在 LED 顯 示 屏 工 程 應(yīng) 用 中 ， 顯 示 屏 一 般 在 出 廠 前 要 做 好 參 數(shù) 配 置 、 調(diào)試 、 點(diǎn) 亮 ， 并 做 節(jié) 目 測(cè) 試 ， 否 則 由 于 現(xiàn) 場(chǎng) 條 件 限 制 ， 這 些 工 作 很 難 開(kāi) 展 。

在 做 調(diào) 試 和 節(jié) 目 測(cè) 試 時(shí) ，可 通 過(guò) 串 口 和 網(wǎng) 口 進(jìn) 行 通 信 ，而 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(guò) 集 線 器 或 網(wǎng) 絡(luò)直 連 的 方 式 與 顯 示 屏 通 信 。

其 中 通 過(guò) 集 線 器 ， PC 機(jī) 和 顯 示 屏 IP 可 不 在 同一 個(gè) 網(wǎng) 段 ; 而 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 時(shí) ， PC 機(jī) 和 顯 示 屏 的 IP 地 址 必 須 在 同 一 個(gè) 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(guò) 程 中 ， 由 于 LED 控 制 卡 太 多 、 放 置 時(shí) 間 太 長(zhǎng) 或 由 不 同 的 人 進(jìn) 行 配 置 ，有 時(shí) 用 戶 可 能 不 知 道 顯 示 屏 的 IP 地 址 ， 這 樣 就 很 難 開(kāi) 展 工 作 了 。 另 外 ，出 廠 配 置 的 IP 地 址 和 現(xiàn) 場(chǎng) 安 裝 的 IP 地 址 可 能 不 一 樣 ，并 且 現(xiàn) 場(chǎng) 安 裝 的 顯示 屏 IP 地 址 由 于 用 戶 千 差 萬(wàn) 別 ，其 IP 地 址 段 也 不 一 樣 。

這 樣 一 來(lái) ，在 調(diào)試 過(guò) 程 中 ， 需 要 反 復(fù) 修 改 顯 示 屏 或 PC 機(jī) 的 IP 地 址 ， 帶 來(lái) 很 大 的 工 作 量 。

因 此 ，基 于 應(yīng) 用 中 的 這 些 問(wèn) 題 ，有 用 戶 提 出 能 否 采 用 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 的 方 式 ，無(wú)需 知 道 LED 顯 示 屏 的 IP 地 址 ， 也 不 用 修 改 PC 機(jī) 的 IP 就 可 實(shí) 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(guò) 市 場(chǎng) 調(diào) 研 ，有 些 軟 件 聲 稱 實(shí) 現(xiàn) 了 LED 顯 示 屏 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 的 方 式 ，但 在 具 體 實(shí) 現(xiàn) 上 并 不 能令 人 滿 意 ，例 如 穩(wěn) 定 性 、可 靠 性 和 時(shí) 效 性 等 方 面 并 不 如 意 。經(jīng) 過(guò) 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(wèn) 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(duì) 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(lái) ， 然 后 手 動(dòng) 設(shè) 置 它 們 的 IP 地 址 在 同 一 個(gè) 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(shí) 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(lái) 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(dòng) 獲 取 IP 地 址 的 方 式 ，通 過(guò) DHCP服 務(wù) 功 能 ，自 動(dòng) 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(kāi) 發(fā) 商

就 采 用 這 種 方 式 實(shí) 現(xiàn) 了 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 ，但 這 種 方 法 存 在 一 些 問(wèn) 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(guò) 操 作 系 統(tǒng) 自 帶 的 系 統(tǒng) 完 成 ，沒(méi) 有 干 預(yù) ，用 戶 不 能 設(shè) 置 超 時(shí) ，有 時(shí) 等 待時(shí) 間 太 長(zhǎng) ， 最 長(zhǎng) 為 60 秒 ;

其 三 ， DHCP 為 固 定 IP 方 式 ， 在 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 顯 然不 太 好 ;

其 四 ， 退 出 系 統(tǒng) 時(shí) ， 不 能 恢 復(fù) PC 機(jī) 原 有 的 網(wǎng) 卡 配 置 信 息 。

基 于 此 ， 經(jīng) 過(guò) 研 究 ， 本 文 提 出 一 種 新 的 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 方 法 ， 可 以 實(shí) 現(xiàn) 網(wǎng) 絡(luò)直 連 、 自 動(dòng) 獲 取 IP 地 址 以 及 實(shí) 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(shí) 現(xiàn) 方 法 的 不 足 ， 提 高 可 靠 性 、 穩(wěn) 定 性 和 時(shí) 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(dòng) 系 統(tǒng) 時(shí) ， 檢 索 、 訪 問(wèn) 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(shí) 恢 復(fù) ;

(2) 啟 動(dòng) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 進(jìn) 程 ;

(3) 廣 播 IP 地 址 請(qǐng) 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(duì) 顯示 屏 進(jìn) 行 讀 / 寫 參 數(shù) 、發(fā) 送 節(jié) 目 、開(kāi) 關(guān) 屏 等 通 信 控 制 操 作 ;

(8) 退 出 系 統(tǒng) 時(shí) ，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(guò) 程 ， 它 模 擬 DHCP服 務(wù) ， 實(shí) 現(xiàn) PC 機(jī)廣 播 請(qǐng) 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(shí) 必 做 的 步 驟 ;(1) 和 (8)是 啟 動(dòng) 和 退 出 系 統(tǒng) 時(shí) 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 。

2關(guān) 鍵 功 能 的 設(shè) 計(jì) 和 實(shí) 現(xiàn)

2.1 保 存 PC 機(jī) 網(wǎng) 卡 配 置 信 息

用 來(lái) 調(diào) 試 顯 示 屏 的 PC 機(jī) ，一 般 是 一 機(jī) 多 用 ，在 調(diào) 試 顯 示 屏 的 同 時(shí) ，還用 來(lái) 辦 公 、 上 網(wǎng) ， 其 網(wǎng) 卡 IP 地 址 可 能 是 固 定 的 或 自 動(dòng) 獲 取 的 。 在 做 網(wǎng) 絡(luò)直 連 時(shí) ， 可 能 會(huì) 改 變 其 IP 地 址 ， 為 了 不 影 響 用 戶 的 工 作 ， 退 出 時(shí) 需 要 自動(dòng) 恢 復(fù) 其 IP 地 址 。 

而 要 做 到 這 一 點(diǎn) ， 可 在 啟 動(dòng) LED 控 制 軟 件 時(shí) ， 讀 取 當(dāng)前 網(wǎng) 卡 配 置 信 息 ， 如 IP 地 址 、 網(wǎng) 卡 名 、 MAC 地 址 、 網(wǎng) 卡 類 型 、 是 否 是 自動(dòng) 配 置 IP 地 址 等 等 ， 將 這 些 信 息 放 入 一 個(gè) 鏈 表 中 保 存 ， 同 時(shí) 設(shè) 置 一 個(gè) 標(biāo)識(shí) ，記 錄 用 戶 在 調(diào) 試 顯 示 屏 的 過(guò) 程 中 ，是 否 使 用 過(guò) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 操 作 ，待 退 出系 統(tǒng) 時(shí) 使 用 。

在 Windows 操 作 系 統(tǒng) 中 ，可 使 用 IPHelper 接 口 來(lái) 讀 取 網(wǎng) 卡 信 息 ，它 是一 套 用 于 管 理 本 地 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 置 的 API ， 通 過(guò) 它 使 用 IP_ADAPTER_INFO 結(jié) 構(gòu) ，可 以 方 便 地 提 取 上 述 網(wǎng) 卡 配 置 信 息 ， 保 存 到 鏈 表 中 。

2.2 借 鑒 DHCP服 務(wù) 原 理 ， 構(gòu) 建 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 通 道

要 實(shí) 現(xiàn) PC 機(jī) 和 LED 顯 示 屏 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 通 信 ，必 須 解 決 兩 個(gè) 關(guān) 鍵 問(wèn) 題 ：其一 ， 讓 PC 機(jī) 和 LED 顯 示 屏 在 同 一 個(gè) 網(wǎng) 段 ; 其 二 ， 知 道 LED 顯 示 屏 的 IP 地址 。

除 此 之 外 ， 還 要 解 決 多 網(wǎng) 卡 、 無(wú) 線 網(wǎng) 卡 對(duì) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 的 干 擾 等 現(xiàn) 象 。 借鑒 DHCP原 理 ， 主 要 解 決 思 路 如 下 ：

(1) 在 PC 機(jī) 端 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 控 制 進(jìn) 程 ;

(2) 需 要 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 時(shí) ， 啟 動(dòng)該 進(jìn) 程 ，通 過(guò) Windows 相 關(guān) 網(wǎng) 絡(luò) API 函 數(shù) 和 注 冊(cè) 表 信 息 ，確 定 與 LED 顯 示屏 連 接 的 非 無(wú) 線 網(wǎng) 卡 ， 將 其 MAC地 址 放 入 構(gòu) 建 請(qǐng) 求 IP 地 址 的 UDP 數(shù) 據(jù) 包中 ， 然 后 廣 播 出 去 ， 同 時(shí) 啟 動(dòng) 內(nèi) 部 UDP 包 捕 獲 子 進(jìn) 程 ;

(3)LED 顯 示 屏 收 到請(qǐng) 求 IP 地 址 的 UDP 包 后 ， 根 據(jù) 本 身 IP 地 址 ， 構(gòu) 造 一 個(gè) PC 機(jī) 的 IP 地 址 ，將 其 廣 播 出 去 ，為 了 不 引 起 混 亂 ，這 里 構(gòu) 建 的 是 偽 DHCP包 ，正 常 的 Windows客 戶 端 收 到 該 UDP 包 時(shí) ， 并 不 會(huì) 自 動(dòng) 改 變 其 IP 地 址 ;

(4) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 控 制 進(jìn)程 的 UDP包 捕 獲 子 進(jìn) 程 接 收 到 分 配 的 IP 地 址 的 UDP 包 后 ，解 包 得 到 PC 機(jī)的 IP 地 址 和 LED 顯 示 屏 的 IP 地 址 ;

(5) 設(shè) 置 PC 機(jī) 網(wǎng) 卡 IP 地 址 ， 上 傳 LED顯 示 屏 的 IP 地 址 給 控 制 軟 件 ， 成 功 后 ， 關(guān) 閉 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 控 制 進(jìn) 程 ， 完 成 網(wǎng)絡(luò) 直 連 通 道 的 建 立 。

這 個(gè) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 的 過(guò) 程 涉 及 三 個(gè) 系 統(tǒng) ：

(1) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 控 制 進(jìn) 程 ，它 構(gòu) 建 請(qǐng)求 IP 地 址 UDP 數(shù) 據(jù) 包 并 廣 播 出 去 ， 同 時(shí) 監(jiān) 控 目 標(biāo) 網(wǎng) 卡 的 68 端 口 ， 捕 獲 返回 的 UDP 數(shù) 據(jù) 包 ， 解 析 出 PC 機(jī) 的 IP 地 址 和 LED 顯 示 屏 的 IP 地 址 ， 然 后設(shè) 置 PC 機(jī) 的 IP 地 址 ， 將 LED 顯 示 屏 的 IP 地 址 提 交 給 主 進(jìn) 程 ， 完 成 網(wǎng) 絡(luò)直 連 的 任 務(wù) ;

(2)LED 顯 示 屏 DHCP 服 務(wù) 子 進(jìn) 程 ， 它 接 收 PC 機(jī) 的 IP 地 址 請(qǐng)求 ，構(gòu) 建 并 設(shè) 置 自 身 IP 地 址 ，并 返 回 PC 機(jī) 的 IP 地 址 的 偽 DHCP包 ;

(3)LED控 制 軟 件 ，當(dāng) 用 戶 選 擇 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 方 式 時(shí) ，啟 動(dòng) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 控 制 子 進(jìn) 程 ，實(shí) 現(xiàn)網(wǎng) 絡(luò) 直 接 通 道 的 建 立 ， 完 成 后 ， 關(guān) 閉 該 進(jìn) 程 。

2.3 恢 復(fù) PC 機(jī) 網(wǎng) 卡 的 配 置 信 息

退 出 系 統(tǒng) 時(shí) ，根 據(jù) 2.1 保 存 的 是 否 使 用 過(guò) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 的 標(biāo) 識(shí) 進(jìn) 行 判 斷 ，如果 沒(méi) 有 使 用 過(guò) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 方 式 ，則 無(wú) 需 執(zhí) 行 網(wǎng) 絡(luò) IP 恢 復(fù) 功 能 ; 否 則 將 執(zhí) 行 恢復(fù) 功 能 ， 還 原 2.1 保 存 的 網(wǎng) 卡 配 置 ， 恢 復(fù) 網(wǎng) 卡 IP 地 址 可 使 用netshinterfaceipset 命 令 。 同 時(shí) ， 為 了 加 快 處 理 速 度 并 提 高 成 功 率 ， 可按 禁 用 網(wǎng) 卡 、 設(shè) 置 網(wǎng) 卡 IP 地 址 、 再 啟 用 網(wǎng) 卡 的 步 驟 實(shí) 施 ：

(1) 使 用 Windows 的 SetupAPI 相 關(guān) 接 口 API 函 數(shù) 禁 用 目 標(biāo) 網(wǎng) 卡 ;

(2) 恢復(fù) 目 標(biāo) 網(wǎng) 卡 IP 設(shè) 置 ， 根 據(jù) 靜 態(tài) IP 地 址 和 動(dòng) 態(tài) IP 地 址 ， 分 別 用 不 同 的 命令 ：

a. 恢 復(fù) 靜 態(tài) IP 地 址 命 令 。

a. 恢 復(fù) 靜 態(tài) IP 地 址 命 令

netshinterfaceipsetaddressname=“source=staticaddr=192.168.1.19mask=255.255.255.0gateway=none 

b. 恢 復(fù) 動(dòng) 態(tài) IP 地 址 命 令 。

netshinterfaceipsetaddress“本 地 連 接 ” dhcp

(3) 使 用 SetupAPI 相 關(guān) 接 口 API 函 數(shù) 啟 用 目 標(biāo) 網(wǎng) 卡 ， 這 樣 就 完 成 了 網(wǎng)卡 配 置 信 息 的 恢 復(fù) 。

3結(jié) 論

本 文 針 對(duì) LED 顯 示 屏 調(diào) 試 過(guò) 程 中 對(duì) 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 的 需 求 ， 提 出 一 種 網(wǎng) 絡(luò) 直連 的 方 法 ，系 統(tǒng) 在 啟 動(dòng) 時(shí) 自 動(dòng) 保 存 網(wǎng) 卡 配 置 信 息 ，使 用 網(wǎng) 絡(luò) 直 連 進(jìn) 程 構(gòu) 建網(wǎng) 絡(luò) 直 連 通 道 ， 退 出 系 統(tǒng) 時(shí) 自 動(dòng) 恢 復(fù) 網(wǎng) 卡 配 置 信 息 ， 使 用 戶 無(wú) 需 知 道 LED顯 示 屏 的 IP 地 址 ，也 不 用 修 改 PC 機(jī) 的 IP 地 址 ，便 可 實(shí) 現(xiàn) PC 機(jī) 與 LED 顯示 屏 的 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 。

該 方 法 在 LED 導(dǎo) 航 者 軟 件 中 使 用 ，其 可 靠 性 、穩(wěn) 定 性 和時(shí) 效 性 得 到 了 用 戶 的 認(rèn) 可 ，取 得 了 良 好 的 效 果 。實(shí) 踐 證 明 ，該 方 法 可 為 類似 的 應(yīng) 用 提 供 一 種 可 供 借 鑒 的 解 決 方 案 。