一种基于用户数据报协议（UDP）的控制命令传输方法、发送端和接收端

摘要

本发明涉及数据传输领域，提供一种基于用户数据报协议(UDP)的控制命令传输方法，包括如下步骤：S1.发送端基于用户数据包协议向接收端发送控制命令包；S2.接收端成功接收到所述控制命令包后基于用户数据包协议向发送端发送ACK包。同时提供一种根据该方法的发送端和接收端。由于采用了基于UDP传输协议的传输方式，继承了UDP协议简单，实时的优点，同时加入了接收端对发送端进行确认的步骤，提高了传输的可靠性，同时可支持多个接收端。特别适于在小数据量点对点、广播或组播控制命令传输中采用，与采用基于TCP协议的方式相比降低了资源占有率、同时提高了传输效率和可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输领域，更具体地，涉及一种基于用户数据报协议 (UDP)的控制命令传输方法、发送端和接收端。

背景技术

随着社会财富的积累以及生活节奏的加快，人们对优秀快捷的生活品 质提出更高的要求。动听的音乐则是生活中不可缺少的一部分。音响作为 音乐的发生源，被广泛利用在生活，工作，学习，娱乐中。在音箱的多房 间(Multi-Room)播放模式下，因为存在播放主从关系，播放的主音箱需 要把当前的播放信息传输给播放的从音箱，所以就需要实时可靠的传输。 基于用户数据报协议(UDP)的传输一直以来都被行业所采用，而基于UDP 的数据传输方式是面向非连接的，发送方不需要跟接收方进行任何的协商， 就将数据发出。在接收时，接收方的UDP不会给发送方ACK确认，从而 会导致接收方过于繁忙而down机的情况。因此UDP虽具有效率高的优点， 但其安全性和可靠性较差、易发生丢包现象。

本发明的发明人认识到，现有的数据传输方法中还没有针对UDP的上 述缺陷有针对性地在小数据控制指令传输过程中解决其安全性和可靠性较 差的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种基于UDP的进行小数据控制指令可靠 传输的新技术方案。

根据本发明的一个方面，提供一种基于用户数据报协议(UDP)的控 制命令传输方法，包括如下步骤：

S1.发送端基于用户数据包协议向接收端发送控制命令包；

S2.接收端成功接收到所述控制命令包后基于用户数据包协议向发 送端发送ACK包。

优选地，所述步骤S1还包括发送端将唯一标识每一个控制命令包的 命令标识附加在所述控制命令包中，以供发送；以及

所述步骤S2还包括接收端将与所接收的控制命令包相一致的命令标 识附加在所述ACK包中，以供发送。

优选地，所述发送端与一个或多个接收端为点对点发送，所述步骤 S1包括：获取接收端的IP地址或IP地址列表，并向一个或多个接收端IP 地址发送控制命令包；所述步骤S2包括：获取与接收到的控制命令包相对 应的发送端的IP地址，并向该地址发送ACK包。

优选地，在点对点发送中，所述方法还包括：S3.当发送端在预定的 时间内收到接收端发送的ACK包时，判定命令发送成功，当发送端在预定 的时间内未收到接收端发送的ACK包时，重新向该接收端发送所述控制命 令包；以及

S4.当发送端在向接收端发送所述控制命令包N次后均未接收到 ACK包时，判定命令向该接收端发送失败。

优选地，所述发送端与接收端为广播或组播发送，所述步骤S1还包 括发送端将组标识附加在所述控制命令包中，以供发送；以及

所述步骤S2还包括接收端将与所接收的控制命令包相一致的组标识 附加在所述ACK包中，以供发送。

优选地，在广播或组播发送中，所述步骤S1还包括：获取广播或组 播组地址，并以广播或组播方式发送控制命令包；所述步骤S2包括：组内 接收到所述控制命令包的各接收端获取与接收到的控制命令包相对应的发 送端的IP地址或广播或组播组地址，并向该地址或所述广播或组播组地址 发送ACK包。

优选地，在广播或组播发送中，所述方法还包括：S3.当发送端在预 定的时间内收到全部接收端发送的ACK包时，判定命令发送成功，当发送 端在预定的时间内未收到全部接收端发送的ACK包时，重新广播或组播发 送所述控制命令包；以及S4.当发送端在广播或组播发送所述控制命令包 N次后仍未接收到全部接收端发送的ACK包，判定命令向未成功接收的接 收端发送失败。

根据本发明的另一个方面，提供一种基于用户数据报协议(UDP)的 控制命令发送端，包括设置在所述发送端之中的发送模块和接收模块，所 述发送模块，用于基于用户数据包协议向接收端发送控制命令包，所述接 收模块，用于接收来自接收端的基于用户数据包协议的ACK包。

优选地，所述发送模块，还用于将唯一标识每一个控制命令包的命令 标识附加在所述控制命令包中，以供发送。

优选地，所述发送模块，还用于向一个或多个接收端进行点对点发送， 获取接收端的IP地址或IP地址列表，并向该一个或多个接收端IP地址发 送控制命令包；以及所述发送模块，还用于当在预定的时间内未收到接收 端发送的ACK包时，重新向该接收端发送所述控制命令包；以及所述接收 模块，还用于当在预定的时间内收到接收端发送的ACK包时，判定命令发 送成功，以及当在向接收端发送所述控制命令包N次后均未接收到ACK 包时，判定命令向该接收端发送失败。

优选地，所述发送模块，还用于向多个接收端进行广播或组播发送， 将组标识附加在所述控制命令包中，以供发送。所述发送模块，还用于获 取广播组或组播组地址，并以广播或组播方式发送控制命令包。所述发送 模块，还用于当在预定的时间内未收到全部接收端发送的ACK包时，重新 广播或组播发送所述控制命令包；以及所述接收模块，还用于当在预定的 时间内收到全部接收端发送的ACK包时，判定命令发送成功，以及当发送 端在广播或组播发送所述控制命令包N次后仍未接收到全部接收端发送的 ACK包，判定命令向未成功接收的接收端发送失败。

根据本发明的再一个方面，提供一种基于用户数据报协议(UDP)的 控制命令接收端，包括设置在所述接收端之中的发送模块和接收模块，所 述接收模块，用于接收来自发送端的控制命令包；所述发送模块，用于向 发送端发送ACK包。

优选地，所述发送模块，还用于将与所接收的控制命令包相一致的命 令标识附加在所述ACK包中，以供发送。

优选地，所述发送模块，还用于在点对点发送时，获取与接收到的控 制命令包相对应的发送端的IP地址或IP地址列表，并向该地址或地址列 表发送ACK包。

优选地，所述发送模块，还用于在广播或组播发送时，获取与所接收 的控制命令包相一致的组标识附加在所述ACK包中，以及获取与接收到的 控制命令包相对应的发送端的IP地址或广播或组播组地址，并向该地址或 所述广播或组播组地址发送ACK包。

本发明的发明人发现，在现有技术中，尚未出现针对UDP的上述缺 陷有针对性地在小数据控制指令传输过程中解决其安全性和可靠性较差的 的技术。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本 领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方 案。

另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但 是，本发明的每个实施例或权利要求的技术方案可以仅在一个或几个方面 进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问 题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应 当作为对于该权利要求的限制。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其 它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实 施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1示出了根据本发明的一个实施例的基于用户数据报协议(UDP) 的控制命令传输流程的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的控制命令包结构的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的ACK包结构的示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的发送端和接收端的框图以及以 点对点方式传输控制命令的示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的发送端和接收端的框图以及以 广播或组播方式传输控制命令的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到： 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、 数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作 为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨 论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例 性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的 值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一 旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步 讨论。

根据本发明的一个实施例的控制命令传输方法应用在嵌入式硬件平 台上，设计并实现命令的可靠性实时传输。基于用户数据报协议(UDP) 将命令实时传送给每一个接收端。本发明的方法、设备及其应用可以实施 在各种不同的网络接口之上，例如，Ethernet、Wifi-STA(作为传统的连接 到AP的STA模式，数据由AP转发)、Wifi-P2P(作为wifi-direct的GO 和GC的角色，由GO向GC推送数据)、以及Wifi-AP(主设备作为单独 的AP，从设备作为STA连接到主设备，由主设备向从设备推送命令)。 可以支持的数据传播形式包括：广播、组播、点对点UDP发送，能够根据 网络实际情况做动态调整和选择合适的传输形式。

根据本发明的第一实施例，如图1所示基于用户数据报协议(UDP) 的控制命令传输方法，包括如下步骤：S1.发送端基于用户数据包协议向 接收端发送控制命令包；S2.接收端成功接收到所述控制命令包后基于用 户数据包协议向发送端发送ACK包。

由于本发明采用基于用户数据报协议(UDP)的传输，由于用户数据 报协议(UDP)协议是面向非连接的，其本身的传输层机制决定了发送方 不需要跟接收方进行任何的协商，就可以将数据发出，而接收方也不需要 预先进行资源分配就可以返回ACK信号。因此，本发明的所述控制命令包 一般来说适于小数据量的传输，接收和处理指令所占用的硬件资源都非常 精简，但同时又在一定程度上提升了数据传输的可靠性。

优选地，所述发送端发送的控制命令包结构如图2所示，所述接收端 向发送端反馈的ACK包结构的一个例子如图3所示，本领域的技术人员可 以根据需要配置恰当的控制命令包结构和ACK包结构。

控制命令包结构中：

HEADER:共8个字节，是本传输方法的标示，也可以用来过滤有效 的协议包；

CMD_No.RANDOM:4个字节，是本次发送命令的唯一标示，主要用 来在接收到ACK包的时候判断具体是哪一个命令成功收到了。

GROUP_ID:4字节，当前命令要发送的组ID，主要在广播或组播的 时候来区别不同的组。

CMD:4字节，命令实体。

ACK包结构中：

HEADER:共8字节，是本传输方法的标示，也可以用来过滤有效的 协议包。

CMD_No.RANDOM:4字节，是当前接收到的这个命令的标示，来自 于发送端，在发送端用来比较确认具体是哪个命令的ACK。

DEST_ID:4字节，发送端的ID，用来标示是从哪个发送端发送的命 令，通常用在广播或组播传输方式中，发送端接收到ACK以后可以使用 DEST_ID来区分ACK来自哪个接收端。

GROUP_ID:4字节，标示当前的组ID，发送端会用这此字段来过滤 组内有效的控制包。

CMD:4字节，成功接收到的命令实体，和CMD_No.RANDOM是一 一对应的。

特别地，所述步骤S1还包括发送端将唯一标识每一个控制命令包的 命令标识CMD_No.RANDOM附加在所述控制命令包中，以供发送；以及

所述步骤S2还包括接收端将与所接收的控制命令包相一致的命令标 识CMD_No.RANDOM附加在所述ACK包中，以供发送。从而便于发送 端识别哪个控制命令被成功接收。

根据本发明的应用，可以包括点对点发送和广播或组播发送两种应用 场景。

在点对点发送场景中，所述步骤S1包括：获取一个或多个接收端的 IP地址或IP地址列表，并向该地址发送控制命令包；所述步骤S2包括： 获取与接收到的控制命令包相对应的发送端的IP地址，并向该地址发送 ACK包。

当发送端在预定的时间内收到接收端发送的ACK包时，判定命令发 送成功，当发送端在预定的时间内未收到接收端发送的ACK包时，重新向 该接收端发送所述控制命令包；以及当发送端在向接收端发送所述控制命 令包N次后均未接收到ACK包时，判定命令向该接收端发送失败。

在广播或组播发送场景中，所述步骤S1还包括发送端将组标识 GROUP_ID附加在所述控制命令包中，以供发送，获取广播或组播组地址， 并以广播或组播方式发送控制命令包；以及接收端将与所接收的控制命令 包相一致的组标识GROUP_ID附加在所述ACK包中，以供发送，组内接 收到所述控制命令包的各接收端获取与接收到的控制命令包相对应的发送 端的IP地址或广播或组播组地址，并向该地址或所述广播或组播组地址发 送ACK包，即可以采用广播或组播的方式发送ACK包，发送端接收到ACK 以后可以使用DEST_ID来区分ACK来自哪个接收端。

当发送端在预定的时间内收到全部接收端发送的ACK包时，判定命 令发送成功，当发送端在预定的时间内未收到全部接收端发送的ACK包时， 重新广播或组播发送所述控制命令包；以及当发送端在广播或组播发送所 述控制命令包N次后仍未接收到全部接收端发送的ACK包，判定命令向 未成功接收的接收端发送失败。

根据本发明的另一个实施例提供一种基于用户数据报协议(UDP)的 控制命令发送端100和一种基于用户数据报协议(UDP)的控制命令接收 端200。所述发送端100包括设置在所述发送端之中的发送模块1001和接 收模块1002，所述发送模块1001，用于基于用户数据包协议向接收端发送 控制命令包，所述接收模块1002，用于接收来自接收端的基于用户数据包 协议的ACK包。所述接收端200包括设置在所述接收端之中的发送模块 2001和接收模块2002，所述接收模块2002，用于接收来自发送端的控制 命令包；所述发送模块2001，用于向发送端发送ACK包。

在所述发送端100中，所述发送模块1001，将唯一标识每一个控制命 令包的命令标识CMD_No.RANDOM附加在所述控制命令包中，以供发送。 在所述接收端200中，所述发送模块2001，将与所接收的控制命令包相一 致的命令标识CMD_No.RANDOM附加在所述ACK包中，以供发送。

根据本发明的应用，可以包括点对点发送和广播或组播发送两种应用 场景。

在点对点发送场景中，如图4所示，在所述发送端100中，所述发送 模块1001，向接收端进行点对点发送，获取接收端的IP地址，并向该地址 发送控制命令包。在所述接收端200中，所述发送模块2001，在点对点发 送时，获取与接收到的控制命令包相对应的发送端的IP地址，并向该地址 发送ACK包。

在所述发送端100中，所述发送模块1001，还用于当在预定的时间内 未收到接收端发送的ACK包时，重新向该接收端发送所述控制命令包；以 及所述接收模块1002，还用于当在预定的时间内收到接收端发送的ACK 包时，判定命令发送成功，以及当在向接收端发送所述控制命令包N次后 均未接收到ACK包时，判定命令发送失败。

可选地，所述点对点发送中，对于一条需要从发送端100发出的控制 命令，也可以存在多个接收端200。这样发送端100的发送模块需要获取 多个接收端的IP地址列表，并向该多个接收端发送控制命令包。

在广播或组播发送场景中，如图5所示，存在一个发送端100和多个 接收端200。在所述发送端100中，所述发送模块1001，向多个接收端进 行广播或组播发送，将组标识GROUP_ID附加在所述控制命令包中，以供 发送，并且获取广播或组播组地址，并以广播或组播方式发送控制命令包。 在所述接收端200中，所述发送模块2001，在广播或组播发送时，获取与 所接收的控制命令包相一致的组标识GROUP_ID附加在所述ACK包中， 以及获取与接收到的控制命令包相对应的发送端的IP地址或广播或组播组 地址，并向该地址或所述广播或组播组地址发送ACK包。

在所述发送端100中，所述发送模块1001，当在预定的时间内未收到 全部接收端200发送的ACK包时，重新广播或组播发送所述控制命令包； 以及所述接收模块1002，当在预定的时间内收到全部接收端200发送的 ACK包时，判定命令发送成功，以及当发送端在广播或组播发送所述控制 命令包N次后仍未接收到全部接收端200发送的ACK包，判定命令向未 成功接收的接收端发送失败。

本实施例所述的发送端100和接收端200可以是例如音箱、多媒体播 放器等多种智能设备。特别适用于多房间播放方式下播放的主播放装置将 控制命令、播放信息传输给从播放装置的情况。由于采用了基于UDP传输 协议的传输方式，继承了UDP协议简单，实时的优点，同时加入了接收端 对发送端进行确认的步骤，提高了传输的可靠性，同时可支持多个接收端。 特别适于在小数据量点对点、广播或组播控制命令传输中采用，与采用基 于TCP协议的方式相比降低了资源占有率、同时提高了传输效率、和可靠 性。

本领域技术人员应当明白，可以通过各种方式来实现发送端100和接 收端200。例如，可以通过指令配置处理器来实现各个单元和模块。例如， 可以将指令存储在ROM中，并且当启动设备时，将指令从ROM读取到可 编程器件中来实现各个单元和模块。例如，可以将各个单元和模块固化到 专用器件(例如ASIC)中。可以将各个单元分成相互独立的单元，或者可 以将它们合并在一起实现。所述单元可以通过上述各种实现方式中的一种 来实现，或者可以通过上述各种实现方式中的两种或更多种方式的组合来 实现。

本发明的系统和方法可以通过程序产品体现。程序产品可以包括可读 存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的可读程序指令。

可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的 有形设备。可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存 储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合 适的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式 盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编 程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携 式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软 盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以 及上述的任意合适的组合。这里所使用的可读存储介质不被解释为瞬时信 号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输 媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输 的电信号。

这里所描述的可读程序指令可以从可读存储介质下载到各个电子设 备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部 电子设备或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传 输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个电子设 备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收可读程序指令，并转发该可读 程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的可读存储介质中。

用于执行本发明操作的程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA) 指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或 者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程 语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程 式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。可读程序指令可以完全地在 用户电子设备上执行、部分地在用户电子设备上执行、作为一个独立的软 件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程计算机上执行、或者完全在 远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可 以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户 电子设备，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来 通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用可读程序指令的状态信息 来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA) 或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令， 从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置的流程图和/或框图描述了本 发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/ 或框图中各方框的组合，都可以由可读程序指令实现。

这些可读程序指令可以提供给电子设备的处理器，从而生产出一种机 器，使得这些指令在通过电子设备的处理器执行时，产生了实现流程图和/ 或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些可读 程序指令存储在可读存储介质中，这些指令使得电子设备以特定方式工作， 从而，存储有指令的可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或 框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把可读程序指令加载到电子设备上，使得在电子设备上执行一 系列操作步骤，以产生指令实现的过程，从而使得在电子设备上执行的指 令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置和方 法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每 个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或 指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在 有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标 注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们 有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是， 框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可 以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用 专用硬件与指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过 硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都 是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽 性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范 围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更 都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原 理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普 通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来 限定。