CN102638476A - 一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信息与通信技术领域，具体涉及一种铁路轨道监测传感接入复用设备的动态分配方法及其相关装置。在铁路轨道监测传感网络中，铁路轨道监测传感器节点启动后，需要被分配可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备，以实现到铁路轨道监测传感网络的网络接入。本发明提出了一种铁路轨道监测传感接入复用设备的动态分配方法及其相关装置，帮助铁路轨道监测传感器节点在启动后自动获取铁路轨道监测传感网络中可为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备信息，从而不需要在铁路轨道监测传感器节点上预先静态配置铁路轨道监测传感接入复用设备信息。

Description

一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配方法及装置

技术领域

本发明涉及通信网络，尤其涉及铁路轨道监测传感网络中的一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配方法及其相关装置。

背景技术

随着铁路运输的不断提速，对铁路轨道安全的要求也越来越高，铁路轨道的各类参数，如：铁轨温度、铁轨应力、轨道沉降、轨道变形、等等信息的及时获取，有助于准确判断铁轨状态，控制火车运行速度，确保铁路运输的安全。但是由于铁路轨道监测范围大，环境严苛，目前还没有合适的技术手段来解决大范围铁路轨道参数的实时监测问题。

无线传感网络技术可以利用超低功耗传感器感知环境参数，并实现无线组网，及时传递所采集的信息。但是目前的无线传感网技术基本上还集中于小规模网络设计，无法适用于铁路轨道监测的目标。

为了解决铁路轨道监测问题，如图1所示，一种基于无线传感网络技术的铁路轨道监测传感网络体系结构及系列组网设备被提出来，从而可以有效地建立大规模铁路轨道监测传感网络。

铁路轨道监测传感网络包括铁路轨道监测传感器节点、铁路轨道监测传感接入复用设备、铁路轨道监测传感网络控制器、铁路轨道监测网关等新型组网设备，通过分层组网方式，可以管理、控制十万以上的铁路轨道监测传感器节点，实现大范围铁路轨道参数的实时监测。

铁路轨道监测传感网络控制器可以看作是一组逻辑设备，实现了铁路轨道监测传感网络的管理、监控、动态配置、控制等功能。铁路轨道监测传感接入复用设备是局域范围内的铁路轨道监测传感网络的控制设备，它在铁路轨道监测传感网络控制器的控制下，实现对局域范围内的铁路轨道监测传感网络的拓扑维护和铁路轨道监测传感器节点的管理控制。铁路轨道监测传感器节点负责实现对铁路轨道各类监测参数的实时采集。

当铁路轨道监测传感器节点启动后，它需要被分配可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备。这个过程通过以下方式实现：在网络部署时，预先为铁路轨道监测传感器节点分配为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备，并将铁路轨道监测传感接入复用设备的IP地址保存在所述铁路轨道监测传感器节点上。

但是由于铁路轨道监测传感接入复用设备的IP地址是动态分配的，当网络部署变化或者铁路轨道监测传感接入复用设备重新启动时，铁路轨道监测传感接入复用设备的IP地址也可能随之变动。此时，则需要对铁路轨道监测传感网络内部署的所有铁路轨道监测传感器节点进行配置修改，更新设备上的配置文件。由于铁路轨道监测传感器节点被部署在铁路沿线，这一操作将带来较大的网络维护负担。

发明内容

为了解决上述问题，填补技术空白，本发明针对图1所示的铁路轨道监测传感网络体系结构，提出了一种铁路轨道监测传感接入复用设备的动态分配方法及其相关装置，帮助铁路轨道监测传感器节点在启动后自动获取铁路轨道监测传感网络中可为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备的IP地址，从而不需要在铁路轨道监测传感器节点上预先静态配置铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址。

根据本发明的第一方面，提供了一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配方法，其特征在于：

a)铁路轨道监测网关利用铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议为铁路轨道监测传感网络内的铁路轨道监测传感器节点分配可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备。

b)铁路轨道监测传感器节点在启动后可以自动获取铁路轨道监测传感网络中为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备的IP地址，从而不需要在铁路轨道监测传感器节点上预先静态配置铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址。

c)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议依靠铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置和铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置共同实现。

根据本发明的第二方面，提供了一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议运行于铁路轨道监测传感网关和铁路轨道监测传感器节点之间，负责实现铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配过程的双向信息交互。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议包含两个控制消息：铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息、铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息。

铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息被铁路轨道监测传感器节点用于请求铁路轨道监测网关为其分配铁路轨道监测传感接入复用设备。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息被铁路轨道监测网关用于响应来自铁路轨道监测传感器节点的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息，消息中携带为所述铁路轨道监测传感器节点分配的铁路轨道监测传感接入复用设备的标识和地址信息。

铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议由两个实体负责实现，即：嵌入在铁路轨道监测网关中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置和嵌入在铁路轨道监测传感器节点中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置和铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置通过铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议控制消息交互，实现对铁路轨道监测传感接入复用设备的动态分配。

根据本发明的第三方面，提供了一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置，其可以运行于铁路轨道监测网关中，负责实现铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的管理端功能。所述装置中包括：第一获取装置、第一发送装置、协议处理装置、数据管理装置。其中：第一获取装置用于获取来自铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置的消息；第一发送装置用于发送消息到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置；协议处理装置用于生成和分析铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的控制消息；数据管理装置用于维护铁路轨道监测网络内所有的铁路轨道监测传感接入复用设备信息，并实现铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配功能。

根据本发明的第四方面，提供了一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置，其可以运行于铁路轨道监测传感器节点中，负责实现铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的客户端功能。所述装置中包括：第二获取装置、第二发送装置、协议处理装置、数据接口装置。其中：第二获取装置用于获取来自铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置的消息；第二发送装置用于发送消息到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置；协议处理装置用于生成和分析铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的控制消息；数据接口装置负责将获取的铁路轨道监测传感接入复用设备信息表提供给铁路轨道监测传感接入复用设备中的其它装置，以用于执行后续的铁路轨道监控传感接入复用设备发现和网络接入流程。

根据本发明的第五方面，提供了一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息被铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置用于请求铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置分配铁路轨道监测传感接入复用设备给铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置所嵌入的铁路轨道监测传感器节点。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息中所承载的信息包括：铁路轨道监测传感器节点描述单元。其中，铁路轨道监测传感器节点描述单元用于承载铁路轨道监测传感器节点的描述信息。

铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议配置请求消息被铁路轨道监测传感器节点用于请求获取其可接入的铁路轨道监测传感接入复用设备的列表。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息中传送铁路轨道监测传感器节点的基本信息到铁路轨道监测网关，铁路轨道监测网关根据这些信息来进行判断，并为其分配可以提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备。

根据本发明的第六方面，提供了一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置用铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息来应答接收到的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息中所承载的信息包括：铁路轨道监测传感接入复用设备数量、铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元。其中，铁路轨道监测传感接入复用设备数量是指铁路轨道监测传感接入复用设备列表中包含的铁路轨道监测传感接入复用设备个数；铁路轨道监测传感接入复用设备描述单元用于承载为所述铁路轨道监测传感器节点分配的1到多个可用的铁路轨道监测传感接入复用设备的标识和地址等信息。

根据本发明的第七方面，提供了铁路轨道监测传感器节点描述单元定义。铁路轨道监测传感器节点描述单元被包含在铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息中，用于描述铁路轨道监测传感器节点的硬件信息。铁路轨道监测传感器节点描述单元包括：设备生产厂商标识符、传感器节点序列号、传感器节点MAC地址。其中：设备生产厂商标识符用于表示铁路轨道监测传感器节点的生产厂商标识；传感器节点序列号用于表示铁路轨道监测传感器节点的硬件序列号；传感器节点MAC地址用于表示铁路轨道监测传感器节点的MAC地址。

根据本发明的第八方面，提供了铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元定义。铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元被包含在铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息中，用于包含分配给铁路轨道传感器节点的主、备用铁路轨道监测传感接入复用设备的信息。铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元包括：铁路轨道监测传感接入复用设备标识、铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址、主备标识。其中：铁路轨道监测传感接入复用设备标识是指该铁路轨道监测传感接入复用设备的网络内部标识号；铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址是指所述铁路轨道监测传感接入复用设备的IP地址；主备标识用于说明所述铁路轨道监测传感接入复用设备是主用铁路轨道监测传感接入复用设备还是备用铁路轨道监测传感接入复用设备。一般情况下，铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元包含两条记录，分别描述主用铁路轨道监测传感接入复用设备和备用铁路轨道监测传感接入复用设备。

根据本发明的第九方面，提供了铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配的执行过程。其中，包括以下步骤：

a)铁路轨道监测传感器节点获取铁路轨道监测网关IP地址；

b)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置发送铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置；

c)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置接收到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息后，提取消息中的铁路轨道监测传感器节点描述信息，为该铁路轨道监测传感器节点分配可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备；

d)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置发送铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置，消息中携带为其分配的铁路轨道监测传感接入复用设备的信息。

采用本发明的方案，铁路轨道监测传感器节点在启动后可以动态获取铁路轨道监测传感网络中可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备信息，从而可以通过后续流程建立与铁路轨道监测传感接入复用设备的网络连接，加入其所控制的局域铁路轨道监测传感网络。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了铁路轨道监测传感网络的系统架构图；

图2示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置的结构示意图；

图3示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置的结构示意图；

图4示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配执行过程的流程图；

其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。

如图1所示，在铁路轨道监测传感网络中，铁路轨道监测传感接入复用设备1、铁路轨道监测传感接入复用设备2、铁路轨道监测传感接入复用设备3、铁路轨道监测传感接入复用设备n等分别负责控制各局域范围内的铁路轨道监测传感器节点，组织管理局域传感网络。铁路轨道监测传感网络控制器1是整个铁路轨道监测传感网络的核心控制设备，负责对网络内的所有铁路轨道监测传感接入复用设备进行控制管理。铁路轨道监测传感网络控制器2是铁路轨道监测传感网络控制器1的备用设备，负责在铁路轨道监测传感网络控制器1失效时，控制铁路轨道监测传感网络。铁路轨道监测网关1负责实现对铁路轨道监测传感网络控制器和铁路轨道监测传感接入复用设备的动态分配。

铁路轨道监测传感器节点1启动后，发送铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息到铁路轨道监测网关1，请求为其分配可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备。铁路轨道监测网关1根据铁路轨道监测传感器节点1的描述，为其分配铁路轨道监测传感接入复用设备1和铁路轨道监测传感接入复用设备11，其中铁路轨道监测传感接入复用设备1作为主用控制设备、铁路轨道监测传感接入复用设备11作为备用控制设备。铁路轨道监测网关1将铁路轨道监测传感接入复用设备1和铁路轨道监测传感接入复用设备11的标识和地址信息封装进铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息中，发送给铁路轨道监测传感器节点1。

图2示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置，其可以运行于铁路轨道监测网关1中，负责实现铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的管理端功能。所述装置中包括：第一获取装置101、第一发送装置102、协议处理装置103、数据管理装置104。

第一获取装置101，用于接收来自铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息，第一获取装置101在接收到所述消息后，将其转交协议处理装置103进行处理。

第一发送装置102，用于发送来自协议处理装置103的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置。

协议处理装置103，用于实现和铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置之间的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议消息的封装和处理。协议处理装置103从第一获取装置101接收到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息后，从该消息内获取请求配置的铁路轨道监测传感器节点的信息，根据该信息调用数据管理装置104，检索可以为该铁路轨道监测传感器节点提供网络接入服务的铁路轨道监测传感接入复用设备信息。协议处理装置103将获得的铁路轨道监测传感接入复用设备信息封装进铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息中，并交由第一发送装置102发送到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置。

数据管理装置104，用于维护和管理铁路轨道监测网络内所有的铁路轨道监测传感接入复用设备信息，并根据协议处理装置103的查询请求，提供可以为指定铁路轨道传感器节点提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备的信息。

图3示出了根据本发明的一个具体实施例的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置，其运行于铁路轨道监测传感器节点中，负责实现铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的客户端功能。所述装置中包括：第二获取装置201、第二发送装置202、协议处理装置203、数据接口装置204。

第二获取装置201，用于接收来自铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息。第二获取装置201将接收到的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息转交给协议处理装置203进行处理。

第二发送装置202，用于发送铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置。

协议处理装置203，用于实现和铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置之间的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议消息的封装和处理。协议处理装置203生成铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息，并通过第二发送装置202发送给铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置。当第二获取装置201接收到来自铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息后，将该消息转交给协议处理装置203。协议处理装置203从所述铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息中获取铁路轨道监测传感接入复用设备列表，并将铁路轨道监测传感接入复用设备列表转交给数据接口装置204。

数据接口装置204，用于将获取的铁路轨道监测传感接入复用设备列表发送给铁路轨道监测传感器节点中的其它模块，以执行后续的铁路轨道监控传感接入复用设备发现流程。

以下，对本发明的第四方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。

铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息被铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置用于请求铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置分配铁路轨道监测传感接入复用设备给铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置所嵌入的铁路轨道监测传感器节点。

铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议配置请求消息中所承载的信息包括：铁路轨道监测传感器节点描述单元。其中，铁路轨道监测传感器节点描述单元用于承载铁路轨道监测传感器节点的硬件描述信息。

铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息被铁路轨道监测传感器节点1用于请求获取其可接入的铁路轨道监测传感接入复用设备信息表。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息中传送铁路轨道监测传感器节点1的基本信息到铁路轨道监测网关1，铁路轨道监测网关1根据这些信息来进行判断，并为其分配可以提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备1和铁路轨道监测传感接入复用设备11。

以下，对本发明的第五方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。

铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置利用铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息来应答接收到的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息。

铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息中所承载的信息包括：铁路轨道监测传感接入复用设备数量、铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元。其中：

铁路轨道监测传感接入复用设备数量是指铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元中包含的铁路轨道监测传感接入复用设备个数。

铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元用于承载分配给铁路轨道监测传感器节点的铁路轨道监测传感接入复用设备的标识和地址信息。该单元中可以包含1到多个可用的铁路轨道监测传感接入复用设备的标识和地址等信息。

铁路轨道监测网关中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置用铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息来响应接收到的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息，并在消息中携带分配给铁路轨道传感器节点的铁路轨道监测传感接入复用设备信息。

当铁路轨道监测网关1接收到来自铁路轨道监测传感器节点1的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息后，嵌入在铁路轨道监测网关1中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置为铁路轨道监测传感器节点1分配铁路轨道监测传感接入复用设备，即：铁路轨道监测传感接入复用设备1作为主用设备、铁路轨道监测传感接入复用设备11作为备用设备。铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置将铁路轨道监测传感接入复用设备1和铁路轨道监测传感接入复用设备11的标识、地址等信息封装进铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息中，发送给轨道监测传感器节点1。

以下，对本发明的第六方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。

铁路轨道监测传感器节点描述单元被包含在铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息中，用于描述铁路轨道监测传感器节点的硬件信息。

铁路轨道监测传感器节点描述单元包括：设备生产厂商标识符、传感器节点序列号、传感器节点MAC地址。其中：

设备生产厂商标识符用于表示铁路轨道监测传感器节点的生产厂商标识。

传感器节点序列号用于表示铁路轨道监测传感器节点的硬件序列号。每个铁路轨道监测传感器节点在出厂时都被设置一个唯一的硬件序列号。

传感器节点MAC地址用于表示铁路轨道监测传感器节点的MAC地址。

铁路轨道监测网关1根据接收到的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息中的铁路轨道监测传感器节点描述单元来获取发送该消息的铁路轨道监测传感器节点的硬件信息，并根据相应信息来为所述铁路轨道监测传感器节点提供铁路轨道监测传感接入复用设备。

以下，对本发明的第七方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。

铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元被包含在铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息中，用于包含分配给铁路轨道传感器节点的主、备用铁路轨道监测传感接入复用设备的信息。铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元用于承载铁路轨道监测传感接入复用设备信息，包括：铁路轨道监测传感接入复用设备标识、铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址、主备标识。其中：

铁路轨道监测传感接入复用设备标识，用于表示分配给铁路轨道监测传感器节点的铁路轨道监测传感接入复用设备的网络内部标识号；

铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址用于表示铁路轨道监测传感接入复用设备的IP地址；

主备标识是指铁路轨道监测传感接入复用设备是分配给所述铁路轨道监测传感器节点的主用铁路轨道监测传感接入复用设备还是备用铁路轨道监测传感接入复用设备。

一般情况下，铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元包含两条记录，分别描述主用铁路轨道监测传感接入复用设备和备用铁路轨道监测传感接入复用设备。

根据本发明实施例，还提供了一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的执行过程的流程。下面根据图4并结合图1来介绍该流程。该流程包括以下处理：

步骤S10，铁路轨道监测传感器节点1获取铁路轨道监测网关1的IP地址。获取方法可以有多种，如采用DNS解析方法。铁路轨道监测传感器节点1上预先配置铁路轨道监测网关1的域名地址。铁路轨道监测传感器节点1启动后，对铁路轨道监测网关的域名进行DNS解析，DNS解析结果将返回铁路轨道监测网关1的IP地址。

步骤S11，嵌入在铁路轨道监测传感器节点1中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置发送铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息到嵌入在铁路轨道监测网关1中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置。

步骤S12，铁路轨道监测网关1中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置接收到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息后，提取消息中的铁路轨道监测传感器节点1描述信息，为铁路轨道监测传感器节点1分配可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备，即：铁路轨道监测传感接入复用设备1作为主用控制设备、铁路轨道监测传感接入复用设备11作为备用控制设备。

步骤S13，铁路轨道监测网关1中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置发送铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息到铁路轨道监测传感器节点1中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置，消息中携带为其分配的铁路轨道监测传感接入复用设备的信息，即：铁路轨道监测传感接入复用设备1和铁路轨道监测传感接入复用设备11的信息。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配方法，其特征在于：

a)铁路轨道监测网关利用铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议为铁路轨道监测传感网络内的铁路轨道监测传感器节点分配可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备。

b)铁路轨道监测传感器节点在启动后可以自动获取铁路轨道监测传感网络中为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备的IP地址，从而不需要在铁路轨道监测传感器节点上预先静态配置铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址。

c)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议依靠铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置和铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置共同实现。

2.根据权利要求1所述的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配方法，铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的特征在于：

a)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议运行于铁路轨道监测网关和铁路轨道监测传感器节点之间，负责实现铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配过程的双向信息交互；

b)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议包含两个控制消息：铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息和铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息；

c)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息被铁路轨道监测传感器节点用于请求铁路轨道监测网关为其分配铁路轨道监测传感接入复用设备；

d)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息被铁路轨道监测网关用于响应来自铁路轨道传感器节点的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息，消息中携带为所述铁路轨道监测传感器节点分配的铁路轨道监测传感接入复用设备的标识和地址信息；

e)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议由两个实体负责实现，即：嵌入在铁路轨道监测网关中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置和嵌入在铁路轨道监测传感器节点中的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置；

f)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置和铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置通过铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议控制消息交互，实现对铁路轨道监测传感接入复用设备的动态分配。

3.根据权利要求1所述的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配方法，其特征还在于，铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配的执行过程包括以下步骤：

a)铁路轨道监测传感器节点获取铁路轨道监测网关IP地址；

b)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置发送铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置；

c)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置接收到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息后，提取消息中的铁路轨道监测传感器节点描述信息，为该铁路轨道监测传感器节点分配可以为其提供网络接入和控制服务的铁路轨道监测传感接入复用设备；

d)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置发送铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置，消息中携带为其分配的铁路轨道监测传感接入复用设备的信息。

4.根据权利要求3所述的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配的执行过程，铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息的特征在于：

a)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息被铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置用于请求铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置分配铁路轨道监测传感接入复用设备给铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置所嵌入的铁路轨道监测传感器节点；

b)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息中所承载的信息包括：铁路轨道监测传感器节点描述单元；

c)铁路轨道监测传感器节点描述单元用于承载铁路轨道监测传感器节点的硬件描述信息；

d)铁路轨道监测传感器节点描述单元包括：设备生产厂商标识、铁路轨道监测传感器节点序列号、铁路轨道监测传感器节点MAC地址；

e)设备生产厂商标识表示铁路轨道监测传感器节点的生产厂商；

f)铁路轨道监测传感器节点序列号用于承载铁路轨道监测传感器节点的硬件序列号；

g)铁路轨道监测传感器节点MAC地址用于承载铁路轨道监测传感器节点的MAC地址信息。

5.根据权利要求3所述的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配的执行过程，铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息的特征在于：

a)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置用铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息来应答接收到的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配请求消息；

b)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息中所承载的信息包括：铁路轨道监测传感接入复用设备数量、铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元；

c)铁路轨道监测传感接入复用设备数量是指铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元中所包含的铁路轨道监测传感接入复用设备个数；

d)铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元用于承载为所述铁路轨道监测传感器节点分配的1到多个可用的铁路轨道监测传感接入复用设备的标识和地址信息。

6.根据权利要求5所述的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息，铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元的特征在于：

a)铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元被包含在铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配响应消息中，用于包含分配给铁路轨道传感器节点的主、备用铁路轨道监测传感接入复用设备的信息；

b)铁路轨道监测传感接入复用设备列表单元包括：铁路轨道监测传感接入复用设备设备标识、铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址、主备标识；

c)铁路轨道监测传感接入复用设备设备标识表示铁路轨道监测传感接入复用设备的网络内部标识号；

d)铁路轨道监测传感接入复用设备IP地址表示所述铁路轨道监测传感接入复用设备设备的IP地址；

e)主备标识用于说明所述铁路轨道监测传感接入复用设备是分配给铁路轨道监测传感器节点的主用铁路轨道监测传感接入复用设备还是备用铁路轨道监测接入复用设备。

7.一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置，其特征在于：

a)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置运行于铁路轨道监测网关中，负责实现铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的管理端功能；

b)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置中包括：第一获取装置、第一发送装置、协议处理装置、数据管理装置；

c)第一获取装置用于获取来自铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置的消息；

d)第一发送装置用于发送消息到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置；

e)协议处理装置用于生成和分析铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的控制消息；

f)数据管理装置用于维护铁路轨道监测网络内所有的铁路轨道监测传感接入复用设备信息，并实现铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配功能。

8.一种铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置，其特征在于：

a)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置运行于铁路轨道监测传感器节点中，负责实现铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的客户端功能；

b)铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置中包括：第二获取装置、第二发送装置、协议处理装置、数据接口装置；

c)第二获取装置用于获取来自铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置的消息；

d)第二发送装置用于发送消息到铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置；

e)协议处理装置用于生成和分析铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议的控制消息；

f)数据接口装置负责将获取的铁路轨道监测传感接入复用设备信息表提供给铁路轨道监测传感器节点中的其它装置，以用于执行后续的铁路轨道监控传感接入复用设备发现过程。

9.一种通信网络中的传感器节点设备，其特征在于，包含权利要求8所述的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议客户端装置。

10.一种通信网络中的网关设备，其特征在于，包含权利要求7所述的铁路轨道监测传感接入复用设备动态分配协议管理站装置。

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