LED 顯示屏網(wǎng)絡(luò)直連的設(shè)計與實現(xiàn)

網(wǎng)訊：隨著網(wǎng)絡(luò)普及和速度的提升，網(wǎng)絡(luò)通信方式被更多的用戶采用，即用戶通過集線器或網(wǎng)絡(luò)直連的方式與顯示屏通信。其中通過集線器，PC 機(jī)和顯示屏IP 可不在同一個網(wǎng)段;而網(wǎng)絡(luò)直連時，PC 機(jī)和顯示屏的IP 地址必須在同一個網(wǎng)段。不管采用哪一種方法，都必須知道兩者的IP 地址才能進(jìn)行通信。但在調(diào)試過程中，由于LED 控制卡太多、放置時間太長或由不同的人進(jìn)行配置，有時用戶可能不知道顯示屏的IP 地址，這樣就很難開展工作了。另外，出廠配置的IP 地址和現(xiàn)場安裝的IP 地址可能不一樣，并且現(xiàn)場安裝的顯示屏IP 地址由于用戶千差萬別，其IP 地址段也不一樣。這樣一來，在調(diào)試過程中，需要反復(fù)修改顯示屏或PC 機(jī)的IP 地址，帶來很大的工作量。因此，基于應(yīng)用中的這些問題，有用戶提出能否采用網(wǎng)絡(luò)直連的方式，無需知道LED 顯示屏的IP 地址，也不用修改PC 機(jī)的IP 就可實現(xiàn)PC 機(jī)與LED 顯示屏網(wǎng)絡(luò)通信，讓用戶更方便地調(diào)試LED 顯示屏。通過市場調(diào)研，有些軟件聲稱實現(xiàn)了LED 顯示屏網(wǎng)絡(luò)直連的方式，但在具體實現(xiàn)上并不能令人滿意，例如穩(wěn)定性、可靠性和時效性等方面并不如意。經(jīng)過研究，本文提出一種新的網(wǎng)絡(luò)直連的方法，可以很好地解決這些問題，讓用戶方便、可靠、高效地調(diào)試顯示屏。

　　1 主要功能需求分析和模型構(gòu)建

　　對于網(wǎng)絡(luò)直連，硬件如圖1 所示，用網(wǎng)絡(luò)直連線將PC 機(jī)和顯示屏連接起來，然后手動設(shè)置它們的IP 地址在同一個網(wǎng)段，即可進(jìn)行通信了。

　　但采用這種方式，如果事先不知道顯示屏的IP地址，將很難進(jìn)行通信。為了達(dá)到不知道顯示屏IP地址也能實現(xiàn)PC 機(jī)與顯示屏直連通信的目的，可借助DHCP 服務(wù)原理來解決：即設(shè)置LED 顯示屏為某固定IP 地址的DHCP 服務(wù)器，設(shè)置PC 機(jī)網(wǎng)卡為自動獲取IP 地址的方式，通過DHCP 服務(wù)功能，自動配置PC 機(jī)的網(wǎng)卡IP 地址，這樣網(wǎng)絡(luò)連接通道就建立了。有些開發(fā)商就采用這種方式實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)直連，但這種方法存在一些問題：其一，由于UDP 通信為不連接通信，其通信可靠性要差一些，容易失敗;其二，只能通過操作系統(tǒng)自帶的系統(tǒng)完成，沒有干預(yù)，用戶不能設(shè)置超時，有時等待時間太長，最長為60 秒;其三，DHCP 為固定IP 方式，在實際應(yīng)用中顯然不太好;其四，退出系統(tǒng)時，不能恢復(fù)PC 機(jī)原有的網(wǎng)卡配置信息。

　　網(wǎng)管直連系統(tǒng)圖

　　基于此，經(jīng)過研究，本文提出一種新的網(wǎng)絡(luò)直連方法，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直連、自動獲取IP 地址以及實現(xiàn)PC 機(jī)網(wǎng)卡配置信息保存和恢復(fù)等功能，克服當(dāng)前實現(xiàn)方法的不足，提高可靠性、穩(wěn)定性和時效性等各方面性能，其系統(tǒng)模型如圖2 所示，主要功能和工作流程如下：

　　(1)啟動系統(tǒng)時，檢索、訪問PC 機(jī)的所有網(wǎng)卡，并保存其網(wǎng)卡配置信息，供退出系統(tǒng)時恢復(fù);(2)啟動網(wǎng)絡(luò)直連進(jìn)程;(3)廣播IP 地址請求數(shù)據(jù)包;(4)返回IP 地址數(shù)據(jù)包;(5)解包，獲取PC 機(jī)和LED 顯示屏的IP 地址，設(shè)置PC 機(jī)的IP 地址;(6)返回LED 顯示屏的IP 地址，關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)直連，完成通信通道的建立;(7)建立PC 機(jī)和LED 顯示屏的通信通道后，即可對顯示屏進(jìn)行讀/ 寫參數(shù)、發(fā)送節(jié)目、開關(guān)屏等通信控制操作;(8)退出系統(tǒng)時，根據(jù)(1)保存的網(wǎng)卡配置信息，恢復(fù)PC 機(jī)網(wǎng)卡的原始狀態(tài)。

　　在以上流程中，(2)～(6) 是核心過程，它模擬DHCP 服務(wù)，實現(xiàn)PC 機(jī)廣播請求IP 地址，獲取PC機(jī)IP 地址并設(shè)置，上傳LED 顯示屏IP 地址，完成網(wǎng)絡(luò)直連通道的建立，是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直連操作時必做的步驟;(1)和(8)是啟動和退出系統(tǒng)時所做的保存PC機(jī)網(wǎng)卡配置信息和恢復(fù)網(wǎng)卡配置信息操作;(7)是在完成網(wǎng)絡(luò)直連通道后進(jìn)行的顯示屏控制的一般操作。本文重點(diǎn)介紹前兩者。