本發(fā)明涉及一種pc與手機之間的通信領(lǐng)域，具體涉及一種pc-大規(guī)模智能終端通信系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)如今隨著日常生活與工作需要，手機、平板、pc等之間的數(shù)據(jù)傳輸越來越頻繁。手機與電腦傳輸文件使用最多的方法就是用usb數(shù)據(jù)線連接電腦進行傳輸文件，其中這種方法的缺點是連接數(shù)量很有限而且數(shù)據(jù)傳輸距離也比較短。以傳統(tǒng)usb的方式難以實現(xiàn)長距離或者無線傳輸數(shù)據(jù)的想法。目前較為前沿的是通過以太網(wǎng)（wifi）的方式給手機端發(fā)送數(shù)據(jù)或者控制，雖然比傳統(tǒng)usb的方式更為方便快捷，但是對于跟多部手機通信還是有很大的局限性，每個手機都占用一個ip，隨著手機（終端）數(shù)量的增加這將對pc甚至路由器都是一個不小的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種pc-大規(guī)模智能終端通信系統(tǒng)及其方法，方便快捷的完成pc與多臺手機、平板等之間的能夠遠距離數(shù)據(jù)傳輸。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種pc-大規(guī)模智能終端通信系統(tǒng)，主要包括以下模塊：

主控單元：基于stm32f407為主處理器加phy層芯片lan8720a來實現(xiàn)與pc以太網(wǎng)通信；主處理器對輸入的數(shù)據(jù)進行檢查，如果數(shù)據(jù)錯誤，將此數(shù)據(jù)包丟掉，請求pc重發(fā)；如果數(shù)據(jù)正確再進行指令解析，若為控制或者查詢指令直接操作外圍電路，若為數(shù)據(jù)傳輸指令，通過尋址單元找到指定usb口，然后主處理器開始向手機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；

usb尋址單元：由多片74hc138組成的尋址單元，由主控單元發(fā)起尋址指令，然后通過由74hc138構(gòu)成的尋址單元完成硬件尋址；

usb控制單元：利用主處理器stm32f407作為主機，輔助處理器stm8s005作為從機，使用i2c協(xié)議完成多機通信，利用輔助處理器stm8s005單片機io口對usb電源和d+、d-相關(guān)芯片進行控制從而實現(xiàn)對usb的控制；數(shù)據(jù)通信及工作狀態(tài)指示、充電及數(shù)據(jù)通信及充電程控功能，并對最大充電電流做了相應(yīng)的限制。

作為本方案的進一步改進，所述的phy層芯片lan8720a內(nèi)置了電壓調(diào)節(jié)器和esd保護組件，lan8720a通過rmii標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口連接到mac層。

作為本方案的進一步改進，所述的一種pc-大規(guī)模智能終端通信系統(tǒng)，還包括以下模塊：

溫度監(jiān)測模塊：用戶監(jiān)測整機內(nèi)腔環(huán)境溫度；

散熱風(fēng)扇：用于設(shè)備散熱；

路由器電源控制模塊：根據(jù)工作需要控制路由器的狀態(tài)，當(dāng)不需要wifi功能時，可以遠程關(guān)掉路由器；

usb芯片電源控制模塊：控制usb芯片進行掉電復(fù)位；

網(wǎng)卡驅(qū)動模塊：網(wǎng)卡工作在osi的第一層和第二層，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層；物理層定義了數(shù)據(jù)傳送與接收所需要的電與光信號、線路狀態(tài)、時鐘基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)編碼和電路，并向數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)接口；

電源指示模塊：檢測到手機充電是否結(jié)束，若手機充滿則亮紅色的led，若還在充電則顯示綠色的led；

串口模塊：輸出系統(tǒng)運行時的狀態(tài)參數(shù)，以及通過串口完成系統(tǒng)軟件升級。

本系統(tǒng)主要包括：主處理器stm32f407、phy層芯片lan8720a、輔助處理器stm8s005、usb控制器sl811hs。

sl811hs是一個嵌入式usb主/從控制器芯片，遵循usb1.1規(guī)范。它能工作在全速和低速兩種模式。sl811hs可以非常容易地和各種微控制器、微處理器、dsp以及isa、pcmcia等總線相連。通過配置外圍電路，sl811hs可以在host和slave兩種模式之間切換。而在本系統(tǒng)中主要使用host模式與手機相連接從而通信的。smsc的產(chǎn)品lan8720a是專為當(dāng)今消費類電子和企業(yè)應(yīng)用而設(shè)計的10base-t/100base-tx收發(fā)器，性能高、功耗低、體積小。作為目前業(yè)界體積最小的收發(fā)器，lan8720a的功耗比現(xiàn)有smsc收發(fā)器低至40%。此外，lan8720a內(nèi)置了電壓調(diào)節(jié)器和esd保護組件，大大降低了bom成本。lan8720a通過rmii標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口連接到mac層。

stm8系列是意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的8位的單片機。該型號單片機分為stm8a、stm8s、stm8l三個系列，stm8s作為標(biāo)準(zhǔn)系列。stm8s005具有3級流水線的哈佛結(jié)構(gòu)擴展指令集,它擁有：8k字節(jié)程序存儲器，1k字節(jié)的ram。帶有同步時鐘輸出的uart，和多個定時器且spi接口最高到10mbit/s，i2c接口最高到400kbit/s。

本系統(tǒng)是基于stm32f407為主處理器加phy層芯片lan8720a來實現(xiàn)與電腦以太網(wǎng)通信；利用stm32f407的高速fsmc總線結(jié)構(gòu)來驅(qū)動usb芯片sl811，以確保傳輸?shù)乃俾逝c可靠性；利用高速數(shù)字芯片74hc138構(gòu)成一個硬件尋址機構(gòu)；用溫度傳感器18b20測量系統(tǒng)的環(huán)境溫度，以及當(dāng)設(shè)備內(nèi)溫度達到設(shè)定溫度時，風(fēng)扇自動啟動為系統(tǒng)散熱；把stm32f407作為主機，4個stm8s005作為從機，使用i2c協(xié)完成多機通信，利用stm8s005單片機對usb電源和d+、d-進行控制從而實現(xiàn)對usb的控制。

一種pc-大規(guī)模智能終端通信方法，包括以下步驟：

s01：pc接收數(shù)據(jù)并判斷數(shù)據(jù)是否有效；若無效則丟棄數(shù)據(jù)并請求重發(fā)，若有效則進入下一步；

s02：指令解析，判斷該指令為何種指令；若為控制或查詢指令直接操作外圍電路，若為數(shù)據(jù)傳輸指令則進入下一步；

s03：通過尋址單元查找指定的usb口；

s04：找到指定的usb接口后則由pc向手機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

作為本方案的進一步改進，所述的一種pc-大規(guī)模智能終端通信方法，還包括usb的控制方法：

s11：usb控制芯片接受主處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸指令；

s12：主處理器使用i2c協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹噶畎l(fā)送給輔助處理器；

s13：輔助處理器stm8s005解析命令并處理；

s14：利用輔助處理器stm8s005單片機io口對usb電源和d+、d-相關(guān)芯片進行控制從而實現(xiàn)對usb的控制。

作為本方案的進一步改進，所述步驟s03中的尋址是由74hc138構(gòu)成的尋址單元完成硬件尋址。

本發(fā)明的有益效果是：通過以太網(wǎng)的方式實現(xiàn)間接與手機通信，通過主控板只需要一個ip便能與pc通信，再通過本系統(tǒng)將tcp協(xié)議轉(zhuǎn)化成usb協(xié)議與手機完成通信，通過本發(fā)明可以輕松實現(xiàn)以太網(wǎng)、無線的方式讓pc與多部手機同時數(shù)據(jù)通信，以及控制系統(tǒng)外設(shè)。而且多個本系統(tǒng)之間還能通過交換機實現(xiàn)有限組網(wǎng)，或者使用路由器實現(xiàn)無線組網(wǎng)，從而實現(xiàn)一臺pc控制更多的手機或終端。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為pc-大規(guī)模智能終端通信方法流程圖；

圖3為本發(fā)明中usb控制方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，

一種pc-大規(guī)模智能終端通信系統(tǒng)，本實施例中的智能終端指手機，主要包括以下模塊：

主控單元：基于stm32f407為主處理器加phy層芯片lan8720a來實現(xiàn)與pc以太網(wǎng)通信；主處理器對輸入的數(shù)據(jù)進行檢查，如果數(shù)據(jù)錯誤，將此數(shù)據(jù)包丟掉，請求pc重發(fā)；如果數(shù)據(jù)正確再進行指令解析，若為控制或者查詢指令直接操作外圍電路，若為數(shù)據(jù)傳輸指令，通過尋址單元找到指定usb口，然后主處理器開始向手機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；

usb尋址單元：由多片74hc138組成的尋址單元，由主控單元發(fā)起尋址指令，然后通過由74hc138構(gòu)成的尋址單元完成硬件尋址；

usb控制單元：利用主處理器stm32f407作為主機，輔助處理器stm8s005作為從機，使用i2c協(xié)議完成多機通信，利用輔助處理器stm8s005單片機io口對usb電源和d+、d-相關(guān)芯片進行控制從而實現(xiàn)對usb的控制。

上述主控單元、usb尋址單元和usb控制單元集成在控制板上，控制板在上電后即打開端口5400，進行tcp監(jiān)聽，監(jiān)測到有連接請求就建立連接，在控制板運行的整個過程中，都應(yīng)該保持監(jiān)聽，即便當(dāng)前已經(jīng)建立連接，如果監(jiān)聽到新的連接請求，應(yīng)該立即接受新連接并在其基礎(chǔ)上進行工作，斷開原有連接

pc向控制板發(fā)送指令，控制板執(zhí)行操作后返回消息；主要用于pc通過以太網(wǎng)進行狀態(tài)查詢以及對系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置，pc向android發(fā)送指令，安卓執(zhí)行操作后返回消息，控制板僅做轉(zhuǎn)發(fā)，由于控制板同時連接了多個安卓端，安卓通信數(shù)據(jù)包中增加了安卓手機地址數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)編號的所有手機，控制板僅做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，不做任何處理。

作為本方案的進一步改進，所述的phy層芯片lan8720a內(nèi)置了電壓調(diào)節(jié)器和esd保護組件，lan8720a通過rmii標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口連接到mac層。

作為本方案的進一步改進，所述的一種pc-大規(guī)模智能終端通信系統(tǒng)，還包括以下模塊：

溫度監(jiān)測模塊：用戶監(jiān)測整機內(nèi)腔環(huán)境溫度；

散熱風(fēng)扇：用于設(shè)備散熱；

路由器電源控制模塊：根據(jù)工作需要控制路由器的狀態(tài)，當(dāng)不需要wifi功能時，可以遠程關(guān)掉路由器；

usb芯片電源控制模塊：控制usb芯片進行掉電復(fù)位；

網(wǎng)卡驅(qū)動模塊：網(wǎng)卡工作在osi的第一層和第二層，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層；物理層定義了數(shù)據(jù)傳送與接收所需要的電與光信號、線路狀態(tài)、時鐘基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)編碼和電路，并向數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)接口；

電源指示模塊：檢測到手機充電是否結(jié)束，若手機充滿則亮紅色的led，若還在充電則顯示綠色的led；

串口模塊：輸出系統(tǒng)運行時的狀態(tài)參數(shù)，以及通過串口完成系統(tǒng)軟件升級。

具體功能如下表所示：

如圖2所示：

一種pc-大規(guī)模智能終端通信方法，包括以下步驟：

s01：pc接收數(shù)據(jù)并判斷數(shù)據(jù)是否有效；若無效則丟棄數(shù)據(jù)并請求重發(fā)，若有效則進入下一步；

s02：指令解析，判斷該指令為何種指令；若為控制或查詢指令直接操作外圍電路，若為數(shù)據(jù)傳輸指令則進入下一步；

s03：通過尋址單元查找指定的usb口；

s04：找到指定的usb接口后則由pc向手機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

主處理器對輸入的數(shù)據(jù)進行檢查，如果數(shù)據(jù)錯誤，將此數(shù)據(jù)包丟掉，請求pc重發(fā)；如果數(shù)據(jù)正確再進行指令解析，若為控制或者查詢指令直接操作外圍電路，如風(fēng)扇，路由器等，若為數(shù)據(jù)傳輸指令，通過尋址單元找到指定usb口，然后主處理器開始向手機轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

作為本方案的進一步改進，所述步驟s03中的尋址是由74hc138構(gòu)成的尋址單元完成硬件尋址。

如圖3所示：

作為本方案的進一步改進，所述的一種pc-大規(guī)模智能終端通信方法，還包括usb的控制方法：

s11：usb控制芯片接受主處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸指令；

s12：主處理器使用i2c協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹噶畎l(fā)送給輔助處理器；

s13：輔助處理器stm8s005解析命令并處理；

s14：利用輔助處理器stm8s005單片機io口對usb電源和d+、d-相關(guān)芯片進行控制從而實現(xiàn)對usb的控制。

pc接收數(shù)據(jù)并判斷數(shù)據(jù)是否有效，如果有效則主處理器arm進行指令解析，并將指令發(fā)送給usb控制單元，usb控制單元處理后主處理器arm使用i2c協(xié)議發(fā)出命令至輔助處理器stm8s005，輔助處理器stm8s005對指令進行解析并處理。

進一步的，還包括復(fù)位操作，按下復(fù)位按鍵，松開按鍵；對按鍵的按下狀態(tài)進行計時，如時間超過0.55秒則進行復(fù)位操作，并向pc報告。

還包括散熱系統(tǒng)控制，讀取溫度設(shè)置門限，檢測環(huán)境溫度，判斷溫度是否超過門限；超過門限溫度則啟動散熱扇；此外還可以通過pc直接控制散熱扇的工作狀態(tài)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。