采集終端在線動態修改IP地址研究與應用

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(淮陰工學院 計算機與軟件工程學院，淮安 223001)

引 言

采集終端在線動態修改IP地址是當今智能化時代的需求，它不僅衡量著產品的性能，還關聯著節約人力資源、減少人為操作失誤、方便主站管理等優點[1]，因此在采集終端設計的過程中添加“在線動態修改IP地址”功能是必不可少的。

本文設計了基于LPC1788嵌入式微控制器、K9F1G08U0A片外NandFlash和DP83848網絡接口作為核心模塊組成的采集終端在線動態修改IP系統，完成了短時間內快速動態修改IP，主站重新以新的目標IP地址連接采集終端的實驗，有效地減少了人為斷電上電或復位的操作量和響應時間。

1 系統組成結構

采集終端在線動態修改IP系統的結構如圖1所示， 主站和采集終端之間用以太網連接，DP83848以太網模塊[10-11]用于接收主站發送的報文，K9F1G08U0A片外NandFlash用于存儲重要信息(如終端版本信息、終端IP地址等)，LPC1788用于控制寄存器和相關模塊，JTAG仿真調試接口用于下載程序調試仿真。

圖1 系統結構圖

2 動態修改IP實現原理

動態修改IP流程如圖2所示，主站和采集終端采用TCP/IP協議通信，主站作為客戶端，采集終端作為服務器，在主站的通信方式里輸入采集終端默認設置的IP地址(192.168.1.5)和端口號(5000)；請求進行連接，連接成功后，發送新IP地址的報文給采集終端，采集終端通過網絡模塊接收到內容后，根據Q/GDW-376.1協議從報文中提取出有效幀，校驗幀的合法性以及是否需要修改IP地址，如果幀合法且需要修改IP地址，則把新的IP地址存放在NandFlash中[8-9]，然后禁用默認網卡“netif_set_down(netif_default)”，讀取NandFlash中的IP地址，寫入默認網卡“netif_

set_addr(netif_default, &ipaddr, &netmask, &gw)”，延時1 s,再次使能網卡“netif_set_up( netif_default)”。此時終端會重新創建socket，綁定新的終端IP地址(如192.168.1.10)和端口號(8080),并對端口號進行監聽，等待主站的請求連接。此時主站會自動斷開連接，重新在通信方式中輸入新的IP地址(192.168.1.10)和端口號(8080)，可以建立新的連接，如果沒有內容需要發送，可以根據需要發送斷開報文幀給終端，請求斷開連接[2-7]。

圖2 動態修改IP地址流程

3 系統測試與結果分析

測試結果如圖3所示，主站先以IP ：192.168.1.5，端口號：5000 與終端連接，并發送了修改IP地址的報文。根據Q/GDW-376.1協議，如圖4所示，報文的 DAT鏈路用戶數據部分，第一個字節為應用層功能碼AFN=04，幀序列號SEQ=72，數據單元標識Pn=0000、Fn=4000，數據單元：C0 A8 01 0A FF FF FF 00 C0 A8 01 01(16進制),對應為十進制是192 168 1 10 (新IP地址)、255 255 255 0(子網掩碼)、192 168 1 1(網關)。終端接收后處理報文，創建新的socket綁定新的IP地址192.168.1.10，端口號為8080，并對端口號進行監聽，主站以新的IP地址和端口號能夠迅速與終端進行連接。

圖3 測試結果

圖4 鏈路用戶數據層格式

4 實際應用案列

本設計應用在如圖5所示的油井智能終端中，能夠根據主站修改IP命令，實時修改IP地址，性能滿足實時性、便捷性要求。

圖5 油井智能終端

結 語

參考文獻

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