采集終端在線動態(tài)修改IP地址研究與應(yīng)用

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(淮陰工學(xué)院 計算機與軟件工程學(xué)院，淮安 223001)

引 言

采集終端在線動態(tài)修改IP地址是當(dāng)今智能化時代的需求，它不僅衡量著產(chǎn)品的性能，還關(guān)聯(lián)著節(jié)約人力資源、減少人為操作失誤、方便主站管理等優(yōu)點[1]，因此在采集終端設(shè)計的過程中添加“在線動態(tài)修改IP地址”功能是必不可少的。

本文設(shè)計了基于LPC1788嵌入式微控制器、K9F1G08U0A片外NandFlash和DP83848網(wǎng)絡(luò)接口作為核心模塊組成的采集終端在線動態(tài)修改IP系統(tǒng)，完成了短時間內(nèi)快速動態(tài)修改IP，主站重新以新的目標(biāo)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(fù)位的操作量和響應(yīng)時間。

1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

采集終端在線動態(tài)修改IP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示， 主站和采集終端之間用以太網(wǎng)連接，DP83848以太網(wǎng)模塊[10-11]用于接收主站發(fā)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(guān)模塊，JTAG仿真調(diào)試接口用于下載程序調(diào)試仿真。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 動態(tài)修改IP實現(xiàn)原理

動態(tài)修改IP流程如圖2所示，主站和采集終端采用TCP/IP協(xié)議通信，主站作為客戶端，采集終端作為服務(wù)器，在主站的通信方式里輸入采集終端默認設(shè)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(fā)送新IP地址的報文給采集終端，采集終端通過網(wǎng)絡(luò)模塊接收到內(nèi)容后，根據(jù)Q/GDW-376.1協(xié)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(wǎng)卡“netif_set_down(netif_default)”，讀取NandFlash中的IP地址，寫入默認網(wǎng)卡“netif_

set_addr(netif_default, &ipaddr, &netmask, &gw)”，延時1 s,再次使能網(wǎng)卡“netif_set_up( netif_default)”。此時終端會重新創(chuàng)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(jiān)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(nèi)容需要發(fā)送，可以根據(jù)需要發(fā)送斷開報文幀給終端，請求斷開連接[2-7]。

圖2 動態(tài)修改IP地址流程

3 系統(tǒng)測試與結(jié)果分析

測試結(jié)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(fā)送了修改IP地址的報文。根據(jù)Q/GDW-376.1協(xié)議，如圖4所示，報文的 DAT鏈路用戶數(shù)據(jù)部分，第一個字節(jié)為應(yīng)用層功能碼AFN=04，幀序列號SEQ=72，數(shù)據(jù)單元標(biāo)識Pn=0000、Fn=4000，數(shù)據(jù)單元：C0 A8 01 0A FF FF FF 00 C0 A8 01 01(16進制),對應(yīng)為十進制是192 168 1 10 (新IP地址)、255 255 255 0(子網(wǎng)掩碼)、192 168 1 1(網(wǎng)關(guān))。終端接收后處理報文，創(chuàng)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(jiān)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(jié)果

圖4 鏈路用戶數(shù)據(jù)層格式

4 實際應(yīng)用案列

本設(shè)計應(yīng)用在如圖5所示的油井智能終端中，能夠根據(jù)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(jié) 語

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