硬件地址识别管理论文

摘要：本文在对智能家居系统进行分析的基础上，加入无线传感和移动互联智能应用，基于ZigBee、蓝牙、射频等技术，通过智能手机可以进行远程控制的智能家居系统设计方案。通过嵌入式网关作为各传感器控制核心，通过设置AT指令，利用Modbus通讯协议和RS485总线，进行继电器执行单元的控制。今天小编给大家找来了《硬件地址识别管理论文 (精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

硬件地址识别管理论文 篇1：

静态绑定技术在局域网管理中应用

摘要：在局域网络的管理中，采用专线的方式接入到互联网是一种较为常见的形式。网络管理的部门在网络的管理与设置中为注册的用户分配了相应的网络地址，并配给资源，为的是保证数据通信的正常进行。此时静态的IP地址是不可缺少的重要设置项目，这个IP地址具有特定身份认证的功能。网络管理过程中对IP的配置应保证其正确性，主要表现在分配的地质应在规划的局域网网段范围内，同时IP地址对任何互联的主机而言具有唯一性，即无二义性。

关键词：局域网管理;局域网数据传递;静态绑定技术

1局域网管理存在的问题

在实际中对网络管理部门为局域网络的用户分配和提供IP地址，而用户只有通过注册才能使用。这是终端用户直接获得IP的唯一途径。因为终端用户的接入，网络中的用户可能会对IP进行修改。改动后的IP进入到局域网中进行运行会造成以下几种结果，形成非法的IP地址，自行修改的IP地址不在预先规划的网段里，网络就会出现中断不能工作;出现重复的IP地址，这样就会与原有的IP地址发生冲突，同样导致链接出现失效;非法IP占用了网络资源，如果成功的盗用注册了用户的合法IP就会导致原有用户的合法通信被占用，导致通信故障。前面的两种情况可以利用有效的网络识别技术或者屏蔽来控制，而最后的情况因为活动获得了“合法”，所以不能有效的甄别并处理。如果系统管理人员不能及时的对其进行防范，则会直接影响注册用户的合法权益。

2局域网运行模式分析

局域网络的工作中，网络层将高层协议中的网络地址进行转变，使之成为一个适应不同需求的地质，就需要将IP地址进行映射，让其与物理接口对应，由此保证网络节点间的通信。为了达成此种映射，TCP/IP协议族在网络接口层中为系统提供解析协议，从而让IP地址变为对应的硬件地址。在网络通信的时候硬件地址的解析请求会从某个终端发出报文，向网络中的其他设备提出请求，而与此请求相匹配的IP地址就会发出相应，将对应的硬件地址反馈给源头。而网络中的其他集体是不会对此请求作出回应的，这就是局域网络的工作模式。但是不接受请求的设备会对此过程进行监听，并将源头IP地址进和对应的硬件进行记录。值得注意的是地址解析协议的运行是动态化的，当IP地址和硬件地址随着时间发生改变的时候，其可以及时修正。

在实际工作中，用户会因为多种原因而改动客户的IP地质或者更换网络配置器的性能。这样的改变通常是随机的，特别是此种改动不会在网络管理人员的实时监控下，这将直接影响网络IP的管理，通信量的计算等功能的安全运行。为了有效的防止此类事件的发生，保证IP地址的相对唯一性，网络管理人员必须建立一个规范的IP地址分配表，将IP地址与硬件地址作登记，并且做到完全备案，以供查询。

3静态绑定技术分析

3.1对IP的管理

IP地址的管理必须具备逻辑性，任何一个在局域网络中进行工作的计算机都是一个具有流动性的工作站，而唯一可以确定其身份的就是其具备的IP地址。所有的局域网内的计算机都必须获得一个IP地址才能得到授权并与其他工作站计算机进行信息交互，所以在静态绑定技术实际上就是要研究如何将IP地址与计算机或者网络端口进行绑定，以此规范其管理模式。在对IP地址进行管理的时候可以采用一种静态模式，即网中心申请静态IP地址，在接到申请后网络中心在用户接入的三层交换机上完成以此IP与计算机的绑定，并以此确认用户终端，消除IP地址发生盗用、冲突等问题。在一个特定的局域网中，应由管理部门统一对IP地址进行管理与发放。

3.2 FDB绑定

所谓的静态绑定技术就是将IP、硬件地址、网络端口地址这三个要素进行绑定，对其进行绑定的原理为静态FDB和IPACL。网络交换机的存储器中会保存一个FDB，也就是转发表。这个表格是网络交换机上的端口与硬件地址的对应记录。在网络交换机上的某个端口将被人为的设计为一个或者多个硬件地址，这就实现了这个端口与多个硬件地址的相对固定的对一一对应，而不在这个表格内的硬件地址将无法获得来自该网络的数据包，即数据信息，使用静态的FDB可以将硬件地址与玩了个交换机的端口进行绑定。

4ACL绑定

而IP ACL的原理就是采用ACL的包過滤技术，在路由上进行设置，读取第三层、第四层报头中的信息，如：源头地址、目标地址、源头端口、目标端口的信息，根据预先设计好的系统规则对数据包进行过滤，从而到达控制访问目的地的效果。其功能是，局域网中的节点资源和用户节点资源被人为划分，其中资源节点提供数据或者服务，用户节点负责访问资源节点，并获得信息与服务。ACL的功能就是一方面对资源进行保护，阻止非用户端对资源的访问与调用，一方面赋予用户节点权限来限制访问的范围。

在实际应用中配置ACL的原则是：最小特权，即对控制对象赋予最小特权，使其在权限内完成有限的访问;最靠近受控对象，所有的网络访问权限都必须受到控制。利用ACL的访问控制也可以称之为访问控制，即可以设定运行某个IP地址或者一个范围内的IP地址完成通信，如将ACL人为设置成一个网络交换机端口，就可以指定其为专用的端口对指定IP开放。这样就可以有效的控制广播包，从而更加有利与局域网络的控制。这两个思路结合起来就可以实现静态绑定，即IP地址、硬件地址、网络交换端口的绑定功能和访问功能。这个方式既可以在网络中实现一对一的绑定，即一个端口对应一个IP和硬件地址;也可支持一个端口绑定一组IP与硬件。

5实际应用

在某公司局域网络内，为了实现办公自动化其装配了十台具网络交换机。其中一部分交换机是为了保证在级别较高的地址段内，直接作为桌面网络交换机，为桌面用户提供数据服务。一部分在低级的地质段内，少部分桌面用户服务，余下的装配在骨干网的关键节点上。该局域网中，网络交换机的端口为了网络化管理需求，设定为一个端口与一组IP地址与硬件地址相对应的交互模式。

例如高级地址段配置如下：在高级别的地址段内，交换机A控制到桌面用户a，a的网络设备的IP地址设定为10.1.2.2，硬件地址则为aa.aa.aa.aa.aa.aa，绑定在交换机A的2号端口。

config acl hybrid number 302

rule 1 permit arp 10.1.2.2 255.255.255.255 any aa.aa.aa.aa.aa.aa ff.ff.ff.ff.ff.ff any

rule 2 deny arp any any

exit

6结束语

利用静态绑定技术可以有效的解决局域网地址分配与信息交换控制混乱的问题，可以有效的利用一一对应的IP地址绑定来抑制内部冲突与非法用户接入、以及因为病毒而导致的大范围瘫痪等问题。而应注意的是在绑定过程中应注意单个端口绑定的地址数量不一过多，以此保证交换机具有一定的冗余能力。

参考文献：

[1]罗振刚.浅议计算机局域网的管理与安全[J].科技资讯,2008(24) .

[2]程连生.基于静态绑定技术的局域网管理策略研究[J].科技创新导报,2009(5) .

[3]张素俭.局域网管理中关于静态绑定技术问题浅析[J].嘉兴学院学报,2009(6).

作者：张振江 蒋巍 张哲

硬件地址识别管理论文 篇2：

基于移动互联应用的智能家居系统设计与思考

摘要：本文在对智能家居系统进行分析的基础上，加入无线传感和移动互联智能应用，基于ZigBee、蓝牙、射频等技术，通过智能手机可以进行远程控制的智能家居系统设计方案。通过嵌入式网关作为各传感器控制核心，通过设置AT指令，利用Modbus通讯协议和RS485总线，进行继电器执行单元的控制。同时，用户可以通过局域网、公共网络，使用PC、智能手机、平板电脑等设备，远程对于家庭中的智能传感器和设备进行监控和信息互动。本文设计的系统方案，是在物联网技术和移动互联技术的基础上，对智能家居进行系统设计，对于小型物联网市场和家庭智能用户的拓展具有一定的指导意义。

关键词：智能家居;移动互联;ZigBee

1 概述

国家七大战略性新兴产业明确提出了“推动新一代移动通信、下一代互联网核心设备和嵌入式网关的研发及产业化”的要求。作为新一代信息技术的核心之一的移动互联技术已全面应用于工农业生产、电子消费品、商业流通、社会管理、社会服务等各个行业领域，并正形成蓬勃发展之势，成为全球经济新的突破口。

智能家居随着移动互联应用、物联网技术的发展与成熟，形成一个集无线网络、传感监测、智能控制与自动化、智能安防控制等功能的整体集成系统。

2 成本分析与可行性分析

2.1 成本分析

随着诸多先进科技的应用，智能家居呈现数字化、智能化、潮流化趋势，展现出强大的生命力，引领了全新的生活方式，逐渐从奢侈品变为日用必需品，确实方便省心。

物联网专家中国工程院院士邬贺铨表示，智能家居近年来取得长足进步，从有线传输过渡到无线，技术明显提升，提高了智能化程度，免去布线麻烦，还能升级产品，有力地降低了成本，为消费者的口袋着想，可以适用各类房型。尤其以ZigBee技术为核心的无线智能家居大行其道，让消费者自行组合安装，享受DIY 的乐趣。

民用传感器的成本本来就比较低，随着ZigBee、射频模块大批量生产线的铺开，成本随之降低。STM32等产品的成熟也进一步降低了智能家居的成本。

2.2 可行性分析

智能家居项目所属行业是在最近几年间迅速发展。行业在繁荣国内市场、扩大出口创汇、吸纳社会就业、促进经济增长等方面发挥的作用越来越明显。

我国非常中国智能家居领域的发展，国家和地方在最近几年有关该领域的政策力度明显加强，随着社会的发展，居家环境安全性越来越重要，所以我们需要一个较为安全的智能系统来对居家环境进行个人监控。

对于居家环境里的防盗防火的意外事件，能做好一个监控效果，能更好地处理险情，最大化减少财产的损失。

本方案设计中，传感器与ZigBee、射频模块一一对应进行数据采集，通过个域网组网，通过ZigBee、射频模块的上报功能将产生的不同电平值信号发送给嵌入式网关，嵌入式网关接收到相应信号后，通过蓝牙方式与平板电脑进行通信，通过IP网络将报警信息传送给手机，不管身在何处都可以随时查看居家情况，并对相应的信号进行处理。

3 系统方案分析

通过成本分析和可行性分析，本方案确定系统功能如下：

1)监测居家煤气泄漏以及火情情况，当出现上述情况时，及时通知用户发出报警信号，保障防火安全。

2)监测居家防盗情况，当出现上述情况时，及时通知用户及发出报警信号，保障财产安全。

3)遇到诸如身体不适等紧急情况时，按下报警按钮，同时通过视频监控，及时通知其他用户进行相应救助。

4)室内照明系统白天自动关闭，黑夜状态并感应到有人发生走动，照明灯自动开启并延时关闭。

4 目标与解决思路

在确定系统方案的基础上，采用嵌入式网关进行智能家居控制，采用智能手机作为监护人随身携带的移动通信工具。通过在嵌入式网关和平板电脑、智能手机上进行配置和应用程序编程，完成信息采集、数据处理、智能控制等业务功能。具体功能设计如图1所示：

基于上述系统本项目流程如下(以发生火情为例)：

1)烟雾传感器接收到报警信号;

2)与其连接的通信节点通过ZigBee模块告知嵌入式网关;

3)嵌入式网关将接收到的信号发送到智能手机、平板电脑上，继而通过RS485接口将电信号传送给继电器;

4)继电器根据接收信号判断开启模块中的输出端口，给声光报警器供电，促使声光报警器工作;

5)此刻管理人员可通过平板电脑、智能手机对上述火情进行处理，关闭声光报警器;

6)平板电脑、智能手机均可发送关闭命令给嵌入式网关;

7)嵌入式网关通过RS485接口将关闭命令发送给继电器;

8)继电器关闭输出端口，暂停给报警器供电，工作结束。

其中，烟雾传感器、门磁传感器分别连接ZigBee模块，固定报警器连接RF433通信模块，人体红外传感器自带射频模块，直接与嵌入式网关上的RF433射频模块连接。

光敏传感器与串口继电器输入端相连，通过感知光线的强弱变化区分白天与黑夜状态。智能电表采用Modbus协议与串口继电器输入端相连进行通信。

LED照明系统、声光报警器作为执行单元，与串口继电器的输出端相连。

同时，LED照明系统用于模拟居家照明，白天关闭LED灯，夜晚时，当人体红外探测器探测到人活动时，打开LED照明灯并延时关闭。

RF433通信模块可工作于RF433无线数传模式和RF315解码模式俩种模式下，分别用于接收射频信号和信号处理。

当光敏传感器感知光线变暗达到一定程度时，对嵌入式网关上的RF433/315模块自动更改成解码模式。此时系统可感应人体红外探测器，并对LED照明系统操作，延时关闭。

当光敏传感器感知光线变亮达到一定程度时，对嵌入式网关上的RF433/315模块自动更改成数传模式。此时系统可对固定报警按钮操作，有报警产生时，触发声光报警器，智能手机或者平板电脑处理报警信息后，关闭声光报警器。

嵌入式网关和平板电脑之间的信令通过蓝牙方式传输，嵌入式网关工作于蓝牙从机模式。

并且，随着环保和绿色能源概念的提出，在智能手机和平板电脑上可分析智能电表的当前总用电量，换算成CO2排放量，给用户相应提示。

5 项目实施方案

5.1 逻辑框架图

1)烟雾报警器

3)光敏传感器

① 白天时实现的功能

② 黑夜时实现的功能

5.2 系统工作原理

1)嵌入式网关通过蓝牙方式连接平板，平板电脑可以接收和发送指令给嵌入式网关。

2)门磁传感器、烟雾传感器、固定报警器的数据采集发给嵌入式网关，嵌入式网关通过蓝牙方式发送给平板电脑，平板电脑对采集到的数据做相应判断，并将处理结果发送给嵌入式网关，同时通知手机、PC。

3)平板电脑可以关闭相关报警器，手机也可以通过无线网络对平板电脑发送指令关闭相关报警器。

4)光敏传感器感知光线变化，通过继电器发送信号给嵌入式网关，嵌入式网关接收到相应信号后转发给平板电脑，平板电脑发送指令改变终端的RF433的工作模式。

5.3 IP规划、无线路由器用户名和密码

将摄像头，路由器连接电源，再用网线将PC和摄像头接入路由器LAN端口，具体配置如下表1所示：

5.4 各节点配置

5.4.1 嵌入式网关配置

嵌入式网关具体涉及的配置相对较多，可以分为网关配置、ZigBee模块配置、蓝牙模块配置、RF433/315模块配置以及RS485总线配置。

1)网关配置：硬件地址的设置以及通信方式的设置;

2)Zigbee模块配置：设置PAN ID、CHANNEL及模块的类型(协调器还是路由器)

3)蓝牙模块配置：设置蓝牙模块名称、连接密码、工作状态及工作模式;

4)RF433/315模块配置：解码/数传模式配置;

5)RS485总线配置：设置串行通信数据传输格式。

5.4.2 ZigBee节点配置

由ZigBee组网条件可知：

1)一个ZigBee网络必须具有一个唯一的协调器，至少一个路由器;

2)组网的各模块具有相同的CHANNEL;

3)组网的各模块具有相同的PAN ID。

在配置嵌入式网关的过程中，将嵌入式网关设置为协调器模式，其余Zigbee节点要连接到嵌入式网关的网络中，通过PAN ID来进行识别与组网。

通过查询嵌入式网关的硬件地址，在本方案中，对嵌入式网关的Zigbee模块PAN ID设置为506A，因此其余ZigBee节点的PAN ID也应设置为506A，则必须首先对ZigBee节点的硬件地址进行修改和分配，如下表2所示：

5.4.3 RF433/315配置

在数传模式中，同步头字节同样必须根据嵌入式网关的硬件地址来进行设置即可。

5.5 传感器数据采集及处理过程

在本系统方案中，传感器得到的相关数据通过Zigbee模块、射频模块等方式发送信号，嵌入式网关得到原始信号，并进行相应处理，打开执行单元输出端，将告警信息传递给移动终端设备。下面以烟雾传感器/门磁传感器、光敏传感器为例分别简要说明通过Zigbee和继电器信道进行数据处理的过程。

5.5.1 烟雾传感器/门磁传感器报警

当烟雾传感器/门磁传感器处于打开状态(非法入侵)时，烟雾传感器/门磁传感器会产生高/低电平信号，通过ZigBee3模块将高/低电平信号通过网络方式进行上报，嵌入式网关中，设置相应程序段判断接收高电平信号，通过蓝牙、无线网络和RS485总线方式可对平板电脑、智能手机和继电器进行相应信号传递。

串口继电器收到Modbus协议格式命令发送打开对应的声光报警器输出端开关。

平板电脑在接收到信号后，可远程进行信号处理，发送Modbus协议格式命令给嵌入式网关，通过嵌入式网关给串口继电器关闭声光报警器输出端命令。

智能手机接收到信号后，可发送关闭命令给平板电脑，平板电脑接收命令后，再发送Modbus协议格式命令给嵌入式网关，通过指令对继电器操作，关闭声光报警器输出端命令。

5.5.2 光敏传感器

1)白天状态固定报警器报警

当固定报警器按下时，固定报警器会上报低电平信号，通过RF433模块将低电平信号进行上报，嵌入式网关设置相应程序段判断接收上报信号，同样通过蓝牙、无线网络和RS485总线方式可对平板电脑、智能手机和继电器进行相应信号传递。串口继电器、平板电脑和智能手机接收到信号后的处理过程同前。

2)黑夜状态人体红外传感器接收到信号开启LED照明系统延时关闭

当接收到人体红外传感器信号时，人体红外传感器会发送自身硬件地址，嵌入式网关设置相应程序段判断接收数据值，开启LED灯，同时设置多线程，延时关闭。

6 总结

本文针对现有智能家居设备进行功能分析，主要对移动互联基础上的智能家居进行系统设计，从成本、可行性分析，到系统方案的设定，以及系统项目方案的实施进行阐述，对嵌入式网关、各传感器模块、通信模块、串口继电器和执行单元及信息处理的整个工作过程加以论述，提出并设计了一种基于移动互联应用的智能家居系统设计方案，同时也可作为训练和考查学生在典型移动互联应用环境下的应用设计、通信组网、系统部署与维护、工程技能等方面的综合知识与技能的案例模型，指导电子信息大类跨专业、高水平复合型人才的培养，引领高职院校电子信息大类专业教育教学改革，为今后进一步的研究和应用提供了一定的参考。

参考文献：

[1] (美)施部·克·威(V，S，K).伍微译.嵌入式系统原理、设计及开发[M].清华大学出版社，2012.

[2] 王小强.ZigBee无线传感器网络设计与实现[M].化学工业出版社，2012.

[3] 杜军朝.ZigBee技术原理与实战[M].机械工业出版社，2015-02.

[4] (美)乌尔里奇·L.·罗德，(德)鲁道夫.无线应用射频与微波电路设计[M]. 张玉兴，文继国，译..2版.电子工业出版社，2014.

[5] 金纯.BLE低功耗蓝牙技术开发指南[M].国防工业出版社，2016.

[6] 罗家坤，陈建英.互联网+行业落地系列互联网+智能家居：颠覆与重构传统家居产业链[M].中国经济出版社，2015.

作者：俞侃

硬件地址识别管理论文 篇3：

基于客户需求的交换机、路由器选择方案

【摘要】要想有一个合理的网络规划，在满足客户需求前提下，设备选型是关键。通过对数据接入网交换和路由技术的分析，给出了较为合适的设备选择模型，对数据接入网规划和建设有指导意义。

【关键词】客户需求;交换机;路由器;规划

伴随着信息技术的飞速发展和各种应用的逐渐开发，网络接入手段也更加丰富多样，同时市场竞争也变的异常激烈。在网络建设中方案选择的可行性、准确性，不仅会影响工程实现的功能运行是否正常，还会影响投资的成本以及客户的满意度。所以我们对数据网接入工程中经常使用到的交换机和路由器的方案选择进行了深入的分析。

客户数据网接入需求主要与企业的规模、行业应用的特点和对安全等级的要求有关，有些企业需要数据大集中的处理及管理方式下，对网络的可靠性、安全性有高的要求;有些企业则需要网络具有更为灵活广泛的多业务支持能力;而一些正处于高速发展时期的单位则更注重网络的可扩展空间及可持续发展能力……这些都是建设人员在选择网络设备时最重要的考量因素。

从技术上说，谈到网络接入设备，不能不谈OSI参考模型，虽然OSI模型很抽象，但对我们理解设备内部运行很有帮助。这个模型把网络通信的工作分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。如图1所示。

路由器是工作在第三层(网络层)的，其主要功能是连接不同的网络(例如局域网和广域网)，实现网间互联，并通过IP寻址技术，寻找最佳路径并完成传递。传统的交换机工作在网络七层模型的第二层数据链路层，只能识别MAC地址(网络设备端口的硬件地址)。所谓第三层交换，是指网络设备可以识别第三层网络层信息(IP地址)，并以此为依据实现快速的数据交换。第三层交换可以实现原来由路由器才能完成的网络层功能(如：路由)，而数据转发的处理过程延迟却远远低于路由器，能达到第二层交换机才有的高效率(线速)。

路由器在功能方面要远远优于三层交换机，它能更好的提供三层协议的支持，适用于复杂的网络和应用，对于小型的VLAN应用来说具有成本上的优势。三层交换机具有了一定路由(三层协议)的功能，避免了普通交换机存在广播风暴的风险，实现了一次路由多次交换，有效提高了数据包转发的效率。对于大型局域网来说，如果全部使用路由器来连接的话，对局域网的效率会受到限制。

弄清了三种设备之间的区别，考虑到网络管理、线路情况、网络投资等几个方面，在自有传输光纤的情况下，由于传输链路的稳定性有保障，使用交换机组网的方式可以节省投资，但需要在网络的安全和网络管理方面作相应的投入;在租用运营商专线投入有限情况下，使用路由器组网的方式可以节省大量的后期维护和管理成本，比使用交换机组网的方式有着较大的优势。

针对不同规模的企业，下面我们详细分析一下组网方式：

1、公司规模相对较小，计算机数量较少，并且一般情况下对网络应用需求较低，只是一些查阅资料、网页游戏等简单的需求，再加上人数少，基本也不存在划分VLAN的需求，所以，选择一个多口的交换机就足够了。

2、对于会涉及到路由功能和子网划分这类需求的企业，通常比较合适的是路由器+交换机的配置。路由器提供内网和外网的链接和VLAN的划分，以及各种防火墙和路由功能的配置。而交换机一头连到路由器上，作为一个子网，另一头链接子网中的各台终端。划分几个子网，则从路由连出几台交换机即可。

3、对于类似于有视频点播、对等文件共享等对内网的速率有一些特别的需求，并且有可能会发生广播风暴的网络，一般采用三层交换机+二层交换机的方案。三层交换机作为网络的核心，提供网络的配置、划分和各个VLAN间的数据交换，而每个VLAN由二层交换机组建。

4、企业规模大，网络结构复杂，其最注重的当是网络的可靠性与稳定性，其次又要求内网速率，可以说性能速率一个都不能少。因此，就要路由+三层交换机+交换机三种设备全体出动了。路由器提供内外网的链接、网络安全保护以及路由配置等功能，三层交换机提供VLAN之间的数据交换，二层交换机组建VLAN，各司其职，维护网络的可靠运行。

欲善其事，先利其器，要想有一个合理的网络规划，设备的选择是前提，而这也恰恰是很多项目经理最为头疼的事情。通过以上分析，可以让我们正确理解交换机、路由器的工作原理以及其各自优越性，帮助我们为客户提供“不求最贵，但求最适合”的方案。

作者简介：崔思东(1973—)，男，安徽铜陵人，双学位，现供职于中国联通铜陵分公司网络建设部。

作者：崔思东