肖海濤 王大成

摘 要：航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)是數(shù)字航道重要的應(yīng)用平臺(tái)，而終端通信服務(wù)平臺(tái)正是航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)最主要的支撐平臺(tái)，是銜接外場終端與監(jiān)測平臺(tái)的中轉(zhuǎn)平臺(tái)。本文主要提出了終端通信服務(wù)平臺(tái)的主要設(shè)計(jì)思路及功能架構(gòu)模塊。終端通信服務(wù)平臺(tái)已經(jīng)在數(shù)字航道建設(shè)中取得了應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測 終端通信服務(wù)平臺(tái) 注冊(cè) 告警

數(shù)字航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)作為全面、實(shí)時(shí)掌握航道各類動(dòng)靜態(tài)信息監(jiān)測與控制平臺(tái)，是航道部門開展各類業(yè)務(wù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)將基于統(tǒng)一的電子航道圖，輔助航道管理部門實(shí)現(xiàn)航標(biāo)遙測遙控、水位遙測遙報(bào)、霧情遙測遙報(bào)、船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)測等功能，切實(shí)提高航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測和管理能力。終端通信服務(wù)平臺(tái)正是實(shí)現(xiàn)這些功能的一個(gè)重要通道。終端通信服務(wù)平臺(tái)是銜接數(shù)字航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)與多種類外場終端設(shè)備數(shù)據(jù)通信中轉(zhuǎn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)航標(biāo)、水位、霧情、工作船舶、多種任務(wù)指令等各類動(dòng)態(tài)信息的統(tǒng)一收發(fā)、處理、存儲(chǔ)。終端通信服務(wù)平臺(tái)位于數(shù)字航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)與多種外場終端傳輸通道之間，一方面承擔(dān)應(yīng)用系統(tǒng)與外場終端保持?jǐn)?shù)據(jù)通信的運(yùn)算開銷，另一方面屏蔽不同種類、不同廠商的外場終端在通信編碼上的差異性，終端通信服務(wù)平臺(tái)對(duì)外部應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)一提供數(shù)據(jù)發(fā)布接口，完成動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)上匯總的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的對(duì)外發(fā)布。

1.終端通信服務(wù)平臺(tái)總體構(gòu)成

如圖1。

2.終端通信服務(wù)平臺(tái)通訊設(shè)計(jì)

（1）通訊接口設(shè)計(jì)

通訊方式在物理鏈路上終端側(cè)采用GPRS或3G鏈路，在終端通信服務(wù)平臺(tái)這一側(cè)通過電信運(yùn)營商轉(zhuǎn)化為了互聯(lián)網(wǎng)鏈路。通信方式主要采用了基于TCP/UDP協(xié)議，并以短信息交互方式作為補(bǔ)充（短信在如激活外場終端、終端固件號(hào)更換、序列號(hào)修復(fù)、通訊故障時(shí)使用）。

（2）安全性設(shè)計(jì)

終端IP合法性驗(yàn)證

終端產(chǎn)品號(hào)和序列號(hào)的匹配驗(yàn)證

引入密鑰體系；數(shù)據(jù)傳送采用MD5加密

3.終端通信服務(wù)平臺(tái)功能模塊。

（1）終端通信處理模塊

終端連接監(jiān)聽；終端報(bào)文解析并與動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)報(bào)文適配；上報(bào)適配信息給動(dòng)態(tài)檢測平臺(tái)通訊分處理模塊；獲取差分基站模塊差分?jǐn)?shù)據(jù)并分發(fā)差分?jǐn)?shù)據(jù)給需要差分的航標(biāo)終端；下發(fā)配置及指令給指定終端；終端注冊(cè)；終端登錄。

（2）動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)通訊處理模塊

終端通訊平臺(tái)連接監(jiān)聽；解析監(jiān)測平臺(tái)報(bào)文并適配；下發(fā)適配信息給終端通訊處理模塊；接收終端通訊模塊上報(bào)信息并適配；將適配后的終端信息上報(bào)給動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)。

（3）數(shù)據(jù)庫通訊處理模塊

連接數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫；監(jiān)測數(shù)據(jù)庫連接狀態(tài)；提供數(shù)據(jù)庫功能接口。

（4）差分處理模塊

主動(dòng)連接差分基站；完成差分基站協(xié)議交互獲取差分?jǐn)?shù)據(jù)；建立差分?jǐn)?shù)據(jù)公共緩沖區(qū)；維護(hù)差分?jǐn)?shù)據(jù)緩存；提供差分?jǐn)?shù)據(jù)獲取接口。

（5）短信處理模塊

外場終端遠(yuǎn)程喚醒；修復(fù)終端序列號(hào)；修復(fù)終端基礎(chǔ)秘鑰；終端告警；外場終端采集上報(bào)。

4.終端通信服務(wù)平臺(tái)具體實(shí)現(xiàn)方法

軟件開發(fā)語言采用C++語言，平臺(tái)軟件開發(fā)形式使用后臺(tái)服務(wù)開發(fā)形式，平臺(tái)軟件總體使用ACE開源庫進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)庫接口開發(fā)使用ORACLE提供的OCCI開源庫。差分基站通訊接口使用NTRIP協(xié)議開源代碼。網(wǎng)絡(luò)連接類型使用TCP連接。軟件功能模塊命名：終端通訊處理模塊，動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)通訊處理模塊，數(shù)據(jù)庫通訊模塊，差分基站通訊處理模塊，短信處理模塊。

終端通訊處理模塊和動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)通訊處理模塊是主要的通訊接口模塊，而數(shù)據(jù)庫通訊處理模塊和差分基站通訊處理模塊是輔助資源集。數(shù)據(jù)庫模塊為數(shù)據(jù)庫入庫提供功能接口，具體入庫流程由終端通訊處理模塊控制。差分基站通訊處理模塊主要是為差分功能提供數(shù)據(jù)資源，具體數(shù)據(jù)分發(fā)使用由動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)通訊模塊和終端通訊處理模塊具體控制完成。

5.主要業(yè)務(wù)流程

（1）終端注冊(cè)流程

未注冊(cè)的終端不能發(fā)送登錄請(qǐng)求，所以所有終端啟用前的第一步就是向終端通信服務(wù)平臺(tái)注冊(cè)。終端在注冊(cè)時(shí)需上傳預(yù)置的終端序列號(hào)和與硬件相關(guān)的終端固件號(hào)供平臺(tái)建立映射關(guān)系。注冊(cè)順利完成后，平臺(tái)建立終端固件號(hào)、終端序號(hào)之間的映射關(guān)系。只有與映射關(guān)系相符的終端才能合法登錄。

（2）外場終端喚醒流程

終端通信服務(wù)平臺(tái)需要終端上線處理業(yè)務(wù)信息，則準(zhǔn)備遠(yuǎn)程喚醒報(bào)文，下發(fā)至終端喚醒其登錄。終端將應(yīng)答報(bào)文回復(fù)至終端服務(wù)通信平臺(tái)。如果終端未注冊(cè)，則終端首先向終端通信服務(wù)平臺(tái)發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求，終端通信服務(wù)平臺(tái)收到后進(jìn)行注冊(cè)應(yīng)答。終端按照遠(yuǎn)程喚醒的要求向終端通信服務(wù)平臺(tái)發(fā)送登錄請(qǐng)求報(bào)文。終端通信服務(wù)平臺(tái)應(yīng)答終端登錄請(qǐng)求。

（3）外場終端喚醒異常處理

終端通信服務(wù)平臺(tái)收到終端的遠(yuǎn)程喚醒應(yīng)答后，在超時(shí)時(shí)間內(nèi)仍未收到終端的登錄或注冊(cè)報(bào)文，則終端通信服務(wù)平臺(tái)重發(fā)遠(yuǎn)程喚醒報(bào)文直到達(dá)到最大重發(fā)次數(shù)或終端向平臺(tái)發(fā)送登錄請(qǐng)求或注冊(cè)請(qǐng)求。若達(dá)到最大重發(fā)次數(shù)仍未收到終端登錄或注冊(cè)請(qǐng)求，則平臺(tái)生成報(bào)警。

（4）終端告警流程

終端出現(xiàn)異常，無法通過TCP/ UDP與平臺(tái)交互，終端根據(jù)異常類型，準(zhǔn)備報(bào)警信息。終端通過SMS向終端服務(wù)通信平臺(tái)發(fā)送報(bào)警信息。終端服務(wù)通信平臺(tái)收到報(bào)警后，在平臺(tái)上生成告警，并寫入日志。平臺(tái)向終端發(fā)送報(bào)警應(yīng)答。終端收到應(yīng)答后，標(biāo)志狀態(tài)為“下線”，等待人工修復(fù)。

（5）終端上報(bào)流程

①終端注冊(cè)、登錄；

②終端服務(wù)通信平臺(tái)控制終端注冊(cè)、登錄；

③終端服務(wù)通信平臺(tái)控制終端下線；

④上傳業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、告警信息。

⑤生成發(fā)布信息。

（6）短信業(yè)務(wù)流程

短信業(yè)務(wù)處理流程是對(duì)GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)通訊方式的一種補(bǔ)充和備份，當(dāng)GPRS/3G 通訊中斷時(shí)，利用短信業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)配置、檢修以及終端數(shù)據(jù)上報(bào)等功能。短信業(yè)務(wù)包括以下幾種“外場終端遠(yuǎn)程喚醒”、“修復(fù)終端序列號(hào)”、“修復(fù)終端基礎(chǔ)密鑰”、“終端告警”、“外場終端采集數(shù)據(jù)上報(bào)”。

6.結(jié)束語

終端通信服務(wù)平臺(tái)已經(jīng)在數(shù)字航道工程建設(shè)中得到相應(yīng)的應(yīng)用，經(jīng)過實(shí)際系統(tǒng)的檢測，實(shí)用性及可靠性得到了相應(yīng)的印證。目前是數(shù)字航道動(dòng)態(tài)監(jiān)測平臺(tái)最重要的應(yīng)用支撐平臺(tái)。