CN1700643B - 数据交换装置及基于网络的数据交换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据交换装置，用于基于外部网络实现数据的交换，其特征在于：包括控制器单元、通信单元、存储单元；其中，所述通信单元用于将数据交换装置接入外部网络，建立数据交换装置基于外部网络的数据通道，实现数据的接收和发送；所述存储单元用于存储数据；所述控制器单元连接通信单元和存储单元，用于控制通信单元实现数据通道的建立，从存储单元读取数据或向存储单元写入数据，控制通信单元实现数据的发送或接收。本发明还公开了一种基于网络的数据交换方法。

Description

数据交换装置及基于网络的数据交换方法

技术领域

本发明涉及数据信息的传输及处理技术，尤其是涉及一种用于传输和存储数据的数据交换装置及基于网络的数据交换方法。

背景技术

近年来，伴随着社会和信息技术的快速发展，数据对人们的重要性越来越大，人们之间的信息交流和沟通日益频繁，如经常使用各种数据处理***来实现数据交换。

目前，业界已经发展出多种现有技术来实现各种数据处理***之间、数据处理***和其他数码设备之间的数据交换和共享。

一种现有技术采用可移动的外部存储设备。首先，建立外部存储设备与第一数据处理***数据的连接，需要分享的数据从第一数据处理***发送并写入到外部存储设备中；其次，建立外部存储设备与第二数据处理***之间的连接，数据从外部存储设备读取并传输到第二数据处理***之中。

目前，外部存储设备可以根据存储介质的种类分为磁存储器、光磁存储器和半导体存储器(Flash Memory)等三大类。磁存储器的特点是机械式读取，必须配合相应的驱动器才能正常使用，容量小，速度慢，只适用于小型文件简单备份和数据交换。光磁存储器的缺点在于写数据的速度慢且不方便，对于需要经常修改数据的情形极不实用。而每种半导体存储器都有自身特定的数据接口、尺寸、协议和市场发展方向，应用的场景也不一样，由于各种数据存储卡之间互不兼容，不能满足“通用”的需求，使得不同格式的数据存储卡需要不同的读卡器，数据的交换变得较为复杂；而且，由于不同的数据处理***和/或数码设备对文件***的管理采用不同的格式，使得有时无法顺利完成数据的读写操作。

另一种现有技术则基于日益普及的网络实现数据处理***的数据接收和发送。如，我们可以通过公用电话交换网、或者其他专用的网络设施将数据处理***与互联网进行连接来收发信息。

公开日为2003年2月19日，申请号为02114797的中国发明专利申请公开了一种用于数据处理***的无线数据通信装置，该无线数据通信装置包括连接数据处理***和所述装置的串行、并行或无线通信接口模块，还包括控制器模块、无线收发模块，所述控制器模块与所述接口模块、无线收发模块相连接，并支持数据信息的流动，所述控制器模块协调各模块的工作。所述无线数据通信装置可以经过公用无线网络收发信息，并且具有数据的存储功能。

但是，该现有技术的无线数据通信装置具有一些不足之处：首先，只能经过无线收发模块连接互联网实现上网来收发信息，并不是真正意义上的装置之间的数据交换和共享，使得数据的交流较为复杂；其次，所述装置必须通过接口与各种数据处理***相连接，配合数据处理***才可以实现数据的交换；其次，只能经过公用无线网络实现数据信息的接收和发送，使得其应用范围受到限制。

另外，由于不同的数据处理***采用的文件***的管理格式有时是不同的且不能实现兼容，而现有技术的无线数据通信装置无法实现不同格式之间的适配，使得有时无法顺利完成数据的读写操作。

此外，所述现有技术的无线数据通信装置不能实现数据的加密和解密，以及用户的安全认证，无法保证数据保存和传输中的安全。并且不能提供对数据访问的权限控制。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种使用简捷且应用广泛的数据交换装置及基于网络的数据交换方法。

为此，本发明解决技术问题的技术方案是：提供一种数据交换装置，用于基于外部网络实现数据的交换，包括控制器单元、通信单元、存储单元；其中，所述通信单元用于将数据交换装置接入外部网络，建立数据交换装置基于外部网络的数据通道，实现数据的接收和发送；所述存储单元用于存储数据；所述控制器单元连接通信单元和存储单元，用于控制通信单元实现数据通道的建立，从存储单元读取数据或向存储单元写入数据，控制通信单元实现数据的发送或接收。

其中，所述控制器单元包括数据通信控制器和存储控制器；所述数据通信控制器用于控制数据通道的建立及数据的接收和发送；所述存储控制器用于控制数据的存取。

其中，所述存储控制器包括文件***适配器和存储介质适配器；所述文件***适配器用于实现数据的文件***的适配；所述存储介质适配器用于实现存储单元的适配。

其中，还包括数据安全单元，用于实施用户认证和数据的加密、解密。

其中，还包括识别码单元，用于标识所述数据交换装置。

其中，还包括接口单元，用于建立所述数据交换装置和外部数据处理***之间的信息交换通道。

其中，还包括状态指示单元，用于指示所述数据交换装置的工作状态。

其中，所述通信单元包括有线广域网收发器、有线局域网收发器、公用无线网收发器和/或无线局域网收发器。

本发明还提供一种基于网络的数据交换方法，包括步骤：

1)户端和服务端的控制器单元控制通信单元接入网络，获得身份标识；

2)客户端和服务端交换身份标识，建立基于网络的数据通道；

3)客户端的控制器单元控制通信单元向服务端发起数据存取命令；

4)服务端和客户端基于网络传输数据。

其中，所述步骤2)中，还包括服务端对客户端进行身份认证。

其中，所述步骤1)中，身份标识指IP地址。

其中，所述步骤2)中，服务端和客户端采用短信方式交换身份标识。

其中，所述步骤4)中，还包括数据的加解密。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：首先，由于本发明的通信单元建立数据交换装置基于外部网络的数据通道，可以实现真正意义上的数据交换，使得数据的共享变得较为简捷；其次，本发明的通信单元并不限于采用公用无线网络，可以拓展数据交换装置的应用范围；其次，本发明数据交换装置可以在不连接数据处理***的情况下进行数据交换，如实现网络虚拟存储。

另外，本发明的控制器单元具有文件***适配器，可以实现不同操作***的管理格式的适配，从而提供统一的数据访问方式，实现不同操作***之间的数据交换；还具有存储介质适配器，可以提供对存储介质的统一、透明的访问方式。

此外，本发明数据交换装置还具有数据加密和解密单元，从而保证数据保存和传输中的安全，并且提供对数据访问的权限控制。

附图说明

图1是本发明数据交换装置的原理框图；

图2是本发明一个实施例中采用的控制器单元的框图；

图3是图2所示存储控制器的框图；

图4是本发明一个实施例的工作流程示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明数据交换装置用于基于外部网络实现数据的交换，包括控制器单元100、通信单元200、存储单元300；其中，所述通信单元200用于建立数据交换装置基于外部网络的数据通道，实现数据的接收和发送；所述存储单元300用于存储数据；所述控制器单元100连接通信单元200和存储单元300，支持数据信息的流动并协调各单元的工作，用于控制通信单元200实现数据通道的建立，从存储单元300读取数据或向存储单元300写入数据，控制通信单元200实现数据的发送或接收。

所述数据交换装置还包括接口单元400，用于建立所述装置与外部数据处理***之间的连接及数据通道。

本发明所述的数据处理***泛指各种有数据处理能力的电子设备，包括但不限于各种个人计算机、小型计算机、数据处理工作站以及各种具有外存储功能的专用数据处理***，特别是各类无线便携设备(如笔记本电脑、PDA、手机等无线设备，以及具有无线资源的数字家电等)。

所述数据交换装置还包括电源单元500，其可以经由接口单元400从数据处理***获得电源供应。也可以采用外部电源和/或自带电源，在自带电源的情况下还设有电源控制开关(图未示)，所述电源控制开关可以切断、连接所述数据交换装置的电源供应。所述自带电源可以是光电池、原电池和/或可充电电池。所述电源单元500可以设有变换电路为自带的可充电电池充电。

为提示用户信息与工作状态信息，所述数据交换装置还包括工作状态指示单元600，所述工作状态指示单元600的指示器件可以是液晶显示、发光二极管矩阵、LED状态提示、声音提示以及震动器件等。

所述数据交换装置还包括数据安全单元700，用于在建立数据通道时实施安全认证、保证数据存储和传输过程中的安全。所述数据安全单元700包括用户认证单元、数据加密单元和数据解密单元，可以采用分立的器件，也可以合并为一个或两个器件。所述数据安全单元700还可以集成在控制器单元100中。

所述数据交换装置还可以包括与控制器单元100连接的识别码单元(图未示)，用于存储识别码，该识别码可以是一个唯一的序列号或字符串，可以作为所述数据交换装置的电子身份证(采用全球唯一的数据交换装置的编码方式对装置进行标识)，也可以为加密解密算法提供密钥。该识别码可以固化在所述数据交换装置中，也可以是能被修改的。该识别码也可以是一组序列号或字符串。

所述数据交换装置还可以包括与控制器单元100连接的手动控制单元(图未示)，用于实现所述数据交换装置数据获取与传输、信息提示、工作模式切换等功能的手动控制。所述手动控制单元包括但不限于拔动开关和按键。

本发明数据交换装置可以拆解成多个单元，下面分别针对各单元进行介绍。

所述存储单元300的主要功能在于存储数据文件和各种信息。所述存储单元300包含了数据信号和控制信号的电平转换电路，其存储介质可以是半导体存储介质，包括但不限于快闪存储器、MRAM、DRAM、SDRAM、EEPROM、SRAM、EPROM。还可以是硬盘或光盘等其他存储介质。

所述通信单元200用于将数据交换装置接入外部网络，并且建立数据交换装置基于外部网络的数据通道，接收并发送数据信息。

通信单元200可以采用有线通信单元或无线通信单元，与外部网络通讯。本发明一个实施例采用CDMA模块接口电路，使用CDMA模块，通过CDMA网络与互联网连接；CDMA模块的接入的优势是，连接区域广泛，连接方便。本发明另一实施例采用ADSL接口电路，通过有线方式接入互联网；当然还可以是通过以太网接入。

所述数据交换装置还可以作为一个局域网的接入点，内部的局域网也支持无线互联和有线互联两种模式。本发明一个实施例通过RJ45下行口实现有线互联的接入；本发明的另一个实施例通过IEEE802.11g接入实现无线互联的接入。

请参阅图2，所述控制器单元100包含数据通信控制器110和存储控制器120，所述数据通信控制器110和存储控制器120可以是独立的，也可以合二为一。所述数据通信控制器110用于控制数据通道的建立及数据的接收和发送；所述存储控制器120用于控制数据的存取。控制器单元100作为整个数据交换装置的核心部分，数据的安全认证也可以通过控制器单元100实施，目前在无线局域网方面，支持接入点和客户端的数据加密和用户认证。

请参阅图3，所述存储控制器120包括文件***适配器121和存储介质适配器122，文件***适配器121用于支持FAT12/16、FAT32、Ext2等不同的格式，并对应用提供统一的接口。所述文件***适配器121包括接口子模块和文件适配器子模块，所述接口子模块负责对上层提供统一的接口以便于应用对数据的访问，文件适配器子模块则针对具体的文件***进行处理。为了能恢复上次网络连接存在时的服务端的数据交换装置的识别，本发明采用一种全球唯一的编码方式来对数据交换装置进行标识。由于包括半导体存储器、硬盘、光盘等各类不同的存储单元的存在，所述存储介质适配器122为上层提供一个统一的、透明的访问途径。存储介质适配器122包括接口子模块和适配器子模块，并提供给操作***一个标准命令集。

所述控制器单元100中固化有第一固化软件，其主要功能在于：完成与通信单元200之间的通信；同时兼有对串行、并行或无线通信接口的控制功能，并通过接口单元400完成与外部数据处理***之间的通信。

所述控制器单元100固化有第二固化软件，其主要功能在于：不仅可以执行其他数据交换装置或数据处理***通过通信单元200传输的对存储单元300的数据存取命令，实现网络虚拟数据存取和交换；还可以执行数据处理***通过接口单元400下发的对所述数据交换装置的存储单元300的数据存取命令，实现本地存取。

所述控制器单元固化有第三固化软件，其主要功能在于：负责用户认证及数据保存及传输中的安全，对认证及数据的传输可以采用证书及普通加密两种方式，并且对于某些敏感的数据，可以使得作为服务端的数据交换装置被访问的数据无法被保存在被作为客户端的数据交换装置，即可以依据各类权限的设定从而使得用户可以去访问到权限以内的数据。

所述控制器单元100支持多种不同类型的通信单元，包括有线广域网/局域网数据收发器、无线广域网/局域网数据收发器；控制所述通信单元200接入外部网络，建立基于外部网络的数据通道，并进行数据传输。

所述控制器单元100支持多种不同标准的接口，包括并行、串行接口或无线接口；用于控制所述接口单元400，解释、转换、控制和传输所述不同标准接口的协议；包括识别所连接的并行、串行和/或无线接口的类型，并选择相应的接口协议，初始化与所述数据交换装置连接的外部数据处理***的连接，按照相应接口标准协议的规范方法实现数据处理***和存储单元300之间的数据交换或数据存取。

所述控制器单元100还具有独立的数据处理能力，即在所述数据交换装置不连接数据处理***的情况下，能够对与所述数据交换装置建立基于外部网络的数据通道的外部设备(如数据处理***或其他数据交换装置等)进行数据交换。这种独立的数据处理能力主要是通过控制器单元100的固化软件来实现的，该固化软件作为所述数据交换装置的一部分，构成一个小型或微型的操作***(OS)，实现所述数据交换装置的各种数据处理功能。

本发明中的固化软件是软件和硬件的结合部分，是固化在微控制器中的软件，微控制器上电复位后，通过运行固化在其中的固化软件，从而完成设计者需要的一系列操作。

所述接口单元400与控制器单元100连接，提供所述数据交换装置和数据处理***之间的串行、并行或无线通信接口。

所述接口单元400的接口可以是有线通用接口或无线通用接口。所述接口单元400的接口类型包括USB接口、IEEE1394接口、蓝牙(Blue Tooth)接口、IrDA红外接口、HomeRF接口、IEEE802.11a接口或IEEE802.11b、有线广域/局域网接口和/或无线广域/局域网接口等接口。所述接口单元400中既可以是单个接口、也可以是多个相同接口和/或多个不同类型接口的组合，各个接口通过各自基于的接口协议与不同的数据处理***连接。

所述电源单元500是从外部电源和/或自带电源汲取电力，为本发明的数据交换装置提供工作电源，为了简化图中线条，图1中省略了电源单元500与其他单元的连线。请一并参阅图8，是本发明电源单元的管理部分的电路，用于确保整个数据交换装置的稳定性。

所述电源单元500在自带电源的情况下还可以设有电源控制开关，该电源控制开关可以切断、连接所述无线数据通信装置的电源供应。所述自带电源还可以是光电池、原电池和/或可充电电池。所述电源单元500还可以设有变换电路为自带的可充电电池充电。

工作状态指示单元600与控制器单元100和通信单元200建立电连接，用以提示信息，包括用户信息、产品信息、装置和装置的特征信息、工作状态信息。所述工作状态指示单元600采用的信息提示的方式还可以是发光二极管矩阵、LED状态提示、声音提示以及震动器件等；所述工作状态指示单元600还可设置手动控制装置，利用该手动控制装置实现信息提示的手动控制，该手动控制装置可以是但不限于开关和按钮。

本发明数据交换装置可以实现多种功能：可以通过通信单元200接入外部网络，并通过通信单元200建立与外部数据处理***或其他数据交换装置基于外部网络的数据通道，并执行经由通信单元200传输的数据存取命令，从而实现真正意义的数据交换和共享的功能；可以通过接口单元400连接外部数据处理***，执行所述数据处理***对存储单元300的数据存取命令，从而充当所述数据处理***的移动存储设备；可以通过接口单元400连接外部数据处理***，同时通过通信单元200接入外部网络，从而实现传统的上网收发信息功能。

请参阅图4，是本发明一种实施例的工作流程。本实施例中，作为服务端和客户端的数据交换装置通过无线网络进行数据访问，从而为用户提供一个透明的简单易行的数据访问方案。

首先，客户端上电、初始化，控制器单元控制通信单元(如CDMA模块)将客户端接入互联网；其次，客户端获得动态分配的IP地址；然后，客户端的通信单元向服务端发送IP请求短信，请求建立基于互联网的数据通道；服务端在收到前述IP请求短信后，启动用户认证工作；如果认证成功，则发送IP应答短信，准备进行数据传输；如果认证失败，则拒绝客户端进行数据访问；客户端通过IP请求短信获得服务端的IP地址，从而正确的建立数据通道，准备进行数据传输工作。

其中，用户认证支持明码(Text)及密码(Encrypt)两种认证方式，可以根据需要来选择用户认证的方式为明码或者密码方式来进行，以更好的适应服务端的需要(如，根据服务端是Windows、Unix、Linux等选择不同的密码编码方式)。

客户端的控制器单元控制通信单元向服务端发起数据读取命令；服务端解析前述数据读取命令，从存储单元读出数据；在发送数据前，经过数据安全单元进行加密，通过选择不同的加密等级(如，40位或128位)，可以在传输效率和安全之间寻找平衡，从而使得用户的应用得到最方便的处理。

随后，数据基于IP网络进行传输，从服务端传送到客户端，客户端的控制单元控制数据安全单元进行解密。

同样，客户端也可以从存储单元读出数据，然后向服务端发起数据写入命令，将数据基于IP网络传输到服务端，最后写入服务端的存储单元。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种数据交换装置，用于基于外部网络实现数据的交换，其特征在于：包括控制器单元、通信单元、存储单元；其中，所述通信单元用于将数据交换装置接入外部网络，建立数据交换装置基于外部网络的数据通道，实现数据的接收和发送；所述存储单元用于存储数据；所述控制器单元连接通信单元和存储单元，用于控制通信单元实现数据通道的建立，从存储单元读取数据或向存储单元写入数据，控制通信单元实现数据的发送或接收，所述控制器单元具有独立的数据处理能力，即在所述数据交换装置不连接数据处理***的情况下，对与所述数据交换装置建立基于外部网络的数据通道的外部设备进行数据交换，所述控制器单元固化有第二固化软件，功能为：执行其他数据交换装置通过通信单元传输的对存储单元的数据读取命令，实现网络虚拟数据存取和交换。

2.根据权利要求1所述的数据交换装置，其特征在于：所述控制器单元包括数据通信控制器和存储控制器；所述数据通信控制器用于控制数据通道的建立及数据的接收和发送；所述存储控制器用于控制数据的存取。

3.根据权利要求2所述的数据交换装置，其特征在于：所述存储控制器包括文件***适配器和存储介质适配器；所述文件***适配器用于实现数据的文件***的适配；所述存储介质适配器用于实现存储单元的适配。

4.根据权利要求1所述的数据交换装置，其特征在于：还包括数据安全单元，用于实施用户认证和数据的加密、解密。

5.根据权利要求1所述的数据交换装置，其特征在于：还包括识别码单元，用于标识所述数据交换装置。

6.根据权利要求1所述的数据交换装置，其特征在于：还包括接口单元，用于建立所述数据交换装置和外部数据处理***之间的信息交换通道。

7.根据权利要求1所述的数据交换装置，其特征在于：还包括状态指示单元，用于指示所述数据交换装置的工作状态。

8.根据权利要求1至7任一项所述的数据交换装置，其特征在于：所述通信单元包括有线广域网收发器、有线局域网收发器、公用无线网收发器和/或无线局域网收发器。

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