一种串口访问方法、系统、存储介质及设备与流程

1.本发明涉及交换机技术领域，尤其涉及一种串口访问方法、系统、存储介质及设备。


背景技术：

2.交换机是一种用于电信号转发的网络设备，它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是网络交换机，通过网络交换机，我们可以将更多的网络设备连接在同一网络，既简化了网络拓扑，又提高了网络管理效率，因而，网络交换机已成为当前局域网组网过程中应用最为广泛的网络设备之一，然而，在某些诸如工控、实验测试等应用场景中，还会用到另一种交换机
‑
串口交换机，通过串口交换机，可实现同一主机对多台串口设备的管理。
3.现有技术中，为实现串口交换机控制的灵活性，我们通常将串口交换机连接到局域网，以通过局域网中的其他网络设备对串口交换机进行管理，因此，在常见的设备架构中，串口交换机往往需要搭配网络交换机使用，这在造成了设备和资源浪费的同时，也不利于故障情况下的问题定位和维修维护。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种串口访问方法、系统、存储介质及设备，用以解决现有技术中网络交换机要访问串口时需要配合串口交换机使用导致设备资源浪费的问题。
5.基于上述目的，本发明提供了一种串口访问方法，包括以下步骤：
6.响应于网络设备上电，判断网络设备的串口的类型；
7.响应于网络设备的串口的类型属于第一串口，由多功能交换机的控制单元通过其连接的串口切换单元将串口链路切换为对应的第一串口链路；
8.通过控制单元基于多功能交换机所处的局域网对其交换单元进行相应的参数配置；
9.通过控制单元向服务器发送请求以获取其ip地址号，并通过外部控制器基于ip地址号对控制单元配置静态ip地址；
10.响应于网络设备接入至多功能交换机的网络接口且交换单元完成参数配置，由网络设备通过交换单元并根据静态ip地址连接至第一串口链路以访问对应的串口。
11.在一些实施例中，通过控制单元基于多功能交换机所处的局域网对其交换单元进行相应的参数配置包括：
12.基于多功能交换机所处的局域网判断是否要对其交换单元进行参数重置；
13.响应于要对交换单元进行参数重置，由外部控制器向控制单元写入对交换单元的控制指令，并通过控制单元基于控制指令对交换单元进行相应的参数配置；
14.响应于不对交换单元进行参数重置，通过控制单元向交换单元进行默认参数的配
置。
15.在一些实施例中，方法还包括：
16.响应于网络设备的串口属于第二串口并且网络设备接入至网络接口且交换单元完成参数配置，由网络设备通过交换单元并根据静态ip地址连接至串口切换单元默认连通的第二串口链路以访问对应的串口。
17.在一些实施例中，通过控制单元向服务器发送请求以获取其ip地址号包括：
18.通过控制单元向服务器发送dhcp请求以获取其ip地址号。
19.在一些实施例中，通过外部控制器基于ip地址号对控制单元配置静态ip地址包括：
20.由外部控制器基于ip地址号通过与控制单元连接的usb接口或第三串口对控制单元配置静态ip地址。
21.在一些实施例中，网络设备接入至多功能交换机的网络接口包括：
22.网络设备接入至与交换单元连接的mdi接口单元中的rj45网络接口。
23.在一些实施例中，mdi接口单元还包括分别与交换单元和rj45网络接口连接的网络变压器。
24.本发明的另一方面，还提供了一种串口访问系统，包括：
25.串口判断模块，配置用于响应于网络设备上电，判断网络设备的串口的类型；
26.串口链路切换模块，配置用于响应于网络设备的串口的类型属于第一串口，由多功能交换机的控制单元通过其连接的串口切换单元将串口链路切换为对应的第一串口链路；
27.参数配置模块，配置用于通过控制单元基于多功能交换机所处的局域网对其交换单元进行相应的参数配置；
28.ip配置模块，配置用于通过控制单元向服务器发送请求以获取其ip地址号，并通过外部控制器基于ip地址号对控制单元配置静态ip地址；以及
29.串口访问模块，配置用于响应于网络设备接入至多功能交换机的网络接口且交换单元完成参数配置，由网络设备通过交换单元并根据静态ip地址连接至第一串口链路以访问对应的串口。
30.本发明的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被执行时实现上述任意一项方法。
31.本发明的再一方面，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时执行上述任意一项方法。
32.本发明至少具有以下有益技术效果：
33.本发明通过网络设备访问多功能交换机的串口，避免了现有技术中的网络设备需要通过网络交换机和串口交换机连接来访问串口交换机上的串口，节省了设备资源，降低了成本，同时提高了访问串口的效率；并且多功能交换机可支持多种串口标准，设备适用范围广。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
35.图1为根据本发明实施例提供的串口访问方法的示意图；
36.图2为根据本发明实施例提供的多功能交换机的结构示意图；
37.图3为根据本发明实施例提供的串口访问系统的示意图；
38.图4为根据本发明实施例提供的实现串口访问方法的计算机可读存储介质的示意图；
39.图5为根据本发明实施例提供的执行串口访问方法的计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
41.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称的非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。
42.基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种串口访问方法的实施例。图1示出的是本发明提供的串口访问方法的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：
43.步骤s10、响应于网络设备上电，判断网络设备的串口的类型；
44.步骤s20、响应于网络设备的串口的类型属于第一串口，由多功能交换机的控制单元通过其连接的串口切换单元将串口链路切换为对应的第一串口链路；
45.步骤s30、通过控制单元基于多功能交换机所处的局域网对其交换单元进行相应的参数配置；
46.步骤s40、通过控制单元向服务器发送请求以获取其ip地址号，并通过外部控制器基于ip地址号对控制单元配置静态ip地址；
47.步骤s50、响应于网络设备接入至多功能交换机的网络接口且交换单元完成参数配置，由网络设备通过交换单元并根据静态ip地址连接至第一串口链路以访问对应的串口。
48.图2示出了根据本发明实施例提供的多功能交换机的结构示意图。如图2所示，多功能交换机包括交换单元(switch)、控制单元(controller)、串口接口单元和mdi接口单元。交换单元包括但不限于88e6172芯片，其可为任一网络交换芯片，其与mdi接口单元相连，完成多功能交换机的网络数据交换功能；与控制单元相连，接收来自控制单元的mdio控制信号。交换单元分别与控制单元和mdi接口单元相连，一方面用于1000base
‑
t网络数据交换，另一方面用于交换单元和控制单元的mii、mdio总线数据通讯。
49.控制单元包括但不限于stm32f407vgt6，其可为任一支持网络端口的嵌入式控制
芯片，与交换单元和串口接口单元相连，一方面用于与交换单元的mii、mdio总线数据通讯，另一方面用于与串口接口单元的uart数据通讯。
50.串口接口单元与控制单元相连，包括rs232/rs485切换单元(串口切换单元)、rs232电平转换线路、rs484电平转换线路和uart接口单元，rs232/rs485切换单元用于对来自交换单元的uart信号进行链路切换，分别连接至rs232电平转换线路和rs485电平转换线路，rs232电平转换线路用于rs232/rs485切换单元和外部rs232链路的串行通讯电气转换，rs485电平转换线路用于rs232/rs485切换单元和外部rs485链路的串行通讯电气转换，uart接口单元用于控制单元和外部uart接口的串行通讯。rs232/rs485切换单元可以以74cbtlv3257为核心；rs232电平转换线路可以以max3232芯片为核心；rs485电平转换线路可以以max485芯片为核心。
51.ip地址指互联网协议地址，是ip协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。静态ip地址是长期分配给一台计算机或网络设备使用的ip地址。
52.本发明实施例通过网络设备访问多功能交换机的串口，避免了现有技术中的网络设备需要通过网络交换机和串口交换机连接来访问串口交换机上的串口，节省了设备资源，降低了成本，同时提高了访问串口的效率；并且多功能交换机可支持多种串口标准，设备适用范围广。
53.在一些实施例中，通过控制单元基于多功能交换机所处的局域网对其交换单元进行相应的参数配置包括：基于多功能交换机所处的局域网判断是否要对其交换单元进行参数重置；响应于要对交换单元进行参数重置，由外部控制器向控制单元写入对交换单元的控制指令，并通过控制单元基于控制指令对交换单元进行相应的参数配置；响应于不对交换单元进行参数重置，通过控制单元向交换单元进行默认参数的配置。
54.本实施例中，外部控制器为与多功能交换机连接的外部设备，其用于控制对多功能交换机进行参数配置。
55.在一些实施例中，方法还包括：响应于网络设备的串口属于第二串口并且网络设备接入至网络接口且交换单元完成参数配置，由网络设备通过交换单元并根据静态ip地址连接至串口切换单元默认连通的第二串口链路以访问对应的串口。
56.本实施例中，第二串口为rs232接口，相应的，第二串口链路为rs232串口链路。上述实施例中，第一串口为rs485接口，相应的，第一串口链路为rs485串口链路。
57.在一些实施例中，通过控制单元向服务器发送请求以获取其ip地址号包括：通过控制单元向服务器发送dhcp请求以获取其ip地址号。
58.dhcp(动态主机配置协议)是一个局域网的网络协议，指的是由服务器控制一段ip地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的ip地址和子网掩码。
59.在一些实施例中，通过外部控制器基于ip地址号对控制单元配置静态ip地址包括：由外部控制器基于ip地址号通过与控制单元连接的usb接口或第三串口对控制单元配置静态ip地址。
60.图2示出的多功能交换机还包括usb接口单元。usb接口单元与控制单元相连，包括usb电源保护线路、usb信号esd保护线路及usb连接器，用于控制单元与外部控制器的usb数据通讯。uart接口单元用于控制单元和外部uart接口(第三串口)的串行通讯。
61.在一些实施例中，网络设备接入至多功能交换机的网络接口包括：网络设备接入至与交换单元连接的mdi接口单元中的rj45网络接口。
62.在一些实施例中，mdi接口单元还包括分别与交换单元和rj45网络接口连接的网络变压器。
63.上述实施例中，mdi接口单元包括1000m网络变压器和rj45连接器，用于交换单元和外部网络设备的1000base
‑
t网络数据通讯。
64.mdi是快速以太网100base
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t定义的与介质有关的接口，其提供终端到网络中继设备物理和电路连接，主机、路由器等的网卡接口类型为mdi。rj45是布线系统中信息插座(即通信引出端)连接器的一种。
65.另一实施例中，多功能交换机还包括io接口单元。io接口单元包括按键控制单元和led指示单元，按键控制单元为独立按键及相关外围线路，led指示单元为独立led及相关外围线路，分别用于对应端口rs232/rs485链路切换的控制和指示功能。
66.另一实施例中，多功能交换机还包括供电单元。供电单元包括ac
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dc电压转换单元和dc
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dc电压转换单元，用于将外部220v交流电源输入转换为5v/3.3v等直流电源，为交换机各芯片及功能模块提供工作电压。
67.本发明实施例的第二个方面，还提供了一种串口访问系统。图3示出的是本发明提供的串口访问系统的实施例的示意图。如图3所示，一种串口访问系统包括：串口判断模块10，配置用于响应于网络设备上电，判断网络设备的串口的类型；串口链路切换模块20，配置用于响应于网络设备的串口的类型属于第一串口，由多功能交换机的控制单元通过其连接的串口切换单元将串口链路切换为对应的第一串口链路；参数配置模块30，配置用于通过控制单元基于多功能交换机所处的局域网对其交换单元进行相应的参数配置；ip配置模块40，配置用于通过控制单元向服务器发送请求以获取其ip地址号，并通过外部控制器基于ip地址号对控制单元配置静态ip地址；以及串口访问模块50，配置用于响应于网络设备接入至多功能交换机的网络接口且交换单元完成参数配置，由网络设备通过交换单元并根据静态ip地址连接至第一串口链路以访问对应的串口。
68.在一些实施例中，参数配置模块30进一步配置用于基于多功能交换机所处的局域网判断是否要对其交换单元进行参数重置；响应于要对交换单元进行参数重置，由外部控制器向控制单元写入对交换单元的控制指令，并通过控制单元基于控制指令对交换单元进行相应的参数配置；响应于不对交换单元进行参数重置，通过控制单元向交换单元进行默认参数的配置。
69.在一些实施例中，系统还包括第二串口访问模块，配置用于响应于网络设备的串口属于第二串口并且网络设备接入至网络接口且交换单元完成参数配置，由网络设备通过交换单元并根据静态ip地址连接至串口切换单元默认连通的第二串口链路以访问对应的串口。
70.在一些实施例中，ip配置模块40包括ip地址号获取模块，配置用于通过控制单元向服务器发送dhcp请求以获取其ip地址号。
71.在一些实施例中，ip配置模块40还包括静态ip地址配置模块，配置用于由外部控制器基于ip地址号通过与控制单元连接的usb接口或第三串口对控制单元配置静态ip地址。
72.在一些实施例中，串口访问模块50包括网络设备接入模块，配置用于网络设备接入至与交换单元连接的mdi接口单元中的rj45网络接口。
73.在一些实施例中，mdi接口单元还包括分别与交换单元和rj45网络接口连接的网络变压器。
74.本发明实施例的串口访问系统，通过网络设备访问多功能交换机的串口，避免了现有技术中的网络设备需要通过网络交换机和串口交换机连接来访问串口交换机上的串口，节省了设备资源，降低了成本，同时提高了访问串口的效率；并且多功能交换机可支持多种串口标准，设备适用范围广。
75.本发明实施例的第三个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，图4示出了根据本发明实施例提供的实现串口访问方法的计算机可读存储介质的示意图。如图4所示，计算机可读存储介质3存储有计算机程序指令31，该计算机程序指令31可以被处理器执行。该计算机程序指令31被执行时实现如下步骤：
76.响应于网络设备上电，判断网络设备的串口的类型；
77.响应于网络设备的串口的类型属于第一串口，由多功能交换机的控制单元通过其连接的串口切换单元将串口链路切换为对应的第一串口链路；
78.通过控制单元基于多功能交换机所处的局域网对其交换单元进行相应的参数配置；
79.通过控制单元向服务器发送请求以获取其ip地址号，并通过外部控制器基于ip地址号对控制单元配置静态ip地址；
80.响应于网络设备接入至多功能交换机的网络接口且交换单元完成参数配置，由网络设备通过交换单元并根据静态ip地址连接至第一串口链路以访问对应的串口。
81.在一些实施例中，通过控制单元基于多功能交换机所处的局域网对其交换单元进行相应的参数配置包括：基于多功能交换机所处的局域网判断是否要对其交换单元进行参数重置；响应于要对交换单元进行参数重置，由外部控制器向控制单元写入对交换单元的控制指令，并通过控制单元基于控制指令对交换单元进行相应的参数配置；响应于不对交换单元进行参数重置，通过控制单元向交换单元进行默认参数的配置。
82.在一些实施例中，方法还包括：响应于网络设备的串口属于第二串口并且网络设备接入至网络接口且交换单元完成参数配置，由网络设备通过交换单元并根据静态ip地址连接至串口切换单元默认连通的第二串口链路以访问对应的串口。
83.在一些实施例中，通过控制单元向服务器发送请求以获取其ip地址号包括：通过控制单元向服务器发送dhcp请求以获取其ip地址号。
84.在一些实施例中，通过外部控制器基于ip地址号对控制单元配置静态ip地址包括：由外部控制器基于ip地址号通过与控制单元连接的usb接口或第三串口对控制单元配置静态ip地址。
85.在一些实施例中，网络设备接入至多功能交换机的网络接口包括：网络设备接入至与交换单元连接的mdi接口单元中的rj45网络接口。
86.在一些实施例中，mdi接口单元还包括分别与交换单元和rj45网络接口连接的网络变压器。
87.应当理解，在相互不冲突的情况下，以上针对根据本发明的串口访问方法阐述的
所有实施方式、特征和优势同样地适用于根据本发明的串口访问系统和存储介质。
88.本发明实施例的第四个方面，还提供了一种计算机设备，包括存储器402和处理器401，该存储器中存储有计算机程序，该计算机程序被该处理器执行时实现上述任意一项实施例的方法。
89.如图5所示，为本发明提供的执行串口访问方法的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。以如图5所示的计算机设备为例，在该计算机设备中包括一个处理器401以及一个存储器402，并还可以包括：输入装置403和输出装置404。处理器401、存储器402、输入装置403和输出装置404可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。输入装置403可接收输入的数字或字符信息，以及产生与串口访问系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置404可包括显示屏等显示设备。
90.存储器402作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中的串口访问方法对应的程序指令/模块。存储器402可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储串口访问方法的使用所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器402可选包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
91.处理器401通过运行存储在存储器402中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的串口访问方法。
92.最后需要说明的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦写可编程rom(eeprom)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(ram)，该ram可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，ram可以以多种形式获得，比如同步ram(dram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据速率sdram(ddr sdram)、增强sdram(esdram)、同步链路dram(sldram)、以及直接rambus ram(drram)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
93.本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
94.结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组
合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp和/或任何其它这种配置。
95.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
96.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
97.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。