CN101471901A - 一种实现多种无线协议设备相互识别并互联的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种实现多种无线协议设备相互识别并互连的方法，该方法包括：对连接的无线协议设备进行识别；将识别到的所述无线协议设备所使用的无线协议转换为公共协议，并存入协议列表，所述公共协议中包含原无线协议的ID信息；当有数据需要传输时，再将所述待传数据的协议帧通过所述公共协议转换为目的无线协议帧；根据目的无线协议帧查找所述协议列表，确定目的无线协议后将数据传输给目的无线协议设备。本发明还提供一种实现多种无线协议设备相互识别并互连的装置。采用本发明的方法和装置，利用协议转换机制通过在不同的无线协议设备间传输数据时进行协议转换来实现数据的传输，进而实现不同无线协议设备间的相互识别和互连。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种实现多种无线协议设备相互识别并互连的方法和装置。
背景技术
目前，随着无线协议设备用户数据量的不断增加，对无线协议设备的需求与日俱增。而在实际应用中，个人或者企业组织使用的无线协议设备存在多种模式，主要包括WIFI(Wireless Fidelity 802.11a/b/g/n)，Zigbee(802.15.4)，Bluetooth(蓝牙)，UWB(ultra wideband)等等；因此，随着设备间互联需求的增加，多种无线协议设备间的互联将成为趋势。然而由于各种设备的物理层协议上的区别，导致现在的不同无线协议间的互联会出现以下几个主要问题：多种无线协议设备之间不能互相识别；由于不同无线设备间的物理机制不同，传输距离和数据传输率都不同；无线设备识别需要人为确认。
针对与此，现有技术中存在的几种可用的无线桥接方式及其设备主要有：
串口转Zigbee网络：该桥接方式及其设备只能将有线的串口转为一种无线协议设备，设备分解串口的数据流组成Zigbee数据包以使这些在Zigbee网络下的设备互相识别并且互联；但其只具备单向识别的能力，即串口到Zigbee网络，不具备多种无线协议设备自适应识别和互联的能力；
以太网转UWB网络：该桥接方式及其设备将UWB网络设备映射为一个以太网设备，将其连入有线局域网内，以完成二者之间的互连；但是其同样不具备多种无线协议设备自适应识别和互联的能力。
因此，不论是串口转Zigbee网络、还是以太网转UWB，这些方式和装置都只是解决了一种协议到另一种协议的协议上的转换，以使某两种协议直接能相互连接，并且都是有线网络的设备且都需要依赖外部CPU进行配置和操作；但是其都没有解决多种无线设备相互识别并互连，进而实现数据共通。
发明内容
有鉴于此，本发明解决的问题是一种实现多种无线协议设备相互识别和互连的方法和装置，可以实现多种无线协议的设备能够相互识别和互联。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
一种实现多种无线协议设备相互识别并互连的方法，该方法包括：
对连接的无线协议设备进行识别；
将识别到的所述无线协议设备所使用的无线协议转换为公共协议，并存入协议列表，所述公共协议中包含原无线协议的ID信息；
当有数据需要传输时，再将所述待传数据的协议帧通过所述公共协议转换为目的无线协议帧；
根据目的无线协议帧查找所述协议列表，确定目的无线协议后将数据传输给目的无线协议设备。
相应的，所述无线协议的转换具体通过以下步骤实现：
将原无线协议数据帧内容解析，然后针对原无线协议的ID信息将解析后的内容重新组成新的公共数据帧。
相应的，所述重新组帧具体包括：
将原无线协议数据帧的类型信息和管理信息区块设定为新公共数据帧的管理区块；将原无线协议数据帧中携带数据部分设定为应用数据区块；在所述新数据帧的管理区块内包含原无线协议的ID信息。
相应的，所述协议转换具体通过以下步骤实现：
识别原无线协议数据帧格式和数据帧类型；
根据原无线协议数据帧格式和类型重构新的协议数据帧；
判断新的协议数据帧是否包含原无线协议的ID信息；如果是，则将该新的协议数据帧对应的新的协议加入协议列表；否则，重复前述识别、重构和判断步骤。
相应的，该方法进一步包括：
当有新的无线协议设备接入后，重复前述操作更新数据列表。
相应的，所述原无线协议的ID信息至少包括原无线协议的协议名和连接属性。
一种实现多种无线协议设备相互识别并互连的装置，该装置包括：物理层模块和协议转换模块；其中，
所述物理层模块用于连接无线协议设备，同时对连接的无线协议设备所使用的无线协议进行识别；并根据所述协议转换模块转换的目的无线协议帧，通过查找协议列表确定目的无线协议，然后将所述数据传输给目的无线协议设备；
所述协议转换模块用于将物理层模块识别到的所述无线协议设备所使用的无线协议转换为公共协议，所述公共协议中包含原无线协议的ID信息；并当有数据需要传输时，将所述待传数据的协议帧通过所述公共协议转换为目的无线协议帧后将该目的无线协议数据帧发送给所述物理层模块。
相应的，所述物理层模块至少包括与其相连的无线协议设备的物理层芯片。
相应的，所述物理层模块预留接口用以连接其他无线协议设备。
相应的，所述协议转换模块进一步包括：识别模块、重构模块和判断模块；其中，
所述识别模块用于识别原无线协议数据帧格式和数据帧类型；
所述重构模块用于根据所述识别模块识别到的原无线协议数据帧格式和类型重构新的数据帧；
所述判断模块用于判断新的数据帧是否包含原无线协议的ID信息；如果是，则将该新的数据帧对应的新的协议加入协议列表；否则，指示识别模块重新识别。
相应的，所述物理层模块进一步用于连接并识别新的无线协议设备，并指示协议转换模块执行相应操作以更形协议列表。
可以看出，采用本发明的利用一种协议转换机制将各种无线协议转换为一种公共的协议，并以公共协议作为桥梁，通过在不同的无线协议设备间传输数据时进行协议转换来实现数据的传输，进而实现不同无线协议设备间的相互识别和互连。
附图说明
图1是本发明实施例1的方法流程示意图；
图2是本发明实施例1中协议转换前后各协议数据帧的结构框图；
图3是本发明实施例1中协议转换的第二种形式对应的转换流程示意图；
图4是本发明实施例2的装置的示意框图。
具体实施方式
本发明的基本思想在于利用一种协议转换机制将各种无线协议转换为一种公共的协议，并以公共协议作为桥梁，在不同的无线协议设备间需要数据传输时通过无线协议与公共协议之间的转换来实现数据的传输，进而实现不同无线协议设备间的识别和互连。
为了使本领域技术人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明的方法进行详细说明。
如图1所示，本发明实施例1提供了一种实现多种无线协议设备相互识别并互连的方法，该方法包括：
步骤101：对连接的无线协议设备进行识别；
步骤102：将识别到的所述无线协议设备所使用的无线协议转换为公共协议，并存入协议列表，所述公共协议中包含原无线协议的ID信息；
步骤103：当有数据需要传输时，再将所述待传数据的协议帧通过所述公共协议转换为目的无线协议帧；
步骤104：根据目的无线协议帧查找所述协议列表，确定目的无线协议后将数据传输给目的无线协议设备。
具体的，当有无线协议设备接入时，首先利用已有的各种无线协议底层通信机制，对所连接的无线协议设备进行识别，同时也识别到该无线协议设备所使用的无线协议；当所连接的无线协议设备属于同种协议下工作的设备时，其设备之间可以进行正常数据通信；但当所连接的无线协议设备分属不同无线协议下工作的设备时，本发明实施例提出构造一种新的协议数据结构来适应多种无线通信协议，即通过构造新的协议数据结构作为不同无线协议相互识别的桥梁；具体的，可以有两种形式，本实施例以以太网和UWB为例：
第一种形式是，首先根据前述识别步骤确定接入的无线协议设备为以太网设备和UWB设备；然后将以太网数据帧和UWB数据帧进行解析，获知二者的帧结构组成，并得到二者协议的ID信息；再将原UWB数据帧的管理区块设定为新公共数据帧的管理区块，将UWB数据帧中携带数据部分的数据区设定为新公共数据帧的应用数据区块，以所新的管理区块和应用数据区块构成新的公共数据帧；对于以太网数据帧来说采用同样的方法，将以太网数据帧中的帧头信息、IP首部和TCP首部信息等设定为新的公共数据帧的管理区块，将以太网数据帧的应用数据部分设定为新的公共数据帧的应用数据区块，并以新的管理区块和应用数据区块构成新的公共数据帧；当然，新的公共数据帧的管理区块部分由原协议网络属性和原协议网络数据帧头构成，其中必然包含原协议的ID信息，如图2所示；
在新的协议中，将标记原有无线协议的ID信息及其相应识别信息(其中ID信息包括原协议名和连接属性等)，这样可以让后续所需要互相识别的设备间能够获知其所识别和互联设备的原网络属性；而后续当有数据需要传输时，也可以通过原无线协议的ID及其相应识别信息，在将协议转换后发送给相应的协议设备。将原无线协议数据帧内容解析并把相应信息重新组帧后，将在同一种数据帧下传输的数据流根据不同的ID信息属性分配给原来的无线网络，让原协议能识别到这些数据流信息。
在协议转换后将新的公共协议数据帧对应的协议保存入协议列表中，待后续数据传输时调用；其中，协议列表中的新的协议都根据其协议帧结构中的原协议ID信息对应指向其转换前的原协议属性。
第二种形式是，首先通过识别接入的无线协议设备对应的原无线协议数据帧格式和数据帧类型，获知接入的设备协议为以太网协议和UWB协议，经判断得知其对应的数据帧为以太网数据帧和UWB数据帧；然后分别进行以太网帧和UWB帧的数据结构重构过程，即重构以太网数据帧和UWB数据帧，具体的重构过程与上述第一种形式中的帧结构重组相同，再次不在追述；在重构数据帧完成之后判断新的协议数据帧是否包含原无线协议的ID信息；如果是，则将新的协议数据帧对应的新的协议加入协议列表；否则，重复前述识别、重构和判断步骤的操作，直到新的协议数据帧中包含了原无线协议的ID信息或者无线协议设备不再接入，结束处理过程，具体如图3所示。
当有数据需要传输时，首先将需要传输的数据帧对应的协议通过上述方式转换为新的公共协议，其转换后的协议数据帧包含了需要传输的数据帧对应协议的ID信息；然后再利用新的公共协议帧结构的组成原理，将其转换为其他各种无线协议可以识别的无线协议数据帧，即将新的公共数据帧的管理区块分别分解为各种无线协议数据帧的非数据部分(也即无线协议网络属性以及无线协议网络数据帧头部分，其中包含了各无线协议的ID信息)，将应用数据区块分解为各无线协议数据帧中携带数据的部分；再以转换后的无线协议为目的协议，通过查找协议列表将待传数据传输给相应的无线协议设备，实现无线协议设备间的相互识别和互连。
需要注意的是，在传输数据时也可以不将新的公共协议转换为各种无线协议，而是利用新的公共协议通过查找协议列表从中找到新的公共协议数据帧中保存的各种无线协议的ID信息，再对应的针对各ID信息将数据通过各种无线协议设备可以识别的新的公共协议将待传数据发送给各种接入的无线协议设备；其中，根据上述转换方式中将转换后的数据帧下的数据流根据不同的ID信息的属性分配给各种不同的接入的无线网络，使原协议能识别到这些数据流信息，进而可以获取通过新的协议发送过来的数据。
可以看出，采用本发明的方法，
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步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成，且所述的程序存储于特定存储介质中。
基于上述思想，本发明实施例2又提出了一种实现多种无线协议设备相互识别和互连的装置，如图4所示，该装置包括：物理层模块401和协议转换模块402；其中，
所述物理层模块401用于连接无线协议设备，同时对连接的无线协议设备所使用的无线协议进行识别；并根据所述协议转换模块402转换的目的无线协议帧，通过查找协议列表确定目的无线协议，然后将所述数据传输给目的无线协议设备；
所述协议转换模块402用于将物理层模块401识别到的无线协议设备所使用的无线协议转换为公共协议，所述公共协议中包含原无线协议的ID信息；并当有数据需要传输时，将所述待传数据的协议帧通过所述公共协议转换为目的无线协议帧后将该目的无线协议数据帧发送给所述物理层模块401。
其中，所述物理层模块至少包括与其相连的无线协议设备的物理层芯片；即具有与该装置互连的无线协议设备的物理层设备模块，该装置通过所属物理层模块能与多种无线协议的设备实现底层通信，例如通过WIFI射频芯片、Zigbee射频芯片、Bluetooth射频芯片、UWB射频芯片等来实现。当本装置接入多种无线网络设备后，协议转换模块可以通过一个CPU将不同无线设备对应的协议转换为一种新的设备连接协议：比如CPU是一种嵌入式处理器，将这种转换协议的方法程序固化在该处理器中，并为其他协议预留接口；当然，所述物理层模块进一步还可用于连接并识别新的无线协议设备，并指示协议转换模块执行相应操作以更形协议列表。
而本发明实施例2又提出所述协议转换模块进一步包括：识别模块、重构模块和判断模块；其中，所述识别模块用于识别原无线协议数据帧格式和数据帧类型；所述重构模块用于根据所述识别模块识别到的原无线协议数据帧格式和类型重构新的数据帧；所述判断模块用于判断新的数据帧是否包含原无线协议的ID信息；如果是，则将该新的数据帧对应的新的协议加入协议列表；否则，指示识别模块重新识别；通过这种模块组合及其工作方式也可以将无线设备对应的协议转换为一种新的设备连接协议。
具体的，本发明实施例2通过将具有不同物理层协议的通讯模块整合在一个装置中，而该装置使用一个CPU或者协议转换模块来将这些设备协议进行转换，同时通过一个相同的新的协议，实现各种无线设备间的识别和互联。例如该装置接入了WIFI网络设备和UWB网络设备，而该装置中已经将WIFI的物理层芯片和UWB的物理层芯片整合于内，因此可以同时识别WIFI网络和UWB网络中的设备；当通过物理层设备模块识别到WIFI网络和UWB网络的设备后，通过该装置中的协议转换模块来实现两种不同无线协议层之间的数据通信：利用实施例1所述的设备协议转换机制将WIFI和UWB协议转换为一种新的无线协议；在新的无线协议中，将标注原有无线协议的ID(ID信息包括原设备对应的协议名和连接属性等)及其相应识别信息，这样可以让后续所需要互相识别的设备能够知道他所识别和互联设备的原网络属性；将原无线协议包内容解析后把相应信息重新组包，并将在同一种数据帧下的数据流根据不同的ID信息属性分配给原不同协议的无线网络中，让原协议能识别到这些数据；而接入该装置的无线设备将通过无线协议的ID及其相应识别信息，对由多种无线协议转换后的包含原无线协议的ID信息的新无线协议进行识别，进而完成各无线协议设备间的识别和互连。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1、一种实现多种无线协议设备相互识别并互连的方法，其特征在于，该方法包括：
对连接的无线协议设备进行识别；
将识别到的所述无线协议设备所使用的无线协议转换为公共协议，并存入协议列表，所述公共协议中包含原无线协议的ID信息；
当有数据需要传输时，再将所述待传数据的协议帧通过所述公共协议转换为目的无线协议帧；
根据目的无线协议帧查找所述协议列表，确定目的无线协议后将数据传输给目的无线协议设备。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线协议的转换具体通过以下步骤实现：
将原无线协议数据帧内容解析，然后针对原无线协议的ID信息将解析后的内容重新组成新的公共数据帧。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重新组帧具体包括：
将原无线协议数据帧的类型信息和管理信息区块设定为新公共数据帧的管理区块；将原无线协议数据帧中携带数据部分设定为应用数据区块；在所述新数据帧的管理区块内包含原无线协议的ID信息。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协议转换具体通过以下步骤实现：
识别原无线协议数据帧格式和数据帧类型；
根据原无线协议数据帧格式和类型重构新的协议数据帧；
判断新的协议数据帧是否包含原无线协议的ID信息；如果是，则将该新的协议数据帧对应的新的协议加入协议列表；否则，重复前述识别、重构和判断步骤。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
当有新的无线协议设备接入后，重复前述操作更新数据列表。
6、根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于：
所述原无线协议的ID信息至少包括原无线协议的协议名和连接属性。
7、一种实现多种无线协议设备相互识别并互连的装置，其特征在于，该装置包括：物理层模块和协议转换模块；其中，
所述物理层模块用于连接无线协议设备，同时对连接的无线协议设备所使用的无线协议进行识别；并根据所述协议转换模块转换的目的无线协议帧，通过查找协议列表确定目的无线协议，然后将所述数据传输给目的无线协议设备；
所述协议转换模块用于将物理层模块识别到的所述无线协议设备所使用的无线协议转换为公共协议，所述公共协议中包含原无线协议的ID信息；并当有数据需要传输时，将所述待传数据的协议帧通过所述公共协议转换为目的无线协议帧后将该目的无线协议数据帧发送给所述物理层模块。
8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述物理层模块至少包括与其相连的无线协议设备的物理层芯片。
9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于：
所述物理层模块预留接口用以连接其他无线协议设备。
10、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述协议转换模块进一步包括：识别模块、重构模块和判断模块；其中，
所述识别模块用于识别原无线协议数据帧格式和数据帧类型；
所述重构模块用于根据所述识别模块识别到的原无线协议数据帧格式和类型重构新的数据帧；
所述判断模块用于判断新的数据帧是否包含原无线协议的ID信息；如果是，则将该新的数据帧对应的新的协议加入协议列表；否则，指示识别模块重新识别。
11、根据权利要求7至10任意一项所述的装置，其特征在于：
所述物理层模块进一步用于连接并识别新的无线协议设备，并指示协议转换模块执行相应操作以更形协议列表。
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Denomination of invention: Method and device for implementing mutual identification and interconnection of various wireless protocol equipment Effective date of registration: 20120726 Granted publication date: 20110831 Pledgee: Beijing Haidian science and technology enterprise risk Company Limited by Guarantee Pledgor: IGRS Engineering Lab Ltd. Registration number: 2012990000407 |
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