TWI543562B - 網路控制設備、遠端設備的網路控制系統與控制方法 - Google Patents

Description

網路控制設備、遠端設備的網路控制系統與控制方法

一種控制裝置、系統與其處理方法，特別有關於一種網路控制設備、遠端設備的網路控制系統與控制方法。

隨著網際網路的快速發展，許多的電子設備也加入遠端控制的功能。例如具有影音功能的播放器可以透過網路的方式，藉以達到遠端播放的目的。對於網路的不可靠的傳輸特性是可以被應用在影像傳輸或聲音傳輸。由於使用者對於小片段的影音資料的遺失是可以接受的。但並非所有電子設備都適合遠端控制。這是因為網路傳輸的協議與環境存在著不確定的因素。換句話說，網路封包可能在傳輸的過程中會有遺落的風險。所以遠端的電子設備可能會發生接收到不完整的控制指令。

一旦發生封包遺落，則遠端的電子設備可能會出現錯誤的操作或持續的等待的行為。而電子設備的錯誤操作，小則可能會造成機器的耗電，大則可能會造成公安意外。特別是對並行介面(serial port)與平行介面(parallel port)，由於該些控制介面需要完整的控制指令才能正確的驅動。因此不完整的控制指令勢必會對前述介面的電子設備造成錯誤的控制或毀損。

而且透過網路來控制電子設備另外存在「主控電腦如何對應電子設備」的問題。在習知技術中，所述電子設備是直接連接於主控電腦。但在網路的架構中，在網路中的每一台主機都可以看到所述的電子設備。因此會造成每一台主機可能會佔用所述電子設備的使用權，使得其他主機無法順利使用。所以在現有的網路架構下，使得主機與電子設備間無法實現熱插拔的目的。

本發明提供一種網路控制設備，用於提供主控電腦在於網路環境中亦能實現一對一的熱插拔的功能。

本發明的網路控制設備包括第一網路接口、第二網路接口、第三網路接口與處理單元。第一網路接口連接主控電腦；第二網路接口網路連接於電子設備；第三網路接口電性連接目標設備；處理單元電性連接於該第一網路接口、該第二網路接口與該第三網路接口，該處理單元控制該第一網路接口與該第三網路接口間的雙向傳輸，該處理單元控制該第二網路接口與該第三網路接口間的雙向傳輸，該處理單元控制該第一網路接口往該第三網路接口的單向傳輸。

本發明另提出一種遠端設備的網路控制系統，其係包括：電子設備、主控電腦、目標設備與異質轉換單元。主控電腦用於發送具有操作指令的第一網路封包；目標設備用於接收該操作指令，或發出回應訊息；異質轉換單元連接於該目標設備，該異質轉換設單元將該第一網路封包轉換為操作指令並傳送至該目標設備，或將來自於該目標設備的該回應訊息轉換為第二網路封包；橋接設備具有處理單元、第一網路接口、第二網路接口與第三網路接口，該處理單元連接於該第一網路接口、該第二網路接口與該第三網路接口，該第一網路接口連接於該主控電腦，該第二網路接口連接於該電子設備，該第三網路接口連接於該異質轉換單元，該處理單元控制該第一網路接口與該第三網路接口間的雙向傳輸，該處理單元控制該第一網路接口往該第三網路接口的單向傳輸。

此外，本發明更提出一種遠端設備的網路控制方法，其係包括以下步驟：分別判斷橋接裝置的第一網路接口與第二網路接口所接收的網路封包的目的端；若從該第二網路接口所接收的該網路封包的該目的端為一第三網路接口，則該橋接裝置丟棄該些網路封包；若從該第一網路接口所接收的該網路封包的該目的端為該第三網路接口，則該橋接裝置根據該些網路封包重組為操作指令。

本發明的遠端設備的網路控制設備、遠端設備的網路控制系統與控制方法可以提高對串列設備或並列設備的控制可靠性，使得遠端的目標設備可以正確讀取控制指令與輸出回應訊息。而且本發明的橋接裝置 可以在網路架構中不需增加額外的硬體成本就可實現熱插拔的目的。

有關本發明的特徵與實作，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

110‧‧‧主控電腦

111‧‧‧第一處理單元

112‧‧‧存儲單元

113‧‧‧主網路接口

114‧‧‧中介程序

120‧‧‧橋接裝置

121‧‧‧第二處理單元

122‧‧‧第一網路接口

123‧‧‧第二網路接口

124‧‧‧第三網路接口

130‧‧‧目標設備

140‧‧‧電子設備

150‧‧‧異質轉換單元

A、B‧‧‧橋接裝置

α、β‧‧‧目標設備

第1圖係為本發明的架構細部示意圖。

第2A圖係為本發明的運作流程示意圖。

第2B圖係為本發明的運作架構示意圖。

第3A圖係為本發明的封包確認流程示意圖。

第3B圖係為本發明的封包未確認流程示意圖。

第4圖係為本發明的遠端設備的網路控制方法。

第5A圖係為本發明的橋接裝置的網路封包路由示意圖。

第5B圖係為本發明的橋接裝置的另一網路封包路由示意圖。

第6A圖係為本發明的橋接裝置的網路封包路由示意圖。

第6B圖係為本發明的橋接裝置的另一網路封包路由示意圖。

第6C圖係為本發明的另一橋接架構示意圖。

請參考第1圖所示，其係為本發明的系統示意圖。本發明的控制系統包括主控電腦110、橋接裝置120、目標設備130、電子設備140與異質轉換單元150。主控電腦110透過網路連接於橋接裝置120。在本發明中所述的網路連接可以是網際網路(internet)也可以是區域網路(intranet)，或是網路線直接連接。而為方便說明，本發明的說明書中係以區域網路作為解說，但實際上熟悉本領域者可以將其技術應用在網際網路之中。異質轉換單元150分別連接橋接裝置120與目標設備130。

主控電腦110具有第一處理單元111、存儲單元112與主網路接口113。第一處理單元111電性連接於存儲單元112與主網路接口113。本發明中的主控電腦110泛指具有網路連線能力的計算機。主網路接口113可以透過有線連接或無線連接(wireless)的方式實現。所述的計算機可以是但不限定為個人電腦(PC)、筆記型電腦(notebook)或平板電腦(pad)等。

主控電腦110透過主網路接口113可發送操作指令至橋接裝置120，或者接收來自於橋接裝置120的輸出訊息。主網路接口113的種類可以是但不限定為有線的乙太網路，也可以是無線網路(wireless network)。存儲單元112存儲中介程序114。第一處理單元110運行中介程序114。中介程序114除了用以搜尋橋接裝置120、發送操作指令或接收回應訊息，更對於前述的操作指令進行網路封包的拆分處理。而中介程序114可以是獨立的應用程序，也可以內建於作業系統(Operation System)之中。第一處理單元111根據橋接裝置120所發出的類別資訊調派中介程序114，用於建立位址空間(address space)與多個連線通道(channel)。

請配合第1圖所示，橋接裝置120包括第二處理單元121、第一網路接口122、第二網路接口123與第三網路接口124。第二處理單元121電性連接於第一網路接口122與第三網路接口124。第二處理單元121用以重組所接收的網路封包、將目標設備130所返回的訊息轉換為網路封包、或判斷流經的網路封包的目的端近進而決定網路封包的留存(此一部分將於後文詳述)。橋接裝置120的第一網路接口122網路連接於主控電腦110的主網路接口113。橋接裝置120透過第一網路接口122發送類別資訊給主控電腦110。橋接裝置120的第二網路接口123連接於電子設備140。

類別資訊中記錄橋接裝置120的型號。第三網路接口124連接於異質轉換單元150。異質轉換單元150除了可以透過網路接口外接於橋接裝置120，也可以與橋接裝置120整併為同一晶片組(chipset)中。異質轉換單元150用於重組網路封包並輸出操作指令，或者將回應訊息拆分成對應的網路封包。目標設備130電性連接於異質轉換單元150。目標設備130的種類係為並列串口(parallel port)、序列串口(serial port)或數位輸入/輸出(digital I/O)或通用異步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)的電子設備。目標設備130可能是RS-232的滑鼠、digital I/O的讀卡機(bar coder reader)等。

本發明中主控電腦110傳向橋接裝置120的網路封包定義為第一網路封包。橋接裝置120傳向主控電腦110的封包則另定義為第二網路封包，橋接裝置120與電子設備140間傳輸的封包則定義為第三網路封 包。為能清楚說明對目標設備的操控，還請請參考第2A圖所示，其係為本發明的操作傳輸方法包括以下步驟：步驟S210：主控電腦運行中介程序，中介程序搜尋網路中的橋接裝置；步驟S220：橋接裝置接獲搜尋的要求後，橋接裝置返回類別資訊；步驟S230：主控電腦接收橋接裝置的類別資訊，並用於建立位址空間與多個連線通道；步驟S240：主控電腦根據位址空間與這些連線通道對操作指令進行分段處理，並將每一個分段結果封裝為第一網路封包；步驟S250：主控電腦透過網路將這些第一網路封包發送至橋接裝置；步驟S260：橋接裝置將第一網路封包轉發向異質轉換單元；步驟S270：異質轉換單元根據這些第一網路封包的連線通道的順序進行重組用於得到操作指令，並將操作指令發送至目標設備；步驟S280：目標設備執行操作指令，並輸出回應訊息至橋接裝置；步驟S290：橋接裝置根據連線通道的數量對回應訊息進行分段，並對每一分段的結果進行封裝，藉以輸出多個第二網路封包；以及步驟S300：橋接裝置將這些第二網路封包發送至主控電腦。

為能清楚說明整理的運作方式，請配合第2B圖所示。首先，主控電腦110開始執行中介程序114。中介程序114對網路搜尋橋接裝置120。當橋接裝置120接獲搜尋的命令後，橋接裝置120會返回對應的類別資訊。類別資訊記錄橋接裝置120的串口種類、串口數量或者是橋接裝置12(0的型號。

主控電腦110接獲類別資訊後，主控電腦110可以根據類別資訊產生位址空間與多個連線通道。位址空間的大小是根據目標設備130的種類所決定。而連線通道的數量可根據目標設備130所決定，或者預設成固定數量。位址空間用於模擬目標設備130在連接主控電腦110時的記憶體空間。因為本發明的目標設備130是透過網路連接於主控電腦110，因此需要在主控電腦110中對應的產生位址空間，提供主控電腦110進行定 址存取的目的。

當主控電腦110向目標設備130發出操控命令(或相關的處理資料)時，中介程序114會對操控命令進行分段的處理。在本發明中中介程序114會根據連線通道的數量對操控命令進行分段。因此中介程序114會輸出與連線通道相同數量的分段結果。中介程序114根據切分後的操控命令進而取得對應的每一個資料偏移量(offset)。

為能方便說明經過切分後的操控命令(或操控資料)，將每一切分的部分定義為已切分區塊。中介程序114將已切分區塊與對應的資料偏移量透過連線通道依序的進行轉換為第一網路封包，並將第一網路封包發送給橋接裝置120。

橋接裝置120接獲第一網路封包後，橋接裝置120會將第一網路封包轉發至異質轉換單元150。異質轉換單元150根據連線通道所記載資料偏移量順序判斷所接收到的第一網路封包的順序是否正確。請配合第3A圖與第3B圖所示，其係分別為第一網路封包的接收順序示意圖。在第3A圖與第3B圖的左方為主控電腦110的第一網路封包的發送順序，右方為異質轉換單元150的接收順序。

異質轉換單元150會判斷接獲的連續第一網路封包的數量是否大於預設數量。若是大於預設數量時，異質轉換單元150會返回確認信息(Acknowledgment，ACK)給主控電腦110。主控電腦110接獲確認信息後再發送剩餘的第一網路封包給異質轉換單元150。舉例來說，主控電腦110依序將第一網路封包001、002、003與004發送至異質轉換單元150。異質轉換單元150若依序接獲第一網路封包001、002、003與004時，則異質轉換單元150返回一確認信息給主控電腦110並要求主控電腦110再傳送後續的第一網路封包005、006。之後，異質轉換單元150會從第一網路封包005開始計算所接獲的連續的第一網路封包的數量是否大於預設數量。

若是異質轉換單元150所接獲的第一網路封包的順序不連續時，橋接裝置120則會向主控電腦110要求重新傳送遺落的第一網路封包。從第3B圖中可以知道橋接裝置120並未接獲第一網路封包003，而是 先接到了第一網路封包004。因此橋接裝置120會向主控電腦110發出第一網路封包003的未確認信息(Negative-Acknowledgment，NAK)。異質轉換單元150同時停止接收第一網路封包003以後的封包。所以異質轉換單元150會將第一網路封包004(與之後的第一網路封包005、006)丟棄，並等待第一網路封包003。

一旦主控電腦110接獲未確認信息，主控電腦110會停止發送當前欲傳送的第一網路封包，而是改重送未被異質轉換單元150接獲的第一網路封包003。在第3B圖中，異質轉換單元150並未接獲第一網路封包003。因此主控電腦110會從第一網路封包003開始重新發送剩餘的第一網路封包004、005、006。

接著，異質轉換單元150將所接獲的第一網路封包進行重組，藉以取得對目標設備130的操作指令。異質轉換單元150將操作指令透過第三網路接口124發送至目標設備130。目標設備130根據操作指令進行相應的動作。目標設備130完成所述的動作後，可能會輸出對應的結果。此時，目標設備130將運作結果輸出至異質轉換單元150。

異質轉換單元150同樣根據連線通道的數量對運作結果進行切分。異質轉換單元150對每一切分結果封裝為第二網路封包，並將第二網路封包發送至主控電腦110。對於第二網路封包的傳送處理方式與前述第一網路封包的傳送過程相同，在此對於第二網路封包的傳送不重複敘述。主控電腦110接獲第二網路封包後，主控電腦110對第二網路封包進行重組並得到目標設備130的運作結果。

除了上述對於遠端的目標設備130的控制處理外，本發明還提出下述的路由處理方法，用於解決主控電腦110與目標設備130的一對一的控制處理。請參考第4圖所示，其係為本發明的遠端設備的網路控制方法。遠端設備的網路控制方法包括以下步驟：步驟S410：分別判斷橋接裝置的第一網路接口或第二網路接口所接收的網路封包的目的端；步驟S420：若從第一網路接口所接收的第一網路封包的目的端為第三網路接口，則橋接裝置根據這些網路封包重組為操作指 令；步驟S421：橋接設備將操作指令透過第三網路接口發送至目標設備；步驟S430：若從第一網路接口所接收的第一網路封包的目的端為電子設備，則橋接裝置將第一網路封包轉向至第二網路接口；步驟S440：若從第二網路接口所接收的第三網路封包的目的端為第三網路接口，則橋接裝置丟棄這些網路封包；以及步驟S450：若從第二網路接口所接收的第三網路封包的目的端為主控電腦，則橋接裝置將這些網路封包轉向至第一網路接口。

橋接裝120置會判斷所接收的網路封包的目的端。本發明中所述的目的端指的是網路封包的接收對象。例如：若主控電腦110發送網路封包至電子設備140，則電子設備140係為網路封包的目的端。

首先，對來源端為主控電腦110作為說明。為能清楚說明，在以下說明中係以另一橋接裝置作為電子設備。因此主控電腦110透過主網路接口連接橋接裝置A，橋接裝置A又連接橋接裝置B與目標設備α。橋接裝置B連接目標設備β。

當橋接裝置A接收來自於主控電腦110的第一網路封包時，橋接裝置A會根據前述方式判斷是否是對目標設備α的操作指令，並請配合第5A圖與第5B圖所示。若是第一網路封包為操作指令，則橋接裝置A對第一網路封包進行重組並輸出操作指令，如第5A圖所示。橋接裝置A在把操作指令發送至目標設備α。

若橋接裝置A所接收的第一網路封包的目的端是橋接裝置B，橋接裝置A將第一網路封包轉發至橋接裝置B。橋接裝置A則不對第一網路封包進行其他的處理，如第5B圖所示。在前文中曾經述及類別資訊可以判斷橋接裝置的類型，因此主控電腦110可以在網路封包中加入由哪一台橋接裝置的目標設備進行處理。

如果主控電腦110欲操作橋接裝置B的目標設備β。橋接裝置A收到網路封包後，橋接裝置A會將第一網路封包轉發給橋接裝置B。 橋接裝置B接獲網路封包後，橋接裝置B開始組合網路封包，並得到相應的操作指令。

接著，若是橋接裝置A接獲來自於第二網路接口的第三封包，橋接裝置A會判斷第三網路封包的目的端是否為主控電腦110。請同時配合第6A圖與第6B圖所示，其係分別為橋接裝置的網路封包路由示意圖。如果第三網路封包的目的端是主控電腦110，則橋接裝置A不對第三網路封包進行額外的處理，如第6A圖所示，則是將第三網路封包轉發至主控電腦110。若第三網路封包的目的端為目標設備，橋接裝置A則丟棄該網路封包，如第6B圖所示。

若橋接裝置B的第二網路接口連接另一台電腦(將其定義為外部電腦)，如第6C圖所示。外部電腦可以透過橋接裝置A與橋接裝置B將網路封包傳送至主控電腦110。由於橋接裝置A(或橋接裝置B)可以判斷網路封包的目的端，因此橋接裝置A(或橋接裝置B)可以阻擋外部電腦對於目標設備的網路封包。並且主控電腦110仍可與外部電腦進行通訊。如此一來，可以確保主控電腦110與各目標設備的對應關係。換言之，橋接裝置120的處理單元121控制第一網路接口122與第三網路接口124間的網路封包的雙向傳輸。處理單元120控制第二網路接口122與第三網路接口124間的的網路封包的雙向傳輸。處理單元120控制第一網路接口122往第三網路接口124的的網路封包的單向傳輸。

本發明的遠端設備的網路控制系統、橋接設備與控制方法可以提高對串列設備或並列設備的控制可靠性，使得遠端的目標設備130可以正確讀取控制指令與輸出回應訊息。而且本發明的橋接裝置可以在網路架構中不需增加額外的硬體成本就可實現熱插拔的目的。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧主控電腦

111‧‧‧第一處理單元

112‧‧‧存儲單元

113‧‧‧主網路接口

114‧‧‧中介程序

120‧‧‧橋接裝置

121‧‧‧第二處理單元

122‧‧‧第一網路接口

123‧‧‧第二網路接口

124‧‧‧第三網路接口

130‧‧‧目標設備

140‧‧‧電子設備

150‧‧‧異質轉換單元

Claims (8)

1. 一種網路控制設備，其係包括：一第一網路接口，連接一主控電腦；一第二網路接口，網路連接於一電子設備；一第三網路接口，電性連接一目標設備；以及一處理單元，電性連接於該第一網路接口、該第二網路接口與該第三網路接口，該處理單元控制該第一網路接口與該第三網路接口間的雙向傳輸，該處理單元控制該第二網路接口與該第三網路接口間的雙向傳輸，該處理單元控制該第一網路接口往該第三網路接口的單向傳輸；其中，該處理單元判斷該第一網路接口與該第二網路接口所接收的一網路封包的目的端，若該第二網路接口接收的該網路封包的該目的端為該第三網路接口，則該處理單元丟棄該些網路封包，若從該第一網路接口所接收的該網路封包的該目的端為該第三網路接口，則該處理單元根據該些網路封包重組為一操作指令。
2. 如請求項1所述之網路控制設備，其中更包括一異質轉換單元，其係連接於該第三網路接口與該目標設備之間。
3. 如請求項2所述之網路控制設備，其中該處理單元轉發來自該主控電腦的一第一網路封包至該異質轉換單元，由該異質轉換單元重組該些第一網路封包並輸出該操作指令，該異質轉換單元將該操控指令發送至該目標設備，該異質轉換單元將來自於該目標設備的一回應訊息發送至該處理單元，該處理單元將該回應訊息轉換為一第二網路封包並傳送給該主控電腦。
4. 一種遠端設備的網路控制系統，其係包括：一電子設備；一主控電腦，用於發送具有一操作指令的一第一網路封包；一月標設備，用於接收該操作指令，或發出一回應訊息；一異質轉換單元，連接於該目標設備，該異質轉換設單元將該第一網路封包轉換為一操作指令並傳送至該目標設備，或將來自於該目標設備的該回應訊息轉換為一第二網路封包；以及一橋接設備，其係具有一處理單元、一第一網路接口、一第二網路 接口與一第三網路接口，該處理單元連接於該第一網路接口、該第二網路接口與該第三網路接口，該第一網路接口連接於該主控電腦，該第二網路接口連接於該電子設備，該第三網路接口連接於該異質轉換單元，該處理單元控制該第一網路接口與該第三網路接口間的雙向傳輸，該處理單元控制該第一網路接口往該第三網路接口的單向傳輸；其中，該處理單元判斷該第一網路接口與該第二網路接口所接收的一網路封包的目的端，若該第二網路接口接收的該網路封包的該目的端為該第三網路接口，則該處理單元丟棄該些網路封包，若從該第一網路接口所接收的該網路封包的該目的端為該第三網路接口，則該處理單元根據該些網路封包重組為該操作指令。
5. 如請求項4所述之遠端設備的網路控制系統，其中該處理單元轉發來自該主控電腦的該第一網路封包至該異質轉換單元，由該異質轉換單元重組該第一網路封包用於輸出該操作指令，該異質轉換單元將該操控指令發送至該目標設備，該異質轉換單元將來自於該目標設備的該回應訊息發送至該處理單元，該處理單元將該回應訊息轉換為該第二網路封包並傳送給該主控電腦。
6. 一種遠端設備的網路控制方法，其係包括以下步驟：判斷一橋接裝置的一第一網路接口或一第二網路接口所接收的一網路封包的一目的端；若從該第二網路接口所接收的該網路封包的該目的端為一第三網路接口，則該橋接裝置丟棄該些網路封包；以及若從該第一網路接口所接收的該網路封包的該目的端為該第三網路接口，則該橋接裝置根據該些網路封包重組為一操作指令。
7. 如請求項6所述之遠端設備的網路控制方法，其中判斷該目的端更包括以下步驟：該橋接設備將該操作指令透過該第三網路接口發送至一目標設備；若從該第一網路接口所接收的該網路封包的該目的端為該第二網路接口，則該橋接裝置將該些網路封包轉向至該第二網路接口；以及若從該第二網路接口所接收的該網路封包的該目的端為該主控電 腦，則該橋接裝置將該些網路封包轉向至該第一網路接口。
8. 如請求項6所述之遠端設備的網路控制方法，其中若該第三網路接口向該橋接裝置發出一回應訊息時，該橋接裝置將該回應訊息轉換為該網路封包，並將該網路封包發至該主控電腦。