采集终端在线动态修改IP地址研究与应用

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(淮阴工学院 计算机与软件工程学院，淮安 223001)

引 言

采集终端在线动态修改IP地址是当今智能化时代的需求，它不仅衡量着产品的性能，还关联着节约人力资源、减少人为操作失误、方便主站管理等优点[1]，因此在采集终端设计的过程中添加“在线动态修改IP地址”功能是必不可少的。

本文设计了基于LPC1788嵌入式微控制器、K9F1G08U0A片外NandFlash和DP83848网络接口作为核心模块组成的采集终端在线动态修改IP系统，完成了短时间内快速动态修改IP，主站重新以新的目标IP地址连接采集终端的实验，有效地减少了人为断电上电或复位的操作量和响应时间。

1 系统组成结构

采集终端在线动态修改IP系统的结构如图1所示， 主站和采集终端之间用以太网连接，DP83848以太网模块[10-11]用于接收主站发送的报文，K9F1G08U0A片外NandFlash用于存储重要信息(如终端版本信息、终端IP地址等)，LPC1788用于控制寄存器和相关模块，JTAG仿真调试接口用于下载程序调试仿真。

图1 系统结构图

2 动态修改IP实现原理

动态修改IP流程如图2所示，主站和采集终端采用TCP/IP协议通信，主站作为客户端，采集终端作为服务器，在主站的通信方式里输入采集终端默认设置的IP地址(192.168.1.5)和端口号(5000)；请求进行连接，连接成功后，发送新IP地址的报文给采集终端，采集终端通过网络模块接收到内容后，根据Q/GDW-376.1协议从报文中提取出有效帧，校验帧的合法性以及是否需要修改IP地址，如果帧合法且需要修改IP地址，则把新的IP地址存放在NandFlash中[8-9]，然后禁用默认网卡“netif_set_down(netif_default)”，读取NandFlash中的IP地址，写入默认网卡“netif_

set_addr(netif_default, &ipaddr, &netmask, &gw)”，延时1 s,再次使能网卡“netif_set_up( netif_default)”。此时终端会重新创建socket，绑定新的终端IP地址(如192.168.1.10)和端口号(8080),并对端口号进行监听，等待主站的请求连接。此时主站会自动断开连接，重新在通信方式中输入新的IP地址(192.168.1.10)和端口号(8080)，可以建立新的连接，如果没有内容需要发送，可以根据需要发送断开报文帧给终端，请求断开连接[2-7]。

图2 动态修改IP地址流程

3 系统测试与结果分析

测试结果如图3所示，主站先以IP ：192.168.1.5，端口号：5000 与终端连接，并发送了修改IP地址的报文。根据Q/GDW-376.1协议，如图4所示，报文的 DAT链路用户数据部分，第一个字节为应用层功能码AFN=04，帧序列号SEQ=72，数据单元标识Pn=0000、Fn=4000，数据单元：C0 A8 01 0A FF FF FF 00 C0 A8 01 01(16进制),对应为十进制是192 168 1 10 (新IP地址)、255 255 255 0(子网掩码)、192 168 1 1(网关)。终端接收后处理报文，创建新的socket绑定新的IP地址192.168.1.10，端口号为8080，并对端口号进行监听，主站以新的IP地址和端口号能够迅速与终端进行连接。

图3 测试结果

图4 链路用户数据层格式

4 实际应用案列

本设计应用在如图5所示的油井智能终端中，能够根据主站修改IP命令，实时修改IP地址，性能满足实时性、便捷性要求。

图5 油井智能终端

结 语

参考文献

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