CN105589822A

CN105589822A - 一种人机接口设备的数据传输方法及装置

Info

Publication number: CN105589822A
Application number: CN201510970060.0A
Authority: CN
Inventors: 初德进
Original assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2016-05-18

Abstract

本发明公开了一种人机接口设备的数据传输方法及装置，包括：将HID传输至应用程序的数据按TTY串行设备协议进行组包后传输至应用程序；和/或，在确定应用程序将传输至HID的数据后，将应用程序传输至HID的数据按TTY串行设备协议进行分包后传输至HID。采用本发明，能够有效平滑由设备类型、厂商不同造成的差异，提高应用程序的可移植性，降低开发和维护成本。

Description

一种人机接口设备的数据传输方法及装置

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及一种人机接口设备的数据传输方法及装置。

背景技术

HID(HumanInterfaceDevice，人机接口设备)是USB设备中常用的设备类型，是直接与人交互的USB设备。在USB设备中，HID的成本较低，另外HID并不一定要有人机交互功能，只要符合HID类别规范的设备都是HID，例如蓝牙HID。

目前智能电视上使用的HID主要包括遥控器、键鼠(USB、蓝牙)、游戏手柄、麦克风、触控屏等，其传输的数据主要包括两种类型，一种是按键类、坐标类的小数据，另一种是语音、版本升级、键值映射表类的大数据。对于按键和坐标类的小数据，linux内核已有成熟的处理机制，实现应用程序与内核及驱动软件的交互。

但是，对于大数据的类型，HID设备在交互数据时，是按数据包进行传输的，也即，应用程序与HID设备按约定的方式组包或分包传输的数据包，然而，组包或分包在现有技术中并无统一规范，而是由各设备商自行约定，由于设备类型、厂商不同，对数据的处理及传输方法也各不相同，因此需要应用程序根据这些差异进行适配，从而造成应用程序移植性差，开发及维护成本高。

也即，现有技术的不足在于，目前的HID设备的适配通用性差，从而造成应用程序移植性差，开发及维护成本高。

发明内容

本发明提供了一种人机接口设备的数据传输方法及装置，用以提高HID的适配通用性。

本发明实施例中提供了一种人机接口设备的数据传输方法，包括：

在确定人机接口设备HID将传输至应用程序的数据后，将HID传输至应用程序的数据按TTY串行设备协议进行组包后传输至应用程序；

和/或，

在确定应用程序将传输至HID的数据后，将应用程序传输至HID的数据按TTY串行设备协议进行分包后传输至HID。

本发明实施例中提供了一种HID的数据传输装置，包括：

确定模块，用于确定HID将传输至应用程序的数据，和/或，确定应用程序将传输至HID的数据；

传输模块，用于在确定人机接口设备HID将传输至应用程序的数据后，将HID传输至应用程序的数据按TTY串行设备协议进行组包后传输至应用程序，和/或，在确定应用程序将传输至HID的数据后，将应用程序传输至HID的数据按TTY串行设备协议进行分包后传输至HID。

本发明有益效果如下：

在本发明实施例提供的技术方案中，在应用程序与HID进行数据交互时，先将这些数据按TTY串行设备协议处理，具体的，也即将HID传输至应用程序的数据按TTY串行设备协议进行组包后传输至应用程序；和/或，将应用程序传输至HID的数据按TTY串行设备协议进行分包后传输至HID。

在现有技术中，应用程序与HID设备需要按约定的方式进行组包或分包传输，然而，组包或分包在现有技术中并无统一规范，而是由各设备商自行约定，由于设备类型、厂商不同，对数据的处理及传输方法也各不相同，这样在现有技术中不得不根据这些差异对应用程序进行适配，从而造成应用程序移植性差。也即，现有技术的不足在于没有一个统一的标准来处理HID与应用程序的交互，这样，在本发明实施例提供的技术方案中，采用了按TTY串行设备协议进行处理的手段，而TTY设备是已有的一套成熟完整的支持架构，因此应用程序只需采用通用访问虚拟tty串口终端设备的方式即可访问HID，完成与相应HID的数据传输，同时还因为TTY设备是已有的一套成熟完整的支持架构，是业界都已熟知的标准，所以对应用程序与HID之间的交互要求降低，不再需要按照约定的方式进行组包或分包传输，有效的平滑了由设备类型、厂商不同造成的差异，当不需要为应用程序与HID交互数据适配专有的组包或分包传输方案时，也相应的提高了应用程序的可移植性，降低了开发和维护成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中HID的数据传输方法实施流程示意图；

图2为本发明实施例中报告描述符解析后得到结构模型示意图；

图3为本发明实施例中某品牌鼠标的报告描述符实例示意图；

图4为本发明实施例中读操作实施流程示意图；

图5为本发明实施例中写操作实施流程示意图；

图6为本发明实施例中HID的数据传输装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

本发明实施例中提出了一种基于TTY技术的HID数据处理及传输方案，在应用程序与HID驱动软件中间添加数据处理层，有效的平滑由设备类型、厂商不同造成的差异，提高应用程序的可移植性，降低开发和维护成本。下面对本发明实施例中提供的HID的数据传输方法的实施进行说明。

图1为HID的数据传输方法实施流程示意图，如图所示，可以包括：

步骤101、确定HID将传输至应用程序的数据；

步骤102、在确定HID将传输至应用程序的数据后，将HID传输至应用程序的数据按TTY串行设备协议进行组包后传输至应用程序；

和/或，

步骤103、确定应用程序将传输至HID的数据；

步骤104、在确定应用程序将传输至HID的数据后，将应用程序传输至HID的数据按TTY串行设备协议进行分包后传输至HID。

实施中，步骤101、102是HID传输数据至应用程序的实施，步骤103、104是应用程序数据传输至HID的实施，本领域技术人员容易理解，二者之间并无必然的时序联系，同时，它们可以单独实施也可以配合实施。

下面对步骤101中的HID以及步骤102中的TTY技术的具体实施进行说明。

应用程序既可以是上层的应用程序，也可以是***的应用程序等应用程序，实施中，具体与HID交互数据的必然是数据处理设备中的某一应用程序，因此，只要是需要与HID交互数据的应用程序均可采用本方案。由于APP是较为常见的应用程序形式，因此，实施例中将主要以APP的实施为例进行说明。

HID是USB设备中常用的设备类型，是直接与人交互的USB设备。HID并不一定要有人机交互功能，只要符合HID类别规范的设备都是HID，例如蓝牙HID。除了通用设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符外，HID还包括了独有的报告描述符。可以将报告描述符看成是一种编程语言，一种秘钥，它描述了后续数据的格式，相当于设备告诉主机如何解析所收的数据。

图2为报告描述符解析后得到结构模型示意图，主机端的驱动软件将报告描述符解析后，得到如图所示结构模型。图3为某品牌鼠标的报告描述符实例示意图，图3是用以帮助理解报告描述符在具体实例中的运用的。

如图2、3所示，每个report使用reportid来唯一标识，主机端软件可以根据reportid不同，对数据做相应处理。

TTY是TeleTYPE的缩写，原来指的是电传打字机，是通过串行线用打印机键盘通过阅读和发送信息的终端设备。目前linux***中常见的TTY设备包括虚拟控制台、串口及伪终端设备等，即常见的串口设备。在linux内核中，对TTY设备有一套成熟完整的支持架构，包括底层驱动及应用程序。

在步骤102具体实现时，可以在应用程序与HID驱动软件中间添加一个数据处理层用以执行步骤102，如，上层应用APP只需采用通用的open、read、write等方式访问虚拟tty串口终端设备，即可完成与相应HID的数据交互。

在步骤102的实施中，该数据处理层在将所述数据按串行设备的TTY串行设备协议进行组包时，主要进行数据分包、组包，具体的，在传输HID大数据量的场景下，将应用程序传输至HID的大数据分包为协议指定的小数据，或将HID传输至应用程序的小数据组包为大数据进行传输，从而满足不同HID对数据传输方面的限制或要求。

进一步的，还可以在确定HID将与应用程序交互的数据需要加密和/解密时，对该数据进行加密和/解密后进行封装；和/或，在确定HID将与应用程序交互的数据需要校验和/容错时，对该数据进行加密和/解密后进行封装。具体的如下：

数据加密和/或解密：对有HID数据加密和解密需求的场景，可以根据设备通信的需求，完成对指定数据的加密和/或解密处理。

校验和/或容错：可以根据HID通信协议的需求，对上传和下发的数据进行校验和容错处理，提高通信可靠性。

实施中，将所述数据按串行设备的TTY串行设备协议进行组包后获得组包数据这一步骤，可以在内核执行。具体的，可以将执行该功能的数据处理层直接编译进内核或以动态ko的方式加载到内核中运行，这样，应用程序就可以通过访问/dev目录下的ttyHID设备节点来完成对相关HID数据交换的目的。其中，具体实施中，/dev目录下的ttyHID是举例所用，具体实施中可以根据需要自行设定；.ko(kernelobject，内核模块)，可以在Linux内核起来之后动态的加载和卸载。在实施中以/dev目录下的ttyHID、.ko为例，是因为容易理解，所以这里以之为例；但是，用其它的方式或者手段也是可以的，/dev目录下的ttyHID、.ko仅用于教导本领域技术人员具体如何实施本发明，但不意味仅能使用该方式，实施过程中可以结合实践需要来确定相应的技术手段。

具体实施中，该数据处理层使用的主要数据结构可以如下：

其中，pid、vid标识不同HID；

reportid标识不同report；

同时为了防止多个应用访问同一设备，可以添加锁机制进行保护，也即，采用锁机制以使从同一HID传输的数据同一时间下只传输至一个应用程序；

对于锁机制的产生是因为多个用户同时对数据进行并发操作时会带来数据不一致的问题，例如：丢失更新(A、B两个用户读同一数据并进行修改,其中一个用户的修改结果破坏了另一个修改的结果)、脏读(A用户修改了数据，随后B用户又读出该数据，但A用户因为某些原因取消了对数据的修改，数据恢复原值,此时B得到的数据就与原数据产生了不一致)、不可重复读(A用户读取数据，随后B用户读出该数据并修改，此时A用户再读取数据时发现前后两次的值不一致)等。并发控制的主要方法是锁机制，锁机制就是在一段时间内禁止用户做某些操作以避免产生数据不一致，或者说，防止在两个事务操作同一个数据时交互破坏数据的一种机制。采用锁机制可以保证并发操作的可串行性。锁机制在实施中一般涉及共享锁、更新锁、排它锁、意向锁、独占锁、锁粒度的选定组合，锁保持的时间长度设定，死锁处理，超时设定处理等，本领域技术人员在采用锁机制时可以根据实践需要进行设计、采用。

DataFlag标识数据是否需要组包、分包、加密、解密等处理；

Virtural_read_wait用于标识读操作时的等待队列。

由于应用程序只需采用通用的open(打开(文件))、read(读)、write(写)等方式访问虚拟tty串口终端设备，即可完成与相应HID的数据传输，因此下面再对在该数据处理层处理read、write操作的实施进行说明。

图4为读操作实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤：

步骤401、Readstart(开始读操作)；

步骤402、HIDdeviceexit？(HID是否存在)，是则转入步骤403，否则转入步骤409；

步骤403、AnalysisstructTty_HID_Data，confirmhiddeviceandreportid(分析结构Tty_HID_Data，确认HID和报告ID)；

步骤404、Readhiddevice(读取HID)；

步骤405、Havevaliddata(判断是否有有效数据)，是则转入步骤407，否则转入步骤406；

步骤406、Waitqueue(等待数列)；

步骤407、Dataneedprocess(判断数据是否需要处理)，是则转入步骤408，否则转入步骤409；

步骤408、Dataprocessunit(数据处理单元)处理；

步骤409、Appreadreturn(应用程序读返回)。

图5为写操作实施流程示意图，如图所示，可以包括如下步骤：

步骤501、Appwritestart(应用程序写入启动)；

步骤502、HIDdeviceexit？(HID是否存在)，是则转入步骤503，否则转入步骤507；

步骤503、AnalysisstructTty_HID_Data，confirmhiddeviceandreportid(分析结构Tty_HID_Data，确认HID和报告ID)；

步骤504、writehiddevice(写入HID)；

步骤505、Dataneedprocess？(判断数据是否需要处理)，是则转入步骤506，否则转入步骤507；

步骤506、Dataprocessunit(数据处理单元)处理；

步骤507、Appwritereturn(应用程序写入返回)。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种人机接口设备的数据传输装置，由于该设备解决问题的原理与一种人机接口设备的数据传输方法相似，因此该设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图6为HID的数据传输装置结构示意图，如图所示，装置中可以包括：

确定模块601，用于确定人机接口设备HID将与应用程序交互的数据；

传输模块602，用于将HID传输至应用程序的数据按TTY串行设备协议进行组包后传输至应用程序，和/或，将应用程序传输至HID的数据按TTY串行设备协议进行分包后传输至HID。

实施中，人机接口设备HID将与应用程序交互的所述数据是大数据包。

实施中，应用程序与HID交互的数据是采用以下方式之一或者其组合的方式访问HID时交互的数据：open、read、write。

实施中，传输模块进一步用于在确定HID将与应用程序交互的数据需要加密和/解密时，对该数据进行加密和/解密后进行封装；和/或，在确定HID将与应用程序交互的数据需要校验和/容错时，对该数据进行加密和/解密后进行封装。

实施中，传输模块进一步用于采用锁机制以使从同一HID传输的数据同一时间下只传输至一个应用程序。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

综上所述，本发明实施例中提供了一种基于TTY技术的HID数据处理及传输方案，在应用程序与HID设备驱动软件中间添加数据处理层，有效的平滑由设备类型、厂商不同造成的差异，提高应用程序的可移植性，降低开发和维护成本。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种人机接口设备的数据传输方法，其特征在于，包括：

和/或，

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各个应用程序根据握手协议中获得的报告描述符确定进行数据交互的各个HID。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在应用程序与HID交互的数据时采用以下方式之一或者其组合的方式访问HID的数据：打开open、读read、写write。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在确定HID将与应用程序交互的数据需要加密和/解密时，对该数据进行加密和/解密后进行封装；

和/或，在确定HID将与应用程序交互的数据需要校验和/容错时，对该数据进行加密和/解密后进行封装。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

采用锁机制以使从同一HID传输的数据同一时间下只传输至一个应用程序。

6.一种HID的数据传输装置，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，确定模块进一步用于根据握手协议中获得的报告描述符确定与各个应用程序进行数据交互的各个HID。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，在应用程序与HID交互的数据时采用以下方式之一或者其组合的方式访问HID的数据：打开open、读read、写write。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，传输模块进一步用于在确定HID将与应用程序交互的数据需要加密和/解密时，对该数据进行加密和/解密后进行封装；和/或，在确定HID将与应用程序交互的数据需要校验和/容错时，对该数据进行加密和/解密后进行封装。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，传输模块进一步用于采用锁机制以使从同一HID传输的数据同一时间下只传输至一个应用程序。