TWI474180B - 偵測遠端序列埠設備之系統及其方法 - Google Patents

Description

偵測遠端序列埠設備之系統及其方法

本發明係關於一種偵測遠端序列埠設備之系統及其方法，特別是關於利用遠端介面裝置就近偵測遠端序列埠設備連接狀況之系統及其方法。

一般電腦主機上可使用之序列埠數量有限，在面臨有大量序列埠需求之場合時可使用轉換技術，讓原本與序列埠以不同通訊方式進行通訊之連接埠(例如：乙太網路埠)，得以轉變成序列埠來使用。除了因轉換而增加可使用數量外，將乙太網路埠轉換成一序列埠之技術的另一優點為：主機可透過網路進行與序列埠間之通訊，如此可進行序列埠設備之遠端操控。是故，在電腦系統中應用乙太網路埠與序列埠間之轉換技術，不僅可擴充序列埠可使用之數量，更可擴大其對序列埠設備之操控範圍。

然而，目前乙太網路埠－序列埠之轉換架構仍無法提供隨插即用之功能，使用時需要進行一些手動設定程序，完成設定後方能使用，故於使用方便性與管理上而言仍嫌不足。再者，由於欠缺統一之標準傳輸協定且遠端序列埠設備連接與移除狀況無法自動地通知電腦主機，因此使用前主機需要先安裝軟體以進行遠端輪詢(polling)，藉此輪詢使電腦主機可獲得遠端序列埠設備之資訊及其連接方式(例如：連接網路位址與其使用之連接埠種類)，而且使用當中，需經常對遠端序列埠設備進行輪詢，以確定連接使 用之遠端序列埠設備之狀態。如此之做法，不但增加主機之負擔，更造成網路之壅塞。

綜上所述，利用乙太網路埠－序列埠之轉換架構可以擴充電腦主機上可使用之序列埠數量，利用網路更可使主機以遠端方式控制遠端序列埠設備。可是，因電腦主機透過網路對遠端序列埠設備進行遠端輪詢會浪費不少主機之資源及增加網路傳輸之負擔，因此有必要針對這項缺點進行改善。

根據本發明中一實施範例之偵測遠端序列埠設備之系統，其包含一連接於網路之主機及一遠端介面裝置，其中遠端介面裝置具有一用於連接一遠端序列埠設備之序列埠。主機包含一主機通訊模組及一用於提供一用以管理一遠端序列埠設備之過濾規則之虛擬埠管理模組。遠端介面裝置包含一裝置通訊模組、一遠端序列埠建立模組及一偵測模組。裝置通訊模組與該主機通訊模組依一通訊協定通連，其中該主機通訊模組與該裝置通訊模組間依該通訊協定於該網路中，藉由自動搜尋而建立連線。遠端序列埠建立模組建構以藉由該通訊協定提供搜尋、控制、描述與訂閱事件通知服務。該偵測模組建構以利用該過濾規則偵測該遠端序列埠設備之連接狀況，及發現該連接狀況改變時，利用該事件通知服務提供該主機一事件通知。

根據本發明中一實施範例之偵測遠端序列埠設備之方法，其係其係供一主機遠端隨插即用之功能，該方法包含 下列步驟：一遠端介面裝置選擇一序列埠；該遠端介面裝置利用一主機提供之至少一過濾規則，並藉以偵測各該過濾規則相對應之一遠端序列埠設備與其序列埠之連接狀況；等待該序列埠之一回應資料；根據比較該回應資料與該過濾規則之結果，確認該序列埠之連接狀況；以及當該序列埠之連接狀況改變，發出一事件通知給使用該序列埠之主機。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚瞭解本發明的技術手段，並可依說明書的內容予以實施，以下以本發明的若干實施範例並配合附圖詳細說明如後。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉若干實施範例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1顯示本發明一實施範例之偵測遠端序列埠設備之系統100之示意圖。偵測遠端序列埠設備之系統100包含至少一主機102及至少一遠端介面裝置104。遠端介面裝置104上包含至少一序列埠，而至少一遠端序列埠設備106連接於相對應之遠端介面裝置104之序列埠上。主機102經由網路108，以一通訊協定透過遠端介面裝置104控制遠端序列埠設備106。該通訊協定可包含搜尋(Discovery)協定、描述(Description)協定、控制(Control)協定及事件通知(Event Notification)架構。

一般而言，主機102與遠端介面裝置104間之連線包含自 動設定與手動設定。以自動設定為例，當遠端介面裝置104連接上網路108後，其可從DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)取得用於設定之網址，或者以Auto－IP的演算法自動設定網路位址。一旦網路位址設定完成，遠端介面裝置104即向網路廣播，讓網路上之主機102可發現遠端介面裝置104之存在並與其連線。另，主機102與遠端介面裝置104間連線之建立亦可為主機102向網路108搜尋，經由遠端介面裝置104提供主機102回應後而建立。

主機102除可利用搜尋協定探尋遠端介面裝置104及連接於其上之遠端序列埠設備106外，其亦可利用描述協定取得遠端介面裝置104之裝置描述內容或其提供之服務、利用控制協定送出指令以控制連接於遠端介面裝置104之遠端序列埠設備106、以及利用訂閱事件通知使於遠端介面裝置104之服務改變時接獲事件通知。

遠端序列埠設備106藉由序列埠連接遠端介面裝置104。序列埠可包含任何可使用之週邊介面，例如：RS232、RS422、RS485及紅外線等或其他具類似功能者。

主機102與遠端介面裝置104可連接於任何種類、型式或拓墣形狀之網路108，該網路可包含有線區域網路或者無線區域網路。

圖2顯示本發明一實施範例之主機102及遠端介面裝置104之硬體架構示意圖。參照圖1與圖2，主機102及遠端介面裝置104之硬體包含處理器202、記憶體210、輸出入裝置 204、序列埠206、網路介面208、儲存裝置212及系統匯流排214。處理器202包含微處理器(microprocessor)或微控制器(micro－controller)。記憶體210包含揮發性記憶體或非揮發性記憶體。輸出入裝置204包含用於輸入資訊、輸出資訊以控制主機102及遠端介面裝置104，其可包含滑鼠、鍵盤、掃描機、印表機、顯示螢幕、音效與影音設備及其他數位輸出入設備之連接介面。序列埠206包含如：RS232、RS422、RS485和紅外線傳輸埠及其他可用於傳接資料者。網路介面208提供主機102及遠端介面裝置104經由網路108進行通連，其可包含使用於撥接數據機、纜線數據機(Cable Modem)、對稱或非對稱數位式用戶線路數據機及ISDN(Integrated Services Digital Network)數據機或其他具類似功能者。儲存裝置212儲存操作軟體及所有運作時產生之數據資料，其可包含可讀出及/或可寫入之儲存設備，例如硬碟機、軟碟機、光碟機及快閃記憶體儲存裝置或其他具類似功能者。系統匯流排214提供處理器202、記憶體210、輸出入裝置204、序列埠206、網路介面208及儲存裝置212等通訊之用，其可包含：PCI(Personal Component Interconnect)、ISA(Industry Standard Architecture)及VME(Versa Module Europa)等架構或其他類似者。主機102可包含移動式計算裝置及固定式計算裝置，例如：筆記型電腦、桌上型電腦、伺服器或工作站等。遠端介面裝置104主要功能係使遠端序列埠設備106可透過網路108以進行操作，其可為嵌入式裝置或可直接使用移動 式計算裝置及固定式計算裝置，例如個人數位助理、筆記型電腦或桌上型電腦。

圖3顯示本發明一實施範例之系統軟體架構300之示意圖。參照圖1與圖3，本發明揭示之系統軟體架構300包含設置於主機102之虛擬介面控制驅動模組302及設置於遠端介面裝置104之遠端偵測代理員304。虛擬介面控制驅動模組302包含主機通訊模組306及虛擬埠管理模組308。虛擬埠管理模組308用於提供一用以管理一遠端序列埠設備106之過濾規則312，以及根據遠端介面裝置104對遠端序列埠設備106之偵測與識別結果，管理(包含建立及刪除)與遠端序列埠設備106相對應且為應用程式所使用之虛擬埠物件。虛擬埠物件係使應用程式可直接使用遠端序列埠設備106之指令格式，宛如遠端序列埠設備106係直接連接於主機102般。主機通訊模組306則用於提供在網路108中自動搜尋遠端介面裝置104及與其建立連線。

遠端偵測代理員304包含裝置通訊模組314、遠端序列埠建立模組316及偵測模組318。裝置通訊模組314與該主機通訊模組306依一通訊協定通連，其中該主機通訊模組306與該裝置通訊模組314間依該通訊協定於該網路中，藉由自動搜尋而建立連線。遠端序列埠建立模組316建構以藉由該通訊協定提供搜尋、控制、描述與事件訂閱通知服務。利用搜尋服務，遠端介面裝置104可主動搜尋網路上之主機102；利用控制服務，遠端介面裝置104可傳送指令；利用描述服務，遠端介面裝置104可提供服務種類、資料型態、 執行狀態與事件特徵等服務內容；利用事件訂閱通知服務，遠端介面裝置104可接收主機102之訂閱，並傳送更新訊息。偵測模組318利用該過濾規則312偵測該遠端序列埠設備106之連接狀況，及在發現該連接狀況改變時，利用通訊協定中之事件通知服務提供該主機一事件通知。在具有複數個序列埠的情形下，偵測模組318以輪詢的方式持續地對連接於遠端介面裝置104之各序列埠之遠端序列埠設備106進行偵測與識別，各序列埠之偵測則使用連接於其上之遠端序列埠設備106所相對應之過濾規則312。當偵測模組318發現連接狀況改變時，在事件通知架構下，傳送事件通知給使用該遠端序列埠設備106之主機102。

圖4顯示本發明一實施範例之虛擬埠物件建立流程之方塊圖。參照圖3與圖4，首先主機102端之虛擬介面控制驅動模組302將用於偵測應用程式402所控制之遠端序列埠設備106之過濾規則312，且傳送至遠端介面裝置104端。遠端偵測代理員304利用其所接收之過濾規則312，以輪詢之方式對其序列埠進行偵測與辨識，藉此確定遠端序列埠設備106連接之狀況。本實施範例將原本應用程式所需具備之偵測與辨識移往與遠端序列埠設備106就近連接之遠端介面裝置104端，讓遠端介面裝置104負擔遠端序列埠設備106之偵測與辨識，如此可大大地降低主機102執行與網路108傳輸之負荷，並使主機102具備遠端序列埠設備106隨插即用之功能。遠端偵測代理員304對遠端序列埠設備106之偵測與辨識可分為主動式偵測404及被動式偵測406。主動式偵測 404係以發出之識別訊號並以所獲得的回應來加以確認；而被動式偵測406則僅接收遠端序列埠設備106所主動傳送之回應資料，然後將回應資料與過濾規則312比較，或者是以接收回應的時間超過一使用時效來判斷是否連接。遠端偵測代理員304針對使用狀態改變之遠端序列埠設備106，送出事件通知於使用該遠端序列埠設備106之虛擬介面控制驅動模組302。在新增遠端序列埠設備106之情況下，遠端偵測代理員304以用於偵測新增遠端偵測代理員304之過濾規則312逐一偵測各序列埠，當獲取與該過濾規則312相符之回應資料時，虛擬介面控制驅動模組302會建立相對應之虛擬埠物件408以供應用程式402使用；若為卸除遠端序列埠設備106之情況，則回應資料將不符合過濾規則312，而使虛擬介面控制驅動模組302移除相對應之虛擬埠物件408。

圖5顯示本發明一實施範例之設備偵測與識別之新增流程圖。在步驟S502中，偵測模組選擇下個序列埠。在步驟S504中，偵測模組判斷該序列埠是否已被使用？若已經被使用，則進入之移除流程(步驟S506)；若否，則進入下個流程步驟。在步驟S508中，偵測模組取得過濾規則，並解析出各項設定參數。在步驟S510中，偵測模組選擇偵測方式。若選擇主動偵測方式，則對該序列埠送出識別訊號(步驟S512所示)。在送出訊號後，等待遠端序列埠設備回覆之回應資料(步驟S514所示)。在收到回應資料後，則判斷回應資料是否符合過濾規則(步驟S516所示)。如 是，表示序列埠連接之遠端序列埠設備與主機預定連接者相同，偵測模組即會新增遠端序列埠設備和序列埠之對應，並標示序列埠為「已使用」(步驟S518所示)。若否，則取下個過濾規則(步驟S520所示)。偵測模組若選擇被動偵測方式，則僅等待遠端序列埠設備之回應(步驟S522所示)。在收到回應資料後，則判斷回應資料是否符合過濾規則(步驟S524所示)。若是，則進入步驟S518；若否，則進入步驟S520。

圖6顯示本發明一實施範例之設備偵測與識別之移除流程圖。在步驟S602中，偵測模組選擇下個序列埠。在步驟S604中，偵測模組判斷該序列埠是否已被使用？若未被使用，則進入步驟S606之新增流程；若是，則進入下個流程步驟。在步驟S606中，判斷遠端序列埠設備是否能在使用時效之內，若是，則回到步驟S602。在步驟S610中，偵測模組取得過濾規則，並解析出各項設定參數。若選擇主動偵測方式，則對該序列埠送出識別訊號(步驟S614所示)。在送出訊號後，等待遠端序列埠設備回覆之回應資料(步驟S616所示)。在收到回應資料後，則判斷回應資料是否符合過濾規則(步驟S618所示)。如是，則回到步驟S602；如否，則移除遠端序列埠設備和序列埠之對應，並標示序列埠為「未使用」(步驟S620所示)。若等待遠端序列埠設備未回應，則進入步驟S620。若選擇被動偵測方式，則直接進入步驟S620且將超過使用時效而未回應之遠端序列埠設備及其相對應之虛擬埠物件移除。

圖7顯示本發明一實施範例之過濾規則312。參照圖4與圖7，過濾規則312主要的目的是提供遠端偵測代理員304輪詢各與其連接之遠端序列埠設備106之連接狀況。過濾規則312之構成可隨使用序列埠之不同而不同。本實施例係以RS232為例，然本發明之過濾規則312及其機制不限於此。過濾規則312包含過濾規則基本參數設定702、序列埠參數設定704、主動方式參數設定706及預期讀得資料參數設定708等4個段落。過濾規則基本參數設定702包含設備名稱710與主動或被動方式之設定712。序列埠參數設定704包含傳輸速度714、終止位元716、同位元718及資料位元720。主動方式參數設定706包含字元格式722、訊息長度724及識別訊息726。預期讀得資料參數設定708包含字元格式728、訊息長度730及預期讀得資料值732。當遠端偵測代理員304收到之回應資料與預期讀得資料值732相同時，即表示符合過濾規則312。

圖8顯示本發明一實施範例之主機通訊模組結構之方塊圖。參照圖1與圖8，主機軟體結構800包含提供操作相對應遠端序列埠設備106之應用程式802、作業系統804、用於驅動相對應之遠端序列埠設備106之與硬體無關之主機驅動程式806、虛擬介面控制驅動模組808及網路驅動程式810。應用程式802將指令傳送至與硬體無關之主機驅動程式806和虛擬介面控制驅動模組808。經過轉換後，藉由網路驅動程式810傳送至遠端序列埠設備106，藉此達到控制遠端序列埠設備106之目的。

圖9顯示本發明一實施範例之裝置通訊模組結構之方塊圖。遠端介面裝置之驅動軟體結構900包含用於網路裝置901控制之網路驅動程式902、用於驅動設備介面908之與硬體無關之主機驅動程式904及與硬體相關之主機驅動程式906，其中遠端序列埠設備106連接於設備介面908上。驅動指令由網路驅動程式902接收後，經過轉換後藉由硬體無關之主機驅動程式904及與硬體相關之主機驅動程式906而傳送至遠端序列埠設備106。而遠端序列埠設備106之回應則沿反向順序回傳。

本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施範例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

100‧‧‧系統

102‧‧‧主機

104‧‧‧遠端介面裝置

106‧‧‧遠端序列埠設備

108‧‧‧網路

202‧‧‧處理器

204‧‧‧輸出入裝置

206‧‧‧序列埠

208‧‧‧網路介面

210‧‧‧記憶體

212‧‧‧儲存裝置

214‧‧‧系統匯流排

300‧‧‧系統軟體架構

302‧‧‧虛擬介面控制驅動模組

304‧‧‧遠端偵測代理員

306‧‧‧主機通訊模組

308‧‧‧虛擬埠管理模組

312‧‧‧過濾規則

314‧‧‧裝置通訊模組

316‧‧‧遠端序列埠建立模組

318‧‧‧偵測模組

402‧‧‧應用程式

404‧‧‧主動式偵測

406‧‧‧被動式偵測

408‧‧‧虛擬埠物件

702‧‧‧過濾規則基本參數設定

704‧‧‧序列埠參數設定

706‧‧‧主動方式參數設定

708‧‧‧預期讀得資料參數設定

710‧‧‧設備名稱

712‧‧‧主動或被動方式之設定

714‧‧‧傳輸速度

716‧‧‧終止位元

718‧‧‧同位元

720‧‧‧資料位元

722‧‧‧字元格式

724‧‧‧訊息長度

726‧‧‧識別訊息

728‧‧‧字元格式

730‧‧‧訊息長度

732‧‧‧預期讀得資料值

800‧‧‧主機軟體結構

802‧‧‧應用程式

804‧‧‧作業系統

806‧‧‧與硬體無關之主機驅動程式

808‧‧‧虛擬介面控制驅動模組

810‧‧‧網路驅動程式

900‧‧‧驅動軟體結構

901‧‧‧網路裝置

902‧‧‧網路驅動程式

904‧‧‧與硬體無關之主機驅動程式

906‧‧‧硬體相關之主機驅動程式

908‧‧‧設備介面

S502~S524‧‧‧流程步驟

S602~S620‧‧‧流程步驟

圖1顯示本發明一實施範例之偵測遠端序列埠設備之系統之示意圖；圖2顯示本發明一實施範例之主機及遠端介面裝置之硬體架構示意圖；圖3顯示本發明一實施範例之系統軟體架構之示意圖；圖4顯示本發明一實施範例之虛擬埠物件建立流程之方塊圖；圖5顯示本發明一實施範例之設備偵測與識別之新增流程圖； 圖6顯示本發明一實施範例之設備偵測與識別之移除流程圖；圖7顯示本發明一實施範例之過濾規則；圖8顯示本發明一實施範例之主機通訊模組結構之方塊圖；及圖9顯示本發明一實施範例之裝置通訊模組結構之方塊圖。

102~108‧‧‧流程步驟

102‧‧‧主機

104‧‧‧遠端介面裝置

106‧‧‧遠端序列埠設備

302‧‧‧虛擬介面控制驅動模組

304‧‧‧遠端偵測代理員

312‧‧‧過濾規則

402‧‧‧應用程式

404‧‧‧主動式偵測

406‧‧‧被動式偵測

408‧‧‧虛擬埠物件

Claims (20)

1. 一種偵測遠端序列埠設備之系統，包含：一主機，連接於一網路，包含：一主機通訊模組；及一虛擬埠管理模組，用於提供一用以管理一遠端序列埠設備之過濾規則並用於管理一虛擬埠物件；以及一遠端介面裝置，具有一用於連接該遠端序列埠設備之序列埠，該遠端介面裝置包含：一裝置通訊模組，與該主機通訊模組依一通訊協定通連，其中該主機通訊模組與該裝置通訊模組間依該通訊協定於該網路中藉由自動搜尋而建立連線；一遠端序列埠建立模組，建構以藉由該通訊協定提供事件通知服務；及一偵測模組，建構以利用該過濾規則偵測該遠端序列埠設備之連接狀況，及於發現該連接狀況改變時，利用該事件通知服務提供該主機一事件通知；其中該遠端序列埠設備相應於該虛擬埠物件而執行，該虛擬埠物件係使於該主機中的應用程式可直接使用該遠端序列埠設備。
2. 根據請求項1之系統，其中該事件通知服務包含訂閱。
3. 根據請求項1之系統，其中該虛擬埠管理模組建構以當偵測模組判斷該序列埠之回應資料與該過濾規則不符合時，移除與該遠端序列埠設備相對應之一虛擬序列埠。
4. 根據請求項1之系統，其中該虛擬埠管理模組建構以當偵測模組判斷一新增遠端序列埠設備之回應資料與該過濾規則相符合時，建立一虛擬序列埠。
5. 根據請求項1之系統，其中該虛擬埠管理模組建構以當該偵測模組超過一使用時效而未接收該序列埠發出之回應，移除相對應該序列埠之一虛擬序列埠。
6. 根據請求項1之系統，其中該通訊協定包含搜尋協定、描述協定、控制協定及事件通知架構。
7. 根據請求項6之系統，其中該主機根據該事件通知架構向該遠端介面裝置提出事件訂閱通知服務。
8. 根據請求項1之系統，其中該網路包含有線區域網路及無線區域網路。
9. 根據請求項1之系統，其中該序列埠包含RS232、RS422、RS485及紅外線。
10. 根據請求項1之系統，其中該通訊協定更包含自動取得位址協定，該遠端介面裝置利用該自動取得位址協定自動取得網路位址。
11. 一種偵測遠端序列埠設備之方法，其係供一主機遠端隨插即用之功能，該方法包含下列步驟：一遠端介面裝置選擇一序列埠；該遠端介面裝置利用一主機提供之至少一過濾規則，並藉以偵測各該過濾規則相對應之一遠端序列埠設備與其序列埠之連接狀況，其中該遠端序列埠設備相對應於一虛擬埠物件而執行； 管理該虛擬埠物件，其中該虛擬埠物件係使於該主機中的應用程式可直接使用該遠端序列埠設備；等待該序列埠之一回應資料；根據比較該回應資料與該過濾規則之結果，確認該序列埠之連接狀況；以及當該序列埠之連接狀況改變，發出一事件通知給使用該序列埠之主機。
12. 根據請求項11之方法，其更包含送出一識別訊息之步驟，且該回應資料係相對應於該識別訊息。
13. 根據請求項11之方法，其更包含檢查該序列埠之一使用時效之步驟。
14. 根據請求項13之方法，其更包含當超過該使用時效而未接到該序列埠之該回應資料時，該主機移除相對應於該遠端序列埠設備之一虛擬埠物件。
15. 根據請求項11之方法，其中當已連接於該序列埠之一遠端序列埠設備卸除且該回應資料不符合於該過濾規則時，該主機移除相對應於該遠端序列埠設備之一虛擬埠物件。
16. 根據請求項15之方法，其更包含標示該序列埠為未使用之步驟。
17. 根據請求項11之方法，其中當一遠端序列埠設備新增至該序列埠且該回應資料符合該過濾規則時，該主機新增相對應於該遠端序列埠設備之一虛擬埠物件。
18. 根據請求項17之方法，其更包含標示該序列埠為已使用 之步驟。
19. 根據請求項11之方法，其更包含自動地於一網路上搜尋並連接該主機之步驟。
20. 一種內儲程式之電腦程式產品，當電腦載入該程式並執行後，可執行如請求項11至19中任一項所述之方法。