CN109862126A - 一种用于车载网络的设备ip配置***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车载网络的车载设备IP配置***，该***具备：车载设备标识信息识别模块，其识别并存储所有车载设备中包括车载设备的设备类型和ID号码的身份标识信息；IP配置设计模块，其根据项目应用需求及各车载设备的身份标识信息，为每个车载设备设计对应的IP地址，并基于各车载设备ID号码与IP地址的配置关系，生成广播数据帧；IP配置通信模块，其接入车载网络，向车载网络发送广播数据帧；设备端IP配置模块，其从车载网络中接收并解析广播数据帧，从解析结果中查找与自身配置的ID号码相同的ID号码，将与查找结果对应的IP地址进行配置。本发明能够一键配置IP，大大提高工作效率，保证了IP设计的合法性，并及时反馈配置结果。

Description

一种用于车载网络的设备IP配置***及方法

技术领域

本发明涉及列车网络控制技术领域，具体地说，是涉及一种用于车载网络的设备IP配置***及方法。

背景技术

随着列车网络控制技术的不断发展，越来越多的列车控制***选择了基于以太网的通信技术。在部署基于以太网的通信***时必须保证所有接入车载网络设备的IP地址能够配置准确。目前，大部分的列车应用项目的设备需要配置的IP地址是不同的，这就使得无法在设备出厂时统一给设备配置IP地址。在现场列车上部署基于以太网的通信***时，需要利用上位机连接单个设备，通过串口或Telnet对设备的IP进行配置，效率非常低，且容易出错。

在现有技术中，针对基于以太网的列车网络***设备的IP配置的方法，主要是上位机(PC)通过串口或者以太网连接单个设备后，以命令、配置文件或WEB的方式对设备的IP进行配置，主要的方法有以下几种：

其一，上位机通过串口连接设备，利用串口命令设置IP地址。这种通过串口连接设备的方式有以下缺点：1.目前用户使用的上位机绝大多数为笔记本电脑，现在的笔记本电脑基本都不配置串口，如果需要连接串口需额外采购USB转串口这类硬件，造成成本增加；2.由于串口存在很大的信息安全隐患，车载设备的串口正在逐步禁用。

其二，上位机通过以太网口连接设备，可分别利用Telnet命令、包含IP信息的配置文件、或WEB的方式来设置IP地址。目前通过以太网口来配置设备IP的方式都是基于网络层以上的协议，如果要一键对整车所有设备IP进行配置，则需要所有设备的IP不相同，但现实的情况是，设备出厂后的IP都相同；并且该方式得提前知道设备的IP地址，目前现场部署设备的时候无法准确知道设备的IP地址，所以，总体来说该方式存在较大的局限性。

另外，针对基于以太网的列车网络***设备IP配置的方法，都只能携带着上位机去往不同车厢，连接单个设备，并对其IP进行配置，效率非常低，容易出错。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于配置车载设备IP地址的终端，所述终端具备：车载设备标识信息识别模块，其识别并存储所有车载设备的身份标识信息，所述身份标识信息包括所述车载设备的设备类型和ID号码；IP配置设计模块，其根据项目应用需求以及各所述车载设备的所述身份标识信息，为每个所述车载设备设计对应的IP地址，并基于每个所述车载设备的ID号码与IP地址的配置关系，生成广播数据帧；IP配置通信模块，其接入车载网络，向车载网络发送包含不同所述车载设备的IP地址的所述广播数据帧。

优选地，所述IP配置通信模块，其进一步接收并显示每个车载设备的IP地址配置结果反馈数据帧，其中，所述IP地址配置结果反馈数据帧包括所述车载设备的ID号码、以及对应设备包括IP设置成功或IP设置失败的配置结果信息。

优选地，所述车载设备标识信息识别模块，其进一步扫描下列任意一种信息载体，从而识别各车载设备的所述身份标识信息，其中，所述信息载体包括：条码、二维码、RFID或NFC。

优选地，所述终端包括具备接入车辆网络的移动通信工具或PC设备，所述车载设备标识信息识别模块，其通过下列任意一种扫描装置对车载设备的所述身份标识信息进行识别，其中，所述扫描装置包括：内置摄像头、RFID模块、NFC模块或外接扫描识别设备。

本发明还提供了一种用于车载网络的车载设备IP配置***，该***包括：上述所述的终端；若干车载设备，其每个所述车载设备配置有包含所述身份标识信息的所述信息载体，且具备设备端IP配置模块，该模块从车载网络中接收所述广播数据帧，对该数据帧进行解析，并从所述广播数据帧的解析结果中查找与自身配置的ID号码相同的ID号码，将与查找结果对应的IP地址进行配置。

优选地，所述设备端IP配置模块还通过车载网络向所述终端发送所述IP地址配置结果反馈数据帧。

另外，本发明提出了一种用于车载网络的设备IP配置方法，列车具备上述设备IP配置***，所述设备IP配置方法包括如下步骤：车载设备标识信息识别步骤，通过所述车载设备标识信息识别模块识别并存储所有所述车载设备的所述身份标识信息，所述身份标识信息包括所述车载设备的设备类型和ID号码；IP配置设计步骤，通过所述IP配置设计模块根据项目应用需求以及各所述车载设备的所述身份标识信息，为每个所述车载设备设计对应的IP地址，并基于每个所述车载设备的ID号码与IP地址的配置关系，生成所述广播数据帧；IP配置通信步骤，通过所述IP配置通信模块接入车载网络，向车载网络发送包含不同所述车载设备的IP地址的所述广播数据帧；设备配置步骤，通过所述设备端IP配置模块从车载网络中接收所述广播数据帧，对该数据帧进行解析，并从所述广播数据帧的解析结果中查找与自身配置的ID号码相同的ID号码，将与查找结果对应的IP地址进行配置。

优选地，所述设备IP配置方法还包括配置结果反馈步骤，利用所述设备端IP配置模块通过车载网络向所述终端发送所述IP地址配置结果反馈数据帧，其中，所述IP地址配置结果反馈数据帧包括所述车载设备的ID号码、以及对应设备包括IP设置成功或IP设置失败的配置结果信息。

优选地，所述配置结果反馈步骤，进一步包括，所述IP配置通信模块接收并显示每个车载设备的IP地址配置结果反馈数据帧。

优选地，所述车载设备标识信息识别步骤进一步包括，利用所述扫描装置扫描每个所述车载设备中记录所述身份标识信息的所述信息载体，从而识别各所述车载设备，其中，所述信息载体包括条码、二维码、RFID或NFC，所述扫描装置包括内置摄像头、RFID模块、NFC模块或外接扫描识别设备。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明通过发送广播数据帧的方式给车辆网络中所有设备进行一键配置IP，大大提高配置IP的工作效率，保证了IP设计的合法性，能够及时反馈配置结果。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请实施例的用于车载网络的车载设备IP配置***的结构示意图。

图2为本申请实施例的用于车载网络的车载设备IP配置***中终端进行车载设备标识信息识别的情景示意图。

图3为本申请实施例的用于车载网络的车载设备IP配置***中终端进行IP配置设计的情景示意图。

图4为本申请实施例的用于车载网络的车载设备IP配置***中终端进行IP配置通信的情景示意图。

图5为本申请实施例的用于车载网络的车载设备IP配置***中车载设备进行IP配置的情景示意图。

图6为本申请实施例的用于车载网络的设备IP配置方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

为了解决上述技术背景中的问题，本发明实施例提出了一种利用全局唯一的设备ID，通过发送广播数据帧的方式向车载网络中的车载设备进行一键配置IP的***及方法。其中，该***利用了只包含网络协议中的物理层及数据链路层的二层数据帧，因此，无需基于IP地址，不会受到IP地址冲突的限制，便能对整车的设备进行IP配置。

图1为本申请实施例的用于车载网络的车载设备IP配置***的结构示意图。如图1所示，该***具备用于配置车载设备IP地址的终端100、以及若干车载设备(如21、22、23)。其中，各车载设备(如设备21、22、23)，其配置有包含身份标识信息的信息载体，且具备设备端IP配置模块211、221、231，该模块211、221、231从车载网络中接收广播数据帧，对该数据帧进行解析，并从广播数据帧的解析结果中查找与自身配置的ID号码相同的ID号码，将与查找结果对应的IP地址进行配置，其中，身份标识信息包括车载设备的设备类型和ID号码。终端100，其识别所有车载设备21、22、23的信息载体，获取所有车载设备21、22、23的身份标识信息，为所有车载设备21、22、23分别设计与ID号码对应的IP地址，生成广播数据帧，向车载网络发送包含所有车载设备IP地址的广播数据帧。

下面针对上述设备IP配置***的组成进行具体说明。首先，对终端100进行详细说明。终端100包括具备接入车辆网络功能的移动通信工具或个人电脑，其中，该终端100包含车载设备标识信息识别模块101、IP配置设计模块102、以及IP配置通信模块103。需要说明的是，本申请针对终端100的形式不作具体限定，可以是手机、平板电脑、便携式电脑等，本领域技术人员可根据实际应用情况进行相应的选择。

具体地，车载设备标识信息识别模块101，其通过扫描装置扫描配置在各车载设备21、22、23上的记载着其身份标识信息的信息载体，并针对各自的身份标识信息进行存储。该模块101无需接入其他线缆设备，扫描完成后，可直接在终端100上显示相应设备的身份信息，这种操作直观、高效，方便进行后续IP地址配置工作。需要说明的是，在本申请实施例中，扫描装置可采用内置摄像头、RFID模块、NFC模块或外接扫描识别设备等进行扫描，另外，本例中记载车载设备身份标识信息的信息载体可以是条码、二维码、RFID、NFC等，本申请对上述扫描装置及信息载体的形式不作具体限定，本领域技术人员可根据实际需求选取相应的实施方式。

图2为本申请实施例的用于车载网络的车载设备IP配置***中终端进行车载设备标识信息识别的情景示意图。如图2所示，终端100以手机为例，其将配置在该车载设备上的条码进行扫描后，对条码进行识别，并将该条码记录着的身份标识信息写入已识别设备项中进行存储，从而得到该车载设备的类型为“type A”，并且其对应的ID号码为“10101100”。

然后，对IP配置设计模块102进行说明。IP配置设计模块102，其根据应用项目的不同需求以及各车载设备的身份标识信息，为每个车载设备21、22、23设计与其ID号码对应的IP地址，再基于每个已设计IP地址的车载设备的ID号码与其IP地址配置关系，将上述针对所有车载设备21、22、23的配置关系作为数据帧的数据内容，最终生成广播数据帧。需要说明的是，IP配置设计模块102能够针对设计完成的IP地址进行检测，若生成了相同的IP地址，输出报警提示并重新进行IP地址的设计，从而保证所有生成IP地址格式的合法性。

图3为本申请实施例的用于车载网络的车载设备IP配置***中终端进行IP配置设计的情景示意图。如图3所示，在已识别设备项中，IP配置设计模块103针对每个车载设备设计了一一对应的IP地址，其中，ID号码为“10101100”的设备匹配的IP地址为“10.0.8.3”。图4为本申请实施例的用于车载网络的车载设备IP配置***中终端进行IP配置通信的情景示意图。如图4所示，在对每个车载设备21、22、23设计相应的IP地址信息后，生成针对所有车载设备21、22、23的广播数据帧。其中，数据帧1是A设备IP配置信息的内容，ID号10101100对应的IP地址信息为“10.0.8.3”；数据帧2是B设备IP配置信息的内容，ID号xxxxxxxx对应的IP地址信息为“10.0.8.1”；数据帧3是C设备IP配置信息的内容，ID号xxxxxxxx对应的IP地址信息为“10.0.1.2”，这三个数据帧构成了本申请实施例的设备IP配置***中的广播数据帧。

另外，IP配置设计模块102还可以根据不同的项目应用需求添加车载设备的身份标识信息。不同的项目需要应用到不同类型、不同数量的车载设备，但每个设备都有唯一的ID号码，每个项目都要对该项目涉及的所有车载设备进行IP配置，配置方法按照上述方式实施。例如，项目A的实施需要列车中的10个车载设备，则只需添加这10个设备的身份标识信息并按照上述方式进行IP配置设计，从而使得A项目得以实施；若项目B的实施需要30个车载设备的配合(B项目中的30个车载设备包含/部分包含/不包含A项目中的10个车载设备)，则只需添加这30个设备的身份标识信息，进而在添加完上述身份信息后，可一键完成为这30个车载设备配置IP地址的功能。

接着，对IP配置通信模块103进行详细说明。IP配置通信模块103，一方面，其使得终端100通过WiFi接入车载网络，向以FF：FF：FF：FF：FF：FF为目的MAC地址的车载网络发送包含不同车载设备21、22、23的IP地址的广播数据帧，以保证所有配置的IP地址不出现与设备默认IP冲突的现象，参考图4。另一方面，其接收并显示所有车载设备21、22、23发送的IP地址配置结果反馈数据帧，根据相应设备的ID号码将配置结果对应写入终端100中，并通过IP配置通信模块103显示对应设备配置结果的提示，其中，IP地址配置结果反馈数据帧包括车载设备的ID号码、以及对应设备包括IP设置成功或IP设置失败的配置结果信息。IP配置通信模块103无需连接单个设备进行IP配置，在接入车载网络后，可一键配置所有车载设备21、22、23的IP地址，并在配置完成后将配置结果直接显示在终端100，无需其他方式对IP配置结果进行检查。

最后，针对该***每个车载设备21、22、23进行说明。在每个车载设备21、22、23上配置有包含身份标识信息的信息载体，且具备设备端IP配置模块211、221、231，该模块211、221、231通过车载网络接收上述广播数据帧，并对该数据帧进行解析，从相应的解析结果中查找与自身配置的ID号码相同的ID号码，并将与查找结果对应的IP地址进行配置。设备端IP配置模块211、221、231还能够基于每个车载设备21、22、23的配置情况，得到包括IP设置成功或IP设置失败的配置结果，并通过车载网络发送相应的IP地址配置结果反馈数据帧至终端100。其中，IP地址配置结果反馈数据帧包括车载设备的ID号码、以及对应设备包括IP设置成功或IP设置失败的配置结果信息。

图5为本申请实施例的用于车载网络的车载设备IP配置***中车载设备进行IP配置的情景示意图。如图5所示，ID号码为“10101100”的车载设备接收并解析广播数据帧，获取与自身ID号码相同的ID号码、及该数据帧中的IP地址，并根据上述IP地址的具体数据进行配置。配置完成后，ID号码为“10101100”的设备端的IP地址即为上述设计完成的“10.0.8.3”。

图6为本申请实施例的用于车载网络的设备IP配置方法的步骤流程图。如图6所示，下面针对该方法的各步骤进行详细说明。

首先，在步骤S610(车载设备标识信息识别步骤)中，通过车载设备标识信息识别模块101识别并存储所有车载设备21、22、23的身份标识信息，其中，身份标识信息包括车载设备的设备类型和ID号码。具体地，终端100上的车载设备标识信息识别模块101利用扫描装置扫描各个车载设备21、22、23中记录身份标识信息的载体信息，从而识别各车载设备21、22、23的身份信息，获取车载设备的设备类型及其ID号码，并进行存储。需要说明的是，上述信息载体包括条码、二维码、RFID或NFC。另外，上述扫描装置包括内置摄像头、RFID模块、NFC模块或外接扫描识别设备，本申请对该步骤中的信息载体和扫描装置的形式不作具体限定。

然后，对步骤S620(IP配置设计步骤)进行说明。该步骤通过IP配置设计模块102根据项目应用需求以及各车载设备21、22、23的身份标识信息，为各个车载设备21、22、23设计一一对应的IP地址，并基于每个车载设备21、22、23的ID号码与IP地址的配置关系，生成广播数据帧。其中，由于IP配置设计模块102具备检测已生成IP地址是否重复的功能，因此在该步骤中能够保证所有设置IP地址格式的合法性，以及不出现IP冲突的现象，从而按照上述方式生成广播数据帧，其中，广播数据帧包括若干数据帧，每个数据帧具有车载设备ID号码、及其对应IP地址。

接着，在步骤S630(IP配置通信步骤)中，终端100利用wifi网络接入车载网络，通过IP配置通信模块103能够接入车载网络，向车载网络发送包含不同车载设备21、22、23的IP地址的广播数据帧。其中，车载网络的目的MAC地址为FF:FF:FF:FF:FF:FF。

最后，针对步骤S640(设备配置步骤)进行说明。当上述广播数据帧发送完成后，各车载设备中的设备端IP配置模块211、221、231从车载网络中接收广播数据帧，对该数据帧进行解析，并从解析结果中查找与自身配置的ID号码相同的ID号码，将与查找结果对应的IP地址进行配置。

另外，上述用于车载网络的设备IP配置方法还包括配置结果反馈步骤。该步骤利用设备端IP配置模块211、221、231通过车载网络向终端100发送IP地址配置结果反馈数据帧，其中，IP地址配置结果反馈数据帧包括车载设备的ID号码、以及对应设备包括IP设置成功或IP设置失败的配置结果信息。具体地，如果车载设备的IP地址设置成功，通过设备端IP配置模块211、221、231向终端100发送IP地址配置结果反馈数据帧，IP地址配置结果反馈数据帧除包含ID号码外，还具备IP设置成功的配置结果信息；如果设备IP设置失败，也通过设备端IP配置模块211、221、231向终端100发送IP地址配置结果反馈数据帧，该数据帧包含ID号码及该设备IP设置失败的配置结果信息。最后，IP配置通信模块103接收并解析所有车载设备21、22、23的IP地址配置结果反馈数据帧，获取IP配置结果并进行显示。

本发明通过快速识别各车载设备的身份标识信息，获取与各设备对应的ID号码，并为各车载设备设计IP地址，来建立设备ID号码与IP地址的配置关系，通过发送广播数据帧的形式携带IP配置信息，从而对不同设备进行IP地址的配置，最终反馈并显示配置结果。本申请只需在终端设备上点击接入车载网络，就可实现一键配置所有车载设备的IP地址，无需单个连接设备进行IP配置、无需事先获取设备的IP地址、无需使用其他的线缆接入设备、无需其他的手段进行IP配置结果的检查，扫描完设备后，可直接在终端上对相应的设备IP进行配置，该操作直观、高效，并可直接将配置完成的结果在终端设备上呈现。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于配置车载设备IP地址的终端，其特征在于，所述终端具备：

车载设备标识信息识别模块，其识别并存储所有车载设备的身份标识信息，所述身份标识信息包括所述车载设备的设备类型和ID号码；

IP配置设计模块，其根据项目应用需求以及各所述车载设备的所述身份标识信息，为每个所述车载设备设计对应的IP地址，并基于每个所述车载设备的ID号码与IP地址的配置关系，生成广播数据帧；

IP配置通信模块，其接入车载网络，向车载网络发送包含不同所述车载设备的IP地址的所述广播数据帧。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，

所述IP配置通信模块，其进一步接收并显示每个车载设备的IP地址配置结果反馈数据帧，其中，所述IP地址配置结果反馈数据帧包括所述车载设备的ID号码、以及对应设备包括IP设置成功或IP设置失败的配置结果信息。

3.根据权利要求1或2所述的终端，其特征在于，所述车载设备标识信息识别模块，其进一步扫描下列任意一种信息载体，从而识别各车载设备的所述身份标识信息，其中，所述信息载体包括：条码、二维码、RFID或NFC。

4.根据权利要求3所述的终端，其特征在于，

所述终端包括具备接入车辆网络的移动通信工具或PC设备，

所述车载设备标识信息识别模块，其通过下列任意一种扫描装置对车载设备的所述身份标识信息进行识别，其中，所述扫描装置包括：内置摄像头、RFID模块、NFC模块或外接扫描识别设备。

5.一种用于车载网络的车载设备IP配置***，其特征在于，该***包括：

如权利要求1～4中任一项所述的终端；

若干车载设备，其每个所述车载设备配置有包含所述身份标识信息的所述信息载体，且具备设备端IP配置模块，该模块从车载网络中接收所述广播数据帧，对该数据帧进行解析，并从所述广播数据帧的解析结果中查找与自身配置的ID号码相同的ID号码，将与查找结果对应的IP地址进行配置。

6.根据权利要求5所述的车载设备IP配置***，其特征在于，所述设备端IP配置模块还通过车载网络向所述终端发送所述IP地址配置结果反馈数据帧。

7.一种用于车载网络的设备IP配置方法，其特征在于，列车具备如权利要求5或6所述的设备IP配置***，所述设备IP配置方法包括如下步骤：

车载设备标识信息识别步骤，通过所述车载设备标识信息识别模块识别并存储所有所述车载设备的所述身份标识信息，所述身份标识信息包括所述车载设备的设备类型和ID号码；

IP配置设计步骤，通过所述IP配置设计模块根据项目应用需求以及各所述车载设备的所述身份标识信息，为每个所述车载设备设计对应的IP地址，并基于每个所述车载设备的ID号码与IP地址的配置关系，生成所述广播数据帧；

IP配置通信步骤，通过所述IP配置通信模块接入车载网络，向车载网络发送包含不同所述车载设备的IP地址的所述广播数据帧；

设备配置步骤，通过所述设备端IP配置模块从车载网络中接收所述广播数据帧，对该数据帧进行解析，并从所述广播数据帧的解析结果中查找与自身配置的ID号码相同的ID号码，将与查找结果对应的IP地址进行配置。

8.根据权利要求7所述的设备IP配置方法，其特征在于，所述设备IP配置方法还包括配置结果反馈步骤，

利用所述设备端IP配置模块通过车载网络向所述终端发送所述IP地址配置结果反馈数据帧，其中，所述IP地址配置结果反馈数据帧包括所述车载设备的ID号码、以及对应设备包括IP设置成功或IP设置失败的配置结果信息。

9.根据权利要求8所述的设备IP配置方法，其特征在于，所述配置结果反馈步骤，进一步包括，所述IP配置通信模块接收并显示每个车载设备的IP地址配置结果反馈数据帧。

10.根据权利要求7所述的设备IP配置方法，其特征在于，所述车载设备标识信息识别步骤进一步包括，

利用所述扫描装置扫描每个所述车载设备中记录所述身份标识信息的所述信息载体，从而识别各所述车载设备，其中，所述信息载体包括条码、二维码、RFID或NFC，

所述扫描装置包括内置摄像头、RFID模块、NFC模块或外接扫描识别设备。