[发明专利]一种交叉站地址分配系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种地震数据采集仪器数据通讯的识别技术，特别是涉及一种和仪器主机连接的所有交叉站物理拓扑获取和站体识别的交叉站地址分配系统。

背景技术

目前地震数据采集仪器在主机和站体之间采用的通信技术和通信协议各不相同，因此在对待交叉站物理连接拓扑获取和交叉站物理位置识别方面采用的技术方案也不尽相同，而国外仪器厂商对用户不公开这方面的技术方案和相关技术思想。本仪器采用以太网技术作为交叉线设备(包括测线控制单元和交叉站)通信方案，在网络界，基于以太网的站点物理拓扑获取有一些研究成果，但是这些技术成果大都是从网络层的角度去解决问题，由于不是针对地震数据采集仪器而是针对普通的互联网络，算法和实施流程过于复杂，效率不高，技术实现过程中还需要站点IP地址，不能应用于地震数据采集仪器。本技术方案从地震数据采集仪器应用需求出发，对测线控制接口单元和交叉站嵌入式软件进行专门设计，研究设计出一套快速有效的交叉站拓扑获取和地址分配技术，满足了地震数据采集仪器所有需求。

发明内容

本发明的目的是解决野外已和仪器主机连接的所有交叉站物理拓扑获取和站体识别问题，具体需要解决三个方面命题，第一，所有交叉站和主机已完成物理连接，在主机和测线控制单元启动完成后，在主机相关命令的发起下，快速获取交叉站物理拓扑；第二，仪器系统工作过程中，由于系统的工作需要，交叉站的物理拓扑可能发生时间非预测性变化，要求主机能及时获取这种变化，能够自动快速更新已建立的交叉站逻辑拓扑结构，保持和野外实际拓扑的一致性；第三，对交叉线设备进行地址分配，包括逻辑地址、IP地址，主机能利用逻辑地址和交叉站进行单独、群体和全部方式的通信。

本发明的交叉站地址分配系统是由多台服务器组成计算机控制记录系统，测线控制单元和交叉站组成，它们之间的命令和数据通信采用以太网技术和TCP/IP通信协议，物理层使用光纤连接，其特征在于：交叉站地址分配系统还包括：地址分配任务单元、地址分配代理单元、定时器控制单元、地址更新单元；

(1)地址分配任务单元：测线控制单元收到主机发出的交叉站地址分配命令，进入地址分配状态，同时唤醒测线控制单元的地址分配任务单元，该任务单元维护交叉站的拓扑与地址信息，完成交叉站的拓扑发现与地址分配；

(2)地址分配代理单元：测线控制单元的地址分配任务单元向所有交叉站广播一个类PING的UDP帧，即广播帧P，同时启动一个定时器，收到该帧的交叉站进入接收地址分配状态，同时唤醒交叉站地址分配代理单元，其作用是管理本站的地址相关事宜，该单元向测线控制单元返回应答UDP帧，即P应答帧，由于每个交叉站都向测线控制单元返回应答，且交叉站拓扑可看作一棵二叉树，故每个交叉站的地址转发表中都有其所有下属站点的MAC地址信息；

(3)定时器控制单元：测线控制单元的定时器控制单元的定时器超时后，测线控制单元的地址分配任务单元认为所有交叉站均已经应答，于是广播获取地址转发表的命令，即G广播帧，获取各个交叉站的地址转发表；

(4)每个交叉站地址分配代理单元从交换芯片中获取逻辑地址转发表，封装成相应的帧，上传测线控制单元，即G应答帧；

(5)测线控制单元地址分配任务单元利用每个交叉站及测线控制单元的地址转发表计算交叉站的逻辑拓扑；

(6)当主机和测线控制单元刚开机时或转到步骤(7)，拓扑树为空，测线控制单元的地址分配任务单元根据计算结果发出地址分配命令帧，分配的地址包括逻辑地址与IP地址；

(7)地址更新单元：当仪器正常工作中，测线控制单元有拓扑信息，此时地址分配任务单元比较此次所得的拓扑树与原来维护的拓扑树，找出新近加入的交叉站与已经退出的交叉站，作相应更新，然后，取消已经退出的站点的地址，并为新接入站点分配地址；

(8)交叉站地址分配代理单元收到测线控制单元的地址分配广播帧，通过帧内的标识，交叉站ID或MAC地址取得分配给自己的逻辑地址，若本站尚没有IP地址，则将该帧内IP地址设置为本站的IP地址，否则仍使用原有IP地址，最后返回本站的ID、逻辑地址和IP地址，地址分配应答帧，测线控制单元根据这些响应帧，建立交叉站ID、交叉站逻辑地址与IP地址的映射关系；

(9)测线控制单元地址分配任务返回主机交叉站排列的拓扑与地址信息，主机据此可建立线桩号、交叉站ID与交叉站逻辑地址映射关系，并获得新加入的交叉站的ID与逻辑地址。

发明效果