一种基于物联网的铁路沿线车站路由远程重启控制系统及
方法
技术领域
背景技术
[0002] 路由器是连接两个或多个网络的
硬件设备，在网络间起网关的作用，是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它能够理解不同的协议，例如某个局域网使用的以太网协议，因特网使用的TCP/IP协议。这样，路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址，把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址，或者反之；再根据
选定的路由
算法把各数据包按最佳路线传送到
指定位置。所以路由器可以把非TCP/IP网络连接到因特网上。
[0003] 铁路运输点多线长，
覆盖全国，为实现集中控制、统一指挥，铁路运输下设的各工种及机构，通过网络实现互联互通，其中路由器是各种网络连接中的重要通道设备，日常维护中常常发现通道传输中断，需要重启路由来恢复，对于沿线车站，则需要调度电话安排工区值班人员进行人工重启，即需要用网线连接电脑和路由器，一端插在电脑上，一端插在路由器上，然后打开路由器网页，进行路由器的配置和调试，工作流程繁琐复杂，且工区人员业务素质参差不齐，常带来误操作。
[0005] 现有铁路沿线车站路由器需要控制中心技术员遥控沿线车站值班员进行人工重启操作，或关开电源重启，或用网线连接电脑和路由器，一端插在电脑上，一端插在路由器上，然后打开路由器网页进行路由器的重新配置和调试，极其不便；同时，在多路径的路由设备上，经常出现
访问资源的数据时延大，体验很差。
发明内容
[0006] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的铁路沿线车站路由远程重启控制系统及方法。本发明，可通过物联网，保证独立于控制系统之外，实现在维护中心进行直接的远程重启，简化通道故障处理程序，提高系统的恢复速度，也有利于铁路运输安全与效率的提高。
[0007] 本发明是这样实现的，一种基于物联网的铁路沿线车站路由远程重启控制系统包括：
[0008] 账号注册模
块、登录模块、入侵监测模块、主控模块、网络通信模块、路由配置模块、路由选择模块、ip地址管理模块、网络诊断模块、用户管理模块、重启模块、显示模块；
[0009] 账号注册模块，与主控模块连接，用于通过注册程序注册路由管理账号；
[0010] 登录模块，与主控模块连接，用于通过登录程序输入注册管理账号登录路由管理页面；
[0011] 入侵监测模块，与主控模块连接，用于通过安全监测程序检测入侵路由数据信息；
[0012] 主控模块，与账号注册模块、登录模块、入侵监测模块、网络通信模块、路由配置模块、路由选择模块、ip地址管理模块、网络诊断模块、用户管理模块、重启模块、显示模块连接，用于通过主控芯片控制各个模块正常工作；
[0013] 网络通信模块，与主控模块连接，用于通过网络
接口连接物联网络进行物联通信；
[0014] 路由配置模块，与主控模块连接，用于通过配置程序配置路由参数；
[0015] 路由选择模块，与主控模块连接，用于通过选择程序选择数据包通信路径；
[0016] ip地址管理模块，与主控模块连接，用于通过管理程序对路由接入ip地址进行管理；
[0017] 网络诊断模块，与主控模块连接，用于通过诊断程序对路由接入的网络性能进行诊断；
[0018] 用户管理模块，与主控模块连接，用于通过用户管理程序对接入路由用户进行管理；
[0019] 重启模块，与主控模块连接，用于通过重启程序对路由进行重启操作；
[0020] 显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示注册信息、登录页面、入侵信息、配置参数、ip管理信息、用户管理信息、网络诊断信息。
[0021] 进一步，重启模块包括路由器重启控
制模块、路由器重启
信号检测模块、保护器、自动
开关指示灯及重启模块壳体；保护器设置在重启模块壳体的上端，自动开关指示灯设置在重启模块壳体的下端；路由器重启
控制模块、路由器重启信号检测模块均集成在重启模块壳体内部；
[0022] 路由器重启信号检测模块用于实现路由器重启是否具备示意条件，将检测的信息发送路由器重启控制模块，具备重启条件，将指令发送主控模块进行路由重启；
[0023] 所述路由器重启控制模块包括路由器单元，路由器单元的引脚3和引脚10为第1路MBUS1接线引脚，路由器单元的引脚4和引脚9为第2路MBUS2接线引脚，路由器单元的引脚5和引脚8为主MBUS输出接线引脚；
[0024] 所述路由器重启信号检测模块的BS1单元的第1引脚通过
电阻Rm9与路由器单元的引脚3
串联，路由器重启信号检测模块的BS1单元的第3引脚通过电阻Rm10与路由器单元的引脚10串联；BS1单元的第1引脚和BS1单元的第3引脚上并联有
二极管P5；
[0025] 所述路由器重启信号检测模块的BS1单元的引脚2上串联有电阻Rm25与引脚4连接有光
耦合器O1；光耦合器O1的信号输入端并联有电容Cm7，电容Cm7的输入端分别连接有电阻Rm3和MBUS1引线，电容Cm7的输出端与GND端连接。
[0026] 本发明另一目的在于提供一种基于物联网的铁路沿线车站路由远程重启控制方法包括以下步骤：
[0027] 步骤一，通过账号注册模块利用注册程序注册路由管理账号；通过登录模块利用登录程序输入注册管理账号登录路由管理页面；通过入侵监测模块利用安全监测程序检测入侵路由数据信息；
[0028] 步骤二，主控模块调度网络通信模块利用网络接口连接物联网络进行物联通信；
[0029] 步骤三，通过路由配置模块利用配置程序配置路由参数；通过路由选择模块利用选择程序选择数据包通信路径；
[0030] 步骤四，通过ip地址管理模块利用管理程序对路由接入ip地址进行管理；通过网络诊断模块利用诊断程序对路由接入的网络性能进行诊断；
[0031] 步骤五，通过用户管理模块利用用户管理程序对接入路由用户进行管理；通过重启模块利用重启程序对路由进行重启操作；
[0032] 步骤六，通过显示模块利用显示器显示注册信息、登录页面、入侵信息、配置参数、ip管理信息、用户管理信息、网络诊断信息。
[0033] 进一步，所述路由配置模块配置方法如下：
[0034] (1)所述路由器通过
固化的账号和密码连接互联网并连接
服务器，所述服务器根据所述路由器的标识信息，将配置信息发到对应的连接互联网并登陆服务器的路由器上，所述服务器运行有路由器的配置程序；所述路由器检测到与网线连接但无法连接互联网，或连续通电断3次以上且每次间隔大于100毫秒小于1秒时，还原账号和密码，所述账号和密码包括路由器内固化的PPPOE账号和PPPOE密码或/和STA模式下的WiFi账号和WiFi密码、以及路由器内固化的ID号和路由器密码；
[0035] (2)所述路由器通过还原后的账号和密码连接互联网；
[0036] (3)所述路由器连接所述服务器，并与服务器协商，协商数据包含路由器的ID号和路由器密码，协商后，服务器最终获得路由器的ID号和路由器密码；
[0037] (4)用户远程登陆所述服务器，根据所述标识信息进入路由器配置网页，进行路由器配置信息的设置。
[0038] 进一步，所述标识信息为所述路由器的ID号和路由器密码。
[0039] 进一步，所述步骤(4)中，用户登录服务器，输入路由器的ID号和路由器密码进入配置界面，输入配置信息后，服务器把配置信息发送到路由器，路由器接收到配置信息后，自动完成配置。
[0040] 进一步，所述路由选择模块7选择方法如下：
[0041] 1)检测和校正路由器中存储的基本路由表、智能选路表、二维索引表和接口映射表，根据待路由转发的数据报文中所携带的目的地址，查找所述基本路由表，获得在所述二维索引表中的行号；其中，基本路由表中存储有各目的地址和相应的目的地址在所述二维索引表中的行号；
[0042] 2)根据选路策略到所述智能选路表中对应类型的子表中查找相应的二维索引表中的列号；
[0043] 3)根据获取的二维索引表中的行号和列号，查找所述二维索引表获得映射值；
[0044] 4)根据所述映射值在接口映射表中查找下一跳的网络地址；
[0045] 5)根据查找出的多个下一跳的网络地址生成到达目的地址的路径，指定探测报文测试所述路径；并在探测报文反馈路径存在链路故障时，自动进行切换，并将流量分配到合适的路径上；
[0046] 6)所述智能选路表中对应类型的子表包括：应用选路子表和源地址子表，其中，应用选路子表中存储不同传输协议所对应的二维索引表中的列号；源地址子表中存储数据报文中不同源地址所对应的二维索引表中的列号。
[0047] 进一步，所述二维索引表的不同列对应不同的传输要求，所述传输要求包括时延最低、剩余带宽最大、剩余带宽次之和/或剩余带宽小；其中，所述传输要求对应所述应用选路子表中不同传输协议和/或所述传输要求对应所述源地址子表中不同的源地址。
[0048] 进一步，所述选路策略具体包括：
[0049] 按照应用选路子表和源地址子表优先级从高到低进行查找，若查找到符合条件的结果，即结束二维索引表中的列号的查找；或者，
[0050] 按照源地址子表和应用选路子表优先级从高到低进行查找，若查找到符合条件的结果，即结束二维索引表中的列号的查找。
[0051] 进一步，所述基本路由表和智能路由表存储在三重内容寻址
存储器TCAM中；所述二维索引表和接口映射表存储在静态
随机存取存储器SRAM中。
[0052] 本发明的优点及积极效果为：
[0053] 本发明通过路由配置模块不管在任何地方，当路由器出问题、配置错误不能上网或重新配置时，都可以找专业人士远程的进行配置，而不需要到现场登陆该路由器的配置页面进行配置，极大地方便了路由器的使用者；如果在某个地方有很多路由器需要配置，只要路由器插上网线，或者现场有一台处于AP模式的、WiFi账号和WiFi密码与本路由器固化的相同，那么任何地方的人都可以在一个页面、一台电脑上配置同时进行所有路由器的配置；同时，通过路由选择模块智能选路改变传统路由表只能基于目的地址进行转发的方式，扩展智能规则，通过二者的结合，实现智能转发；使得不同类型的应用走不同的路径进行转发，也可实现依据实时更新的地址库进行转发，另外还可实现基于源地址进行安全检查和转发；智能选路系统可根据需要进一步扩充选路规则，扩充时只需增加相应的智能规则表；延时短，体验效果好。
[0054] 本发明能够有效的进行路由数据信息的保护，监测是否具备入侵行为并及时报警，提高数据的安全性；同时还能智能化的对网络性能进行评估与分析，给出网络评估结果，方便即使获取网络状况。
[0055] 本发明路由器重启信号检测模块可将压差进行整流后输出直流电平驱动光耦，通过监测光耦另一端CHK_MBUS1电平高低来判断MBUS1总线是否加载电源，由电源决定控制
电路的选择性通断功能。电源端的有无
电压可以控制MBUS路及MB1路与MB2路的通断，从而控制路由器重启。实用方便、操作简单、设计科学合理，安装方便且成本较低。
附图说明
[0056] 图1是本发明
实施例提供的基于物联网的铁路沿线车站路由远程重启控制方法
流程图。
[0057] 图2是本发明实施例提供的基于物联网的铁路沿线车站路由远程重启控制系统结构
框图。
[0058] 图中：1、账号注册模块；2、登录模块；3、入侵监测模块；4、主控模块；5、网络通信模块；6、路由配置模块；7、路由选择模块；8、ip地址管理模块；9、网络诊断模块；10、用户管理模块；11、重启模块；12、显示模块。
[0059] 图3是本发明实施例提供的路由器重启控制模块的原理图。
[0060] 图4是本发明实施例提供的路由器重启信号检测模块的原理图。
具体实施方式
[0061] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
[0062] 现有铁路沿线车站路由器需要用网线连接电脑和路由器，一端插在电脑上，一端插在路由器上，然后打开路由器网页，配置路由器；配置和调试，极其不便；同时，在多路径的路由设备上，经常出现访问资源的数据时延大，体验很差。现有路由入侵安全监测程序误报率高，且无法实现安全有效的入侵检测。
[0063] 为解决上述问题，下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
[0064] 如图1所示，本发明实施例提供的基于物联网的铁路沿线车站路由远程重启控制方法包括以下步骤：
[0065] S101，利用注册程序注册路由管理账号；利用登录程序输入注册管理账号登录路由管理页面；利用安全监测程序检测入侵路由数据信息。
[0066] S102，利用网络接口连接物联网络进行物联通信。
[0067] S103，利用配置程序配置路由参数；利用选择程序选择数据包通信路径。
[0068] S104，用管理程序对路由接入ip地址进行管理；利用诊断程序对路由接入的网络性能进行诊断。
[0069] S105，利用用户管理程序对接入路由用户进行管理；利用重启程序对路由进行重启操作。
[0070] S106，利用显示器显示注册信息、登录页面、入侵信息、配置参数、ip管理信息、用户管理信息、网络诊断信息。
[0071] 步骤S101中，本发明实施例提供的安全监测程序检测入侵路由数据信息的方法具体包括：
[0072] 1)获取入侵检测所需的原始数据，采用统计学习、
数据挖掘、模糊算法等技术将原始数据抽象为统计变量集，同时对数据进行预处理。
[0073] 2)利用SVM向量机进行
异常检测，将步骤1)中数据作为向量机的输入对向量机进行训练以及测试；通过对攻击特点的分析，从
训练数据集中识别出异常实例，建立一个区分正常数据和异常数据的分类边界，选择相关的网络统计量作为特征参数，并将其统计值与当前设置的检测
阈值比较，判断其是否有攻击行为，并初次检测可信任
节点。
[0074] 3)如果检测引擎未检测出异常行为，那么认为是可信任的朋友节点，更新朋友关系列表，等待下一步的审核。否则，认为是可疑节点，并根据此节点的直接朋友反馈判断其是否为真正的恶意节点，如果是，就发出入侵报警，同时将此节点移除网络；如果不是，返回到第1)步继续新一轮的检测。
[0075] 步骤S103中，本发明实施例提供的参数配置方法如下：
[0076] (1)所述路由器通过固化的账号和密码连接互联网并连接服务器，所述服务器根据所述路由器的标识信息，将配置信息发到对应的连接互联网并登陆服务器的路由器上，所述服务器运行有路由器的配置程序；所述路由器检测到与网线连接但无法连接互联网，或连续通电断3次以上且每次间隔大于100毫秒小于1秒时，还原账号和密码，所述账号和密码包括路由器内固化的PPPOE账号和PPPOE密码或/和STA模式下的WiFi账号和WiFi密码、以及路由器内固化的ID号和路由器密码。
[0077] (2)所述路由器通过还原后的账号和密码连接互联网。
[0078] (3)所述路由器连接所述服务器，并与服务器协商，协商数据包含路由器的ID号和路由器密码，协商后，服务器最终获得路由器的ID号和路由器密码。
[0079] (4)用户登录服务器，输入路由器的ID号和路由器密码进入配置界面，输入配置信息后，服务器把配置信息发送到路由器，路由器接收到配置信息后，自动完成配置。
[0080] 步骤S103中，本发明实施例提供的选择方法如下：
[0081] 1)检测和校正路由器中存储的基本路由表、智能选路表、二维索引表和接口映射表，根据待路由转发的数据报文中所携带的目的地址，查找所述基本路由表，获得在所述二维索引表中的行号；其中，基本路由表中存储有各目的地址和相应的目的地址在所述二维索引表中的行号。
[0082] 2)根据选路策略到所述智能选路表中对应类型的子表中查找相应的二维索引表中的列号。
[0083] 3)根据获取的二维索引表中的行号和列号，查找所述二维索引表获得映射值。
[0084] 4)根据所述映射值在接口映射表中查找下一跳的网络地址。
[0085] 5)根据查找出的多个下一跳的网络地址生成到达目的地址的路径，指定探测报文测试所述路径；并在探测报文反馈路径存在链路故障时，自动进行切换，并将流量分配到合适的路径上。
[0086] 6)所述智能选路表中对应类型的子表包括：应用选路子表和源地址子表，其中，应用选路子表中存储不同传输协议所对应的二维索引表中的列号；源地址子表中存储数据报文中不同源地址所对应的二维索引表中的列号。
[0087] 本发明实施例提供的二维索引表的不同列对应不同的传输要求，所述传输要求包括时延最低、剩余带宽最大、剩余带宽次之和/或剩余带宽小；其中，所述传输要求对应所述应用选路子表中不同传输协议和/或所述传输要求对应所述源地址子表中不同的源地址。
[0088] 本发明实施例提供的选路策略具体包括：
[0089] 按照应用选路子表和源地址子表优先级从高到低进行查找，若查找到符合条件的结果，即结束二维索引表中的列号的查找；或者，
[0090] 按照源地址子表和应用选路子表优先级从高到低进行查找，若查找到符合条件的结果，即结束二维索引表中的列号的查找。
[0091] 本发明实施例提供的基本路由表和智能路由表存储在三重内容寻址存储器TCAM中；所述二维索引表和接口映射表存储在静态随机存取存储器SRAM中。
[0092] 步骤S104中，本发明实施例提供的网络性能评估方法具体包括：
[0093] (1)确定网络性能评估指标体系，并确定评估指标的个数。
[0094] (2)获取指标参数数据集，并对数据进行标准化处理。
[0095] (3)根据输入的指标参数数据集获取指标权重集。
[0096] (4)建立评估模型，开始进行评估；并对评估结果进行理性分析；输入评估结果。
[0097] 如图2所示，本发明实施例提供的基于物联网的铁路沿线车站路由远程重启控制系统包括：账号注册模块1、登录模块2、入侵监测模块3、主控模块4、网络通信模块5、路由配置模块6、路由选择模块7、ip地址管理模块8、网络诊断模块9、用户管理模块10、重启模块11、显示模块12。
[0098] 账号注册模块1，与主控模块4连接，用于通过注册程序注册路由管理账号。
[0099] 登录模块2，与主控模块4连接，用于通过登录程序输入注册管理账号登录路由管理页面。
[0100] 入侵监测模块3，与主控模块4连接，用于通过安全监测程序检测入侵路由数据信息。
[0101] 主控模块4，与账号注册模块1、登录模块2、入侵监测模块3、网络通信模块5、路由配置模块6、路由选择模块7、ip地址管理模块8、网络诊断模块9、用户管理模块10、重启模块11、显示模块12连接，用于通过主控芯片控制各个模块正常工作。
[0102] 网络通信模块5，与主控模块4连接，用于通过网络接口连接物联网络进行物联通信。
[0103] 路由配置模块6，与主控模块4连接，用于通过配置程序配置路由参数。
[0104] 路由选择模块7，与主控模块4连接，用于通过选择程序选择数据包通信路径。
[0105] ip地址管理模块8，与主控模块4连接，用于通过管理程序对路由接入ip地址进行管理。
[0106] 网络诊断模块9，与主控模块4连接，用于通过诊断程序对路由接入的网络性能进行诊断。
[0107] 用户管理模块10，与主控模块4连接，用于通过用户管理程序对接入路由用户进行管理。
[0108] 重启模块11，与主控模块4连接，用于通过重启程序对路由进行重启操作；
[0109] 显示模块12，与主控模块4连接，用于通过显示器显示注册信息、登录页面、入侵信息、配置参数、ip管理信息、用户管理信息、网络诊断信息。
[0110] 如图3、图4所示，在本发明实施例中，重启模块11包括路由器重启控制模块、路由器重启信号检测模块、保护器、自动开关指示灯及重启模块壳体；保护器设置在重启模块壳体的上端，自动开关指示灯设置在重启模块壳体的下端；路由器重启控制模块、路由器重启信号检测模块均集成在重启模块壳体内部。
[0111] 路由器重启信号检测模块用于实现路由器重启是否具备示意条件，将检测的信息发送路由器重启控制模块，具备重启条件，将指令发送主控模块进行路由重启。
[0112] 所述路由器重启控制模块包括路由器单元，路由器单元的引脚3和引脚10为第1路MBUS1接线引脚，路由器单元的引脚4和引脚9为第2路MBUS2接线引脚，路由器单元的引脚5和引脚8为主MBUS输出接线引脚。
[0113] 所述路由器重启信号检测模块的BS1单元的第1引脚通过电阻Rm9与路由器单元的引脚3串联，路由器重启信号检测模块的BS1单元的第3引脚通过电阻Rm10与路由器单元的引脚10串联；BS1单元的第1引脚和BS1单元的第3引脚上并联有二极管P5。
[0114] 所述路由器重启信号检测模块的BS1单元的引脚2上串联有电阻Rm25与引脚4连接有光耦合器O1；光耦合器O1的信号输入端并联有电容Cm7，电容Cm7的输入端分别连接有电阻Rm3和MBUS1引线，电容Cm7的输出端与GND端连接。
[0115] 在上述实施例中，可以全部或部分地通过
软件、硬件、
固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以
计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、
计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个
网站站点、计算机、服务器或
数据中心通过有线(例如同轴
电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、
微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是
磁性介质，(例如，
软盘、
硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者
半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
[0116] 以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单
修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
