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[關鍵詞]遠動通道 通信中斷 故障處理

中圖分類號：TM044 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）40-0021-01

1 概述

隨著電網技術的不斷改革和飛速發展，遠動信息傳輸的可靠性已成為電網調度自動化系統穩定、準確、可靠運行的重要保證。而縣級供電企業幾乎所有變電站設備的“遙測、遙信、遙控、遙調”數據都是由遠動裝置通過遠動通道實現的，遠動通道作為連接主站和變電站端信息傳輸的主要脈絡，一旦發生中斷，“四遙”數據傳輸立即中止。因此，遠動通道日常運行維護、通信中斷故障分析及判斷、快速消除故障恢復遠動通信，就宛如調度數據的生命通道，顯得極其重要。

2 遠動通道分類及相關知識

2.1 遠動系統

遠動系統通常由控制站、被控站和遠動通道三部分組成。

2.2 遠動通道

遠動通道一般分為兩種：（1）網絡通道，是指采用以太網[4]的傳輸規約，通過調度數據網進行通信。使用IEC104規約。IEC104規約是專用于以太網傳輸的電力規約，具有通過網絡連接的握手過程與I、S類幀具有幀序列號，不正確的序列號將迫使網絡連接中斷等重要特點。（2）模擬通道，是采用MODEM進行通信。使用兩種通信規約：CDT、IEC60870-5-101規約。CDT規約，遠動裝置向調度端不停地循環發送數據，屬于循環式規約，適用于點到點的遠動通道結構。IEC60870-5-101規約，調度端先向站端遠動裝置發送數據請求，遠動裝置再向調度端傳送相應的數據。屬于問答式規約，適用于點對點，多個點對點，多點共線，多點環形和多點星型網絡配置。

2.3 “Ping”原理

通過發送Internet控制信息協議（ICMP）數據包測試端到端的情況，檢查ICMP數據包所通過的節點和設備是否在正常工作。也就是說通過“Ping”可向遠端主機傳送一個小數據，經對方反饋接收，根據響應時間和數據丟失率，判斷與對方的連接成功與否，并分析連接效果，速率如何。

2.4 常用工器具

進行遠動通道中斷故障處理時，常用到的測試工具：示波表1臺，便攜式專用測試電腦1臺，網線測試儀1臺，萬用表1臺，遠動通道測試儀1臺等。

3 常見故障分類、原因分析及處理方法

3.1 網絡通道故障的排查

3.1.1安全防護設備檢查

在網絡通道上，規定部署的安全防護設備包括：（1）防火墻：發現其網絡端口指示燈不亮時，應關閉防火墻，看通道是否恢復。若通道能正常運行，說明防火墻故障，應聯系廠家進行維修。（2）加密認證裝置：發現其網絡端口指示燈不亮時，應關閉加密認證裝置，看通道是否恢復。若通道能正常運行，說明為加密認證裝置故障，應聯系廠家進行維修。（3）交換機：發現端口的指示燈不亮時，應檢查網線是否插在交換機正確的端口上。交換機的每個端口固定為某個設備的端口，若接入錯誤的設備，端口會自動鎖住。

3.1.2 網絡設備檢查

網絡設備檢查主要包括兩個測試：網線測試和以太網測試。（1）網線測試，為確定裝置是否有故障，在確定接入端口無誤后，應該使用網線測試儀。具體說明：把網線的兩頭分別接入測試器的MAS-TER和REMOTER的端口，在MASTER端，把開關打到ON或S位置，MASTER及REMOTER端的8個指示燈會逐一閃爍。故障分析及處理的具體操作：在網線直通的情況下，MASTER及REMOTER端的指示燈是一一對應閃爍的，在交叉網線的情況下，REMOTER端的指示燈根據網線交叉的情況對應MASTER閃爍。若在REMOTER端有某個或幾個指示燈不亮，則說明網線有斷開的情況，這時應重做網線水晶頭。排除水晶頭故障后，若仍未通信上，則重新放一根新的網線。（2）以太網測試，在確定安全防護設備及網線沒有故障后，可利用手提電腦的“Ping”命令來測試調度數據網網絡的連通性。將手提電腦的IP地址、子網掩碼及網關按遠動裝置進行設置，把遠動裝置的網線接入手提電腦的網口，在電腦上輸入Ping遠端的服務器地址。若Ping不通，可請通信運維部配合檢查調度數據網。

3.2 模擬通道通信中斷故障的排查

3.2.1MODEM檢查

MODEM板的設置與檢查包括：MODEM設置，包括外觀，即面板設置和模塊設置。

3.2.2 MODEM板設置

在MODEM板中通過撥碼開關來設置其中心頻率、頻偏、波特率，以滿足規約要求。

（1）IEC60870-5-101規約的MODEM設置。中心頻率：2700Hz，頻偏：150Hz，波特率：1200。在使用101規約的廠站中，RXD燈和TXD燈會交替閃爍，先是RXD燈閃爍，再是TXD燈閃爍（圖3所示）。若RXD燈閃爍，而TXD燈不閃爍，則應檢查MODEM是否設置正確或遠動裝置是否有故障。若RXD燈不閃爍，說明遠動裝置收不到調度端的詢問，應檢查通信通道是否正常。

（2）CDT規約的MODEM設置：中心頻率：2800Hz，頻偏：200Hz，波特率：600。在使用CDT規約的廠站中，遠動裝置正常運行時，上行通道端子變化頻率是在2730～3030Hz之間，電壓幅值在0.2～0.7V左右。若電壓及頻率超過以上范圍，甚至沒有頻率或電壓，是由于沒有發送遠動數據的原因，說明MODEM或遠動裝置有問題。若電壓、頻率都正常，則應通知通信運維部或調度端自動化人員配合檢查。在使用CDT規約時，正常情況下，TXD燈會不停地閃爍，RXD燈偶爾會閃爍。

3.2.3通道測試

（1）環回法。先對裝置或通道的數據口的收發接線端子進行導線連接，然后調度主站或變電站遠動裝置模擬測試報文，通過觀察發出信號數據的返回系數情況來逐步分析故障。具體操作過程：將遠動裝置端子的“兩收”、“兩發”收發同時短接，用自環法測試遠動通訊裝置是否完好。若不正常，則可能是通信電路芯片損壞。若遠動裝置正常，則甩開遠動裝置與MODEM之間的連接線，將通信裝置的“收”、“發”短接做“自發自收”測試，檢查通道是否正常。把上下行通道直接聯通，使通信通道形成一個環路，調度端通過觀察發送和接收的報文是否一致來判斷通道是否正常。在不同設備端子上的環回，能檢測出端子的故障點。

（2）排除法。運用環回法確定遠動裝置及通信通道正常運行后，可用排除法確定其他故障點。故障情況：a.調度可以收到總控單元上傳的信息，但不能執行遙控命令。分析及處理：廠站地址和目標地址不對應，具體從原碼分析可知。電平不對應。正常時上行、下行電平相差不多。可以從通訊裝置上調電平，使兩側電平均接近0。調度軟件等待時間太短，可從調度將等待時間改動為正常。b.通信時通時斷。分析如下：通信線連接不牢靠，通信電路芯片或相應接地管腳未接地，說明通道設備有故障。

參考文獻

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互聯網的發展帶動著物聯網不斷地發展，物聯網借助感知層次的技術和新型的通信方式，進行信息之間的相互交流與合作。互聯網作為一種通信的實體，需要進行入網的識別和物物的相連，這樣才能保證整個互聯網的正常運行。在實際的生活中，互聯網技術運用較多，但是物聯網作為一種新型的網絡連接形式，因為受到多方面因素的影響，因此運用較少。本文通過對物聯網平臺的介紹，發現問題并提出建議。

【關鍵詞】互聯網 物聯通信技術分析

隨著互聯網技術的不斷發展，推動了國內物聯網技術不斷地進步和發展，在國內的相關物聯網的產業鏈中，移動通訊技術是其中發展較為迅速的代表，其中尤以安卓的操作平臺最為突出。

1 互聯網的物聯通訊技術概述

1.1 互聯網物聯通訊技術概念

互聯網，由廣域網和相關的局域網組成的一種按照一定的協議的國際計算機網絡。一般意義上的互聯網是由兩臺或者是以上的計算機客戶端、終端或者是其他的信息手段進行聯系而形成的一種交流平臺。人們可以通過這個平臺進行日常的交流與合作，可以跨越時間和地域的限制，加強了相互之間的交流與合作，便捷了相互間的溝通。

而物聯網技術，一般是指通過各種實體的設備，如信息傳感器、全球定位、激光掃描器、氣體感應器等技術，對各種不同時間段的信息進行監控、采集和連接，采集的內容包括聲、光、熱等各種實體的物理現象，從而通過技術處理和互聯網聯系在一起，實現人與人、物與物以及人與物之間的連接和識別。幫助人們更加便捷的對實體物品進行管理檢測和控制。

一般來講，物聯網的核心和基礎任然是互聯網，只是在互聯網的基礎上進行的擴展和延伸。這樣進行相關的交流與合作，使得互聯網不僅僅只是進行虛擬空間的合作，而且擴展到了相關的實物中。早期的互聯網如果沒有固定的連接方式無法進行使用，但是隨著移動互聯網的發展和不斷地進步。移動互聯網出現了并且直接改變著人們的生活。這種新型的互聯網發展方式就是物聯網，也就是中國提出的傳感網。

1.2 互聯網的物聯互通技術類型

紫蜂（ZigBee）技術，新一代的無線傳感器網絡將采用802.15.4（Zig.Bee）協議。ZigBee是現階段來講較為便捷的技術，它的成本較為低廉，較為方便攜帶且使用較為易于掌握，這種設備主要是在進行遠程控制或者自動控制方面有著較為優勢的效果，而且可以快捷的植入各種移動設備中，對各項設備提供較為清晰的定位功能，是目前來講較為受歡迎的移動項目。

Zigbee技術的特點主要有：低速率、低時延、低功耗、實現簡單、低成本、網絡容量高。ZigBee技術使用范圍較為廣泛，包括軍事、建筑、經濟，工業、農業、醫療和日常生活的方方面面，對實物進行時時的監測，而且技術本身就是一種低成本低消耗的開發項目，在節省資金的同時也便捷了這種新技術的使用，成功的彌補了無線通訊市場的空缺。

RFID，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽（Tag）、解讀器（Reader）和天線（Antenna）三個基本要素組成。其基本工作原理并不復雜，標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息（PassiveTag，無源標簽或被動標簽），或者主動發送某一頻率的信號（ActiveTag，有源標簽或主動標簽）。解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。RFID一般可應用到在安全防偽、工商業自動化、財產保護、物流業、車輛跟蹤、停車場和高速公路的不停車收費系統等。從行業上講，RFID將滲透到包括汽車、醫藥、食品、交通運輸、能源、軍工、動物管理以及人事管理等各個領域。但是這種技術存在投入成本較高而且標準較為嚴格等問題，其使用的范圍不是太廣泛，而且技術也不是太成熟，因此目前的使用較少。

2 移動通信在物聯網中的應用

自從移動通訊進入市場以后，移動的終端發生了改變，這種終端作為移動的系統終端連接方式，可以隨時的通過自身需要對網絡進行設置，實現信息節點和相關網絡之間的自由使用連接，不在局限于有線的網絡，可以隨著移動網絡進行時時的交流與合作。對比移動通信終端和物聯網節點信息感知終端的功能和工作方式可知，移動通信終端完全可以作為物聯網信息節點終端的通信部件使用。

2.1 在物聯網中移動通信傳輸網絡的應用

移動通信系統的網絡傳輸主要是依靠各個不同的移動節點進行相互之間的信息疏通和相互之間的交流合作，同樣的在物聯網的信息傳輸過程中也是類似的網絡傳輸方式，也是通過這種方式實現相互之間的交流與合作。因此，現階段的移動通訊系統也同樣適用于物聯網的信息傳輸方式，即將移動通訊作為物聯網的載體。

2.2 移動通信網絡管理平臺在物聯網中的應用

移動通訊網絡的管理和維護主要是通過對網絡設備的控制來進行的，對于網絡設備的性能、業務辦理和相關的維護管理進行控制來保證網絡運行的安全可靠。為了實現信息的安全傳遞和保管，物聯網在運行中同樣需要相關的技術進行支持，跟互聯網的方式一致。這樣來看完全可以將移動通信技術應用到物聯網的投入和維護中去。

3 根據上述問題提出相關的建議和展望

3.1 提出建議

一般現階段來講，移動通訊網絡和物聯網的組織構架一致，因此完全可以將移動互聯技術應用到物聯網的日常運行中去，但是現階段的物聯網建設是通過語音進行操作，這樣就使得數據的傳輸方面存在著一定的問題，這樣的問題主要表現在以下三個方面：

（1）現階段的移動通訊網絡主要是和物聯網有較為類似的結構和功能。這樣使得物聯網可以廣泛的應用移動通訊技術。但是由于現階段的移動通訊技術都是依靠語音導航進行操作，因此這樣的情況造成不能將現有的移動通訊技術直接的應用到物聯網中，要對其進行改進以期符合現階段物聯網的基本特點。

（2）現階段的移動終端一般只是具有語音和數據傳輸的功能，還沒有發展到感知和物品的控制技術，不能直接的對物聯網進行與節點有關的設備使用。因此可以通過在移動通訊中增加感應技術和相關的傳感裝置對技術進行改進，盡快的對移動終端進行改進，使其和物聯網的技術進行融合，使得移動通訊技術能夠更好地為物聯網服務。

（3）隨著經濟的不斷進步，在移動通訊中用戶的管理是一個重要的方面。對于用戶的管理和信息傳輸以及業務的管理是其重要的方面，也是物聯網管理的重要方面。因為物聯網的技術使用不只包括人的使用，還有對物品的監控和感應。物品的信息接收和監控和用戶的使用有著不一樣的技術要求。因此在以后的管理中要加強對于物品使用相關技術的提高和對于用戶管理的相關問題的管理，兩者之間進行區分，使用新型的技術增加新的用戶使用群體，盡量的促進物聯網的快速發展。

3.2 提出展望

上述的一些技術的介紹，可以看出現代網絡技術的發展使得移動通訊系統可以及時的為人們提供相關的互聯網信息服務，為現代的用戶提供各種先進的信息傳輸手段和先進的監控技術。物聯網卻是為人們的實物提供了更加智能化的管理。將互聯網的技術應用到實物中去是對互聯網技術的拓展和改進，將現階段的移動通訊技術與互聯網技術進行連接，應用于實物的管理中去，可以便捷現階段的生活服務，節省能源。

實質上，許多的運營商已經在對這一方面進行開發，利用移動互聯網技術對物聯網技術進行推廣并且取得了較為良好的效果，相信在不久的將來物聯網技術能夠取得更大的進展。

4 結束語

隨著技術的不斷進步，物聯網技術不斷地得到發展，將來會有一批優秀的物聯網平臺投入使用，跟人們的生活提供更加便捷的服務。

參考文獻

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[2]潘琢金，王秋實.嵌入式Web 服務器中動態Web 技術的研究[J].計算機工程與設計，2010，31（18）：3975-3978.

[3]李巖.基于ARM嵌入式uCLinux系統原理及應用[M].北京：清華大學出版社，2009.

[4]孟剛.基于android 藍牙聊天系統的設計與實現[J].信息安全與技術，2012，（6）：79-82.

作者簡介

張鐵志（1983-），男，吉林省舒蘭市人，大學本科學歷。中國農業機械化科學研究院工程師，從事互聯網網站工作

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通信工程專業主要學什么 主要課程有：電路分析、低頻電子線路、脈沖與數字電路、高頻電子線路、電磁場理論、信號與系統、微機原理及應用、單片機技術、微波技術與天線、通訊原理、程控交換技術、移動通訊、計算機網絡通訊、光纖通訊等。

畢業生應掌握電子技術、通訊技術和計算機技術的基本理論與設計方法及程控交換技術、光纖通訊、移動通訊和計算機網絡通訊的基本原理及應用方法，具有各類通訊系統的設計、研究及開發的工作能力。

通信工程專業就業方向 本專業學生畢業后可研究、設計、制造、運營及在國民經濟各部門和國防工業中從事開發、應用通信技術與設備的工作。

從事行業：

畢業后主要在通信、新能源、計算機軟件等行業工作，大致如下：

1 通信/電信/網絡設備;

2 新能源;

3 計算機軟件;

4 通信/電信運營、增值服務;

5 電子技術/半導體/集成電路;

6 互聯網/電子商務;

7 計算機服務(系統、數據服務、維修);

8 其他行業。

通信工程專業的就業前景 面向新的世紀，通信工程專業將會迎來其發展的廣闊天地。隨著通信技術應用的日趨廣泛，上至太空，下至海底，無不活躍著這一專業的技術人才。現今中國所倡導的一帶一路戰略勢必會給中國信息產業的發展帶來更大的發展空間。

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隨著移動通信技術的發展，任何移動節點都可以與IP核心網進行無縫的連接，從而形成無線網絡。就目前來看，數據連接的方法多種多樣，如：WLAN、藍牙和GSM等。其中在移動無線網絡中的實現過程中，移動IP技術最為關鍵。移動IP一般包括移動節點、歸屬和外埠，其中歸屬和外埠又稱為本地與外地，統稱為移動。移動節點（mobilenode）指的是在移動環境下工作的一些安有移動信息接收和無線網卡的計算機通訊設備，由此這些設備具備了移動通訊和無線通訊的功能。簡單點的說，就是這些設備具有了長久IP地址的移動終端。歸屬（homeagent）又稱作本地，也就是說這是在本地鏈路上的路由器。同理，外埠（foreignagent）又稱外地，就是在外部鏈路上的路由器。移動IP的原理如下：首先移動節點歸屬是信息的入口，相比較而言，外埠就是信息的出口。一般先經過歸屬進行數據包的封裝，然后傳達給外埠。當外埠接收到數據包之后，進行數據的解開并將其傳遞給移動節點。一般來說，數據包在隧道內時，路由環會將它重新放回到隧道的入口處。由此，需要在數據包上加封IP的報頭。一旦歸屬將廣播包傳遞到了移動節點那里，就需要對其進行重新封裝。值得注意的是，歸屬向移動節點進行傳送時的本地地址是里層隧道，相反的，歸屬往移動節點轉交時的地址是外層隧道。當解封的IP報頭獲得得到了數據之后，就會報告移動節點，綜上，這就是節點向移動節點發送數據的全過程。

2移動通訊中移動IP節點技術的實現

2.1移動IP節點的關鍵技術

在移動通訊中，移動IP節點技術實現的需要依靠的技術有很多，其中關鍵的技術就是隧道技術（Tunneling）。隧道技術的種類包括IP的IP封裝、IP的最小封裝和通用路由封裝。RFC2004是這樣定義IP的最小封裝的：IP的最小封裝是一種可以選擇的隧道，其主要目的是為了能夠減少實現隧道所需要的額外字節數，這個過程需要去掉IP的IP封裝中的內層IP報頭和外層IP的報頭的冗余部分才能實現。

2.2移動IP節點的工作過程

通常情況下，移動IP的工作過程分為三個階段：發現、注冊和數據包傳送。在發現階段主要是由本地和外地進行周期性地廣播消息，這樣鏈路上的所有節點才能夠接收到這個消息，并對其進行檢查且決定它的連接方式是本地鏈路還是漫游鏈路。一般情況下，如果是漫游鏈路，移動節點就可以從廣播消息中得到需要轉交的地址。與此同時，移動節點依據IP報頭來由此判斷自己所處的位置，如果原IP地址的網絡前綴和移動節點的本地地址的網絡前綴相同，那么就可以確定移動節點處于本地鏈路上。由此，移動節點可以根據從廣播消息中得到ICMP路由器廣播部分的生存區域，并由這個階段去通知移動節點從同一個處接收到一個廣播的平均時間。

2.3移動IP節點的工作方式

移動IP節點主要有5個方面的基本工作方式，包括搜索、注冊、注銷、接受和發送數據包，接下來將對這五個方面進行詳細的分析。

2.2.1搜索

搜索是指在保證移動節點能夠正常運作的前提下，采用搜索的方式進行移動節點的尋找，從而能夠得出自己所在的位置。移動IP節點在這個過程中完成三個功能：首先是分析出自己當前的位置是位于本地鏈路上還是外地鏈路上；其次，檢查自己是否已經切換到了鏈路上；最后，如果自己已經位于外地鏈路上了，就可以獲取外地鏈路上的轉交地址。一般來說，在這個過程中需要由搜索完成兩條簡單的消息，分別是廣播消息和請求消息。通常，本地會通過廣播消息來進行移動節點功能的宣布，即當節點處于鏈路上時，才能夠成為本地的服務器，從而廣播消息，確定鏈路是否存在。這時就會出現兩種結果，當存在，移動節點就可以在廣播消息時獲得本地服務器的地址，相反的，當移動節點不能夠廣播消息時，才可以發送請求消息。由于請求消息希望能夠發送廣播消息，在一定的時間內，移動節點就會通過轉換鏈路來發送廣播。由此，這種請求消息的選擇是十分必要的。

2.2.2注冊、注銷制度

當完成搜索過程之后，才可以進行移動IP的注冊。這時，雖然移動節點已經明確了自己的位置，但是注冊是一個必不可少的環節。一般來說，注冊的時間比較長，移動節點卻不能移動自己的位置，而且當注冊過期時，移動節點需要重新進行注冊。注冊的過程是要先將從外地鏈路上獲得的轉交地址移交給歸屬，使得過期的注冊重新生效，然后等到重新回到本地鏈路上時，就可以進行注銷操作了。

2.2.3傳遞數據包的選路

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關鍵詞：智能天線；波束；無線通訊；應用

中圖分類號：U285.28 文獻標識碼：A

1 智能天線的定義

采用無線傳輸方式的任何通信系統都需要能過天線來實現傳播、發送及接收，天線是實現信號進行發身、接收的重要器件，天線可以與電磁波實現感應，因此，在通信系統中無論頻率和頻段有什么區別，都需要天線來實現電磁波的傳播。

傳統的天線有自適應天線和陣列天線，智能天線是在此基礎上引入了人工智能的處理方法，從而形成一個具有智能的系統。依據天線的智能化程度可將天線分成可變波束天線、動態相控陣列和自適應陣列3類。可變波束天線依據接收功率最大原則，在幾個預設陣列波束中進行切換；動態相控陣列使用測向算法，能夠連續追蹤用戶的方向而改變天線的波束，使接收功率達到最大；自適應陣列既對用戶進行測向，又對各種干擾源進行測向，在形成波束時，不僅使接收功率最大，而且使噪聲降到最低，從而使接收信噪比最高。

2 智能天線系統的構成

智能天線之所以能具備這些優良性能，這同其系統構成有關，非凡是波束形成網絡。波束形成網絡構成復雜，大體上可分為網絡處理系統和網絡控制系統兩部分，依照網絡處理和網絡控制的工作原理、結構不同，智能天線可分成波束切換型和自適應陣列兩種類型。

波束切換型是指，智能天線能形成多少個空間波束一空間信道事先就已確定，這個確定既包括波束指向，也包括數目。當智能天線服務于某用戶時，系統能自動從有限波束中選擇一個或幾個的組合以服務于該用戶，而不管所選波束的最大指向是否對準用戶。而且，當用戶在移動時波束卻是固定的，在用戶移動到這種另一波束上時，系統會由此波束切換到另一波束上。基于相同原因，另一波束也不保證其最大指向隨時指向用戶，這些特征構成了這類智能天線的缺點，但是這類天線結構簡單。

自適應陣列型智能天線能形成無窮多波束，并能使用戶始終得到波束的最大指向。當用戶移動時，波束也能作自適應改變。顯然，這種類型的智能天線性能最佳，但其網絡控制系統相當復雜，還要求系統的實時性好，即要求處理網絡在軟件上需要有收斂速度快、精度高的自適應算法，以能快速調整波束的復數加權參數W。

目前，智能天線網絡系統使用的算法多種多樣，綜合各種算法的特征從而進行綜合的應用，以使在系統運行時能取長補短，適應移動和個人通訊的需要。因為移動和個人的通訊電波在傳播過程中主要是能過地面的環境進行傳播，地面環境較差，因此利用綜合各算法中的優點適用于智能天線網絡系統中，從而能有效的保證智能天線的性能得到最好的發揮。

早期智能天線的波束形成網絡用模擬電路，但調試難度大、性能穩定性和可靠性差，目前都主張采用數字電路。較為一致的意見是采用高速率的數字信號處理芯片來實現。實際使用的芯片主要有兩種摘要：一種是DSP通用芯片，如TMS320系列等。另一種則為專用集成電路（ASIC器件），其中最典型的器件是能進行大規模并行處理的門陣列電路FPGA，以C6x調處理器為基礎的DSP系統。波束形成網絡平臺應提供充分模塊以支持多個C6x，而且要采用高效率的I/O結構。

3 智能天線在無線通信系統中的應用

智能天線在基臺與移動用戶之間形成了一條能量相對集中的無線路徑，準確的確定了移動用戶的地理位置，改變了傳統通信系統中無法準確確定用戶具置，從而采用全向發射天線造成能量上的損失及對其他用戶的干擾。智能天線為有效的節約能量的損失，準確的定位用戶的位置，智能天線系統需完成以下兩大任務：一是能實時感知電磁環境，包括DOA測向、譜估計、從接收到的信號中分離出直射信號和多徑信號；二是后處理過程，包括信道分離、抗多徑干擾和衰落。該處理過程取決于算法的收斂速度和穩定性，以及DSP的處理速度。在此，我們給出表征系統容量的單位：bit/s/Hz/unit-area。該參數表示在給定發射功率、給定頻譜范圍內信號的傳輸速率。智能天線對系統容量的提高有以下兩條途徑：一是利用智能天線的波束成形和自適應測向跟蹤能力，實時地形成窄的主瓣波束對準所需信號，在其他方向盡量壓低付瓣增益。以此來代替傳統的全向天線。智能天線提高了接收信號的信干噪比，從而提高了系統容量。此時對應單用戶算法。二是把智能天線等效為空域濾波器，實現空分多址傳輸，即所謂的SDMA。此時要采用多用戶檢測算法。需要說明的是，SDMA并不是與FDMA、CDMA、TMDA等同的多址方式，而是附加在上述多址方式上的優化方案。

智能天線既可在上行鏈路中單獨使用，也可在上下行鏈路中同時使用。在下行鏈路中采用智能天線的最大優點在于，把基臺盲目的、廣播式的傳播變為定向的信號傳遞。采用智能天線以后，一方面可以簡化基臺的設備，例如：過去基臺要發射100W的功率則需要100W的功放，當采用十單元的天線陣列后，每單元只需1W的功放來激勵。要知道100W的功放與1W的功放，無論是在價格還是性能上都有很大的區別。另一方面更為重要的是，定向傳播將極大地減小基臺對其他用戶的人為的干擾，凈化電磁環境，從而提高了系統容量。這一點具有十分重要的意義。需要指出的是，由于在FDMA系統中，上下行鏈路采用不同的頻率。因此由上行鏈路得到的用戶空間信息不能簡單拷貝到下行鏈路。這時需要復雜的上下行鏈路分配方案。因此在下行鏈路中應用智能天線可以提高系統容量，簡化基臺設備。

多徑衰落是影響無線通信系統的關鍵因素之一。對此，人們做了大量的嘗試并提出許多有效的方案。例如：分集技術、RAKE接收機、自適應濾波等等。而智能天線則從空間域的角度提供了一條新途徑。智能天線能分辨出直射信號與各徑多徑信號，這是傳統的抗多徑技術無法得到的。如何與現有的抗多徑技術相結合，較好地解決多徑傳播是智能天線研究的另一個重要的研究課題。

結語

近些年，能過對智能天線的研究的深入，其容量、抗干涉能力、通訊質量及頻率共享等多個方面都取得非常好的效果，同時在這些方面還具有可挖掘的巨大潛力，從而引起人們越來越多的關注。隨著科技技術的快速發展，智能天線在衛星通訊、軍事通信等通訊系統中會越來越發揮其良好的功能性，從而帶動整個通信行業的快速發展。

參考文獻

[1]李小強，胡健棟.未來移動通訊中的智能天線技術[J].移動通訊，1999（1）.

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但這不應該是我們今天要討論的重點。伴隨技術的不斷發展，高清視頻通訊不再是大公司召開視頻會議的專利，而是已經滲透到各行各業，比如遠程醫療、教育、安防……甚至開始從商用領域擴散到大眾消費者的身邊。想想，人們可以隨時隨地通過各種設備進行酷似面對面的交流，不止是開會，還可以和家人、朋友交流感情，這會是一個需求多么大的市場？

拋棄辦公室

移動方案能讓人們免受辦公室的桎梏，對那些身在異地的員工尤其奏效。

如果說傳統的高清視頻通訊打破了地域限制，那么移動解決方案可以讓人們免受固定辦公室的桎梏。但需要指出的是，針對移動終端的業務擴張并不簡單。要知道，“移動端”的技術原理和傳統技術截然不同，它們的應用環境迥異。

傳統的高清視頻會議解決方案在某種意義上是一個“硬件定制”過程。拋開會議室、顯示屏、音響、帶寬這些基礎設施，視頻方案解決提供商向客戶提供專用的圖像聲音獲取設備以及用于對圖像聲音進行編碼、解碼并且傳輸的設備。再通俗一點說，就是一個高科技的攝像頭和一個對內容進行壓縮、解壓縮以及接受和傳輸的硬件設備。

但這一切都在移動終端變了樣。移動終端并沒有一個統一的硬件標準，特別是手機，每個人的配置都不同，芯片處理能力也高下有別，如果使用傳統的壓縮包方式傳輸數據，即便不考慮帶寬，也可能會造成延時和丟包現象。因此，在終端上的視頻傳輸需要另外一種技術。

一般來說，高清視頻通訊方案提供商不需要為移動用戶提供終端設備，取而代之的是一個APP程序，以讀取用戶本人的信息，這包括兩個層面，讀取移動終端的配置（最重要的是芯片）以及指令攝像頭和麥克風獲得用戶的視頻信息。

高清視頻方案提供商Vidyo除了提供最基礎的數據處理軟件開發外，還需要架設兩種作用完全不同的服務器，Vidyo公司的中國區總經理任其介紹：“第一種是核心的管理服務器，管理我們的用戶賬戶，包括判別用戶的機器配置，繼而向第二種，媒體流交換服務器發送指令。媒體流交換服務器顧名思義，就是數據中轉和處理站點。由于需要處理的數據信息量很小，核心管理服務器的需求數量并不多，一臺服務器就可以處理5萬個賬戶。但媒體流交換服務器的需求數量很多，通常來說，一臺服務器需要支撐100路的視頻交互。”

遲遲未來的春天？

要讓這項應用完全普及，首當其沖的問題就是網絡基礎設施。

技術的發展讓高清視頻通訊的前景“看上去很美”，不止是思科、Vidyo這樣在專業領域耕耘的公司，Google Hangout、Skype 及游戲機設備公司均不約而同地向擬真視頻通話的方向努力。但移動視頻的春天真的到來了嗎？

事實上，移動視頻通訊目前的發展水平還遠遠跟不上人們的需求。別說普通消費者的主流通訊方式還是文字和語音，即便Vidyo這樣專業公司的專業客戶們也有不少在公共IP或者Wifi網絡視頻通訊時遭遇到種種的煩心事，丟包、抖動、延遲、推遲……

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關鍵詞：口岸物流；現代物流；GPS；GIS；物聯網

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）09-0266-03

Abstract： Nowadays， with the rapid development of China foreign trade， especially in the rapid rise of the Xinjiang ports， logistics industry also got hitherto unknown development. Therefore， how to integrate logistics resources， the establishment of modern integrated logistics service platform and in the service of logistics parks and enterprises， help enterprises to improve information technology and management level， promote the development of regional logistics industry， logistics industry has become a problem to be solved for the development of the. So this paper uses the logistics tracking management system combining GPS satellite positioning and GIS geographic information system， to make effective analysis and management of logistics in all aspects， so as to improve the utilization of the limited resources of the enterprise， reduce logistics costs， improve transport efficiency.

Key words： port logistics； Modern logistics； GPS； GIS； Internet of things

新疆物流企業現階段還處于手工電話操作的階段，信息化水平非常的低，物流效率更是低下。對現下比較流行的GPRS定位、無線感應等技術應用較低，幾乎還是空白，造成了企業運轉效率低、管理薄弱的現狀。在現階段國家大力推進現代物流業發展的大環境下，企業迫切需要采用相應信息化手段，利用互聯網來進行相關業務的運作，及時滿足客戶的需求，提升物流企業核心競爭力。突破物流信息資源整合與優化配置技術，研發異構信息交換方法和標準，創新與金融相結合的物流信息平臺服務模式，形成企業內外部業務融合、信息系統互聯互通的產業價值鏈物流整體解決方案。

1口岸物流信息化建設內容

1.1物流信息支撐系統

1）內容管理系統實現門戶的欄目管理，樣式管理，模板管理、信息、自主建站，系統安全管理，搜索引擎等。

2）信息采集管理系統：運用網絡爬蟲、全文檢索技術，將工商、質檢、海關等相關部門官方網站上的政策法規、制度條例、業務信息等自動采集、分類、存儲到本地，為公共信息服務平臺的信息資源共享版塊提供數據。

3）會員管理系統：對平臺會員進行注冊、維護、郵件訂閱、關注信息推送、各項數據查詢等功能。基于新疆外貿公共服務門戶基本業務功能，區分平臺會員身份，實現不同會員服務內容。會員分三類：一、普通會員，即所與登錄平臺的用戶（含個人和企業）通過注冊即成為普通用戶。二、高級會員，即通過注冊，完成一定的身份認證，繳納固定費用成為高級用戶。

4）在線客服系統：為平臺用戶提供在線的業務咨詢、辦事指南、平臺操作等信息的解答。功能包括，在線客服標示浮動、客服人員列表、交互窗口、談話記錄查詢、客戶滿意度調查等功能。

5）廣告投放系統：廣告主信息管理：對廣告主的用戶信息（如行業類別、地址、電話、需要的服務等）進行管理。廣告主可以注冊、修改、刪除用戶信息；管理員對廣告主的信息進行審核，決定信息狀態。審核通過的信息即為可用信息。

1.2總體結構

絲路物流綜合服務平臺以整合新疆物流資源、增強新疆物流行業透明化、降低物流交易過程中存在的風險為目的，建立資源整合為目的的會員管理子系統、貨物管理子系統、車輛管理子系統、線路管理子系統、司機管理子系統以及倉儲管理子系統；完成商品交易平臺的開發增強物流行業的透明化；建立投訴及評價子系統、風險擔保子系統為物流過程中產生的風險提供保障；同時通過絲路物流服務平臺數據整合系統完成對物流行業數據的收集、分析為新疆物流行業的規范化和標準化提供數據依據。功能結構圖如圖1所示。

2關鍵技術

2.1 基于GPS/GIS物流空間數據處理技術

GIS是Geographic Information System的縮寫即地理信息系統，它是一門綜合性的學科系統，主要結合了地理科學，計算機科學等綜合性的系統。在本文中，GIS主要應用它的計算機能力，即應用于對物流信息的管理以及繪制地圖的顯示功能等。安裝于GIS工作站，主要是使運送途中車輛等運輸工具反饋回來的信息在電子地圖上進行顯示等操作。

1） 導航終端

導航終端是安裝在移動目標上的設備，導航終端主要由全球定位系統的接收端，和輸出端的通訊模塊，導航終端的控制模板以及各種接收天線等外接設備組成。

全球定位系統的接收端接收全球定位衛星發送來的信號來計算出移動目標所處在的位置（經緯度以及海拔），移動目標的速度以及移動方向，并且每秒鐘都把信息存儲到存儲器中，方便于提供移動目標的定位信息。信息存儲器是一個MCU單片機，存儲器控制著整個移動目標的整體工作流程。

全球移動通信系統是用來負責移動目標和本地公司的通信。FSK模塊是負責對接受和傳輸數據信息的解調，接收本地公司發送給移動目標的信息，給本地公司發送移動目標的一些信息。語音控制模塊是用來控制耳麥，耳機，免提等外接設備，監聽FSK模塊數據的轉換、緩沖等功能。邏輯控制模塊主要用于對電瓶的脈沖信號的控制。

電瓶控制模塊是用于對移動目標的備用電瓶和使用電瓶進行適當的切換，通過移動目標的啟動和熄火來控制電瓶的使用和停用。移動目標防盜模塊是用于控制汽車防盜系統的控制等等功能。熄火控制模塊是用于控制移動目標的熄火以及移動目標的防盜模塊進行關聯。其工作原理如圖2所示。

2） 實時監控

對物流移動目標的實時監控，是借助于覆蓋廣闊的通訊網絡，移動送貨目標、本地公司以及客戶之間的通訊是通過移動定位電話來進行全球定位信息的傳送。移動送貨目標的自動定位裝置是通過自動車輛定位裝置完成的，自動車輛定位裝置能夠接收全球定位系統的衛星信號；移動目標自動定位系統能夠進行數據信息的發送和接收；并且移動目標自動定位系統能夠和移動目標的各種設備進行通訊聯系，能夠對移動目標所運行的貨物。移動目標自動定位系統的信息和通訊信息可以通過全球移動通訊系統的通道和本地公司進行連接，把各種信息在電子地圖上進行顯示。如圖3所示。

2.2 無線射頻識別技術

無線射頻識別技術主要由三部分組成：電子標簽（Tag）、閱讀器（Reader）和外部天線（Antenna）。首先，Tag具有存儲的功能，用于儲存各種貨物的識別信息等；閱讀器是進行各種貨物的識別信息的讀寫功能，不僅能夠通過不接觸的方式進行各種貨物識別信息的讀出，而且能夠對Tag中的存儲器進行各種貨位識別信息的寫入功能；外部天性用于接收和發送脈沖信號。

無線射頻識別技術的工作原理是：首先閱讀器產生一個有機的磁場，然后Tag進入到這個由閱讀器產生的磁場中，通過電流的脈沖進行各種貨物的識別信息進行讀寫，如果是讀出的各種貨物的識別信息通過信息中心處理器對讀出的信息經行輸出等操作。

2.3 移動3G的應用

3G是全球定位系統和全球地理信息系統的補足，為克服GPS的某些不足之處，以及技術發展動向等方面的考慮，本項目把3G/WAP技術應用到物流信息處理當中。

本文是通過無線廣域網中的3G/GPRS網絡平臺進行實現的。3G/GPRS是第二代移動通訊技術，叫做無限的分組業務，它提供了一個用戶端到用戶端的服務。它不同于第一代和第二代移動通訊技術，并且有著非常優越的優勢。采用這種3G業務是目前最理想的方案，它不經能夠滿足實時的信息傳遞和存儲，而且能夠為物流公司節約很大一部分的成本。

3結束語

物流企業的核心競爭力體現在訂單的管理、運送貨物的準確行、和運送貨物的快慢等方面來進行體現，而這個核心競爭力能夠通過現代化建設來經行提高，即對口岸物流行業經行信息化建設。并且對應用企業來說，可以大大提高對在途車輛的監控能力，倉庫的周轉能力，有效保障貨物安全，滿足客戶查詢、跟蹤監控等需求，從而提高總的業務量，降低物流成本和運營成本。

參考文獻：

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【關鍵詞】無線通信; 3G通信技術;海上平臺

無線通信

中文名稱：無線通信

英文名稱：wireless communication

定義：僅利用電磁波而不通過線纜進行的通信方式。與有線通信相對。

所屬學科：通信科技（一級學科）;通信原理與基本技術（二級學科）

3G通信技術

“3G”（英語 3rd-generation）或“三代”是第三代移動通信技術的簡稱是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音（通話）及數據信息（電子郵件、即時通信等）。代表特征是提供高速數據業務。

海上平臺

英文名稱：platform;offshore unit

定義：用于海上油氣資源勘探、開發的移動式、固定式平臺等統稱。由上部結構、設施與設備、支承結構等組成。

所屬學科：船舶工程（一級學科）;海洋油氣開發工程設施與設備（二級學科）

第一章 3G技術概述

第一節 無線通信技術

無線通信（Wireless communication）是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領域中，發展最快、應用最廣的就是無線通信技術。在移動中實現的無線通信又通稱為移動通信，人們把二者合稱為無線移動通信。

早在1897年，馬可尼使用800khz中波信號進行了從英國至北美紐芬蘭的世界上第一次橫跨大西洋的線無電報通信試驗，開創了人類無線通信的新紀元。在無線通信初期，受技術條件的限制，人們大量使用長波及中波進行通信。20世紀20年代初人們發現的短波通信，直到20世紀60年代衛星通信興起前，它一直是遠程國際通信的重要手段，并且目前對應急通信和軍用通信依然有一定實用價值。

20世紀40年代到50年代產生了傳輸頻帶較寬、性能較穩定的微波通信，成為長距離大容量地面干線無線傳輸的重要手段。模擬調頻傳輸容量高達2700路，亦可同時傳輸高質量彩色電視信號;逐步進入中容量至大容量數字微波傳輸。80年代中期以來，隨著頻率選擇性色散衰落對數字微波傳輸中斷影響的發現及一系列自適應衰落對抗技術與高狀態調制與檢測技術的發展，使數字微波傳輸產生了一個革命性變化。特別應該指出的是20世紀80年代到90年展起來的一整套高速多狀態自適應編碼調制解調技術與信息號處理及信號檢測技術，對現今衛星通信、移動通信、全數字hdtv傳輸、通用高速有線/無線接入，乃至高質量磁性記錄等諸多領域的信號設計與信號處理及應用，發揮了重要作用。隨著國民經濟和社會發展的信息化，人們要通信息化開創新的工作方式、管理方式、商貿方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫療保健方式以及消費與生活方式。無線通信也從固定方式發展為移動方式，

第二節 3G技術概述

2000年5月，國際電信聯盟正式公布第三代移動通信標準，我國提交的TD-SCDMA正式成為國際標準，與歐洲WCDMA、美國CDMA2000成為3G時代最主流的三大技術之一。3G技術標準，它們分別是WCDMA（歐洲版）、CDMA2000（美國版）和TD-SCDMA（中國版）。

國際電信聯盟（ITU）在2000年5月確定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA以及WiMAX四大主流無線接口標準，寫入3G技術指導性文件《2000年國際移動通訊計劃》（簡稱IMT―2000）。

第二章 海上平臺通訊

第一節 海上平臺

海上平臺除與陸地一樣受天氣的影響外，海上油田開發還要受海洋環境的影響，海浪、潮流、海冰、臺風、季風的綜合作用，將對海上油田生產設施產生巨大的破壞作用，復雜的海洋自然環境給海上開發油田帶來高風險。

由于海上平臺的特殊性，離岸較遠，水位深，對于有線線路來說鋪設成本高、難度大，主要通訊手段以無線通信為主，如微波、衛星通訊。

近年來，海上平臺多以油田群形式進行建設，油田群之間以鋪設海底光纜解決內部平臺之間的通信手段。平臺至陸地由于離岸較遠仍然采用無線的方式，一般100KM以內，多以微波技術，距離較遠的才采用衛星通訊技術。

第二節 海上平臺的通訊需求

平臺覆蓋需求：

海油平臺上的室內外區域、采油平臺到周邊船只的覆蓋、船只上室內外區域。

FPSO覆蓋需求：

固定單點系泊FPSO，生活區天線可以架設，平臺與FPSO部分有光纖連接;其余為微波鏈路; FPSO軌跡為單點系泊，隨潮汐圓周運動;需解決船艙內的覆蓋問題，大部分的通話以及業務發生在船艙中。

平臺覆蓋需求：

平臺內部要求實現覆蓋;面積100 x 100x40（長*寬*高）平米，主要解決船艙內的覆蓋問題，大部分的通話以及業務發生在船艙中。

油輪覆蓋需求：

與平臺的距離要求在25Km內實現無線通信，大部分的通話以及業務發生在船艙中。

結論：

（1）對于話音業務，覆蓋主要受限于上行。

（2）對于下行PS384k，UE在油輪室外能支持的距離可達到視距43.6km，UE在室內考慮10dB穿透損耗能支持41.1km，UE在室內考慮20dB穿透損耗能支持19.7km，UE在室內考慮30dB穿透損耗能支持6.2km。

（3）對于HSUPA500k，UE在油輪室外能支持的距離可達到視距43.6km，UE在室內考慮10dB穿透損耗能支持28.6km，UE在室內考慮20dB穿透損耗能支持10.3km，UE在室內考慮30dB穿透損耗能支持3.3km。

（4）對于HSDPA500k，UE在油輪室外能支持的距離可達到視距43.6km，UE在室內考慮10dB穿透損耗能支持26.7km，UE在室內考慮20dB穿透損耗能支持9.2km，UE在室內考慮30dB穿透損耗能支持2.9km。

（5）在終端用戶在船艙外時，覆蓋距離可以達到25Km的需求，滿足海油的需求。終端用戶在油輪船艙內部時由于鏈路損耗覆蓋距離可能不能達到25Km的要求，第一階段可通過需考慮通過室內分布的方式完成覆蓋。

第三章 3G技術在海上平臺應用

第一節 3G技術在海上平臺的技術應用

一、技術可行性分析

1個平臺按照10部語音終端，10部數據終端考慮，每個鉆井平臺按照1M-2M數據速率進行設計。1個油輪按照10部語音終端，10部數據終端考慮，每個油輪按照1M-2M數據速率進行設計。

油輪上可使用固定終端，移動終端要求三防。對于鉆井平臺上終端存在移動性要求。

生產區設備需要防爆證書。

在終端用戶在船艙外時，覆蓋距離可以達到25Km的需求，滿足海油的需求。終端用戶在油輪船艙內部時由于鏈路損耗覆蓋距離可能不能達到25Km的要求，第一階段可通過需考慮通過室內分布的方式完成覆蓋。

天線選型：

為了增強海面覆蓋，選用扇區化天線完成宏覆蓋。即每個鉆井平臺的室外覆蓋部分的配置為S3/3/3至S6/6/6.由于在較為空曠地方采用垂直極化天線比采用其他極化的天線的效果要好，若需要盡可能地覆蓋得更遠些，建議選用單極化天線條件。海面覆蓋小區建議選用單極化（垂直極化）天線。另外為了抗風，天線采用鏤空天線，減少天線受風面積。

天線與基站架設方式：

按照鏈路預算，在存在直視徑的情況下，室外覆蓋可以達到25公里以上，而平臺本身40米高了，25公里內存在直視徑，因此不需要特別架高。安裝在室外，以抱桿或者其他的方式進行安裝，并且安裝時考慮防風設計。安裝在室內機房中，通過光纖拉遠的方式相連。

第二節 基于3G技術的新應用

基于3G網絡可承載各種新業務在海上平臺進行應用。

一、多媒體調度業務

傳統的指揮調度中心仍然使用一套語音調度系統，用以實現對緊急或突發事件的指揮調度工作。傳統的語音調度系統只能上傳和下達語音信息，不夠形象具體，也不能掌握更多的信息。例如在對某一突發事件進行決策時，需要某個領域的專家提出建議，而專家又不可能及時出現在事件的現場了解情況，此時最好的辦法就是能將現場的音視頻信號及時、同步的傳送到指揮中心，領導及專家們可以根據現場的狀況，依據多年的經驗及時作出果斷的決策。多媒體調度已經成為了新的調度業務主流。

傳統的2G移動通信系統由于無數據業務帶寬的支持，不能支持多媒體調度業務，而TD系統由于數據帶寬業務的可支持多媒體調度業務。

二、POC業務

PoC全稱Push-to-talk over Cellu-lar，是指在公共蜂窩網絡上實現PTT（Push-to-talk）業務。可快速進行“一對一”或者“一對多”的通話。

PoC采用雙向、即時、多方通信方式，允許用戶與一個或多個用戶進行通信。 通過POC業務不僅能夠實現一對一的通話，而且能夠實現對講，組呼功能，可以進行更加快速的生產調度。具有以下的特性：

用戶與調度臺之間一按即通的通信能力

調度臺與用戶之間的一對一半雙工呼叫

調度臺與用戶之間的一對一全雙工呼叫

調度臺與用戶之間的一對多半雙工呼叫

調度臺與用戶之間的一對多全雙工呼叫

調度臺與用戶之間的一對一即時消息

調度臺與用戶之間的一對多及時消息

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關鍵詞：GSM/SMS；SIM900A；AT指令；信息查詢；PDU

DOIDOI：10.11907/rjdk.162157

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A文章編號：1672-7800（2016）012-0077-03

0 引言

近年來，移動互聯網通訊技術快速發展，網速逐年大幅提升，移動數字終端（如：手機、平板電腦）通過裝載功能強大、種類繁多的APP軟件，正逐步替代傳統的PC電腦，成為主流的“資訊終端”。另一方面，開發專業APP軟件投入大、周期長、技術門檻高，對于信息化建設預算較為有限的單位普遍比較困難。如何以最低的成本構建安全穩定的數據通道，為移動數字終端高效便捷地開展信息查詢工作做好底層通訊保障，具有較強的現實意義。為此，本文實現了一種操作簡單、價格低廉、性能穩定的移動終端數據查詢系統。

考慮到我國中小企業的實際分布狀況及當前移動通信網絡的普及情況，本文借助無線通信的優勢，選用GSM（Global System of Mobile Communication）網絡的SMS（Short Message Service）技術來實現遠程無線信息查詢，提出了一種手機短信信息查詢系統實現方法。

1 組網結構與工作原理

GSM/SMS信息查詢系統結構如圖1所示，該系統主要由手機終端、移動通訊網絡（GSM）、企業內部局域網、SIM900A通訊模塊、應用服務器和數據庫服務器及數據庫管理軟件（Oracle）組成。手機終端用于發送查詢指令和接收查詢反饋結果；移動通訊網絡是連接企業局域網和手機終端的數據傳輸橋梁；應用服務器及控制程序是整個系統的控制核心，通過串口與SIM900A通訊模塊連接，發送AT指令從此模塊中讀取短信，對短信內容進行解析，提取查詢內容并發送至數據庫服務器進行數據檢索；同時將數據庫檢索結果進行短信封裝并通過SIM900A通訊模塊反饋給查詢端。數據庫服務器用于存儲企業級數據，使用的數據管理軟件為Oracle企業版。

2 系統硬件設計

系統采用SIM900A通訊模塊接收運營商短信中心轉發的短信息，通過模塊TXD和RXD針腳與CP2102 USB-TTL模塊實現數據交互，該模塊使用USB接口與應用服務器連接，將數據傳送至服務器。數據發送則為以上過程的反向過程，硬件結構如圖2所示。

SIM900A通訊模塊為無線收發模塊，由SIMCom公司開發核心芯片。它屬于雙頻GSM/GPRS模塊，工作頻段為EGSM 900MHz和DCS 1800MHz，完全采用SMT封裝形式，性價比較高。該模塊與主控制器通過UART1連接，外接SIM卡電路，電源供電為+5V。

CP2102 USB-TTL轉換模塊，內置USB2.0全速功能控制器、USB收發器、晶體振蕩器、EEPROM及異步串行數據總線（UART），支持調制解調器全功能信號，無需任何外部USB器件。CP2102與其它USB-UART轉接電路的工作原理類似，通過驅動程序將PC的USB口虛擬成COM口（又稱串口）以達到擴展的目的。

3 系統軟件設計與實現

一般情況下，SIM900A模塊均是以單片機為控制主機[1-3]，為了降低技術復雜程度并節約硬件成本，本文沒有采用單片機作為控制核心，所有控制程序均布置在應用服務器中，以服務器為控制核心發送各類指令和查詢數據。

3.1 控制程序流程

SIM900A和CP2102模塊通過服務器USB接口完成硬件連接加電，控制程序主要流程如下：主程序首先完成數據庫連接初始化操作，確保數據庫能夠正常訪問；然后通過SerialPort函數打開串口，初始化SIM900A模塊，初始化工作主要包括選擇短信格式、設置短信模式參數等。當完成初始化工作后進入接收短信輪詢狀態，輪詢時間為3秒，當接收到“+CMTI”信息提示，即發現有新的短信，按照短信PDU模式對接收信息進行解析，若解析成功且短信內容符合程序要求，即按照查詢內容生成SQL語句發送至數據庫進行信息檢索。根據數據庫檢索結果進行短信PDU模式封裝，過長的短信息需封裝成多個PDU包進行發送。程序流程如圖3所示。

3.2 PDU模式短信息解析及發送

SIM900A模塊發送短信支持文本和PDU兩種模式。文本模式（又稱text模式）沒有拆分重組功能，不能發送較長內容的短信。PDU模式單次可發134個有效字節（268/2=134，見表1），可將較長短信拆分成多條信息發送，并在接收端進行重組。本文采用PDU模式進行短信發送，首先要使用StringToUnicode函數將發送的文本內容進行Unicode編碼轉換[4]，然后按照PDU模式的協議標準進行報文拼接。報文格式如表1所示。

3.3 信息查詢安全策略

根據實際需要，以特殊字符或大寫英文字母置于擬發送的短信息首端，作為信息查詢分類標識，如短信內容為“*A88888”，表示查詢車牌號為“A88888”的車輛注冊信息，“*”為車輛信息查詢標識；短信內容為“P張三”，表示查詢本單位員工張三的手機和辦公電話號碼，“P”為員工聯系方式查詢標識。

為了防止用戶惡意竊取信息等情況發生，此系統設置了非法用戶過濾和單日最高查詢次數限制的安全策略。程序讀取短信后解析查詢手機端電話號碼，在數據庫中檢測是否為合法用戶，非法用戶查詢信息將不會反饋。對于合法用戶的查詢操作進行數據日志記錄，一般用戶單日查詢次數超過規定上限值，系統將不反饋信息，有效避免信息大量泄漏，保障了信息安全。

4 系統實現

本系統采用Visual Studio 2010作為開發平臺，操作系統為Windows 2008 Enterprise，數據庫管理系統為Oracle 11g，使用CP2102 USB-TTL轉換模塊實現USB口虛擬化COM口（又稱串口）需在應用服務器端安裝驅動程序。回顯狀態欄用于實時監控SIM900A通訊模塊運行狀況和短信收況；發送欄主要功能為發送短信至目標手機號；信息接收欄顯示通訊模塊接收到的短信息和按照查詢指令完成查詢操作及擬反饋的短信息。

5 結語

設計并實現了一種基于GSM/SMS的信息查詢系統，可為中小型企業通過移動終端實現信息查詢提供一種有效方法，在實際應用中證明此系統具有長時間在線、應用范圍廣、穩定安全等特點。GSM/SMS技術以無線電波為載體實現了企業網與互聯網在鏈路層的互通，而本文提出的是一種構建輕量級企業專網數據訪問通道的方法，因內部安全控制策略較為簡單，不適用于保密安全級別較高的企事業單位。為此，如何將通訊模塊與企業網絡安全策略有機整合，有效利用網絡邊界接入平臺進一步提高系統整體安全性是下一步研究的重要方向。

參考文獻：

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[3] 曾明如，羅浩.基于ARM9的視頻監控系統設計[J].計算機工程與設計，2015，34（4）：925-929.

[4] 張維文，孫耀杰，王彬宇.基于Android和SIM900A模塊位置實時監控系統的設計與實現[J].中國礦業，2014，23（S2）：362-365.

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關鍵詞：Oracle；備份；復制

Oracle數據庫作為通信企業最重要的數據庫支撐，其數據的復制與災難恢復至關重要，如果不采取一定手段保證數據的完整，其帶來的損失可能是災難性的，所以，對于一個成熟的數據庫軟件產品來說，Oracle本身提供了強大的備份與恢復策略。

一.Oracle GoldenGate包含了Oracle數據庫企業版11g的重要選件 Active DataGuard

1.移動通訊行業的7×24小時高可用，建議主系統側使用Oracle RAC，通過GoldenGate（含Active DataGuard）同時將數據實時災備到異地的數據庫上（如果使用Oracle RAC更好），在災難發生時，遠程的節點上有完全同步的數據，可以迅速切換到遠程節點上提供原有服務。

2.移動通訊行業，尤其是省網整合過程中存在的地市多中心，同樣需要數據的“大集中”、集中災備以及從主中心的數據回流。因此，我們推薦在各分中心和主中心（集中災備中心）之間使用GoldenGate進行數據傳輸（單雙向均可），。這種架構既能解決其它高速復制產品無法實現的N+1模式，又能解決數據上傳和回流的雙向復制問題。

3.移動行業的應用系統已經逐步發展成了大數據量、高并發、海量數據檢索以及報表查詢負載重的系統，因此經常需要對主系統的查詢負載進行卸載。因此，我們推薦在主系統和查詢分離服務器（如報表服務器）之間使用GoldenGate進行數據傳輸（通常單向即可）。

二.Oracle GoldenGate技術原理簡介

GoldenGate公司的領先技術就是逐漸為大家所知的交易數據管理Transactional Data Management（TDM），可以在異構的IT基礎結構（幾乎所有常用操作系統如和數據庫平臺）之間實現大量數據的秒一級的數據捕捉、轉換和投遞。GoldenGate通過解析數據庫日志并將數據傳輸和應用到目標數據庫，實現數據同步復制。

GoldenGate的數據復制過程如下：

1.利用捕捉進程（Capture Process）在源端數據庫讀取在線日志或則歸檔日志，然后進行解析，只提取其中數據的變化如增、刪、改操作，并將相關信息傳送到目標系統。捕捉進程在每次讀完日志中的數據變化并將數據傳送到目標系統后，會寫檢查點，記錄當前完成捕捉的日志位置，檢查點的存在可以使捕捉進程在中止并恢復后仍可從原來日志位置繼續復制；

2.目標系統接受數據變化并緩存到GoldenGate隊列當中，隊列為一系列臨時存儲數據變化的文件，等待投遞進程讀取數據；

3.GoldenGate投遞進程從隊列中讀取數據變化并創建對應的SQL語句，通過數據庫的本地接口執行，提交到數據庫成功后更新自己的檢查點，記錄已經完成復制的位置，數據的復制過程最終完成。

由此可見，GoldenGate是一種基于軟件的數據復制方式，它從數據庫的日志解析數據的變化（數據量只有日志的四分之一左右）。GoldenGate將數據變化轉化為自己的格式，直接通過TCP/IP網絡傳輸，而且可以通過高達9：1的壓縮率對數據進行壓縮，可以大大降低帶寬需求。通過128位的數據加密技術，保證數據在傳輸過程的安全性；在目標端，GoldenGate可以通過交易重組，分批加載等技術手段大大加快數據投遞的速度和效率，降低目標系統的資源占用，以實現秒一級大量數據的同步復制。

GoldenGate可以提供可靠的數據復制，主要體現在下面三點：

1.保證事務一致性

GoldenGate應用復制操作的順序與在源系統上的順序相同，并且按照相同的事務環境提交，確保在目標系統上數據的完整性和讀一致性，為實時查詢和事務處理創造了條件。

2.檢查點機制保障數據無丟失

GoldenGate的抽取和復制進程使用檢查點機制記錄完成復制的位置。對于抽取進程，其檢查點記錄當前抽取日志的位置，下次復制

3.可靠的數據傳輸機制

GoldenGate使用應答機制傳輸交易數據，只有在得到確認消息后才認為數據傳輸完成，否則將自動重新傳輸數據，從而保證了抽取出的所有數據都能發送到備份端。

三.GoldenGate TDM異常處理機制

GoldenGate TDM軟件提供了完善的異常處理機制，可以自如應對各種異常，下面我們對常見的一些情況作具體分析：

1.網絡故障異常處理

如數據傳輸過程中出現傳輸不穩定甚至中斷等情況，GoldenGate TDM可以自動的處理網絡中斷，在網絡恢復后重新啟動復制，中斷期間的數據可以在網絡恢復后復制到備份端數據庫。

在網絡中斷出現后，GoldenGate TDM的抽取進程會自動停止，此時共享陣列中的檢查點記錄最后一次成功復制數據的位置。GoldenGate TDM能夠以用戶自定義的間隔自動重新啟動抽取進程，直到網絡恢復進程重啟成功。抽取進程重新啟動后首先去讀取檢查點，找到中斷位置從對應日志中重新開始讀取，開始正常復制過程，整個過程無需人工干涉。