[发明专利]具有有助于设备配置和设备对网络的连接的嵌入式因特网联网自动链接的设备

说明书

发明领域

本发明一般涉及用于将网络设备连接至网络的系统和方法，尤其涉及被嵌入在网络设备中且有助于该网络设备在网络环境的运行中网络设备的配置的系统和方法。

相关技术描述

联网和分布式系统架构的引入已革新了制造自动化和控制。具体而言，在引入局域网(LAN)之前，大多数控制系统是通过每个控制设备的直接观测来监视的。这要求操作员亲身在工厂车间监视制造装备并对其进行调节。引入了诸如LAN等网络之后，各种控制系统可被链接至远程计算系统。相对于在制造车间，这允许在控制中心对制造装备进行集中式监控。这允许一个或多个操作员一次快速地监控若干不同系统并对它们作出调节。在控制系统位于诸如建筑物内的不同位置、不同地理位置等远程位置中的场合中也可得到类似优点。不用操作员亲身视差各控制所处的每个位置，操作员即可在中央位置接收来自每个控制的信息。现在广域网(WAN)和因特网的引入已经使得操作员能够察看来自实际上任何地方的数据和控制装备。

图1是在网络化环境中实现的一分布式系统的一般性绘图。具体而言，系统10包括关于设施、地理区域等分布的监控和/或控制设备12-22形式的多个网络设备。这些监控和/或控制设备被连接至诸如LAN、WAN、或因特网等网络。例如，监控和/或控制设备12-16通过中间控制计算机24连接至因特网。该控制计算机包括用于将该控制计算机连接至网络26的未示出的以太网连接。此外，该控制计算机被连接至监控和/或控制设备12-16中的每一个以控制这些设备并从其接收数据。重要的是，该控制计算机包括一IP地址，这样该计算机就可通过该网络联系。

监控和/或控制设备18-22与监控和/或控制设备12-16略为不同，因为它们被直接连接到网络。这些设备包括嵌入式或外部以太网连接28和单独的IP地址，从而每个监控和/或控制设备可经由网络单独地访问。

如进一步所示出的，该系统包括也连接至该网络的一个或多个计算系统30-34。在该系统中，这些计算系统允许位于远程位置上的用户能够访问和接收来自监控和/或控制设备12-22的数据并控制它们的操作。因此，该系统实现了允许对自动化系统进行远程访问和控制的分布式系统。

为了使用传输控制协议/网际协议(TCP/IP)通过网络与设备和计算系统通信，每个设备必须有唯一的IP地址。该IP地址被用来在该网络上唯一地标识该设备。在一些情形中，该网络被限于例如LAN等较小区域，而在其它网络中该区域是大得多的，例如WAN。在任一情形中，IP地址都被该网络上的路由和交换装备用来引导去往和来自该设备的以太网通信。

IP地址是静态或动态的。静态地址被编程到设备中并且不变。IP地址由网络管理员选择并且被选成使该IP地址不与该网络上的任何其它设备的地址相冲突。在大型网络上这是一个难题，因此可使用动态寻址方案。通常，动态主机控制协议(DHCP)服务器36驻留在该网络上并等待来自DHCP客户机的请求。DHCP客户机软件被包括于该网络上每个设备的操作软件(OS)中。在工作时，DHCP客户机向DHCP服务器广播提供IP地址的请求。DHCP服务器用来自该服务器所维护的地址池(pool)的可用地址作出响应。DHCP服务器所提供的地址被“租赁”给该客户机并在一设定段时间之后期满。在租赁期结束时，该设备必须通过向DHCP服务器作出另一请求以得到一新的租赁。如果该设备的租赁到期或者该设备特别释放了该地址，则该地址被返回到地址池。DHCP服务器通常还提供包括域名服务器(DNS)地址在内的其它配置信息。

DHCP是一种将IP地址自动分配到网络环境中的计算机和其它设备的方便的方法。没有任何显示器或人体界面的设备可使用DHCP来获得其IP地址和其它网络参数而无需任何操作员的介入。然而这也出现了一个问题，即该设备也无法显示它所获得的IP地址。另外，操作员也没有容易的方法来配置该设备以使用DHCP或静态IP地址。具体而言，如图1中所示，在没有显示器的设备的初始设置或维护期间，通常需要通过PC 38连接(由虚线示出)对设备进行访问。没有IP地址，具有连接至该设备的计算机的用户不能访问该设备以执行配置和其它设置任务。为了应对该问题，一些网络设备包括在PC上运行并使该PC能够在不使用IP地址的情况下定位该设备的专用软件。该PC随后可从该实用软件察看IP地址并设置网络配置。