一种兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统，包括设备注册模块、设备连接管理模块；设备注册模块用于实现对请求与上位机进行连接的外部设备进行注册，并为每个外部设备定义别名和生成设备描述符，关联别名和设备描述符，其中，设备描述符包含外部设备的通信协议和访问地址；设备连接管理模块封装有协议库，用于基于外部设备的连接请求从设备注册模块获取与外部设备的别名对应的设备描述符，并依据从设备描述符解析获得的信息，使用封装的协议库创建上位机与外部设备之间的连接会话。通过对外部设备提供统一的管理和控制接口，提升了上位机对外部设备的兼容性和适用性。

An external device connection management system compatible with multiple hardware interface specifications and hardware communication protocols

【技术实现步骤摘要】
一种兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统
本专利技术属于通信领域，具体涉及一种兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统。
技术介绍
随着计算机与信息技术的进步，需要连接计算机的外部设备的种类及功能越来越多，上位机连接外部设备的硬件接口从传统的串口逐渐发展到USB总线、GPIB总线、以太网总线等。外部设备的控制、数据的采集等都需要在硬件接口上实现一个软件协议来进行传输，因此渐渐演变出多种多样的协议和接口。在工业开发和学术研究中，常常会将各种仪器设备集成一个复杂的网络，需要通过计算机对着复杂网络中的各种仪器设备进行远程控制和数据采集。到目前为止，这种环境下使用的是为各个仪器设备实现独立的软件驱动，通过驱动来实现控制协议的封包和解包。由于硬件接口的种类繁多，基于各类硬件接口开发的设备驱动也层出不穷，而真正去使用时会发现对各类仪器设备的驱动接口管理混乱。在实现软件控制时，代码冗余浪费，难以实现兼容性和适用性。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术实施例提供了一种兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统，通过对外部设备提供统一的管理和控制接口，提升了上位机对外部设备的兼容性和适用性。第一方面，实施例提供的一种兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统，包括设备注册模块、设备连接管理模块；所述设备注册模块用于实现对请求与上位机进行连接的外部设备进行注册，并为每个外部设备定义别名和生成设备描述符，关联别名和设备描述符，其中，设备描述符包含外部设备的通信协议和访问地址；所述设备连接管理模块封装有协议库，用于基于外部设备的连接请求从设备注册模块获取与外部设备的别名对应的设备描述符，并依据从设备描述符解析获得的信息，使用封装的协议库创建上位机与外部设备之间的连接会话。一个实施例中，所述设备注册模块依据外部设备的别名对注册的外部设备进行删除或修改设备描述符。一个实施例中，所述外界设备的通信协议包括TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议、USB协议、UART协议。一个实施例中，当设备的通信协议为TCP/IP协议时，设备描述符中在TCP/IP协议下的访问地址定义为：传输层协议_IP地址_端口_，其中，传输层协议值为TCP、UDP，端口范围0～65535。一个实施例中，当设备的通信协议为USB协议时，设备描述符中在USB协议下的访问地址定义为：USB_VID_PID_REV_MI_COL_，USB_VID_PID_REV_CDC_，USB_CLASS_SUBCLASS_PORT_；其中，VID表示供应商代码，采用4个字符表示16进制的字符串；PID表示制造商代码，采用4个字符表示16进制的字符串；REV表示设备版本，采用4个字符表示16进制的字符串；MI表示USB复合设备的接口ID，采用2个字符表示16进制的字符串；COL表示USB的HID设备，采用HID设备的collectionid；CDC表示USB的CDC设备，采用CDC子类的ID标识；CLASS和SUBCLASS分别表示类和子类；PORT表示计算机端口。一个实施例中，当设备的通信协议为UART协议时，设备描述符中在UART协议下的访问地址定义为：UART_串口号_。一个实施例中，所述设备连接管理模块解析设备描述符获得TCP/IP协议和对应的访问地址后，为TCP/IP协议和对应的访问地址创建一个socket，将socket作为用户可操作的session，通过session实现上位机和外部设备之间的数据通信。一个实施例中，所述设备连接管理模块解析设备描述符获得USB协议和对应的访问地址后，调用上位机的USB驱动接口，通过USB驱动接口建立上位机与外部设备之间的会话，实现数据通信。一个实施例中，所述设备连接管理模块解析设备描述符获得UART协议和对应的访问地址后，将串口看作独立设备，根据设备注册模块中的配置对串口进行初始化，初始化结束后，通过串口实现上位机与外部设备之间的数据通信。上述技术方案具有的有益效果至少包括：通过设备注册模块为需要连接上位机的各硬件通信协议和硬件接口规范的外部设备提供统一的注册接口，同时配合内设有各通信协议的设备连接管理模块，利用设备注册模块生成的设备描述符和设备连接管理模块封装的协议库实现建立上位机和外部设备的会话。这样外部设备连接管理系统作为抽象出统一的虚拟设备层，使得各种硬件接口的外部设备在虚拟设备层中都可以作为同样的虚拟设备进行连接、读数据、写数据等操作，而针对不同硬件通信协议的适配和兼容性处理，对于请求者是透明的，这样在请求者看来，对各种不同硬件协议的设备就可以使用同一种操作方式来进行操作交互，大大简化了代码的编写方式。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1是一实施例提供的外部设备连接管理系统的结构示意图；图2是一实施例提供的外部设备连接管理模块的功能图；图3是一实施例提供的USB类型设备的初始化流程图；图4是一实施例提供的USB类型设备的连接序列图；图5是一实施例提供的网络协议session创建流程图；图6是一实施例提供的网络协议的读写序列图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。由于硬件接口的种类繁多，基于各类硬件接口开发的设备驱动也层出不穷，而实际使用时会发现对各类设备的驱动接口管理混乱，在实现软件控制时，代码冗余浪费，难以实现兼容性和适用性。为了解决这个技术问题，本专利技术实施例提供了一种兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统，作为一套软件管理平台，统一管理各种软件驱动接口，对外提供统一的软件管理和控制接口，以实现兼容常见通信类型的硬件接口，提升适用性。图1是一实施例提供的外部设备连接管理系统的结构示意图。如图1所示，实施例提供的外部设备连接管理系统100包括设备注册模块110和设备连接管理模块120。其中，设备注册模块110作为对外部设备进行管理和通讯的统一接口，主要是向外部设备(请求者)提供方式将与上位机存在物理连接的外部设备注册到管理系统中并进行持久化存储。具体地，设备注册模块110用于实现对请求与上位机进行连接的外部设备进行注册，并为每个外部设备定义别名和生成设备描述符，关联别名和设备描述符，其中，设备描述符包含外部设备的通信协议和访问地址。实施例中，设备注册模块110为不同硬件接口规范和硬件通信协议提供了统一的设备描述符规范，使用该设备描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统，其特征在于，包括设备注册模块、设备连接管理模块；/n所述设备注册模块用于实现对请求与上位机进行连接的外部设备进行注册，并为每个外部设备定义别名和生成设备描述符，关联别名和设备描述符，其中，设备描述符包含外部设备的通信协议和访问地址；/n所述设备连接管理模块封装有协议库，用于基于外部设备的连接请求从设备注册模块获取与外部设备的别名对应的设备描述符，并依据从设备描述符解析获得的信息，使用封装的协议库创建上位机与外部设备之间的连接会话。/n

【技术特征摘要】
1.一种兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统，其特征在于，包括设备注册模块、设备连接管理模块；
所述设备注册模块用于实现对请求与上位机进行连接的外部设备进行注册，并为每个外部设备定义别名和生成设备描述符，关联别名和设备描述符，其中，设备描述符包含外部设备的通信协议和访问地址；
所述设备连接管理模块封装有协议库，用于基于外部设备的连接请求从设备注册模块获取与外部设备的别名对应的设备描述符，并依据从设备描述符解析获得的信息，使用封装的协议库创建上位机与外部设备之间的连接会话。


2.如权利要求1所述的兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统，其特征在于，所述设备注册模块依据外部设备的别名对注册的外部设备进行删除或修改设备描述符。


3.如权利要求1所述的兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统，其特征在于，所述外界设备的通信协议包括TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议、USB协议、UART协议。


4.如权利要求3所述的兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统，其特征在于，当设备的通信协议为TCP/IP协议时，设备描述符中在TCP/IP协议下的访问地址定义为：传输层协议_IP地址_端口_，其中，传输层协议值为TCP、UDP，端口范围0～65535。


5.如权利要求3所述的兼容多种硬件接口规范及硬件通信协议的外部设备连接管理系统，其特征在于，当设备的通信协议为USB协议时，设备描述符中在USB协议下的访问地址定义为：USB_VID_PID_REV_MI_COL_，USB_VID_PID_REV_CDC_，USB_CLASS_SUBCLASS_PORT_；
其中，VI...

【专利技术属性】
技术研发人员：李响，潘纲，张杰，
申请(专利权)人：浙江浙大西投脑机智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33