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廈門才茂通信科技有限公司
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一、背景概述
隨著*門信息化建設的快熟發展，乘坐公交車使用IC儲值卡在市民出行已經是一種常態，該卡作為公交系統“電子錢包"，可以在的地點購買或充值，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卡充值網點由于受到有線接入方式的限制，不能根據需要大量設置充值網點，使市民感覺很不方便，阻礙了公交IC卡的發卡和使用。
4G DTU 公交IC卡充值網點無線接入系統方案
一、背景概述
隨著*門信息化建設的快熟發展，乘坐公交車使用IC儲值卡在市民出行已經是一種常態，該卡作為公交系統“電子錢包”，可以在的地點購買或充值，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卡充值網點由于受到有線接入方式的限制，不能根據需要大量設置充值網點，使市民感覺很不方便，阻礙了公交IC卡的發卡和使用。
從而針對目前有線通信公交充值系統存在的問題與不足，我們借助4G移動數據通信平臺實現公交IC卡充值網點接入的解決方案。基于4G無線技術的公交IC卡充值網點無線接入方式，不再受到有限通信網的限制。
二、系統簡介
該系統采用*成熟的4G無線數據終端為遠程傳輸模塊，依托穩定、可靠的中國移動4G網絡，系統運行可靠，數據采集實時性強。該系統有效的解決了其他通信方式存在的各種問題。在保證數據傳輸的及時、準確的前提下，將系統運行費用也降低到了zui低；同時，通信鏈路由專業的運營商來維護，避免了用戶在使用監測系統的同時，還需要耗費很大精力去維護通信線路等問題；節約了用戶的初期建設投資和運行維護費用。
三、4G無線傳輸數據有以下優勢：
1．覆蓋地域廣，目前移動通信網在全國的覆蓋率95%以上，非邊遠地區覆蓋率幾乎*。4G用戶可隨意分布和移動自己的網絡點，無須擔心線路的維護或有線在移機時導致的通訊中斷。建設新的監控點無需進行拉線，埋線等工作。較光纖，或專線系統投資較少，設備安裝方便。通信距離遠，在任何場合都可以設中心站。覆蓋較好，比較很多無線數據網絡（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網絡覆蓋是的。
2．終端價格比較低，與DDN相比，較DDN專線Modem其終端價格便宜很多。
3．4G資費便宜，計費合理。4G資費包月比網絡資費還便宜。公交IC卡充值數據采集業務沒有大數據量的信息傳輸，不必要采用資費很高的專線（DDN、幀中繼）。4G還可根據通信的數據量和提供的服務質量進行計費。在4G網中，用戶只需與網絡建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數據時才占用信道并被計費，保持時不占用信道不計費。這樣，營業點即不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費用。
4．4G能地支持頻繁的、少量突發型數據業務。通信質量穩定可靠，*掉線。
5．4G網絡接入速度快，提供了與現有數據網的無縫連接。由于4G網本身就是一個分組型數據網, 支持TCP/IP、X.25協議，因此無需經過PSTN等網絡的轉接，直接與分組數據網（IP網或X.25網）互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數據業務。采用TCP/IP協議，較以前的無線數據網絡（集群，雙向傳呼，GSM短信息）而言，網絡接入更加直接方便。
四．系統拓撲結構圖（參考）
本公交IC卡充值繳費系統由主機，充值繳費終端， 4GDTU等設備組成。通過充值繳費終端設備與4GDTU相連，實現數據交互，充值繳費終端設備將客戶充值繳費信息數據實時采集后通過串口通信方式送往4GDTU，在由DTU通過4G網絡把客戶充值信息發送到公交集團數據中心。同時，充值終端設備實時接收由中心通過4GDTU傳輸發來的數據指令完成相應控制功能。
公交集團數據中心通過4GDTU接收來自各充值網點的信息數據，并對數據進行存儲、歷史趨勢分析、報表打印等信息查詢、統計及打印功能
1. 實時接收各充值網點充值數據信息。
2. 根據需要，查詢各充值網點充值數據信息情況，并在屏幕顯示或打印輸出。
3. 實時監視各充值網點工作狀態。
五．系統方案
公網方案
中心用一個服務器組作為中心接收，中心采用 ADSL 等 INNET 公網連接，采用公網固定 IP 或者公網動態 IP+DNS 解析服務。此種方案先向 INTERNET 運營商申請 ADSL 等寬帶業務。 1) 中心公網固定IP：監控點直接向中心固定 IP 發起連接。運行可靠穩定，*此種方案。（固定 IP 費用比較貴） 2) 中心公網動態 IP+DNS 解析服務：大部分 IP 都是動態的，而且費用相對便宜。客戶先與 DNS 服務商開通動態域名，動態域名解析軟件如下：（可以先申請免費的二級域名進行測試）
注意：監控點先采用域名尋址方式連接 DNS 服務器，再由 DNS 服務器找到中心公網動態 IP，建立連接。此種方式可以大大節約公網固定 IP 的費用，但穩定性受制于 DNS服務器的穩定，所以要尋找可靠的 DNS 服務商。
專網方案
根據客戶內部網對網絡安全的特殊要求，決定采用中國移動4G網絡的APN形式入網：
通過一條2M專線接入移動公司4G網絡，雙方互聯路由器之間采用私有IP地址進行廣域連接，在移動認證路由器與用戶認證路由器之間建立加密隧道。
為客戶分配的APN，普通用戶不能進入該APN。只有4G專網卡才能進入該APN網絡，防止其他非法用戶的進入。
用戶在內部建立RADIUS服務器，作為內部用戶接入的遠程認證服務器（或在APN路由器內，啟用路由器本地認證功能）。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內部安全。
用戶在內部建立DHCP服務器（或在APN路由器內，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內部地址。
端到端加密：移動終端和服務器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。
雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。
2．APN業務流程
4G專網系統終端上網登錄服務器平臺的流程為：
1）用戶發出4G登錄請求，請求中包括由移動公司為4G專網系統專門分配的專網APN；
2）根據請求中的APN，SGSN向DNS服務器發出查詢請求，找到與企業服務器平臺連接的GGSN，并將用戶請求通過GTP隧道封裝送給GGSN；
3）GGSN將用戶認證信息（包括、用戶賬號、密碼等）通過專線送至Radius進行認證；
4）Radius認證服務器看到等認證信息，確認是合法用戶發來的請求，向DHCP服務器請求分配用戶地址；
5）Radius認證通過后，由Radius向GGSN發送攜帶用戶地址的確認信息；
6）用戶得到了IP地址，就可以攜帶數據包，對4G專網系統信息查詢和業務處理平臺進行訪問。
4G DTU 簡介
4G DTU是基于移動4G網絡，針對工業監控、交通管理、金融等行業的數據通信的應用開發的。與數據中心的接口設備一起提供透明數據傳輸通道，組成用戶數據網絡。
DTU：20Ppin RS232/RS485/TTL接口，內置式，適用于各種應用的二次開發。
六、結束語
以4G為基礎的無線數據系統有很廣泛的應用，4G使互聯網進入無線領域，一直延伸到手掌上。除了支持傳統的互聯網應用，4G也可使無線終端支持B2B、B2C的電子商務和電子支付、股票交易、銀行轉帳等應用。4G同樣可以應用于公司內部網(INTRANET)，基于IP的遠程LAN接入，使無線終端成為LAN的延伸，幾乎所有低速率的數據傳輸服務都可以應用，如對電力系統自動化、工業監控、交通管理、氣象、金融、環保監測、煤礦、油田、證券等行業領域的應用。
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