公交IC卡充值网点无线接入应用方案

一、前言

随着交通部门信息化建设的起步，各大城市纷纷开通了公交车IC储值卡，该卡作为公交系统专用的电子钱包，可以在公交总站或指定的地点购买或充值，在公交大巴及部分中巴上使用，方便了乘车出行的市民。公交IC卡充值网点由于受到有线接入方式的限制，不能根据需要大量设置充值网点，使市民感觉很不方便，阻碍了公交IC卡的发卡和使用。

厦门才茂通信科技有限公司针对目前有线通信公交充值系统存在的问题与不足，推出了借助GPRS移动数据通信平台实现公交IC卡充值网点接入的解决方案。基于3G/4G无线技术的公交IC卡充值网点无线接入方式，不再受到有限通信网的限制。

二、网络介绍

  3G/4G无线网络是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务，它是以数据流量计费、覆盖范围广泛、数据传输速度更快。3G/4G无线的推出，为行业和企业用户开展无线办公提供了基础设施平台，为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。与有线网络相比，3G/4G网络具有租用费用低、移动办公，传输速度更快等优点。3G/4G的出现为企业和行业用户开展无线办公提供了一种新的选择。

该系统采用先进成熟的3G/4G无线数据终端为远程传输模块，依托稳定、可靠的中国移动3G/4G无线网络，系统运行可靠，数据采集实时性强。该系统有效的解决了其他通信方式存在的各种问题。在保证数据传输的及时、准确的前提下，将系统运行费用也降低到了最低；同时，通信链路由专业的运营商来维护，避免了用户在使用监测系统的同时，还需要耗费很大精力去维护通信线路等问题；节约了用户的初期建设投资和运行维护费用。

三、DTU 简介

  厦门才茂GPRS DTU是基于3G/4G无线网络，针对工业监控、交通管理、金融等行业的数据通信的应用开发的。与数据中心的接口设备一起提供透明数据传输通道，组成用户专用数据网络。

DTU：20Ppin RS232/RS485/TTL接口，内置式，适用于各种应用的二次开发。

   厦门才茂3G/4G DTU是一款工业级无线数据传输设备，支持电信、移动、联通三大运营商的无线网络，设备为用户提供TCP透明无线远距离数据传输或者UDP透明无线远距离数据传输的功能。

   设备支持串口RS232接口、RS485接口、RS422接口、TTL接口或者USB接口，设备可以直接客户的上述接口设备直接相连，把客户的PLC设备、工控设备的数据透明传输到客户的数据中心，实现对客户端末设备的数据采集、数据传输、设备控制等功能。

   该产品采用ARM9工业级高性能嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台,超大内存,内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈；设备支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能；设备提供在线维持技术，保持数据终端永久在线，保存数据链路任何时候畅通，实现高速、稳定、可靠的TCP/UDP透明数据传输功能。针对网络流量和产品功耗比较敏感的客户，本产品支持语音、短信、数据触发上线以及超时自动断线的功能，降低流量降低产品功耗，实现低功耗功能。

   该产品拥有ARM9工业级处理器和智能三级保护，它不但通过电力3000V电击测试，还拥有专利技术，产品性能稳定可靠。

   该产品已广泛应用于电力集中抄表、水表集中抄表、热网监控、燃气监控、水利监控、环保检测、气象检测、地震监测，交通控制等等行业。

DTU原理框图参见下图：

四、系统网组

1.网终拓扑结构

本公交IC卡充值缴费系统由主机，充值缴费终端， 厦门才茂 3G/4G DTU等设备组成。通过充值缴费终端设备与3G/4G DTU相连，实现数据交互，充值缴费终端设备将客户充值缴费信息数据实时采集后通过串口通信方式送往3G/4G DTU，在由DTU通过3G/4G无线网络把客户充值信息发送到公交集团数据中心。同时，充值终端设备实时接收由中心通过3G/4G DTU传输发来的数据指令完成相应控制功能。

公交集团数据中心通过3G/4G DTU接收来自各充值网点的信息数据，并对数据进行存储、历史趋势分析、报表打印等信息查询、统计及打印功能

1. 实时接收各充值网点充值数据信息。

2. 根据需要，查询各充值网点充值数据信息情况，并在屏幕显示或打印输出。

3. 实时监视各充值网点工作状态。

五、系统方案

A. 公网方案

   中心用一个服务器组作为中心接收，中心采用 ADSL 等 INTELNET 公网连接，采用公网固定 IP 或者公网动态 IP DNS 解析服务。此种方案先向 INTERNET 运营商申请 ADSL 等宽带业务。    1)  中心公网固定IP：监控点直接向中心固定 IP 发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。（固定 IP 费用比较贵）    2)  中心公网动态 IP DNS 解析服务：大部分 IP 都是动态的，而且费用相对便宜。客户先与 DNS 服务商联系开通动态域名，动态域名解析软件网址如下：（可以先申请免费的二级域名进行测试）

  花生壳域名解析 http://www.oray.net/mian

88IP 域名解析  http://www.88ip.com/

注意：监控点先采用域名寻址方式连接 DNS 服务器，再由 DNS 服务器找到中心公网动态 IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定 IP 的费用，但稳定性受制于 DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的 DNS 服务商。

B. 专网方案

1、 根据客户内部网对网络安全的特殊要求，决定采用中国移动GPRS网络的专用APN形式入网：

� 通过一条2M专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有IP地址进行广域连接，在移动认证路由器与用户认证路由器之间建立加密隧道。

� 为客户分配专用的APN，普通用户不能进入该APN。只有GPRS专网卡才能进入该APN网络，防止其他非法用户的进入。

� 用户在内部建立RADIUS服务器，作为内部用户接入的远程认证服务器（或在APN路由器内，启用路由器本地认证功能）。只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部安全。

� 用户在内部建立DHCP服务器（或在APN路由器内，启用DHCP功能），为通过认证的用户分配用户内部地址。

� 端到端加密：移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。

� 双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。

2．APN业务流程

3G/4G无线专网系统终端上网登录服务器平台的流程为：

1）用户发出3G/4G登录请求，请求中包括由移动公司为3G/4G专网系统专门分配的专网APN；

2）根据请求中的APN，SGSN向DNS服务器发出查询请求，找到与企业服务器平台连接的GGSN，并将用户请求通过GTP隧道封装送给GGSN；

3）GGSN将用户认证信息（包括手机号码、用户账号、密码等）通过专线送至Radius进行认证；

4）Radius认证服务器看到手机号等认证信息，确认是合法用户发来的请求，向DHCP服务器请求分配用户地址；

5）Radius认证通过后，由Radius向GGSN发送携带用户地址的确认信息；

6）用户得到了IP地址，就可以携带数据包，对GPRS专网系统信息查询和业务处理平台进行访问。

六、结束语

以3G/4G无线网络为基础的无线数据系统有很广泛的应用，3G/4G使互联网进入无线领域，一直延伸到手掌上。除了支持传统的互联网应用，3G/4G也可使无线终端支持B2B、B2C的电子商务和电子支付、股票交易、银行转帐等应用。3G/4G同样可以应用于公司内部网(INTRANET)，基于IP的远程LAN接入，使无线终端成为LAN的延伸，几乎所有低速率的数据传输服务都可以应用，如对电力系统自动化、工业监控、交通管理、气象、金融、环保监测、煤矿、油田、证券等行业领域的应用。