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一、前言
隨著交通部門信息化建設(shè)的起步，各大城市紛紛開通了公交車IC儲(chǔ)值卡，該卡作為公交系統(tǒng)專用的電子錢包，可以在公交總站或指定的地點(diǎn)購買或充值，在公交大巴及部分中巴上使用，方便了乘車出行的市民。公交IC卡充值網(wǎng)點(diǎn)由于受到有線接入方式的限制，不能根據(jù)需要大量設(shè)置充值網(wǎng)點(diǎn)，使市民感覺很不方便，阻礙了公交IC卡的發(fā)卡和使用。
廈門才茂通信科技有限公司針對目前有線通信公交充值系統(tǒng)存在的問題與不足，推出了借助GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)通信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)公交IC卡充值網(wǎng)點(diǎn)接入的解決方案�；�3G/4G無線技術(shù)的公交IC卡充值網(wǎng)點(diǎn)無線接入方式，不再受到有限通信網(wǎng)的限制。
二、網(wǎng)絡(luò)介紹
3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)是目前解決移動(dòng)通信信息服務(wù)的一種較完美的業(yè)務(wù)，它是以數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)、覆蓋范圍廣泛、數(shù)據(jù)傳輸速度更快。3G/4G無線的推出，為行業(yè)和企業(yè)用戶開展無線辦公提供了基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，為推動(dòng)移動(dòng)辦公的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，3G/4G網(wǎng)絡(luò)具有租用費(fèi)用低、移動(dòng)辦公，傳輸速度更快等優(yōu)點(diǎn)。3G/4G的出現(xiàn)為企業(yè)和行業(yè)用戶開展無線辦公提供了一種新的選擇。
該系統(tǒng)采用先進(jìn)成熟的3G/4G無線數(shù)據(jù)終端為遠(yuǎn)程傳輸模塊，依托穩(wěn)定、可靠的中國移動(dòng)3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性強(qiáng)。該系統(tǒng)有效的解決了其他通信方式存在的各種問題。在保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)、準(zhǔn)確的前提下，將系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用也降低到了最低；同時(shí)，通信鏈路由專業(yè)的運(yùn)營商來維護(hù)，避免了用戶在使用監(jiān)測系統(tǒng)的同時(shí)，還需要耗費(fèi)很大精力去維護(hù)通信線路等問題；節(jié)約了用戶的初期建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
三、DTU 簡介
廈門才茂GPRS DTU是基于3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)，針對工業(yè)監(jiān)控、交通管理、金融等行業(yè)的數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用開發(fā)的。與數(shù)據(jù)中心的接口設(shè)備一起提供透明數(shù)據(jù)傳輸通道，組成用戶專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
DTU：20Ppin RS232/RS485/TTL接口，內(nèi)置式，適用于各種應(yīng)用的二次開發(fā)。
廈門才茂3G/4G DTU是一款工業(yè)級(jí)無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，支持電信、移動(dòng)、聯(lián)通三大運(yùn)營商的無線網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備為用戶提供TCP透明無線遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸或者UDP透明無線遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/p>
設(shè)備支持串口RS232接口、RS485接口、RS422接口、TTL接口或者USB接口，設(shè)備可以直接客戶的上述接口設(shè)備直接相連，把客戶的PLC設(shè)備、工控設(shè)備的數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)娇蛻舻臄?shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)對客戶端末設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備控制等功能。
該產(chǎn)品采用ARM9工業(yè)級(jí)高性能嵌入式處理器，以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺(tái),超大內(nèi)存,內(nèi)嵌自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧；設(shè)備支持雙數(shù)據(jù)中心備份，以及多數(shù)據(jù)中心同步接收數(shù)據(jù)等功能；設(shè)備提供在線維持技術(shù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)終端永久在線，保存數(shù)據(jù)鏈路任何時(shí)候暢通，實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定、可靠的TCP/UDP透明數(shù)據(jù)傳輸功能。針對網(wǎng)絡(luò)流量和產(chǎn)品功耗比較敏感的客戶，本產(chǎn)品支持語音、短信、數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超時(shí)自動(dòng)斷線的功能，降低流量降低產(chǎn)品功耗，實(shí)現(xiàn)低功耗功能。
該產(chǎn)品擁有ARM9工業(yè)級(jí)處理器和智能三級(jí)保護(hù)，它不但通過電力3000V電擊測試，還擁有專利技術(shù)，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠。
該產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力集中抄表、水表集中抄表、熱網(wǎng)監(jiān)控、燃?xì)獗O(jiān)控、水利監(jiān)控、環(huán)保檢測、氣象檢測、地震監(jiān)測，交通控制等等行業(yè)。
DTU原理框圖參見下圖：
四、系統(tǒng)網(wǎng)組
1.網(wǎng)終拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
本公交IC卡充值繳費(fèi)系統(tǒng)由主機(jī)，充值繳費(fèi)終端， 廈門才茂 3G/4G DTU等設(shè)備組成。通過充值繳費(fèi)終端設(shè)備與3G/4G DTU相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，充值繳費(fèi)終端設(shè)備將客戶充值繳費(fèi)信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集后通過串口通信方式送往3G/4G DTU，在由DTU通過3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)把客戶充值信息發(fā)送到公交集團(tuán)數(shù)據(jù)中心。同時(shí)，充值終端設(shè)備實(shí)時(shí)接收由中心通過3G/4G DTU傳輸發(fā)來的數(shù)據(jù)指令完成相應(yīng)控制功能。
公交集團(tuán)數(shù)據(jù)中心通過3G/4G DTU接收來自各充值網(wǎng)點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、歷史趨勢分析、報(bào)表打印等信息查詢、統(tǒng)計(jì)及打印功能
1. 實(shí)時(shí)接收各充值網(wǎng)點(diǎn)充值數(shù)據(jù)信息。
2. 根據(jù)需要，查詢各充值網(wǎng)點(diǎn)充值數(shù)據(jù)信息情況，并在屏幕顯示或打印輸出。
3. 實(shí)時(shí)監(jiān)視各充值網(wǎng)點(diǎn)工作狀態(tài)。
五、系統(tǒng)方案
中心用一個(gè)服務(wù)器組作為中心接收，中心采用 ADSL 等 INTELNET 公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定 IP 或者公網(wǎng)動(dòng)態(tài) IP+DNS 解析服務(wù)。此種方案先向 INTERNET 運(yùn)營商申請 ADSL 等寬帶業(yè)務(wù)。 1) 中心公網(wǎng)固定IP：監(jiān)控點(diǎn)直接向中心固定 IP 發(fā)起連接。運(yùn)行可靠穩(wěn)定，推薦此種方案。（固定 IP 費(fèi)用比較貴） 2) 中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài) IP+DNS 解析服務(wù)：大部分 IP 都是動(dòng)態(tài)的，而且費(fèi)用相對便宜�？蛻粝扰c DNS 服務(wù)商聯(lián)系開通動(dòng)態(tài)域名，動(dòng)態(tài)域名解析軟件網(wǎng)址如下：（可以先申請免費(fèi)的二級(jí)域名進(jìn)行測試）
花生殼域名解析 http://www.oray.net/mian
88IP 域名解析 http://www.88ip.com/
注意：監(jiān)控點(diǎn)先采用域名尋址方式連接 DNS 服務(wù)器，再由 DNS 服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài) IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定 IP 的費(fèi)用，但穩(wěn)定性受制于 DNS服務(wù)器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的 DNS 服務(wù)商。
- 根據(jù)客戶內(nèi)部網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò)安全的特殊要求，決定采用中國移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)的專用APN形式入網(wǎng)：
- 通過一條2M專線接入移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有IP地址進(jìn)行廣域連接，在移動(dòng)認(rèn)證路由器與用戶認(rèn)證路由器之間建立加密隧道。
- 為客戶分配專用的APN，普通用戶不能進(jìn)入該APN。只有GPRS專網(wǎng)卡才能進(jìn)入該APN網(wǎng)絡(luò)，防止其他非法用戶的進(jìn)入。
- 用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，作為內(nèi)部用戶接入的遠(yuǎn)程認(rèn)證服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用路由器本地認(rèn)證功能）。只有通過認(rèn)證的用戶才允許接入，用以保證用戶內(nèi)部安全。
- 用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過認(rèn)證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。
- 端到端加密：移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過程中可能的泄漏。
- 雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過濾。
2．APN業(yè)務(wù)流程
3G/4G無線專網(wǎng)系統(tǒng)終端上網(wǎng)登錄服務(wù)器平臺(tái)的流程為：
1）用戶發(fā)出3G/4G登錄請求，請求中包括由移動(dòng)公司為3G/4G專網(wǎng)系統(tǒng)專門分配的專網(wǎng)APN；
2）根據(jù)請求中的APN，SGSN向DNS服務(wù)器發(fā)出查詢請求，找到與企業(yè)服務(wù)器平臺(tái)連接的GGSN，并將用戶請求通過GTP隧道封裝送給GGSN；
3）GGSN將用戶認(rèn)證信息（包括手機(jī)號(hào)碼、用戶賬號(hào)、密碼等）通過專線送至Radius進(jìn)行認(rèn)證；
4）Radius認(rèn)證服務(wù)器看到手機(jī)號(hào)等認(rèn)證信息，確認(rèn)是合法用戶發(fā)來的請求，向DHCP服務(wù)器請求分配用戶地址；
5）Radius認(rèn)證通過后，由Radius向GGSN發(fā)送攜帶用戶地址的確認(rèn)信息；
6）用戶得到了IP地址，就可以攜帶數(shù)據(jù)包，對GPRS專網(wǎng)系統(tǒng)信息查詢和業(yè)務(wù)處理平臺(tái)進(jìn)行訪問。
六、結(jié)束
以3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)有很廣泛的應(yīng)用，3G/4G使互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入無線領(lǐng)域，一直延伸到手掌上。除了支持傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，3G/4G也可使無線終端支持B2B、B2C的電子商務(wù)和電子支付、股票交易、銀行轉(zhuǎn)帳等應(yīng)用。3G/4G同樣可以應(yīng)用于公司內(nèi)部網(wǎng)(INTRANET)，基于IP的遠(yuǎn)程LAN接入，使無線終端成為LAN的延伸，幾乎所有低速率的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)都可以應(yīng)用，如對電力系統(tǒng)自動(dòng)化、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、金融、環(huán)保監(jiān)測、煤礦、油田、證券等行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
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