在 LED 顯 示 屏 工 程 應 用 中 ， 顯 示 屏 一 般 在 出 廠 前 要 做 好 參 數 配 置 、 調試 、 點 亮 ， 并 做 節 目 測 試 ， 否 則 由 于 現 場 條 件 限 制 ， 這 些 工 作 很 難 開 展 。

在 做 調 試 和 節 目 測 試 時 ，可 通 過 串 口 和 網 口 進 行 通 信 ，而 隨 著 網 絡 普 及 和速 度 的 提 升 ，網 絡 通 信 方 式 被 更 多 的 用 戶 采 用 ，即 用 戶 通 過 集 線 器 或 網 絡直 連 的 方 式 與 顯 示 屏 通 信 。

其 中 通 過 集 線 器 ， PC 機 和 顯 示 屏 IP 可 不 在 同一 個 網 段 ; 而 網 絡 直 連 時 ， PC 機 和 顯 示 屏 的 IP 地 址 必 須 在 同 一 個 網 段 。不 管 采 用 哪 一 種 方 法 ， 都 必 須 知 道 兩 者 的 IP 地 址 才 能 進 行 通 信 。 

但 在 調試 過 程 中 ， 由 于 LED 控 制 卡 太 多 、 放 置 時 間 太 長 或 由 不 同 的 人 進 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 場 安 裝 的 IP 地 址 可 能 不 一 樣 ，并 且 現 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 調試 過 程 中 ， 需 要 反 復 修 改 顯 示 屏 或 PC 機 的 IP 地 址 ， 帶 來 很 大 的 工 作 量 。

因 此 ，基 于 應 用 中 的 這 些 問 題 ，有 用 戶 提 出 能 否 采 用 網 絡 直 連 的 方 式 ，無需 知 道 LED 顯 示 屏 的 IP 地 址 ， 也 不 用 修 改 PC 機 的 IP 就 可 實 現 PC 機 與LED 顯 示 屏 網 絡 通 信 ， 讓 用 戶 更 方 便 地 調 試 LED 顯 示 屏 。

通 過 市 場 調 研 ，有 些 軟 件 聲 稱 實 現 了 LED 顯 示 屏 網 絡 直 連 的 方 式 ，但 在 具 體 實 現 上 并 不 能令 人 滿 意 ，例 如 穩 定 性 、可 靠 性 和 時 效 性 等 方 面 并 不 如 意 。經 過 研 究 ，本文 提 出 一 種 新 的 網 絡 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 試 顯 示 屏 。

1主 要 功 能 需 求 分 析 和 模 型 構 建

對 于 網 絡 直 連 ， 硬 件 如 圖 1所 示 ， 用 網 絡 直 連 線 將 PC 機 和 顯 示 屏 連 接起 來 ， 然 后 手 動 設 置 它 們 的 IP 地 址 在 同 一 個 網 段 ， 即 可 進 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 行 通 信 。為 了 達 到 不 知 道 顯 示 屏 IP 地 址 也 能 實 現 PC 機 與 顯 示 屏 直 連 通 信 的 目 的 ，可 借 助 DHCP服 務 原 理 來 解 決 ：即 設 置 LED 顯 示 屏 為 某 固 定 IP 地 址 的 DHCP服 務 器 ，設 置 PC 機 網 卡 為 自 動 獲 取 IP 地 址 的 方 式 ，通 過 DHCP服 務 功 能 ，自 動 配 置 PC 機 的 網 卡 IP 地 址 ，這 樣 網 絡 連 接 通 道 就 建 立 了 。有 些 開 發 商

就 采 用 這 種 方 式 實 現 了 網 絡 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 自 帶 的 系 統 完 成 ，沒 有 干 預 ，用 戶 不 能 設 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 用 中 顯 然不 太 好 ;

其 四 ， 退 出 系 統 時 ， 不 能 恢 復 PC 機 原 有 的 網 卡 配 置 信 息 。

基 于 此 ， 經 過 研 究 ， 本 文 提 出 一 種 新 的 網 絡 直 連 方 法 ， 可 以 實 現 網 絡直 連 、 自 動 獲 取 IP 地 址 以 及 實 現 PC 機 網 卡 配 置 信 息 保 存 和 恢 復 等 功 能 ，克 服 當 前 實 現 方 法 的 不 足 ， 提 高 可 靠 性 、 穩 定 性 和 時 效 性 等 各 方 面 性 能 ，其 系 統 模 型 如 圖 2所 示 ， 主 要 功 能 和 工 作 流 程 如 下 ：

(1) 啟 動 系 統 時 ， 檢 索 、 訪 問 PC 機 的 所 有 網 卡 ， 并 保 存 其 網 卡 配 置 信息 ， 供 退 出 系 統 時 恢 復 ;

(2) 啟 動 網 絡 直 連 進 程 ;

(3) 廣 播 IP 地 址 請 求 數 據包 ;

(4) 返 回 IP 地 址 數 據 包 ;

(5) 解 包 ，獲 取 PC 機 和 LED 顯 示 屏 的 IP 地 址 ，設 置 PC 機 的 IP 地 址 ;

(6) 返 回 LED 顯 示 屏 的 IP 地 址 ， 關 閉 網 絡 直 連 ， 完成 通 信 通 道 的 建 立 ;

(7) 建 立 PC 機 和 LED 顯 示 屏 的 通 信 通 道 后 ， 即 可 對 顯示 屏 進 行 讀 / 寫 參 數 、發 送 節 目 、開 關 屏 等 通 信 控 制 操 作 ;

(8) 退 出 系 統 時 ，根 據 (1) 保 存 的 網 卡 配 置 信 息 ， 恢 復 PC 機 網 卡 的 原 始 狀 態 。

在 以 上 流 程 中 ， (2) ～ (6) 是 核 心 過 程 ， 它 模 擬 DHCP服 務 ， 實 現 PC 機廣 播 請 求 IP 地 址 ， 獲 取 PC 機 IP 地 址 并 設 置 ， 上 傳 LED 顯 示 屏 IP 地 址 ，完 成 網 絡 直 連 通 道 的 建 立 ， 是 進 行 網 絡 直 連 操 作 時 必 做 的 步 驟 ;(1) 和 (8)是 啟 動 和 退 出 系 統 時 所 做 的 保 存 PC 機 網 卡 配 置 信 息 和 恢 復 網 卡 配 置 信 息操 作 ;(7) 是 在 完 成 網 絡 直 連 通 道 后 進 行 的 顯 示 屏 控 制 的 一 般 操 作 。本 文 重點 介 紹 前 兩 者 。

2關 鍵 功 能 的 設 計 和 實 現

2.1 保 存 PC 機 網 卡 配 置 信 息

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

而 要 做 到 這 一 點 ， 可 在 啟 動 LED 控 制 軟 件 時 ， 讀 取 當前 網 卡 配 置 信 息 ， 如 IP 地 址 、 網 卡 名 、 MAC 地 址 、 網 卡 類 型 、 是 否 是 自動 配 置 IP 地 址 等 等 ， 將 這 些 信 息 放 入 一 個 鏈 表 中 保 存 ， 同 時 設 置 一 個 標識 ，記 錄 用 戶 在 調 試 顯 示 屏 的 過 程 中 ，是 否 使 用 過 網 絡 直 連 操 作 ，待 退 出系 統 時 使 用 。

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

2.2 借 鑒 DHCP服 務 原 理 ， 構 建 網 絡 直 連 通 道

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

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

(1) 在 PC 機 端 設 計 一 個 網 絡 直 連 控 制 進 程 ;

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

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

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

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

這 個 網 絡 直 連 的 過 程 涉 及 三 個 系 統 ：

(1) 網 絡 直 連 控 制 進 程 ，它 構 建 請求 IP 地 址 UDP 數 據 包 并 廣 播 出 去 ， 同 時 監 控 目 標 網 卡 的 68 端 口 ， 捕 獲 返回 的 UDP 數 據 包 ， 解 析 出 PC 機 的 IP 地 址 和 LED 顯 示 屏 的 IP 地 址 ， 然 后設 置 PC 機 的 IP 地 址 ， 將 LED 顯 示 屏 的 IP 地 址 提 交 給 主 進 程 ， 完 成 網 絡直 連 的 任 務 ;

(2)LED 顯 示 屏 DHCP 服 務 子 進 程 ， 它 接 收 PC 機 的 IP 地 址 請求 ，構 建 并 設 置 自 身 IP 地 址 ，并 返 回 PC 機 的 IP 地 址 的 偽 DHCP包 ;

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

2.3 恢 復 PC 機 網 卡 的 配 置 信 息

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

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

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

a. 恢 復 靜 態 IP 地 址 命 令 。

a. 恢 復 靜 態 IP 地 址 命 令

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

b. 恢 復 動 態 IP 地 址 命 令 。

netshinterfaceipsetaddress“本 地 連 接 ” dhcp

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

3結 論

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

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