CN105120013B - 探头、中央站的网络地址的分配方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种探头、中央站的网络地址的分配方法及系统，探头执行如下步骤：配置判断步骤、连接步骤、连接判断步骤、地址分配等待步骤、保存步骤。本发明的有益效果是：减少探头组装生产后的设置步骤：通常探头的硬件固件程序只能配置一种固定的信息，而本方案恰恰是利用这组固定信息到达识别探头是初装状态。探头组装生产过程中只要保证本固件程序烧写没有问题即可，不需要再进行多余的设置操作。

Description

探头、中央站的网络地址的分配方法及系统

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及探头、中央站的网络地址的分配方法及系统。

背景技术

基于无线方式采集监护数据的监护探头，接入中央监护系统的方案目前有2种方案：

第一种：采用DHCP（动态主机配置协议）协议自动分配，搭建一个DHCP服务，在探头上实现DHCP客户端程序，然后从DHCP服务上自动获取IP地址给探头自己使用。

第二种：开发上位机程序，针对实际要接入的网络IP段，专门针对每一个探头设定对应的IP地址。然后人为记录分配过的IP地址，以免重复分配导致网络地址冲突。

由于无线探头体积小，可供修改配置的外设受空间限制几乎没有。从探头自身输入信息非常困难，因此上面的2种设置都不是最好的方法，理由如下：

首先，上面2种方法共同存在下面2个问题：

1.需要预设MAC地址的问题。网络模块厂家通常的一批产品MAC地址是一样，需要探头在实际使用时分配。因此无论上面的哪种方法，都需要在给探头分配IP地址前设置好探头的MAC地址。这种情况下MAC地址的设定又有2种方法，一种是使用专门的设置软件，这种方法需要开发专用的设置上位机程序，并记录设置过的MAC地址。第二种是针对每一个MAC地址编译一个固件程序，这种方法产生大量的固件程序并要准确管理，否则出现混乱。

2.需要对每个探头设置要连接到的服务器地址信息，这些都是需要逐个去设置，一旦服务器地址有变动，需要重复这些枯燥的工作。

而且，开发上位机程序设置IP这种做法，即使这样枯燥的工作量可以忽略，但是仍然需要记录IP是否已经设置过，很容易出现将同一个IP分配给不同的探头的情况，同时需要人为记录、管理IP地址。

无论上面那个方法，人为的管理方法贯穿整个过程，但是出现设置出错的几率，并没有能降低，真是费事费力没好效果。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种探头网络地址的分配方法。

本发明提供了一种探头网络地址的分配方法，探头执行如下步骤：

配置判断步骤，判断网络地址是否被配置，若被配置，那么则采用配置的网络地址连接中央站，否则执行连接步骤；

连接步骤，采用固件默认地址连接中央站，然后执行地址分配等待步骤；

地址分配等待步骤，连接到中央站地址分配服务，等待中央站返回分配的网络地址，然后执行保存步骤；

保存步骤，保存分配的网络地址到探头的配置地址中。

作为本发明的进一步改进，在所述地址分配等待步骤中，等待中央站返回分配的网络地址，并判断是否成功，若成功，那么执行通知步骤，否则执行连接步骤；

通知步骤，通知中央站地址分配服务成功，然后执行保存步骤。

本发明还提供了一种与探头进行配合的中央站网络地址的分配方法，中央站执行如下步骤：

启动判断步骤，接收到探头请求连接中央站时，判断探头的网络地址是否被配置，若被配置，那么中央站与探头进行连接工作，否则中央站地址分配服务启动，然后执行请求等待步骤；

请求等待步骤，中央站地址分配服务根据请求接入对应的探头，然后执行地址分配步骤；

地址分配步骤，找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头；

更新步骤，更新此次分配的地址的状态为已经分配，然后执行请求等待步骤。

作为本发明的进一步改进，在所述地址分配步骤中，查询数据库，获取一个状态为未分配的地址，并将该地址发送给请求对应的探头，并更新该地址状态为正在分配，然后执行响应判断步骤；

响应判断步骤，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行更新步骤，否则更新地址状态为未分配并执行请求等待步骤。

作为本发明的进一步改进，在所述地址分配步骤，找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头，然后执行响应判断步骤；

响应判断步骤，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行更新步骤，否则执行请求等待步骤。

本发明提供了一种探头网络地址的分配系统，探头包括：

配置判断模块，用于判断网络地址是否被配置，若被配置，那么则采用配置的网络地址连接中央站，否则执行连接模块；

连接模块，用于采用固件默认地址连接中央站，然后执行地址分配等待模块；

地址分配等待模块，用于连接到中央站地址分配服务，等待中央站返回分配的网络地址，然后执行保存模块；

保存模块，用于保存分配的网络地址到探头的配置地址中。

作为本发明的进一步改进，在所述地址分配等待模块中，等待中央站返回分配的网络地址，并判断是否成功，若成功，那么执行通知模块，否则执行连接模块；

通知模块，用于通知中央站地址分配服务成功，然后执行保存模块。

本发明还提供了一种与探头进行配合的中央站网络地址的分配系统，中央站包括：

启动判断模块，用于接收到探头请求连接中央站时，判断探头的网络地址是否被配置，若被配置，那么中央站与探头进行连接工作，否则中央站地址分配服务启动，然后执行请求等待模块；

请求等待模块，用于中央站地址分配服务根据请求接入对应的探头，然后执行地址分配模块；

地址分配模块，用于找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头；

更新模块，用于更新此次分配的地址的状态为已经分配，然后执行请求等待模块。

作为本发明的进一步改进，在所述地址分配模块中，查询数据库，获取一个状态为未分配的地址，并将该地址发送给请求对应的探头，并更新该地址状态为正在分配，然后执行响应判断模块；

响应判断模块，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行更新模块，否则更新地址状态为未分配并执行请求等待模块。

作为本发明的进一步改进，在所述地址分配模块中，找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头，然后执行响应判断模块；

响应判断模块，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行更新步骤，否则执行请求等待步骤。

本发明的有益效果是：减少探头组装生产后的设置步骤：通常探头的硬件固件程序只能配置一种固定的信息，而本方案恰恰是利用这组固定信息到达识别探头是初装状态。探头组装生产过程中只要保证本固件程序烧写没有问题即可，不需要再进行多余的设置操作。

附图说明

图1是本发明的探头和中央监护系统的组网示意图；

图2是本发明的中央监护系统上预置IP、MAC以及服务器地址说明；

图3是本发明从地址配置服务端描述配置工作流程图；

图4是本发明从探头端描述配置工作流程图；

图5是本发明的地址状态管理工作流程图；

图6是本发明的另一个实施例中从地址配置服务端描述配置工作流程图；

图7是本发明的另一个实施例中从探头端描述配置工作流程图。

具体实施方式

探头与中央站（中央监护系统）的组网，可以通过物理有线连接的方式，在本发明中，探头为无线探头，即，无线探头与中央站（中央监护系统）的组网：无线探头和中央监护系统之间的连接是采用无线模块，没有物理线路如图1所示。探头在连接的时候会根据固件程序内指定的自身MAC地址和IP地址、中央监护系统地址和工作端口，这几个配置无论是哪个探头都是一样的。探头会用自身MAC地址和IP地址连接到这里指定的中央监护系统地址和工作端口。

图1中通过2个无线探头来描述网络连接的模式，探头1和探头2可以是监护探头中的任何类型探头。

探头和中央监护系统之间的通讯泛指UDP和TCP。

无线探头自动接入中央监护系统实现流程是以中央监护系统上预置的IP、MAC和服务器地址、端口为基础数据，由中央监护系统上的地址分配服务来承载分发和管理状态，由无线探头主动来申请获取和写入探头并在实际应用中使用这些配置。具体实现如下：

在中央监护系统预置要分配的信息：中央监护系统上提供界面可以预置IP地址和MAC地址，可以手动逐个录入也可以由设置后的程序批量录入。需要指出的是无论是IP还是MAC都不能在本系统内出现重复的，这些工作由程序自动识别判断和处理。要分配给探头将来正式工作的服务器地址可以是本中央监护系统的服务器地址，也可以是其他的服务器地址；要分配给探头将来正式工作的服务器端口号需要根据实际中中央监护系统使用的端口号来设定，如图2所描述。一旦设定的服务器地址写入探头，探头启动后只会用这个服务器地址来工作。

本发明的地址也就是指网络地址，网络地址包括IP、MAC和服务器地址、端口。

如图4所示，在探头网络地址的分配方法中，探头执行如下步骤：

步骤S1.配置判断步骤，判断网络地址是否被配置，若被配置，那么则采用配置的网络地址连接中央站，否则执行步骤S2.连接步骤；

步骤S2.连接步骤，采用固件默认地址连接中央站，然后执行步骤S3.连接判断步骤；

步骤S3.连接判断步骤，连接到中央站地址分配服务、并判断是否成功，若成功，那么执行步骤S4.地址分配判断步骤，否则执行步骤S2. 连接步骤；

步骤S4.地址分配等待步骤，等待中央站返回分配的网络地址，并判断是否成功，若成功，那么执行步骤S5.通知步骤，否则执行步骤S2.连接步骤；

步骤S5.通知步骤，通知中央站地址分配服务成功，然后执行步骤S6.保存步骤；

步骤S6.保存步骤，保存分配的网络地址到探头的配置地址中。

在步骤S1中，每一个探头在启动的时候，都要先检查正式工作的IP、MAC地址以及服务器的地址配置是否是空；这些配置信息只要有一项为空，探头执行步骤S2，就会采用固件中固定的地址和MAC向中央监护系统的地址服务请求分配工作地址信息。

在步骤S4中，等待中央站返回分配地址，此时探头一旦收到来自中央监护系统返回的分配地址信息，立即执行步骤S5.通知步骤，给中央监护系统返回地址接收成功，数据格式如下：

包头

IP

成功

包尾

在返回给中央监护系统探头收到这些地址信息后，探头才保存这些地址信息到指定的地址中，这些存储地址在探头关机、掉电后也不会将数据丢失。这里一定要先要应答给中央监护系统，且确认发送应答包成功后才能写入数据到探头。原因是当中央监护系统将地址状态更新后，即使探头在保存地址时写入失败，这样只会浪费一条地址信息，但可以有效地避免地址重复分配的问题。这样可以保证中央监护系统数据库中的地址状态是已经分配的，不会将同一个地址分配给不同的探头，从而避免地址冲突的现象。

如图3所示，本发明还公开了一种与探头进行配合的中央站网络地址的分配方法，中央站执行如下步骤：

步骤Q1.启动判断步骤，接收到探头请求连接中央站时，判断探头的网络地址是否被配置，若被配置，那么中央站与探头进行连接工作，否则中央站地址分配服务启动，然后执行步骤Q2.请求等待步骤；

步骤Q2.请求等待步骤，中央站地址分配服务根据请求接入对应的探头，然后执行步骤Q3.请求唯一判断步骤；

步骤Q3.请求唯一判断步骤，接收探头一个请求地址的连接，并判断在同一时刻是否已有其他请求地址的连接，若是，那么执行步骤Q2.请求等待步骤，否则执行步骤Q4.地址分配步骤；

步骤Q4.地址分配步骤，找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头，然后执行步骤Q5.响应判断步骤；

步骤Q5.响应判断步骤，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行步骤Q6.更新步骤，否则执行步骤Q2.请求等待步骤；

步骤Q6.更新步骤，更新此次分配的地址的状态为已经分配，然后执行步骤Q2.请求等待步骤。

中央监护系统上的地址分配服务，采用和每个探头内部固件程序中固定端口相同的端口来侦听，等待探头连接来申请分配工作地址信息。这个服务同一时刻只接收一个请求，从第2个开始的请求连接将被放弃，直到第一个探头的请求处理完毕。这里需要注意的是，由于探头请求地址的连接使用的地址和MAC是中央监护系统已知的，这种固件地址对于每个探头IP和MAC都是一样的，地址分配服务器需要判断若不是这个地址，会将这个连接立即关闭，即不响应本次申请地址的请求。

判断是唯一请求后，在步骤Q4中，会从中央监护系统上预置的IP、MAC等信息中找到一条状态是未分配的，然后将这些信息组织成和探头约定的协议格式：

包头

IP

MAC

服务器IP

服务器端口

包尾

当数据被组织成上面的格式后，然后发送给这个请求对应的探头。

在步骤Q5中，当明确收到来自探头的应答成功；那么，在步骤Q6中，地址分配服务会从这个来自探头的数据包中取出IP地址，再从中央监护系统数据库中找到这条记录，并更新记录状态为已分配。

在步骤Q5中，只要收到探头的应答，中央监护系统统一认为是地址分配成功。由于可能存在探头没有应答的情况，这时统一认为分配失败，需要将中央监护系统中这条地址更新状态为未分配。因为中央监护系统没有收到明确的应答，探头自己能判断出发送应答状态是失败的，这样探头就不会将获取来的地址信息写入要保存的永久存储中，图5的等待结果后的分支就是表述这里的处理。

作为本发明的一个实施例，如图5所示，在所述步骤Q4.地址分配步骤中，查询数据库，获取一个状态为未分配的地址，并将该地址发送给请求对应的探头，并更新该地址状态为正在分配，然后执行步骤Q5.响应判断步骤；步骤Q5.响应判断步骤，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行步骤Q6.更新步骤，否则更新地址状态为未分配并执行步骤Q2.请求等待步骤。

此外，在中央监护系统上还可以预置床号信息，在预置床号的时候，中央监护系统需要考虑探头的类型，由于某一床号下可以有多个不同的探头，由这些探头组合来完成一次监护，最典型的例子就是胎心监护中，通常可以有1个或2胎心监护探头，但只有一个宫缩压探头。因此探头在申请工作地址的时候，需要指定自身的类型。因为不同功能探头的固件程序是不一样的，探头类型固件程序是已知的。

如果步骤S1中检测到正式工作的IP、MAC地址以及服务器的地址配置是否是空，则还会对探头设置床号。由于不同功能探头在中央站上的个数不一样，因此探头申请地址的时候，需要附带自身类型的数据包，中央监护系统收到类型数据包后才能做相应的业务处理。数据包格式如下：

包头

探头类型

包尾

如图7所示，执行步骤S3，探头连接中央监护系统成功后，执行步骤S4，发送探头类型包，开始等待中央监护系统地址服务返回数据。

对应地如图6所示，在步骤Q4中，中央监护系统收到探头数据，验证通过后识别出探头类型，然后根据探头类型调用相应的业务处理逻辑查找一个状态时未分配的地址信息，并在步骤Q5中同时将床号发送给探头。

这里的业务处理逻辑原则是逐床标配优先，比如系统预置床号1可以附带2个胎心一个宫缩探头，床号2可以预置1个胎心1个宫缩探头。当中央监护系统接收到的探头类型顺序是胎心、胎心、胎心、宫缩、宫缩，那么处理逻辑是先给床号1分配前2个胎心探头，将第3个胎心探头分配给床号2，然后将第1个宫缩探头给床号1，再将第2个宫缩给床号2。

本发明对探头工作的床号和IP做规划和管理，减少了床号设置这一步骤，只需要在中央监护系统上提前规划好IP和床号对应的关系，一并设置到探头中。

本发明还公开了一种探头网络地址的分配系统，探头包括：

配置判断模块，用于判断网络地址是否被配置，若被配置，那么则采用配置的网络地址连接中央站，否则执行连接模块；

连接模块，用于采用固件默认地址连接中央站，然后执行连接判断模块；

连接判断模块，用于连接到中央站地址分配服务、并判断是否成功，若成功，那么执行地址分配等待模块，否则执行连接模块；

地址分配等待模块，用于等待中央站返回分配的网络地址，然后执行保存模块；

保存模块，用于保存分配的网络地址到探头的配置地址中。

在所述地址分配等待模块中，等待中央站返回分配的网络地址，并判断是否成功，若成功，那么执行通知模块，否则执行连接模块；

通知模块，用于通知中央站地址分配服务成功，然后执行保存模块。

本发明还公开了一种与所述探头进行配合的中央站网络地址的分配系统，中央站包括：

启动判断模块，用于接收到探头请求连接中央站时，判断探头的网络地址是否被配置，若被配置，那么中央站与探头进行连接工作，否则中央站地址分配服务启动，然后执行请求等待模块；

请求等待模块，用于中央站地址分配服务根据请求接入对应的探头，然后执行地址分配模块；

地址分配模块，用于找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头；

更新模块，用于更新此次分配的地址的状态为已经分配，然后执行请求等待模块。

在所述地址分配模块中，查询数据库，获取一个状态为未分配的地址，并将该地址发送给请求对应的探头，并更新该地址状态为正在分配，然后执行响应判断模块；

响应判断模块，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行更新模块，否则更新地址状态为未分配并执行请求等待模块。

在所述地址分配模块中，找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头，然后执行响应判断模块；

响应判断模块，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行更新步骤，否则执行请求等待步骤。

中央站还包括识别模块，在所述请求唯一判断模块，接收探头一个请求地址的连接，并判断此次连接是否为唯一请求，若是，那么执行识别模块，否则执行请求等待模块；

识别模块，对探头类型进行识别，然后执行地址分配模块；

地址分配模块，根据探头类型调用相应的业务处理逻辑查找一个未分配的地址发送给请求对应的探头，并同时将床号发送给该探头，然后执行响应判断模块。

本发明具有如下有益效果：

1.减少探头组装生产后的设置步骤：通常探头的硬件固件程序只能配置一种固定的信息，而本方案恰恰是利用这组固定信息到达识别探头是初装状态。探头组装生产过程中只要保证本固件程序烧写没有问题即可，不需要再进行多余的设置操作。

2.方便探头生产后的测试：采用默认固件信息连接到中央监护系统，中央监护系统会自动分配中央监护系统上预制的IP和MAC下发到探头。探头采用下发的硬件信息连接成功后，不仅测试了网络模块的工作状态，同时也对保存下发的IP和MAC程序功能、硬件存储功能做了快速测试。

3.方便探头生产后的测试：采用默认固件信息连接到中央监护系统，中央监护系统会自动分配中央监护系统上预制的IP和MAC下发到探头。探头采用下发的硬件信息连接成功后，不仅测试了网络模块的工作状态，同时也对保存下发的IP和MAC程序功能、硬件存储功能做了快速测试。

4.方便解除探头和中央监护系统的绑定：在中央监护系统上提供按钮解除探头和中央监护系统的地址绑定关系按钮。只要选中某个探头点击解除，就可以将从中央监护系统下发的IP和MAC地址清空，这样探头就恢复到出厂配置。

5. 探头对应的的服务器地址可以一并设置，方便对服务器地址更改与维护。

6. 方便IP和MAC管理：对于不同的中央监护系统，可以将IP地址和MAC地址端规定在某一个区间端，方便组网规划和后期的扩展。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种探头网络地址的分配方法，其特征在于，探头执行如下步骤：

配置判断步骤，判断网络地址是否被配置，若被配置，那么则采用配置的网络地址连接中央站，否则执行连接步骤；

连接步骤，采用固件默认地址连接中央站，然后执行地址分配等待步骤；

地址分配等待步骤，连接到中央站地址分配服务，等待中央站返回分配的网络地址，然后执行保存步骤；

保存步骤，保存分配的网络地址到探头的配置地址中；

在所述地址分配等待步骤中，等待中央站返回分配的网络地址，并判断是否成功，若成功，那么执行通知步骤，否则执行连接步骤；

通知步骤，通知中央站地址分配服务成功，然后执行保存步骤。

2.一种与权利要求1所述分配方法中的所述探头进行配合的中央站网络地址的分配方法，其特征在于，中央站执行如下步骤：

启动判断步骤，接收到探头请求连接中央站时，判断探头的网络地址是否被配置，若被配置，那么中央站与探头进行连接工作，否则中央站地址分配服务启动，然后执行请求等待步骤；

请求等待步骤，中央站地址分配服务根据请求接入对应的探头，然后执行地址分配步骤；

地址分配步骤，找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头；

更新步骤，更新此次分配的地址的状态为已经分配，然后执行请求等待步骤。

3.根据权利要求2所述的分配方法，其特征在于，在所述地址分配步骤中，查询数据库，获取一个状态为未分配的地址，并将该地址发送给请求对应的探头，并更新该地址状态为正在分配，然后执行响应判断步骤；

响应判断步骤，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行更新步骤，否则更新地址状态为未分配并执行请求等待步骤。

4.根据权利要求2所述的分配方法，其特征在于，在所述地址分配步骤，找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头，然后执行响应判断步骤；

响应判断步骤，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行更新步骤，否则执行请求等待步骤。

5.一种探头网络地址的分配系统，其特征在于，探头包括：

配置判断模块，用于判断网络地址是否被配置，若被配置，那么则采用配置的网络地址连接中央站，否则执行连接模块；

连接模块，用于采用固件默认地址连接中央站，然后执行地址分配等待模块；

地址分配等待模块，用于连接到中央站地址分配服务，等待中央站返回分配的网络地址，然后执行保存模块；

保存模块，用于保存分配的网络地址到探头的配置地址中；

在所述地址分配等待模块中，等待中央站返回分配的网络地址，并判断是否成功，若成功，那么执行通知模块，否则执行连接模块；

通知模块，用于通知中央站地址分配服务成功，然后执行保存模块。

6.一种与权利要求5所述分配系统中的所述探头进行配合的中央站网络地址的分配系统，其特征在于，中央站包括：

启动判断模块，用于接收到探头请求连接中央站时，判断探头的网络地址是否被配置，若被配置，那么中央站与探头进行连接工作，否则中央站地址分配服务启动，然后执行请求等待模块；

请求等待模块，中央站地址分配服务根据请求接入对应的探头，然后执行地址分配模块；

地址分配模块，用于找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头；

更新模块，用于更新此次分配的地址的状态为已经分配，然后执行请求等待模块。

7.根据权利要求6所述的分配系统，其特征在于，在所述地址分配模块中，查询数据库，获取一个状态为未分配的地址，并将该地址发送给请求对应的探头，并更新该地址状态为正在分配，然后执行响应判断模块；

响应判断模块，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行更新模块，否则更新地址状态为未分配并执行请求等待模块。

8.根据权利要求6所述的分配系统，其特征在于，在所述地址分配模块中，找到一个未分配的地址发送给请求对应的探头，然后执行响应判断模块；

响应判断模块，等待探头返回的通知，并判断探头是否成功配置网络地址，若是，那么执行更新步骤，否则执行请求等待步骤。