终端通信服务平台在数字航道中的应用研究

肖海涛 王大成

摘 要：航道动态监测平台是数字航道重要的应用平台，而终端通信服务平台正是航道动态监测平台最主要的支撑平台，是衔接外场终端与监测平台的中转平台。本文主要提出了终端通信服务平台的主要设计思路及功能架构模块。终端通信服务平台已经在数字航道建设中取得了应用。

关键词：航道动态监测 终端通信服务平台 注册 告警

数字航道动态监测平台作为全面、实时掌握航道各类动静态信息监测与控制平台，是航道部门开展各类业务应用的基础。航道动态监测平台将基于统一的电子航道图，辅助航道管理部门实现航标遥测遥控、水位遥测遥报、雾情遥测遥报、船舶动态监测等功能，切实提高航道动态监测和管理能力。终端通信服务平台正是实现这些功能的一个重要通道。终端通信服务平台是衔接数字航道动态监测平台与多种类外场终端设备数据通信中转平台，实现航标、水位、雾情、工作船舶、多种任务指令等各类动态信息的统一收发、处理、存储。终端通信服务平台位于数字航道动态监测平台与多种外场终端传输通道之间，一方面承担应用系统与外场终端保持数据通信的运算开销，另一方面屏蔽不同种类、不同厂商的外场终端在通信编码上的差异性，终端通信服务平台对外部应用系统统一提供数据发布接口，完成动态监测平台上汇总的统计数据的对外发布。

1.终端通信服务平台总体构成

如图1。

2.终端通信服务平台通讯设计

（1）通讯接口设计

通讯方式在物理链路上终端侧采用GPRS或3G链路，在终端通信服务平台这一侧通过电信运营商转化为了互联网链路。通信方式主要采用了基于TCP/UDP协议，并以短信息交互方式作为补充（短信在如激活外场终端、终端固件号更换、序列号修复、通讯故障时使用）。

（2）安全性设计

终端IP合法性验证

终端产品号和序列号的匹配验证

引入密钥体系；数据传送采用MD5加密

3.终端通信服务平台功能模块。

（1）终端通信处理模块

终端连接监听；终端报文解析并与动态监测平台报文适配；上报适配信息给动态检测平台通讯分处理模块；获取差分基站模块差分数据并分发差分数据给需要差分的航标终端；下发配置及指令给指定终端；终端注册；终端登录。

（2）动态监测平台通讯处理模块

终端通讯平台连接监听；解析监测平台报文并适配；下发适配信息给终端通讯处理模块；接收终端通讯模块上报信息并适配；将适配后的终端信息上报给动态监测平台。

（3）数据库通讯处理模块

连接数据数据库；监测数据库连接状态；提供数据库功能接口。

（4）差分处理模块

主动连接差分基站；完成差分基站协议交互获取差分数据；建立差分数据公共缓冲区；维护差分数据缓存；提供差分数据获取接口。

（5）短信处理模块

外场终端远程唤醒；修复终端序列号；修复终端基础秘钥；终端告警；外场终端采集上报。

4.终端通信服务平台具体实现方法

软件开发语言采用C++语言，平台软件开发形式使用后台服务开发形式，平台软件总体使用ACE开源库进行开发。数据库接口开发使用ORACLE提供的OCCI开源库。差分基站通讯接口使用NTRIP协议开源代码。网络连接类型使用TCP连接。软件功能模块命名：终端通讯处理模块，动态监测平台通讯处理模块，数据库通讯模块，差分基站通讯处理模块，短信处理模块。

终端通讯处理模块和动态监测平台通讯处理模块是主要的通讯接口模塊，而数据库通讯处理模块和差分基站通讯处理模块是辅助资源集。数据库模块为数据库入库提供功能接口，具体入库流程由终端通讯处理模块控制。差分基站通讯处理模块主要是为差分功能提供数据资源，具体数据分发使用由动态监测平台通讯模块和终端通讯处理模块具体控制完成。

5.主要业务流程

（1）终端注册流程

未注册的终端不能发送登录请求，所以所有终端启用前的第一步就是向终端通信服务平台注册。终端在注册时需上传预置的终端序列号和与硬件相关的终端固件号供平台建立映射关系。注册顺利完成后，平台建立终端固件号、终端序号之间的映射关系。只有与映射关系相符的终端才能合法登录。

（2）外场终端唤醒流程

终端通信服务平台需要终端上线处理业务信息，则准备远程唤醒报文，下发至终端唤醒其登录。终端将应答报文回复至终端服务通信平台。如果终端未注册，则终端首先向终端通信服务平台发送注册请求，终端通信服务平台收到后进行注册应答。终端按照远程唤醒的要求向终端通信服务平台发送登录请求报文。终端通信服务平台应答终端登录请求。

（3）外场终端唤醒异常处理

终端通信服务平台收到终端的远程唤醒应答后，在超时时间内仍未收到终端的登录或注册报文，则终端通信服务平台重发远程唤醒报文直到达到最大重发次数或终端向平台发送登录请求或注册请求。若达到最大重发次数仍未收到终端登录或注册请求，则平台生成报警。

（4）终端告警流程

终端出现异常，无法通过TCP/ UDP与平台交互，终端根据异常类型，准备报警信息。终端通过SMS向终端服务通信平台发送报警信息。终端服务通信平台收到报警后，在平台上生成告警，并写入日志。平台向终端发送报警应答。终端收到应答后，标志状态为“下线”，等待人工修复。

（5）终端上报流程

①终端注册、登录；

②终端服务通信平台控制终端注册、登录；

③终端服务通信平台控制终端下线；

④上传业务数据、告警信息。

⑤生成发布信息。

（6）短信业务流程

短信业务处理流程是对GPRS/3G网络通讯方式的一种补充和备份，当GPRS/3G 通讯中断时，利用短信业务流程，实现对终端进行数据配置、检修以及终端数据上报等功能。短信业务包括以下几种“外场终端远程唤醒”、“修复终端序列号”、“修复终端基础密钥”、“终端告警”、“外场终端采集数据上报”。

6.结束语

终端通信服务平台已经在数字航道工程建设中得到相应的应用，经过实际系统的检测，实用性及可靠性得到了相应的印证。目前是数字航道动态监测平台最重要的应用支撑平台。