂窝数字分组(CDP)数据，码分多址访问(CDMA)，通用分组无线业务(GPRS)和短消息业务(SMS)的技术。
根据本发明的另一优选实施例，即时消息接发服务器包括提供多维通信环境的装置。
根据本发明的另一优选实施例，服务器通过TCP/IP网络通信。
根据本发明的另一优选实施例，第一计算机是局域网上的一个节点。
根据本发明的另一优选实施例，第一计算机是广域网上的一个节点。
根据本发明的另一优选实施例，第一计算机是无线网络上的移动节点。
在另一实施例中，本发明是一种适于结合到实时电子通信系统中的计算机。所述计算机包括适合于使计算机登录到即时消息接发服务器并把计算机的连接信息传递给即时消息接发服务器的即时消息接发客户程序。通信接口选自RS-232、RS-422、RS-485、以太网、802.11、蓝牙、USB、CANbus和Fieldbus。硬件接口选自数字输入、模拟输入和继电器输出。通信接口和硬件接口适合于连接外部设备与所述计算机，以使得即时消息接发服务器在所述外部设备和包括登录到即时消息接发服务器的即时消息接发客户程序的第二计算机之间建立实时交互作用。
在另一实施例中，本发明是一种实时电子通信方法。所述方法包括操作上连接外部设备与第一计算机，并在第一计算机和远程第二计算机之间实现对等通信。第二计算机与外部设备实时连接。
附图说明
上面陈述了本发明的一些目的。随着当结合附图继续进行说明，本发明的其它目的和优点将变得明显，其中：
图1是适于在本发明的实时电子通信系统和方法中使用的因特网设备的透视图；
图2是所述因特网设备的前视图；
图2是所述因特网设备的后视图；
图4是图解说明所述因特网设备如何结合到实时电子通信系统和方法中的示意图；
图5是说明本发明的通信系统关于与入站串行数据端口连接的外部设备的操作的流程图；
图6是说明本发明的通信系统关于与模拟接口连接的外部设备的操作的流程图；
图7是说明本发明的通信系统关于与数字接口连接的外部设备的操作的流程图；
图8是说明本发明的通信系统关于与模拟接口连接，并通过继电器产生本地触点闭合响应的外部设备的操作的流程图；
图9是说明本发明的通信系统关于与数字接口连接，并通过继电器产生本地触点闭合响应的外部设备的操作的流程图；
图10是说明本发明的利用基于计时器的继电器触发器的通信系统的操作的流程图；
图11是说明本发明的通信系统的远程/本地配置应用程序的流程图；
图12是图解说明出现在IM对等体显示器屏幕上的各种即时消息接发图标的屏幕图；
图13是表示出现在IM对等显示器屏幕上的各种文本消息的例子的屏幕图。
具体实施方式
现在具体参见附图，图1中图解说明了根据本发明的工业因特网设备10。因特网设备适于在下面说明的实时电子通信系统和方法中应用。
参见图1、2和3，因特网设备10包含装入紧致的刚性外壳中的微处理器，一些嵌入软件，及各种通信和硬件接口。外壳的前面板11具有许多LED 12、13、14、15和16，它们分别指示因特网设备目前是否被通电，因特网设备目前是否与以太网或设备连接，因特网设备目前是否正在传送以太网业务，因特网设备目前是否正在与串行设备通信，和因特网目前是否参与有效的PPP会话。最好，外壳的宽度小于6英寸，长度小于8英寸，高度小于2英寸。刚性外壳限定槽形和椭圆形安装孔17、18和19，用于容纳适当的紧固件，从而方便地把因特网设备10安装在任何金属板、木材或塑料结构上。
如图2和3中所示，通信接口包括以太网端口21，插孔式DB9RS-232DCE端口22，插针式DB9RS-232DCE端口23，和RS-485端口24。太网端口21用于连接LAN HUB或交换机。插孔式RS-232端口22用于连接计算机或终端。插针式RS-232端口23用于连接调制解调器或DCE。RS-485端口24支持2线或4线主连接器或从属连接器。
硬件接口包括继电器输出25，数字输入26，模拟输入27和电源输入28。继电器接口25用于连接用户希望打开或关闭的外部设备。数字接口29用于连接简单的触点闭合开关或电子脉冲。模拟接口27用于连接简单的模块测量仪表。电源接口28用于连接9-30VDC电源。
在图4中图解说明的环境中，因特网设备10与几个不同的外部设备“D”中的一个或多个连接，并利用标准因特网消息接发软件，无线或陆线调制解调器“M”，消息接发服务器“S ”和因特网来实现因特网设备10与远程计算机“C”之间的对等通信。当被连接时，因特网设备10适合于传递、检查和/或控制往来于远程计算机“C”和/或其它消息接发对等体(未示出)的用户的外部设备“D”的报警、事件、状态、安全和存在信息。外部设备“D”可包含PC、数据终端、远程终端单元、电力线通信源、数据记录器等。远程计算机“C”可以是利用恰当的因特网消息接发软件、图形用户界面和连接的监视器的标准PC。另一方面，远程计算机“C”可以是第二个因特网设备或者任何其它节点，比如蜂窝电话机，膝上型计算机，手持式计算机，寻呼机等。
数据通信功能
在一种应用中，因特网设备监视从外部设备输入的数据，解析该数据，并将其保存在非易失性存储器中。根据用户定义的参数，因特网设备借助于标准因特网消息接发协议，即FTP、UDP/TCP、SMTP，和利用即时消息接发和存在协议(IMPP)与通用存在和即时消息接发(CPIM)的即时消息接发，自动把组装的消息转发给远程计算机。
最好利用通过即时消息接发和存在协议(IMPP)，通用存在和即时消息接发(CPIM)，或者类似的IM协议实现的对等或即时消息接发(aka：“IM”)，实时地实现通信。嵌入的IM客户程序起动并保持与消息接发服务器的连接，并把因特网设备的IP地址和端口号传递给消息接发服务器。同样地，远程计算机的嵌入IM客户程序把计算机的连接信息传递给消息接发服务器。消息接发服务器使所有连接信息可为IM连接的对等体获得，IM连接的对等体随后能够实时地直接相互连接。可从市场上得到的IMPP服务的例子包括(但不限于)MSNMessenger、Yahoo！Messenger、ICQ、AOL Instant Message(AIM)、Yahoo Messenger、Jabber和Groove Networks。
就FTP来说，因特网设备将登录到FTP服务器，利用用户名和口令进行验证，打开特定的目录或文件夹，利用用户指定的命名约定把数据传送给服务器，和退出服务器。就UDP/TCP来说，因特网设备将把数据格式化成UDP或者TCP分组(串行数据是分组中的数据有效负载)，并把该消息传送给远程计算机或服务器。就SMTP来说，因特网设备将把数据格式化成SMTP消息，连接SMTP服务器，并把消息传送给单一电子邮件收件人或者位于各个远程计算机的多个(多组)电子邮件收件人。根据用户定义的变量，判定是否把消息发送给组中的单一收件人。
参见图5，对于与入站串行数据端口连接的外部设备，系统软件指示因特网设备不断监视RS-232和RS-485端口。当第一字节的数据到达时，通过创建一个缓冲区，因特网设备把该字节转移到存储器中。因特网设备还启动字符间计时器。每次一个字节到达串行端口时，该计时器被重置。如果计时器期满，那么缓冲区被标记成一个数据分组，因特网设备执行下述功能之一：
(a)对用户定义的字节数组的现有表格进行逐字节的比较。该表格代表用户所需数据标识符，并且用作串行字符串指针；或者
(b)因特网设备将依据在用户定义的字节数组的表格中识别的静态字节位置定义指针。因特网设备继续处理缓冲区，从而确定第二个指针的位置执行如上所述的相同处理。根据第二指针位置的识别，因特网设备把解析的数据(在第一和第二指针位置之间识别的数据)转移到为消息构建而限定的分配存储块中。通过根据位于解析表中的用户定义参数，把解析的数据转移到消息接发数据块中，不断地进行该处理。
按照和RS-232相同的方式实现对RS-485的支持。另外，RS-485接口(为多点串行网络)允许跨越多个串行设备，而不是单个串行设备支持相同的应用程序，如图5中所示。
参见图6，就与模拟接口连接的外部设备来说，因特网设备监视模拟数据值，保存数值和/或变化(用户定义的)，并借助标准因特网消息接发协议，把消息转发给远程计算机。下面讨论这种功能的细节。
因特网设备不断计算外部设备的当前模拟输入值，并把其与用户定义的“上限”和“下限”进行比较。如果当前值大于“上限”或者小于“下限”，那么因特网设备把当前模拟值转移到消息缓冲区，并且将按照上面提及的各种因特网消息接发协议之一，最好按照即时消息接发和存在协议(IMPP)或者通用存在和即时消息接发(CPIM)，把组装的消息转发给远程计算机。
参见图7，就与数字接口连接的外部设备来说，因特网设备不断监视该外部设备，以确定数字输入的状态。如果状态改变，并且根据选择的所需响应(这是用户选择的定义响应)，因特网设备按照上面提及的各种因特网消息接发协议之一，包括(但不限于)即时消息接发和存在协议(IMPP)或者通用存在和即时消息接发(CPIM)，向远程计算机报告所述变化。
因特网设备还适合于基于计时器的事件消息传送。这种情况下，因特网设备监视内部实时时钟(RTC)，并根据用户定义的参数，组装RS-232和RS-485端口，模拟和数字输入，以及继电器的当前状态。因特网设备把数据保存到非易失性存储器中，组装数据分组和消息，并借助如前所述的标准因特网消息接发协议，把组装的消息转发给远程计算机。
所有上述通信功能都基于用户定义的报告表，所述报告表支持借助因特网消息接发协议进行报告的所有所需参数。所述功能还由基于时间的用户定义时间表管理。这些用户定义的参数确定该功能的操作“窗口”。
因特网设备还可监视当前的IP地址，并借助动态域名系统更新向域名系统服务器报告变化。域名系统(DNS)是分布式因特网目录服务。DNS主要用于在域名和IP地址之间进行转换，控制在浏览和消息传送方面的因特网服务器寻址。多数因特网服务依赖于DNS正确工作。
因特网设备具有被分配一个局域网或者完全合格的因特网主机名和域，关于当前分配的IP地址监视网络连接，利用关于动态更新的DNS协议向任何DNS服务器动态报告变化的能力。因特网设备还可被配置成根据时间向DNS服务器报告当前分配的IP地址或其它网络参数，产生呈DNS报告消息形式的“保活”消息。
本地应用功能
在另一种应用中，因特网设备监视外部设备的状态，并根据用户定义的参数，实现下述之一或者它们的组合：
(a)通过继电器产生本地触点闭合响应；
(b)递增内部计数器，其值可由最终用户以后取回；
(c)起动上面概述的远程通信和/或任务。
就继电器触发器来说，因特网设备监视本地RS-232或RS-485端口上的入站数据，并根据用户定义的参数，通过继电器产生本地触点闭合响应。嵌入的系统软件指令因特网设备不断监视与外部设备连接的入站串行数据端口。当第一字节的数据到达时，因特网设备把字节转移到创建缓冲区的存储器。因特网设备还启动字符间计时器。每次一个字节到达串行端口时，该计时器被重置。如果计时器期满，那么缓冲区被标记成一个数据分组，因特网设备执行下述功能之一：
(a)如果被选择，那么对用户定义的字节数组的现有表格进行逐字节的比较。该表格代表用户所需数据标识符，并且用作串行字符串指针；或者
(b)因特网设备将依据在用户定义的字节数组的表格中识别的静态字节位置定义指针。因特网设备继续处理缓冲区，从而确定第二个指针的位置，执行如上所述的相同处理。根据第二指针位置的识别，因特网设备比较解析的数据串和用户定义的表格。如果字符串匹配，那么因特网设备将根据用户定义的所需行为，打开或关闭本地继电器。
按照和RS-232相同的方式实现对RS-485的支持。另外，RS-485接口(为多点串行网络)允许跨越多个串行设备而不是单个串行设备来支持相同的应用程序。
参见图8，对于与模拟接口连接的外部设备，因特网设备监视模拟数据输入，并根据用户定义的参数，通过继电器产生本地触点闭合响应。嵌入的系统软件指令因特网设备不断计算当前的模拟输入值，将其与用户定义的“上限”和“下限”进行比较。如果当前值大于“上限”或者小于“下限”，那么因特网设备将根据用户定义的所需行为，打开或关闭本地继电器。
参见图9，对于与数字接口连接的外部设备，因特网设备监视数字输入，并根据用户定义的参数，通过继电器产生本地触点闭合响应。嵌入的系统软件指令因特网设备不断监视数字输入的状态。如果状态发生变化，并根据选择的所需响应(用户选择的定义响应)，因特网设备将打开或关闭本地继电器。
参见图10，就基于计时器的继电器触发器来说，因特网设备监视基于时间的用户定义时间表，并根据用户定义的参数，通过继电器产生本地触点闭合响应。嵌入的系统软件指令因特网设备不断监视内部实时时钟(RTC)，并根据用户定义的参数，确定该功能的操作“窗口”，并通过继电器产生本地触点闭合响应。
远程配置功能
参见图11，本发明的因特网设备还能够：
(a)借助上述因特网消息接发协议，远程配置用户定义的参数；
(b)借助上述因特网消息接发协议，远程连接本地外部接口；
(c)通过继电器触点，远程连接到产生本地响应的本地外部接口。
因特网设备支持通过Terminal/Command-Line Interface，Telnet，UDP/TCP，SMTP/POP3，HTTP，和前面描述的即时消息接发协议的本地和远程配置。UDP/TCP允许基于连接或者无连接的配置。因特网设备解析入站UDP数据分组，并确定它们是否是“Configuration Type”的数据分组。包含配置参数的这些数据分组被用于配置因特网设备。对TCP分组使用相同的处理。Telnet允许直接与AT命令解释器连接。当实现与用户定义的“Telnet ConfigurationPort”的Telnet连接时，因特网设备把该连接看作本地串行或Command-Line会话。HTTP允许基于web的接口用于状态询问和配置。用户使用标准的因特网浏览器来浏览因特网设备的配置页。用户随后能够改变选择的因特网设备配置参数。SMTP/POP3允许包含配置命令的电子邮件被发送给因特网设备，或者从因特网设备接收所述电子邮件，以使因特网设备根据嵌入电子邮件消息中的设定，改变其配置。Instant Messenger(IM)允许访问AT Command解析器，以便询问和重新配置设备状态。该功能与Telnet的实现相类似。本地和远程配置都可利用在因特网设备中可用的用户/口令安全措施。
因特网设备还支持通过Terminal/Command-Line Interface，Telnet，UDP/TCP，SMTP/POP3，HTTP，和前面描述的即时消息接发协议，远程连接到本地接口。用户能够定义远程接口将它们“捆绑”到特定端口创建连接路径。例如，因特网设备可被配置成对于串行端口1支持端口1234上的UDP连通性。从而，在端口1234上向因特网设备发送UDP分组将导致数据被传送给串行端口1。相反，到达串行端口1的数据将被形成为分组，并被发送给用户定义的远程IP地址/端口。因特网设备按照相同的方式支持TCP和Telnet。通过解析输入的电子邮件、并把数据有效负载转发给相应的用户定义本地接口、关于返回的数据或确认监视该接口、并发送该内容在回复电子邮件中作为消息主体，支持SMTP/POP3。
即时消息支持在功能和实现上与UDP、TCP和Telnet类似。嵌入设备中的即时消息客户程序从远程计算机或其它IM客户机接收呈即时消息形式的指令/连接请求。该指令随后连接远程计算机或IM设备与本地接口。例如，因特网设备可被配置成通过即时消息命令“connect-serial 1”的使用，向串行端口1提供连接。从而，把所有后面的即时消息发送给因特网设备将导致数据被传送给串行端口1，随后再被传送给与该串行端口连接的任何外部设备。相反，到达串行端口1的数据将被形成为一个新的即时消息，并通过由即时消息接发服务器提供的即时消息客户程序定义的远程IP地址/端口，被回送给发起通信的用户。这种独特的应用和功能最好被描述成“即时消息设备服务器”或者“即时消息终端服务器”。
因特网设备还提供支持本地继电器控制的上述远程功能。例如，通过即时消息连通性，借助AT命令，用户能够远程“闭合”(激励)本地继电器。用户打开与因特网设备的聊天会话，并向因特网设备发送恰当的AT命令，以便“闭合”继电器1。因特网设备随后通过给继电器1通电，并产生“OK”响应来作出响应，所述“OK”响应被发送给IM对等体，指示请求的命令已完成。
例I-远程消息接发功能
因特网设备与监视废水流中的当前pH值的数据记录器串行连接。数据记录器是半智能的，因为它记录数据，但是没有任何固有的通信能力。因特网设备监视入站数据流，根据用户定义的参数解析数据。如果数据超过“高”或“低”设定点，那么因特网设备将根据用户定义的参数进行下述功能中的一个或多个：
(a)改变即时消息图标，以反映状态或数值的变化。图12是图解说明各种消息图标的屏幕图。
(b)格式化消息，将其转发给即时消息对等体。图13是表示转发给IM对等体的各种文本消息的例子的屏幕图。
(c)格式化消息，将其转发为SMTP电子邮件报警，把其发送给用户定义的电子邮件地址。
通信旨在把废水体系的状况通知上游制造厂。相同的任务还可被用于通知州EPA事件管理系统，和通过向州巡视员的蜂窝电话机发送消息提醒他/她，以便实现即时通知。
例II-本地和远程报警功能
因特网设备与监视箱的液位的浮子开关连接。如果箱的液位上升到临界高度，那么触点闭合，产生因特网设备的数字输入的状态变化。因特网设备捕捉所述变化，并激励(闭合)本地继电器。这导致发生几种可能事件中的一种或多种：
(a)激活外部泵上的起动器。
(b)激活可听警报器或汽笛的开关，从而发出声音。
(c)激活灯光开关。
(d)激活远程通信自动拨号器，所述自动拨号器发起远程电话呼叫和消息。
当外部水泵把箱液位降到“正常/工作”液位时，浮子开关“打开”，导致因特网设备的数字输入的状态变化。因特网设备捕捉所述变化，并去激励(打开)本地继电器。这导致发生下述可能的用户设置事件中的一种或多种：
(a)激活外部泵上的起动器。
(b)激活可听警报器或汽笛的开关，从而发出声音。
(c)激活灯光开关。
(d)激活远程通信自动拨号器，所述自动拨号器发起远程电话呼叫和消息。
例III-远程管理和配置
因特网设备与报告温度的远程数据记录器连接。用户已设置模拟输入“上限”和“下限”报警设定值。用户现在想要远程访问因特网设备，以便改变这些设定值。
用户挑选允许访问因特网设备并完成所述改变的许多远程接口选项。这些选项按照下述方式工作：
(a)DNS-用户通过借助唯一的名称，例如“remotel.simplecomtools.com”，访问所述设备。
(b)HTTP-用户利用常见的因特网web浏览器访问本发明，当前的设定值参数以HTML格式呈现。从该相同的界面能够修改设定值。
(c)FTP-用户利用常见的文件传输协议(FTP)客户程序，访问本发明。用户登录到本发明，并上传包含新的设定值配置的文件。
(d)Telnet-用户利用常见的终端应用程序，比如ProComm，HyperTerminal或者TeraTerm访问本发明。通过利用TCP或Telnet协议，并利用它的IP地址或DNS主机名，请求连接到远程单元，实现远程连接。一旦建立了连接，用户就发起一系列的‘AT命令’，把所需的“上限”设置为“10”，这导致来自本发明的因特网设备的“OK”响应，以及把“下限”设置为“3.5”，这也导致“OK”响应。用户随后利用导致“OK”响应的“AT&W”命令把配置方面的变化写入永久存储器中。结束该会话。
(e)SMTP/POP3(电子邮件)-通过利用电子邮件，用户能够直接改变本发明，而不必直接访问它。用户能够把格式化的电子邮件消息发送给对应于该设备的电子邮件帐户，例如remotel@simplecomtools.com。定期的，所述设备登录到电子邮件服务器，并利用POP3协议取回电子邮件消息。本发明的因特网设备解析消息的组成部分，推断与改变设定值相关的命令，执行并保存必要的变化。本发明的因特网设备使用SMTP发送回复电子邮件(答复)，以证实变化被收到并被执行。
(f)即时消息接发(IMPP和CPIM)-用户将把通常使用的因特网即时消息接发协议应用程序图形用户界面(GUI)安装在其远程计算机上。商业即时消息接发服务和/或GUI界面的例子包括(但不限于)MSNMessenger，Yahoo！Messenger，ICQ，ALO Instant Message(AIM)，Jabber和Groove Network。因特网设备具有内部嵌入的类似即时消息客户应用程序，在即时消息网络上的其它用户看来表现为另一对等用户。利用选择的即时消息GUI建立消息连接，一旦建立了连接，用户发起一系列的命令，把所需的“上限”设置为“10”，把“下限”设置为“3.5”，它们导致来自因特网设备的证实已完成改变的确认。随后用户结束该会话。
上面说明了适于供实时电子通信系统和方法之用的工业因特网设备。在不脱离其范围的情况下，可改变本发明的各个细节。此外，提供本发明的优选实施例和实践本发明的最佳方式的上述说明只是出于举例说明的目的，而不是对本发明的限制，本发明只由权利要求限定。

Claims (23)

1、一种实时电子通信系统，包括：
一个即时消息接发服务器；
一个第一计算机，它包括第一即时消息接发客户程序，所述第一客户程序适合于把所述第一计算机登录到所述服务器，并把所述第一计算机的连接信息传递给所述服务器；
一个第二计算机，它包括第二即时消息接发客户程序，所述第二客户程序适合于把所述第二计算机登录到所述服务器，并把所述第二计算机的连接信息传递给所述服务器；
一个操作上与所述第二计算机连接的外部设备；和
利用所述第一和第二计算机的相应连接信息在所述第一和第二计算机之间实现实时对等通信，从而所述第一计算机实时地与所述外部设备进行接口的装置。
2、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，其中所述连接信息包含所述第一和第二计算机中的每一个的IP地址和端口号。
3、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，其中所述第一计算机是具有图形用户界面的PC。
4、按照权利要求3所述的实时电子通信系统，包括一个与所述PC连接的显示监视器。
5、按照权利要求4所述的实时电子通信系统，包括一个出现在所述显示监视器的打开窗口中并实时指示所述外部设备的状态的状态图标。
6、按照权利要求4所述的实时电子通信系统，包括一个出现在所述显示监视器的打开窗口中并实时指示所述外部设备的状态的文本消息。
7、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，包括依据所述第二计算机识别的预定事件，自动把所述外部设备的状态传递给所述第一计算机的装置。
8、按照权利要求7所述的实时电子通信系统，其中所述第二计算机识别的预定事件从包括下列各项的一个组中选择：数字输入的变化、模拟值的变化、和串行数据流的到达。
9、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，包括依据所述第二计算机识别的预定事件，在与所述第一计算机连接的第二外部设备中实现自动的响应的装置，所述第二计算机把事件的发生实时通知给所述第一计算机。
10、按照权利要求9所述的实时电子通信系统，其中所述第二计算机识别的预定事件从包括以下各项的一个组中选择：数字输入的变化、模拟值的变化、和串行数据流的到达。
11、按照权利要求9所述的实时电子通信系统，其中所述自动的响应包括用于致动操作上与所述第二外部设备连接的开关的装置。
12、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，其中所述外部设备从包括以下各项的一个组中选择：PC、可编程逻辑控制器(PLC)、远程终端单元、数据终端、电力线通信源、数据记录器、测量仪表和开关装置。
13、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，包括操作上与所述第一和第二计算机至少之一连接的无线调制解调器。
14、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，其中所述第二计算机包括一个RS-232端口。
15、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，其中所述第二计算机包括一个RS-485端口。
16、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，其中所述即时消息接发服务器包括用于提供多维通信环境的装置。
17、按照权利要求16所述的实时电子通信系统，其中所述服务器通过TCP/IP网络通信。
18、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，其中所述第一计算机包括在局域网上的一个节点。
19、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，其中所述第一计算机包括在广域网上的一个节点。
20、按照权利要求1所述的实时电子通信系统，其中所述第一计算机包括在无线网络上的一个移动节点。
21、按照权利要求20所述的实时电子通信系统，其中所述移动节点选自蜂窝电话机、膝上型计算机、手持式计算机和个人数字助手(PDA)。
22、一种适合于结合到实时电子通信系统中的计算机，所述计算机包括：
适合于使所述计算机登录到即时消息接发服务器、并把所述计算机的连接信息传递给即时消息接发服务器的即时消息接发客户程序；
选自RS-232、RS-422、RS-485、以太网、802.11、蓝牙、USB、CANbus和Fieldbus的通信接口；
选自包括以下各项的一个组的硬件接口：数字输入、模拟输入和继电器输出；和
所述通信接口和所述硬件接口适合于连接外部设备与所述计算机，以使得即时消息接发服务器在所述外部设备和包括登录到即时消息接发服务器的即时消息接发客户程序的第二计算机之间建立实时交互作用。
23、一种实时电子通信方法，所述方法包括下述步骤：
操作上连接外部设备与第一计算机；和
在第一计算机和远程第二计算机之间实现对等即时消息接发通信，从而第二计算机与外部设备进行实时接口。
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