基于CDMA网络的水利信息数据发布管理系统
作者：蓝斯通信有限公司时间：2010-11-20 我要发布
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基于CDMA网络的水利信息数据发布管理系统 |
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一、???????? 前言... 1
二、???????? CDMA网络概述... 1
三、???????? 系统概述... 2
四、???????? 系统结构... 3
五、???????? 系统硬件配备... 4
六、???????? 系统功能... 5
七、???????? 结束语... 7
一、??? 前言
随着科学技术的发展，实现水利信息数据发布管理系统自动化已成为水利系统发展的趋势。水利系统的迅猛发展需要完善、先进和实用的水利自动化系统来保证。而目前所采用的自动化系统的传输媒介主要由有线Internet网络组成，而有线网络存在的不足之处在于信息将有可能轻易的暴露于公共网络当中，降低了系统整体的安全性，因此一般的解决办法主要是加装网闸或者采用DDN专线形式，但这种做法所导致的是整个系统的成本增加，并且因为网闸本身的稳定性问题，很可能影响到系统的有效运行。
鉴于以上原因，本文提出另外一种解决方案，通过CDMA无线网络，将监控中心服务器与各个区镇客户端连接起来，实现水利信息数据的无线传输，既保证了系统的安全运行，也节省了架设专线的成本，而且还能保证信息发布的实时性和整个信息发布系统的稳定运行。
以下章节将对整套基于CDMA无线网络的水利信息数据发布管理系统进行详细的介绍。
二、? CDMA网络概述
CDMA是(Code Division Multiple Access)即码分多址技术,是近年来用于数字蜂窝移动通信的一种先进的无线扩频通信技术。
CDMA允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。
CDMA数据传输的优点在于:
（1）??????? 传输速率高，最高理论带宽可达到230.4kb/s；
（2）??????? 永远在线，可以实时传输数据；
（3）??????? 适合数据流量大、交互频繁的行业使用；
（4）??????? 传输稳定并且具备极高的安全性。
在这里我们着重强调CDMA网络的安全性
1)??????? CDMA是一种安全性极高的CDMA移动通信网络。CDMA起源军事保密技术，广泛应用于军事领域，具有抗干扰、安全通信、保密性好等特性。其缘由：
2)??????? CDMA系统采用扩频技术，经过扩频以后的有用信号频谱被大大拓宽了，用户信号隐蔽在互不相关的信号中，无法识别出哪些是通信信号、哪些是噪音；
3)??????? CDMA采用快速切换功率控制技术，即便是捕捉到了用户信号，也不能锁定快速功率切换下的有用信号；
4)??????? CDMA采用伪随机码技术，用长达42位的伪随机码来标识区分用户，每次通信都有4.4万亿种可能的排列，根本破译不出CDMA的编码，更谈不到窃取有用信息了，即使使用目前世界上最快的计算机，破译出CDMA编码也需要上百年。
三、? 系统概述
水利信息数据发布系统的开发目标是建立一个安全可靠，能提供各种高级服务，并有为应用程序的执行和实施提供较强功能的开放式平台和运行在该平台的多个相对独立的应用子系统组成的系统，成为一个符合水利信息发布系统现代化管理要求的，分布式，开放式，模块化，可扩充的水利综合管理系统。基础平台除提供基本的硬件技术和操作系统内核外，还提供诸如数据库系统、信息传递、人机界面、实时环境应用程序等基础服务。
本系统网络架构如下图所示，系统分为三个部分，分别是个监控中心数据服务器、CDMA路由器、各区镇客户端。主站主要完成人机交互工作以及信息数据的下发；CDMA路由器主要负责网络数据链路建立和水利信息数据传输的透明通道；区镇客户端主要进行信息的接收与发布。
四、??? 系统结构
整套系统规模为50个区镇客户端（加装50台CDMA路由器），1个中心数据库服务器（加装1台CDMA路由器）。
本系统设立一个数据中心，配备一台中心数据库服务器（安装服务器信息发布软件）和一台CDMA路由器（本文统一简称服务器端路由），申请CDMA的固定IP业务，并接入CDMA路由器，区镇客户端（安装客户端信息接收软件）也配备一台CDMA路由器（本文统一简称客户端路由），均采用固定IP的UIM卡（开通CDMA上网业务）。
采用这种方式组成点对多点网络具有成本低，组网快，维护方便的特点，且稳定性高、适时性好。
两端的CDMA路由器上电工作后，将赋予中心数据库服务器和区镇客户端无线上网功能，区镇客户端通过预先设置在其内部的数据库服务器IP地址主动访问中心数据库服务器，以此建立TCP/IP链路。数据库服务器本身维护接入的每个客户端路由的ID号和区站名称，当数据库服务器要向某个区镇客户端提出信息发布请求时，它会根据区镇名称和ID号来找到对应的客户端路由，将命令下发到该路由，客户端路由接收到命令后，将其发到区镇客户端，区镇客户端接收指令后开始接收中心数据库服务器所发布的信息，即完成一次应答式的通讯流程。
五、??? 系统硬件配备
（1）?????? 中心数据库服务器
可采用水利局现有数据库服务器，无需另外购置，且充分利用数据库服务器的原有功能。
（2）?????? 区镇客户端
各个区镇客户端可配备一台普通的PC机作为信息接收与发布使用，可以采用诸如DELL/联想/HP等品牌电脑。
（3）?????? CDMA路由器
本系统所采用CDMA路由器均为厦门蓝斯通信有限公司提供，主要实现中心数据库服务器和区镇客户端之间的“无线桥梁”作用。参数、功能指标如下：
技术指标
?? 支持IS
?? 支持13K QCELP音频编解码
?? 支持RUIM卡接口
?? 支持RS232和10/
?? 支持耳机麦克风接口
?? 天线接口为：50Ω/SMA阴头
?? 5～35V直流供电，通信状态下平均功耗小于2W，待机状态下功耗小于1W
?? 工作环境温度：
?? 相对湿度：95％（无凝结）
产品特点
?? 支持IS
?? 支持VPN、IPSec、数据加密等安全功能
?? 支持无线视频监控和动态图像传输
?? 采用高性能的32位嵌入式处理器，可高速处理协议和大量数据
?? 支持TCP/IP、UDP、TELNET、FTP、HTTP等完善的网络协议
?? 采用完备的防掉线机制，保证数据终端永远在线
?? WDT看门狗设计，保持系统稳定
?? 智能型数据终端，上电即可进入数据传输状态
?? 支持语音通信、数据通信及短信收发功能
?? 使用方便，灵活，多种工作模式选择
?? 宽电源输入（5～35V）
?? 方便的系统配置和维护接口（WEB方式或RS-232方式）
?? 支持操作系统Windows 9x/ME/NT/2000/XP/VISTA，Linux，Unix
六、??? 系统功能
中心数据库服务器最底层为操作系统及系统软件。第二层为系统支持软件层及数据库系统。第三层为基础应用层，通过GUI界面将信息下发、统计、查询日志等各种功能显示给用户。
a)??????? 信息发布服务器端软件主要完成以下功能：
服务器设置
设定数据库服务器开放的端口号以及数据下发的时间间隔。
数据库连接
设定用户名、密码以及数据库所在地址等用户信息。
数据表关键字段
设定表名称和关键字段。
站点设置
站点名称、设备编号，对区镇客户端进行命名区分。
规则设置
设置针对一个或者多个客户端，进行下发数据库表的规则已经表内容等信息。
在线设备
显示所有在线区镇客户端的信息，如站点名称、设备编号、UIM卡号等信息。
下发记录
总览服务器端所下发致区镇的表和规则等信息，方便工作人员进行维护和统计。
上行记录
总览服务器端所接收区镇的表和规则等信息，方便工作人员进行维护和统计。
系统日志
日志功能包括实时记录系统运行日志和查询功能，查询功能包括设定时间范围查询、设备编号方式查询、表名称查询、站点名称方式查询等多种查询方式。
b)?????? 区镇客户端软件功能如下：
连接设置
设置本身的站点名称以及服务器端的IP地址和端口，设定后客户端将根据这里的连接信息与服务器端进行数据和信息的交互。
数据库类型
用户可根据所使用的数据库的不同，进行选择使用哪种数据库作为出入库类型。
接收记录
显示所接收表数据以及接收时间、记录条数等，并且具备搜索、查询、删除等功能。
查看数据库
查看所接收的各种数据库表、管理各类表数据。
系统日志
日志包含和服务器端的连接、接收、发送等各种日志信息。
七、??? 结束语
整套系统具有可靠性高，图形清晰直观，分辨率高，读识方便，数据实时性好等优点。建成后的系统可为水利水情、预防台风、水库防洪调度决策提供及时、准确的科学依据。今后，随着建设的不断进展和系统的完善，将极大地增强水利部门对各种台风、水情水情的监测能力，为领导的决策提供科学依据，为防洪度汛、兴利除害发挥出更大的作用。
