移動通信基站安防系統的研發

朱 靜，錢建波，于正永

(淮安信息職業技術學院，江蘇淮安223005)

0 引言

移動通信在全球范圍內得到迅猛發展，中國目前擁有世界上最大規模的移動通信網絡和移動用戶群體。同時數量龐大的基站部署和管理也給人們帶來了很大的不便，由于許多基站地處遙遠偏僻的地方，經常會遭到不法分子的人為破壞、盜竊和自然災害等狀況，導致整個通信的故障和中斷，這就給基站的安全防護帶來極大的挑戰。

下面綜合利用GPS和短消息服務(Short Messaging Service，SMS)、通用分組無線服務技術(General Packet Radio Service，GPRS)、第三代移動通信技術(3rd－generation，3G)等技術設計和開發一套集安防、取證、監控、跟蹤等功能于一體的綜合管理系統，目前已經具備的功能包括:門禁報警、溫度報警、濕度報警、停電報警、剪線報警、紅外報警、圖像和煙感等等。發生盜竊后系統能夠及時告警并顯示被盜基站的位置，同時實時跟蹤被盜設備并在電子地圖上顯示其地理位置，幫助公安機關迅速堵截運輸車輛［1］。

1 現有同類系統存在的問題

1.1 現有同類系統存在的問題

根據項目組對現有同類系統的使用現狀進行調研分析，該類系統存在如下問題:

①功能單一。目前大多數的系統功能單一，只能用于監控通信電源、空調機、變壓器、天饋線和太陽能電板等通信設施的被盜而不能監控其他環境參數，或者相反。

②軟件升級困難。大多數安防系統還是采用的C/S模式，造成軟件升級困難。

③系統功能拓展性差。不少系統沒有考慮到系統的前瞻性，沒有預留接口用于和其他系統的整合。

1.2 本系統的特色和改進之處

系統特色及改進如下:

①功能全面。目前已經覆蓋的警類包括:門禁報警、溫度報警、濕度報警、停電報警、剪線報警、紅外報警、圖像和煙感等。

②基于B/S模式的平臺業務便于升級，安防終端不需要因為業務的改變而進行程序升級，系統可維護性強。所有的業務增加、刪除、修改、拓展以及客戶的配置等都只需要對服務器端的動態菜單體系進行修改即可。

③保留動環系統接口，方便與其他系統整合，實現信息共享。

④適合監控其他無人值守的擁有昂貴設備的場所，適用面廣。

⑤報警觸發方式多樣，設備的豎直振動、水平坐標移動、全球移動通訊系統(Global System of Mobile communication，GSM)交換局和基站代碼的變化都能觸發報警。

2 系統設計

2.1 系統總體設計

本安防系統［2，3］支持 B/S 和 C/S 操控模式，對終端的控制指令由服務器發出，進行控制，如設定頻率跟蹤模式和監控端副本等，終端只起到命令解釋、結果提示和坐標、速度等數據采集上傳的作用。安防系統從邏輯上主要分為安防終端、支撐模塊和監控中心模塊3部分，結構框圖如圖1所示。

圖1 系統總體結構

由于本中心原有的軟件系統都是Windows平臺的，所以采用.NET平臺作為信息管理技術平臺是最好的技術選擇?？蛻舳塑浖捎肂/S架構，其中地圖引擎采用MapInfo公司的MapXteme2004產品，該軟件從應用服務器通過可擴展標記語言(eXtensible Markup Language，XML)方式獲取數據，在客戶的電腦上通過地圖和報表等多種方式顯示出來。被監控的設備位置準確地顯示在監控中心的屏幕的地圖上，并將設備的狀態信息準確地顯示在監控中心，使監控中心的工作人員準確地了解其所管理的設備所處的運行狀態。

2.2 安防終端的硬件設計

安防終端［4，5］是一款基于嵌入式微處理器平臺的智能安防設備，既具有報警功能同時又具有很強的位置數據采集上報、定位跟蹤等功能，它在嵌入式控制模塊上集成了GSM/CDMA/3G通訊模塊、GPS定位模塊、磁力/震動傳感模塊、LCD顯示屏、聲光設備、專用電源增壓芯片、動環監控接口1個以及大尺寸的增益天線等，終端結構如圖2所示。

圖2 安防終端硬件組成結構

2.3 安防終端的軟件設計

所設計的安防終端需要完成現場數據采集、控制量輸出、工作狀態檢測和數據傳輸等各種同外設的交互過程，而各類外設與Mcu的響應速度不匹配是制約系統整體性能的重要因素。面對這種交互瓶頸，運用時分多線程架構可獲得良好的效果。特別是對于系統與外設頻繁進行數據交互的場合，能顯著提升系統的實時響應能力。終端軟件流程圖如圖3所示。

圖3 終端主程序流程

2.4 監控臺的軟件設計

基于J2EE平臺構建一個分布式數據存儲與處理監控系統［6］，該系統利用 WebService技術，將不同節點與模塊間的數據采用特定XML形式進行通信共享，實現數據存儲與計算的分布式。采用J2EE平臺，用Java語言實現智能網絡控制算法，同時基于Apatch+Tomcat建立 JSP Web Server，為網絡系統提供Web Service服務，該服務不僅為用戶提供JSP管理頁面，方便用戶通過瀏覽器訪問各個終端節點，而且建立一個統一的XML通信標準，使得每個節點上的數據可以根據網絡智能算法主動交互，實現節點終端間的智能物聯?？刂婆_端管理模塊流程圖如圖4所示。

圖4 系統管理模式流程

3 結束語

上述基于GPS的移動通信基站安防系統，能夠有效監控由于自然因素和人為因素造成的通信中斷，并及時報警跟蹤，可以有效提高基站應急處理水平。該系統已經在中國移動淮安分公司部分通信基站試運行，并取得令人滿意的效果。該系統設計思想新穎、技術先進、性能可靠、業務拓展便利，具有良好的兼容性、開放性、安全性和可控性。該系統主要適合于地處郊遠的通信基站的安防，并為國民經濟生產生活中其他領域的設施安防提供了借鑒。

［1］朱 靜.基于GPS載波相位信號確定運動體姿態的關鍵技術［J］.南通航運職業技術學院學報，2008，7(12):90－92.

［2］GOMMA H.Software Design Methods for Concurrent and Real-time Systems［M］.MA:Addison Wesley，1993:80 －81.

［3］STEVENS W R.Advanced Programming in the Unix Environment［M］.MA:Addison Wesley，1992:62 －63.

［4］吳明暉.基于ARM的嵌入式系統開發與應用［M］.北京:人民郵電出版社，2004:108－109.

［5］錢建波.基于嵌入式技術的自助系統研發［J］.無線電工程，2011(11):7－8.

［6］周之英.現代軟件工程(上)［M］.北京:科學出版社，1999:25－26.