基于虚拟局域网的远程网络控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以太网设备远程通讯系统，尤其涉及一种基于虚拟局域网的远程网络控制系统，用于对远端工控设备进行操作。属于网络工程技术领域。
【背景技术】
[0002]远程监控是相比传统的现场监控模式，结合现代通信技术和信息处理技术而新兴的一种技术方式，在航天航空、工业控制、食品、教育、智能家居等，特别是在一些不便于或不安全现场监控的领域有广泛的应用市场，具有安全可靠、便于观测、利于处理等优点。
[0003]目前以太网越来越多的在自动化控制领域得到应用，例如可编程序控制器，触摸显示屏等工业控制设备。设备制造商及设备用户大多使用个人电脑通过以太网对设备进行编程，调试或监控。这些设备一般工作在局域网中，远程通讯需要其他昂贵的专用设备(比如路由器、交换机等)，通讯比较困难，不利于远程设备调试、远程维护。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于虚拟局域网的远程网络控制系统，能够将个人电脑或其他网络装置通过互联网与远程的网络设备进行直接连接，使设备制造商及设备用户能够通过互联网对设备进行远程调试、远程编程、远程监控，省时省力，省差旅费用。
[0005]本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种基于虚拟局域网的远程网络控制系统，包括IP地址在同一网段内的一台安装于本地用户的本地用户终端和另一台安装于远程客户的远程客户终端，该远程客户终端安装于被控制的工控设备上，所述本地用户终端与远程客户终端分别通过一远程网络连接器与连接在互联网上的公网服务器相连，本地用户终端和远程客户终端发送的以太网数据包分别被各自连接的远程网络连接器接收，接收到的数据包加入识别信息码及配对标记后发送给公网服务器，公网服务器根据识别信息码及配对标记将数据包发送给相应配对的远程网络连接器，最后经过远程网络连接器的以太网口发送给对应的本地用户终端或远程客户终端，实现本地用户终端与远程客户终端的直接网络连接。
[0006]优选地，所述远程网络连接器由本地网络接口芯片，互联网接口芯片和ARM处理器构成，本地网络接口芯片和互联网接口芯片与ARM处理器通过SPI串行接口连接，本地网络接口芯片分别与本地用户终端和远程客户终端的网口相连，互联网接口芯片连接至互联网。
[0007]与现有技术相比，本发明的优点在于:
本发明由于采用了自主研发的远程网络连接器使得终端设备不需要拥有公网IP地址，只要能连接互联网就能可靠工作，同时公网服务器可以服务多个配对的远程网络连接器，处理的数量取决于服务器的性能及网络带宽，并且能用于可编程序控制器的远程编程，远程监控，人机界面的远程监控，以及其他需要利用互联网进入特定局域网的应用。
【附图说明】
[0008]图1为本发明一种基于虚拟局域网的远程网络控制系统的系统结构图。
[0009]图2为本发明一种基于虚拟局域网的远程网络控制系统的ARP地址解析协议的通讯过程的示意图。
【具体实施方式】
[0010]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0011]本发明涉及一种基于虚拟局域网的远程网络控制系统，包括IP地址在同一网段内的一台安装于本地用户的本地用户终端和另一台安装于远程客户的远程客户终端，该远程客户终端安装于被控制的工控设备上，所述本地用户终端与远程客户终端分别通过一远程网络连接器与连接在互联网上的公网服务器相连。远程网络连接器带有2个以太网口。本地用户远程网络连接器的以太网口2通过互联网连接公网服务器，以太网口 I连接本地用户的设备网口。远程客户安装的远程网络连接器的以太网口2同样通过互联网连接公网服务器，以太网口 I则连接远程客户的设备网口。本地用户的设备和远程客户的设备发送的以太网数据包分别被各自连接的远程网络连接器接收，接收到的数据包加入识别信息码及配对标记后发送给公网服务器，公网服务器根据识别信息码及配对标记将数据包发送给相应配对的远程网络连接器，最后经过远程网络连接器的以太网口 I发送给对应的本地用户或远程客户的设备，这样实现本地设备与远程设备的直接网络连接。
[0012]远程网络连接器不需要拥有公网IP地址，只要能连接互联网就能可靠工作。公网服务器可以服务多个配对的远程网络连接器，处理的数量取决于服务器的性能及网络带宽。用途:可编程序控制器的远程编程，远程监控，人机界面的远程监控，以及其他需要利用互联网进入特定局域网的应用。
[0013]所述远程网络连接器由本地网络接口芯片(网络接口芯片ENC28J60)，互联网接口芯片(网络接口芯片W5500)和ARM处理器构成，本地网络接口芯片和互联网接口芯片与ARM处理器通过SPI串行接口连接。远程网络连接器上电初始化后互联网接口芯片与公网服务器建立TCP连接，2个配对的远程网络连接器都与公网服务器建立TCP连接后就可以工作了。本地用户终端网口发送的数据包被远程网络连接器的本地网络接口芯片接收，ARM处理器将识别信息码和附加配对标记与数据包拼接后通过互联网接口芯片发送给公网服务器，公网服务器检查识别信息码和附加配对标记，准确地将数据包传送给配对的远程网络连接器的互联网接口芯片，远程网络连接器将数据包的识别信息码和附加配对标记去除后通过本地网络接口芯片发送给本地网络接口芯片，对于本地用户终端(个人电脑)和远程客户终端(用户设备)，数据包就像是直接从个人电脑发送到用户设备的，除了时间的延迟，个人电脑和用户设备检测不到数据包经过了互联网的传输。同样，相反的路径，用户设备可以将数据包发送给个人电脑，实现双向数据传输。
[0014]图2是ARP地址解析协议的通讯过程，个人电脑IP地址是192.168.1.100，用户设备以太网口地址是192.168.1.101,个人电脑使用的远程网络连接器识别信息码ID=12345-1，附加配对标记M=123;用户设备使用的远程网络连接器识别信息码ID=12345-2，附加配对标记M=123。所使用的2个远程网络连接器具有相同的附加配对标记，而拥有不同的识别?目息码ID。
[0015]如图2所示从个人电脑发送ARP请求开始，大箭头指示数据包的传送方向。包含ARP请求数据的以太网数据包被远程网络连接器网口接收后加入远程网络连接器的ID码(ID=12345-1)和M(M=123)码，然后发送给公网服务器，公网服务器将数据原封不动发给配对的远程网络连接器(ID=12345-2)，最后去除ID码和M后将以太网数据包发送给用户设备的以太网口。
[0016]用户设备接收到ARP请求后将自动回复，向远程网络连接器(ID=12345-2)发送一个ARP回复数据包，相同的过程，远程网络连接器(ID=12345-2)通过互联网和公网服务器将数据包传送给远程网络连接器(ID=12345-1)，最后个人电脑接收到用户设备的ARP回复。
[0017]除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于虚拟局域网的远程网络控制系统，其特征在于包括IP地址在同一网段内的一台安装于本地用户的本地用户终端和另一台安装于远程客户的远程客户终端，该远程客户终端安装于被控制的工控设备上，所述本地用户终端与远程客户终端分别通过一远程网络连接器与连接在互联网上的公网服务器相连，本地用户终端和远程客户终端发送的以太网数据包分别被各自连接的远程网络连接器接收，接收到的数据包加入识别信息码及配对标记后发送给公网服务器，公网服务器根据识别信息码及配对标记将数据包发送给相应配对的远程网络连接器，最后经过远程网络连接器的以太网口发送给对应的本地用户终端或远程客户终端，实现本地用户终端与远程客户终端的直接网络连接。2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟局域网的远程网络控制系统，其特征在于所述远程网络连接器由本地网络接口芯片，互联网接口芯片和ARM处理器构成，本地网络接口芯片和互联网接口芯片与ARM处理器通过SPI串行接口连接，本地网络接口芯片分别与本地用户终端和远程客户终端的网口相连，互联网接口芯片连接至互联网。
【专利摘要】本发明涉及一种基于虚拟局域网的远程网络控制系统，其特征在于包括位于IP地址在同一网段内的本地用户终端和远程客户终端，所述本地用户终端与远程客户终端分别通过一远程网络连接器与连接在互联网上的公网服务器相连，本地用户终端和远程客户终端发送的以太网数据包分别被各自连接的远程网络连接器接收，接收到的数据包加入识别信息码及配对标记后发送给公网服务器，公网服务器根据识别信息码及配对标记将数据包发送给相应配对的远程网络连接器，最后经过远程网络连接器的以太网口发送给对应的本地用户终端或远程客户终端，实现本地用户终端与远程客户终端的直接网络连接。
【IPC分类】G05B19/418, H04L12/46
【公开号】CN105553813
【申请号】CN201610106697
【发明人】陈卫忠
【申请人】陈卫忠
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月27日