CN107926075A - 支持异构环境下的数据通信的***和方法 - Google Patents

支持异构环境下的数据通信的***和方法 Download PDF

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Abstract

提供了能够支持异构环境下的数据通信的***和方法。该***能够在第一设备和第二设备之间建立一个连接，其中，所述连接基于一种协议，所述协议将主机模式或配件模式与一个或多个所连接的设备相关联。进一步地，所述第一设备上的控制器能够确定与所述第二设备相关联的设备类型，以及能够基于所确定的与所述第二设备相关联的设备类型，将所述第一设备配置为处于所述主机模式或所述配件模式，以处理所述第一设备和所述第二设备之间的数据通信。

Description

支持异构环境下的数据通信的***和方法
版权声明
本专利文献的披露的一部分包含受到版权保护的材料。版权所有者不反对任何人对本专利文献或本专利披露的复制，由于其出现在专利和商标局专利文件或记录中，但无论如何在其他方面保留所有版权。
技术领域
所披露的实施例总体上涉及信息技术，并且更具体地(但不排他地)涉及数据通信。
背景技术
移动技术(如智能电话和平板电脑)的成功引发了新技术(例如，智能硬件和物联网(IoT))的***性开发。例如，智能硬件(包括智能家用电器、智能监控设备和无人机(UAV))可以与不同移动平台一起使用，以获得更好的用户体验。
可以使用各种无线技术将设备连接至网络资源(如互联网)。可以使用Wi-Fi技术(例如通过无线网络接入点)来建立通信链路。基于客户机/服务器模型的Wi-Fi链路易于开发并能提供足以支持大多数应用的充足带宽。例如，基于Wi-Fi技术，可以使用标准套接字在具有外部路由器的网络上建立通信。
然而，Wi-Fi技术可能需要完全成熟的操作***以支持TCP/IP传输协议。因此，基于Wi-Fi技术的设备会需要具有高性能处理器以支持此操作***，而这会消耗大量设备可用的资源。
此外，Wi-Fi技术对于具有高安全性需求的应用并不理想。使用Wi-Fi技术会使设备暴露在网络上，容易遭受黑客攻击。另外，由于无线协议(如其他无线协议)容易受到干扰并会遭受数据传输延迟，Wi-Fi技术可能不适用于实时传输大量数据(例如，进行视频广播)。而且，Wi-Fi技术的高能耗会大大降低智能设备的电池寿命。
替代地，蓝牙技术可以用于支持短距离少量数据通信。蓝牙通信连接实现简单且组网容易。另外，蓝牙技术的功耗相对较低并且通信安全性高。
然而，由于带宽小(例如，约1Mbit)，蓝牙技术不适用于实时传输大量数据。另外，蓝牙协议栈复杂且难以处理，通常需要购买蓝牙模块(即，涉及额外硬件成本)。此外，由于在实际使用前需要对设备进行配对，蓝牙技术的用户体验并不理想。
所以，存在对轻松地、可靠地且安全地将智能设备和不同移动平台进行连接的需要，以获得更好的用户体验。这是本发明实施例旨在解决的总体领域。
发明内容
本文描述了能够支持异构环境下的数据通信的***和方法。该***能够在第一设备和第二设备之间建立连接，其中，该连接基于一种协议，该协议将主机模式或配件模式与一个或多个所连接的设备相关联。进一步地，该第一设备上的控制器能够确定与该第二设备相关联的设备类型，并且能够基于所确定的与该第二设备相关联的设备类型，将该第一设备配置为处于该主机模式或该配件模式，以处理该第一设备和该第二设备之间的数据通信。
附图说明
图1是根据本发明各实施例的在不同设备之间建立数据通信的示例性图解。
图2是根据本发明各实施例的支持异构环境下的数据通信的示例性图解。
图3是根据本发明各实施例的确定所连接的设备的设备类型的示例性图解。
图4是根据本发明各实施例的第三方设备使用配件模式在异构环境下与IOS设备进行连接的示例性图解。
图5是根据本发明各实施例的第三方设备使用主机模式在异构环境下与安卓(ANDROID)设备进行连接的示例性图解。
图6根据本发明各实施例示出了支持异构环境下的数据通信的流程图。
具体实施方式
在附图中以举例而非限制的方式来展示发明，其中，相同的参考号指代类似的元件。应注意的是，本披露中对“一种”或“一个”或“某些”实施例的引用不一定指相同实施例，并且这种引用意味着至少一个。
本发明的如下说明使用通用串行总线(USB)协议作为数据通信协议的实例。本领域技术人员将清楚的是，可以没有限制地使用其他类型的数据通信协议。
根据本发明的各实施例，该***和方法能够处理设备(例如，第三方智能硬件)和基于不同移动平台(如安卓平台和IOS平台)的设备之间的连接。
图1是根据本发明各实施例的在不同设备之间建立数据通信的示例性图解。如图1中所示，数据通信环境100包括设备101和设备102，这两个设备可以通过连接110来交换数据。
连接110可以基于数据通信协议120(例如，通用串行总线(USB)协议)。使用USB总线的USB协议允许该USB总线上仅一个设备处于主机模式，且该处于主机模式的设备为总线提供电力并列举出与该处于主机模式的设备连接的其他设备。
USB协议具有高带宽、低延时、和低成本的优点。因此，可以将USB协议用于支持实时大量数据传输(如实时视频广播)。此外，USB总线支持热插拔和灵活供电，并且可以用于支持处理器外设。
进一步地，连接110可以基于其他通信协议(如Wi-Fi协议和蓝牙协议)。另外，USB接口可以用作充电接口。
如图1中所示，设备101可以包括控制器103，该控制器控制与设备101有关的连接110的状态。例如，该状态可以是可以与所连接的设备101-102相关联的主机模式(例如，如USB协议所规定的主机(HOST)模式)或配件模式(例如，设备(DEVICE)模式)。
根据本发明的各实施例，一旦设备102与设备101物理地相连接，控制器103可以确定与设备102相关联的设备类型。例如，控制器103可以基于设备描述符(如供应商标识符(VID)和/或产品标识符(PID))确定与一个设备相关联的设备类型。
基于所确定的与设备102相关联的设备类型，控制器103可以将设备101配置为处于主机模式或配件模式，以处理该第一设备和该第二设备之间的数据通信。例如，设备101可以被配置成默认处于主机模式(例如，USB主机模式(USB HOST MODE))。
然后，通过连接110，设备101可以将一条或多条视频数据发送至设备102上的应用104，并且接收来自设备102上的应用104的一个或多个命令。
图2是根据本发明各实施例的支持异构环境下的数据通信的示例性图解。如图2所示，在异构环境200下，设备201可以与不同类型的设备连接。
根据本发明的各实施例，这些不同类型的设备(或终端)可以使用不同的USB接口。由于各种USB接口之间的差异，第三方硬件可能需要提供不同类型的连接器用于连接至这些不同类型的设备(或终端)，这增加了工业设计的困难并且造成了更多的硬件成本。
例如，安卓设备可以使用基于MICRO USB标准的插座，而IOS设备使用基于LIGHTNING标准的插座。为了支持MICRO USB接口和LIGHTNING接口二者，第三方硬件可能需要提供不同的插座：用于连接至安卓设备的MICRO USB插座和用于连接至IOS设备的LIGHTNING插座。
根据本发明的各实施例，在异构环境200下，该***可以使用相同的插座用于将设备201和不同类型的设备进行连接。
如图2中所示，设备201可以使用插座220用于连接IOS设备203和安卓设备202。例如，设备201可以是第三方配件，该第三方配件提供一个外部物理接口(例如，USB TYPEA插座)。另外，设备201可以具有带USB On-The-Go(OTG)外设的处理器，该USB OTG被配置成处于USB主机模式(USB HOST MODE)。
可以使用USB线缆将安卓设备202和设备201进行连接，其中连接器212被***至MICRO USB插座211中并且连接器213被***至USB TYPE A插座220中。替代地，可以使用不同的USB线缆将IOS设备203和设备201进行连接，其中连接器222被***至LIGHTNING类型插座211中并且连接器223被***至USB TYPE A插座220中。
此外，对于第三方设备201，使用插座(如USB TYPE A插座220)是有益的，由于用户可以使用原装充电线缆将不同的移动设备202-203和第三方设备201进行连接，该插座还可以被用作充电接口。
在设备201与安卓设备202连接之后，设备201可以使用通信接口(例如，安卓开放配件(Android Open Accessory，AOA)接口)与安卓设备202上的应用204交换数据。另外，在设备201与IOS设备202连接之后，设备201可以使用通信接口(例如，IOS专用(Made forIOS，MFI)接口)与IOS设备202上的应用205交换数据。
图3是根据本发明各实施例的确定所连接的设备的设备类型的示例性图解。如图3所示，在异构环境300下，用于第三方设备的控制器可以检测与所连接的设备相关联的设备类型，例如，确定所连接的设备是安卓设备还是IOS设备。
在步骤301，第三方设备可以检测连接器***第三方设备上的插座。第三方设备上的控制器可以(请求并)获得针对设备的设备描述符(如针对设备的供应商标识符(VID)和/或产品标识符(PID))。
在步骤302，控制器可以检查所检测的描述符是否与IOS描述符相匹配(例如，VID是否为“05AC”)。在步骤303，当所检测的描述符与IOS描述符相匹配时(即，VID是“05AC”)，控制器可以确定该设备是IOS设备。
根据本发明的各实施例，在检查所连接的设备是否与一个开放***相关联之前，该***可以检查该所连接的设备是否与一个封闭***相关联。原因是针对封闭***(如IOS***)的设备可能具有一个或多个唯一描述符，而针对开放***(如安卓***)，相同的理由可能不总是正确的。
也就是说，具有除了IOS描述符以外的设备描述符的所连接的设备不是IOS设备。另一方面，存在具有除了安卓描述符以外的设备描述符的所连接的设备可能实际上是安卓设备的可能。
在步骤304，当所检测的描述符与IOS描述符不匹配(即，VID不是“05AC”)时，控制器可以检查所检测的描述符是否与安卓描述符相匹配(例如，VID：PID是“18D1：2D00”还是“18D1：2D01”)。
在步骤305，当所检测的描述符与安卓描述符相匹配时(即，当VID：PID是“18D1：2D00”或“18D1：2D01”时)，控制器可以确定该设备是安卓设备。
进一步地，甚至当所检测的描述符与安卓描述符不匹配时，存在所连接的设备可能实际上是安卓设备的可能。在步骤306，控制器可以将AOA控制命令发送至所连接的设备以明确地发起通信。然后，在步骤307，控制器可以检查是否收到了来自所连接的设备的成功确认(ACK)。如果收到了成功确认(ACK)，控制器可以确定该设备是安卓设备。否则，在步骤308，控制器可能忽略该设备，并认为该设备的类型为未知。
图4是根据本发明各实施例的第三方设备使用配件模式在异构环境下与IOS设备进行连接的示例性图解。如图4中所示，在异构环境400下，设备401可以与设备402连接。
进一步地，一旦设备402与设备401连接，设备401上的控制器403可以检测针对设备402的供应商标识符(VID)421。例如，如果VID是“05AC”，则设备402是IOS设备。ISO设备402可以提供MFI连接接口用于与第三方配件(如设备401)进行连接。MFI接口可以包括若干模式：如设备模式(DEVICEMODE)、主机模式(HOST MODE)、和角色转换(ROLE SWITCH)。
设备401上的控制器403可以将角色转换(ROLE SWITCH)命令发送至IOS设备402以指示IOS设备402进入主机模式。另外，设备401上的控制器403可以将设备401配置为处于配件模式。例如，设备401上的控制器403可以将USB OTG角色从默认的USB主机模式反转为USB设备模式。然后，设备401可以等待主机节点(即，IOS设备402)来发起数据通信。
因此，处于USB主机模式的IOS设备402可以通过利用MFI接口与设备401建立数据连接。例如，IOS应用404可以利用MFI EA本地传输API(MFIEA NATIVE TRANSPORT API)接口来与第三方配件(如设备401)交换数据。
图5是根据本发明各实施例的第三方设备使用主机模式在异构环境下与安卓(ANDROID)设备进行连接的示例性图解。如图5中所示，在异构环境500下，设备501可以与设备502连接。
进一步地，一旦设备502与设备501连接，控制器503可以检测针对设备502的供应商标识符(VID)521。例如，如果VID：PID是“18D1：2D00”或“18D1：2D01”，则设备502被标识为安卓设备。
安卓设备502提供AOA连接接口用于与第三方配件连接。另外，可以用配件模式(例如，使用USB设备模式)提供安卓AOA连接接口。
默认处于主机模式的设备501可以向安卓设备502发送消息以通过基于AOA协议的API建立数据通信。例如，应用504(其为安卓APP)可以使用基于AOA的API来支持与第三方配件(如设备501)的数据交换。
另一方面，如果VID 521是不可识别的，那么设备501可以尝试向设备502发送控制命令以明确地指示设备502进入AOA模式。如果确认(ACK)是成功的，那么控制器503可以假定设备502支持AOA模式，并且控制器可以通过AOA相关的API与设备502传达数据。
如果确认(ACK)是不成功的，例如，如果设备502未能响应设备501或响应错误消息，设备501可能决定忽略设备502。
图6根据本发明各实施例示出了支持异构环境下的数据通信的流程图。如图6中所示，在步骤601，可以在一个第一设备和一个第二设备之间建立一个连接，其中，该连接基于一种协议，该协议将一种主机模式或一种配件模式与一个或多个所连接的设备相关联。然后，在步骤602，该第一设备上的一个控制器可以确定与该第二设备相关联的一种设备类型。进一步地，在步骤603，该第一设备上的控制器可以基于所确定的与该第二设备相关联的设备类型，将该第一设备配置为处于该主机模式或该配件模式，以处理该第一设备和该第二设备之间的数据通信。
可以在硬件、软件、固件、或其组合中，使用硬件、软件、固件、或其组合，或借助硬件、软件、固件、或其组合来执行本发明的许多特征。因此，可以使用处理***(例如，包括一个或多个处理器)来实现本发明的特征。示例性处理器可以包括但不限于：一个或多个通用微处理器(例如，单核或多核处理器)、专用集成电路、专用指令集处理器、图形处理单元、物理处理单元、数字信号处理单元、协处理器、网络处理单元、音频处理单元、加密处理单元等。
可以在计算机程序产品中、使用计算机程序产品、或借助计算机程序产品来实现本发明的特征，该计算机程序产品是在其上存储有指令的存储介质或计算机可读介质，这些指令可以用于对处理***进行编程以执行在此所呈现的任何特征。存储介质可以包括但不限于：任何类型的盘(包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器、和磁光盘)、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪存设备、磁或光卡、纳米***(包括分子存储器IC)、或适用于存储指令和/或数据的任何类型的介质或设备。
本发明的特征被存储在任何一种机器可读介质上，并且可以被结合到软件和/或固件中用于利用本发明的结果来控制处理***的硬件并且来使处理***能够与其他机构进行交互。这种软件或固件可以包括但不限于：应用程序代码、设备驱动程序、操作***和执行环境/容器。
还可以使用例如硬件部件(如专用集成电路(ASIC)和场可编程门阵列(FPGA)设备)在硬件中实现本发明的特征。对硬件状态机的实现以执行在此所描述的功能对相关领域技术人员将是显而易见的。
此外，可以使用一个或多个常规的通用或专用数字计算机、计算设备、机器、或微处理器(包括根据本披露的教导进行编程的一个或多个处理器、存储器和/或计算机可读存储介质)来方便地实现本发明。如对软件领域的技术人员将显而易见的是，基于本披露的教导，熟练的程序员可以容易地准备适当的软件编码。
虽然以上已描述了本发明的各实施例，应当理解它们通过示例而不是限制的方式来被呈现。将对相关领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式上和细节上的各种变化。
以上已借助展示指定功能的性能及其关系的功能构件块描述了本发明。为了方便描述，通常在此任意限定了这些功能构件块的边界。只要适当地执行这些指定功能及其关系，可以限定替代边界。因此，任何这种替代边界处于本发明的范围和精神内。
出于说明和描述的目的，提供了本发明的先前描述。未旨在详尽地展示或将本发明限制在所披露的确切形式。本发明的宽度和范围不应由以上所描述的示例性实施例中的任何一个所限制。许多修改和变化对本领域技术人员将是显而易见的。这些修改和变化包括所披露的特征的任何相关组合。选择和描述了实施例，以便最佳解释本发明的原理及其实际应用，由此使得本领域其他技术人员能够理解针对各实施例和具有适合于预期特定应用的各种修改的本发明。旨在由下述权利要求书及其等效物对本发明的范围进行限定。

Claims (30)

1.一种支持异构环境下的数据通信的方法，该方法包括：
在第一设备和第二设备之间建立连接，其中，所述连接基于一种协议，所述协议将主机模式或配件模式与一个或多个所连接的设备相关联；
通过所述第一设备上的控制器确定与所述第二设备相关联的设备类型；以及
基于所确定的与所述第二设备相关联的设备类型，将所述第一设备配置为处于所述主机模式或所述配件模式，以处理所述第一设备和所述第二设备之间的数据通信。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
使用所述第一设备上的插座将所述第一设备和多个不同类型的设备进行连接。
3.如权利要求2所述的方法，其中：
所述插座被适配至充电接口上，所述充电接口与所述多个不同类型的设备相关联。
4.如权利要求2所述的方法，进一步包括：
在所述第一设备与所述第二设备连接后使用第一通信接口在所述第一设备和所述第二设备之间交换数据。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：
通过所述插座将第三设备和所述第一设备进行连接，其中，所述第三设备具有不同于所述第二设备的设备类型，以及
在所述第一设备与所述第三设备连接后使用第二通信接口在所述第一设备和所述第三设备之间交换数据。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
使用设备描述符来确定与第二设备相关联的所述设备类型。
7.如权利要求6所述的方法，其中：
所述设备描述符包括供应商标识符(VID)和/或产品标识符(PID)。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
允许所述第一设备默认处于所述主机模式。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括：
当所述第二设备为特定设备类型时将所述第一设备从所述主机模式转换至所述配件模式，
将角色转换消息发送至所述第二设备，以及
等待所述第二设备来发起数据通信。
10.如权利要求1所述的方法，其中：
当所述第一设备处于所述主机模式时将消息从所述第一设备发送至所述第二设备，以发起数据通信。
11.如权利要求10所述的方法，其中：
如果所述第二设备未能响应所述第一设备或响应错误消息则忽略所述第二设备。
12.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
将一条或多条视频数据从所述第一设备发送至所述第二设备上的应用，以及
通过所述第一设备接收来自所述第二设备上的应用的一个或多个命令。
13.如权利要求1所述的方法，其中：
在检查所述第二设备是否与开放***相关联之前所述第一设备上的控制器操作以检查所述第二设备是否与封闭***相关联。
14.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在第一设备和第二设备之间建立另一个连接，其中，所述另一个连接基于一种无线协议。
15.一种支持异构环境下的数据通信的***，包括：
一个或多个微处理器；
控制器，所述控制器运行在所述一个或多个微处理器上，其中，所述控制器操作以
在第一设备和第二设备之间建立连接，其中，所述连接基于一种协议，所述协议将主机模式或设备模式与一个或多个所连接的设备相关联；
确定与所述第二设备相关联的设备类型；以及
基于所确定的与所述第二设备相关联的设备类型，将所述第一设备配置为处于主机模式或设备模式，以处理所述第一设备和所述第二设备之间的数据通信。
16.如权利要求15所述的***，进一步包括：
所述第一设备上的插座，所述插座被适配成用于将所述第一设备和多个不同类型的设备进行连接。
17.如权利要求16所述的***，其中：
所述插座被适配至充电接口上，所述充电接口与所述多个不同类型的设备相关联。
18.如权利要求16所述的***，其中：
在所述第一设备与所述第二设备连接后所述第一设备使用第一通信接口，所述第一通信接口操作以在所述第一设备和所述第二设备之间交换数据。
19.如权利要求17所述的***，其中：
第三设备通过所述插座与所述第一设备连接，其中，所述第三设备具有不同于所述第二设备的设备类型，以及在所述第一设备与所述第三设备连接后，所述第一设备使用第二通信接口在所述第一设备和所述第三设备之间交换数据。
20.如权利要求15所述的***，其中：
所述控制器操作以使用设备描述符来确定与第二设备相关联的所述设备类型。
21.如权利要求20所述的***，其中：
所述设备描述符包括供应商标识符(VID)和/或产品标识符(PID)。
22.如权利要求15所述的***，进一步包括：
所述第一设备被配置成默认处于所述主机模式。
23.如权利要求21所述的***，进一步包括：
所述控制器操作以
当所述第二设备为特定设备类型时将所述第一设备从所述主机模式转换至所述配件模式，
将角色转换消息发送至所述第二设备，以及
等待所述第二设备来发起数据通信。
24.如权利要求15所述的***，其中：
当所述第一设备处于所述主机模式时所述第一设备操作以向所述第二设备发送消息，以发起数据通信。
25.如权利要求24所述的***，其中：
如果所述第二设备未能响应所述第一设备或响应错误消息则所述第一设备操作以忽略所述第二设备。
26.如权利要求15所述的***，其中：
所述第一设备操作以
将一条或多条视频数据从所述第一设备发送至所述第二设备上的应用，以及
接收来自所述第二设备上的应用的一个或多个命令。
27.如权利要求15所述的***，其中：
在检查所述第二设备是否与开放***相关联之前所述第一设备上的控制器操作以检查所述第二设备是否与封闭***相关联。
28.如权利要求15所述的***，其中：
在第一设备和第二设备之间建立另一个连接，其中，所述另一个连接基于一种无线协议。
29.一种在其上存储有多个指令的非瞬态计算机可读介质，在由一个处理器执行时，这些指令执行以下步骤，包括：
在第一设备和第二设备之间建立连接，其中，所述连接基于一种协议，所述协议将主机模式或设备模式与一个或多个所连接的设备相关联；
通过所述第一设备上的控制器确定与所述第二设备相关联的设备类型；以及
基于所确定的与所述第二设备相关联的设备类型，将所述第一设备配置为处于主机模式或设备模式，以处理所述第一设备和所述第二设备之间的数据通信。
30.一种支持异构环境下的数据通信的***，包括：
插座，所述插座被设置在第一设备上，其中，所述插座用于在所述第一设备和所述第二设备之间建立连接，其中，所述连接基于一种协议，所述协议将主机模式或配件模式与一个或多个所连接的设备相关联；
以及
存储器，所述存储器与处理单元相关联，其中，所述存储器存储多个指令，在由所述处理单元执行时，这些指令操作以
确定与所述第二设备相关联的设备类型；以及
基于所确定的与所述第二设备相关联的设备类型，将所述第一设备配置为处于主机模式或配件模式，以处理所述第一设备和所述第二设备之间的数据通信。
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