机车车载终端WLAN自动连接系统研究论文_熊昱凯

1 绪论

随着WLAN通信技术的发展普及，WLAN环境下车载记录文件自动转储已经在机务整备系统中得到广泛应用。我国幅员辽阔，机车在其交路范围的所有整备场都可能需要进行整备，而由于整备场归属不同机务段，WLAN建设中使用用户名与密码不尽相同，同时WLAN建设完成后，根据机务信息安全性要求，WLAN用户名与密码需要时常变更，因此提出一种机车车载终端WLAN自动识别与连接系统对避免机车车载维护工作过度重复同时节约劳动资源具有重大意义。

2 系统方案设计

该系统由机车车载终端、数据传输通道、地面客户端、地面服务器组成。地面客户端部署在各机务段，地面服务器部署在铁总公司信息中心，地面客户端与地面服务器通过铁路内网进行UDP通信[1]，实现WLAN用户名和密码在地面服务器上的集合存储。机车车载终端与地面服务器通过移动数据网络（3G/4G）进行UDP通信，获取所有整备场WLAN用户名和密码，并以列表形式维护在机车车载终端上，这样不管机车运行到哪里，只要搜索到的WLAN用户名能在车载终端的WLAN名称列表上匹配到，就能智能识别出整备场WLAN，并完成WLAN的自动连接。

2.1 WLAN用户名与密码地面集合存储实现

地面客户端与地面服务器通过UDP通信实现WLAN用户名与密码在地面的集合存储，UDP数据交互流程如下：

1）整备场WLAN环境建设完成后，建设人员记录WLAN的名称和密码，存入地面客户端中；

2）地面客户端通过铁路内网向地面服务器发送WLAN名称和密码注册请求信息，注册请求信息包含整备场所属机务段名称、整备场编码等信息，以便地面服务器对所有整备场WLAN信息统一管理；

3）地面服务器接收到WLAN名称和密码注册请求信息后，检查该信息是否符合注册要求，若符合则将该信息录入地面WLAN信息数据表，然后向目标WLAN客户端返回注册请求响应信息，完成注册，若不符合则对目标WLAN客户端返回拒绝注册信息报文；

4）若WLAN客户端接收到拒绝注册信息报文，则修改相关注册信息，重新发起注册；

5）为实现地面WLAN信息的统一管理，地面服务器每更新一次WLAN信息数据表，需更新一次数据表版本号。

WLAN名称与密码注册数据交互流程图如下图1所示：

图1 WLAN名称与密码注册交互流程图

2.2 WLAN用户名与密码车载列表维护实现

地面WLAN名称与密码列表维护在机车车载终端是实现车载终端WLAN智能识别与连接的关键，本系统通过车载终端软件WLAN名称与密码列表版本自检功能来实现，步骤如下：

1）车载终端通过移动数据网络（3G/4G）周期性的向地面发送自检信息，自检信息中包含车载终端存储的WLAN名称与密码列表版本号；

2）地面服务器接收到来自车载终端的自检信息后，解析出车载终端的WLAN名称与密码列表版本号，与本地WLAN信息数据表版本号做对比，如果不一致则向车载终端发送WLAN名称与密码列表信息；

3）车载终端接收到最新WLAN名称与密码列表信息后，解析出所有WLAN名称及其，将其存储到本地，存储完成后，更新WLAN名称与密码列表版本号。

车载终端WLAN名称与密码列表维护流程图如下图2所示：

图2 车载终端WLAN名称列表维护流程图

3 功能验证

该系统解决方案从2016年开始在中国机车远程监测与故障诊断系统（CMD系统）[2]中推广应用，完美解决了在不对车载设备进行维护的前提下，实现机务段整备场WLAN环境不断增加，WLAN用户名与密码频繁修改的情况下，车载端仍能自动连接WLAN的问题。该系统经过近三年时间稳定运行，证明了其可靠性与实用性。

4 结论

该系统以轨道交通领域的WLAN应用为解决对象，以无线通信技术为解决手段，实现了机车车载终端在WLAN环境不断增多，WLAN用户名与密码频繁修改的情况下，仍能自动识别并连接WLAN的功能，避免了车载终端的频繁改动，减少了车载维护工作的工作量，节省了劳力物力。该系统方案成熟可靠，可以在其他车载设备领域如家用汽车、装备运载车等的WLAN连接上推广应用。

参考文献

[1]罗军舟,黎波涛,杨明,吴俊,黄健. TCP/IP协议及网络编程技术. 清华大学出版社.2004:50-230

[2]铁总公司.中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）车载子系统暂行技术规范. 2014，8.

论文作者:熊昱凯

论文发表刊物:《信息技术时代》2018年11期

论文发表时间:2019/8/15

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