才茂通信基于2G/3G/4G 路由器 实现远程监控智能交通的应用方案

才茂通信基于2G/3G/4G 路由器实现远程监控智能交通的应用方案

摘要：城市交通控制系统是面向全市的交通数据检测，交通信号灯控制与交通诱导计算机监控系统，已成为现代交通监控系统中重要的组成部分，主要用于城市道路交通控制与管理，对提供城市的道理的通行能力，缓和城市交通拥挤起着重要作用。本文提出了一种基于2G/3G/4G网络传输的智能交通系统设计原理和实现方案，简要介绍了2G/3G/4G网络技术的基本知识，描述了2G/3G/4G 路由器无线传输应用于交通数据传输的实现方法。通过实际应用，获得了理想的效果。
关键词：2G/3G/4G；VPDN；APN；交通；联网；智能交通；

一、背景介绍

现代城市的发展，交通问题越来越引起人们的关注。随着城市车辆的增加，已经成为交通管理部门所面临的重要问题。城市交通控制系统是面向全市的交通数据检测，交通信号灯控制与交通诱导计算机监控系统，已成为现代交通监控系统中重要的组成部分，主要用于城市道路交通控制与管理，对提高城市道路的通行能力，缓和城市交通拥挤起着重要作用。在整个智能交通管理系统中可以采用数传电台，光纤接入等方式。但在使用中受地理环境，气候，高额的费用影响比较严重，造成系统的可靠性，实时性较差。2G/3G/4G无线组网的应用及时解决了系统施工不方便，维护成本高，扩展性差等问题。实现区域或整个城市交通监控系统的统一控制，协调和管理，采用符合工业标准的通信和系统集成技术，具有稳定性好，可靠性高的优点。

二、系统特点

智能交通无线联网系统具备如下特点：
1、良好的实时响应与处理能力：2G/3G/4G具有实时在线特性，系统无时延，系统能够同时实时收取，处理多个交通点的各种数据，无需轮巡就可以同步监测点的时钟可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
2、远程设备控制：由于采用2G/3G/4G 路由器双向传输系统，监控中心可以反向实现对设备的时间校正，状态报告，开关以及其他监测，控制等功能。
3、建设成本低：可充分利用现有2G/3G/4G网络，设备安装即接通，而采用超短波通信时需要充分考虑现场环境，还需要配备天线铁架等附属设备。
4、安装调试简单，建设周期短：利用现有成熟2G/3G/4G网络可供选择使用，系统投入运行时基本不需要调试，安装简捷。采用超短波通信时安装调试工作量大，要***行现场信号测试，天线铁架架设，天线方向角度调试等工作。
5、覆盖***：构建智能交通系统要求数据通信覆盖***，扩容***制，接入地点***制，能满足山区，乡镇和跨地区的接入需求。 由于监控点数量众多，分布在全市范围内，部分监控点位于偏僻地区，而且地理位置分散。采用超短波通讯方式，覆盖范围只有30多公里；而采用2G/3G/4G网络传输方式，理论上在无线2G/3G/4G网络的覆盖区域范围之内，都可以实现远程监控。
6、系统的传输容量大：监控中心站要和每一个管网监控点实现实时连接。由于交通监控点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而2G/3G/4G网络传输技术能很好地满足传输突发性数据的需要。
7、通信费用低，可按时间和流量进行收费。
8、系统易于扩展和维护。

三、系统组成

（图）智能交通系统示意图

无线网络智能交通控制系统的网络架构如图所示，系统分为三个部分，分别是交通管理中心，厦门才茂2G/3G/4G 路由器，现场设备包括车辆检测器，信号灯控制机，电子警察等。监控中心主要完成人机交互工作，2G/3G/4G 路由器主要完成信息的上传和下载工作，现场采集设备主要完成现场交通信息的采集和信号灯的控制灯工作。
1、现场交通信息采集设备
    多通道车辆检测器是***面向交通信息采集的基于***微处理器的多通道车辆检测器。它由地磁线圈，车辆检测卡，微处理器和数据处理软件组成。交通信号灯控制机时一种基于实时内嵌操作系统的智能型交通信号灯控制机，实现了定时控制，多时段控制，感应控制，手动控制灯功能。电子警察系统由前端数码摄像机，车辆检测器，数据传输和数据处理部分组成一反应快捷，***高效的交通违章自动识别和处理的智能交通系统。
2、2G/3G/4G 路由器传输终端设备
    2G/3G/4G 路由器主要工作时给现场监控采集设备提供网络接入和交通监控中心的数据通信工作。
3、交通管理中心
    本系统中的组态软件是智能交通操作平台的重要组成部分之一，主要完成对城市交通系统初始化配置工作，对前端数据采集设备采集的数据、图片和视频信息进行处理、分析和存储和对前端设备进行控制和管理。

四、 系统安全性

在系统安全方面，本公司除了采用大型的SQL数据库，系统对用户实现分级授权管理和提供防火墙功能及完善的数据备份功能外，对2G/3G/4G网络数据监控中心还提供了安全技术解决方案，以确保数据***。
1、IP 过滤技术(例如2G网络的CDMA来距离说明)
   由于监控中心服务于CDMA子网用户，所有访问客户的IP必为CDMA子网内的IP ，即所有的用户必须通过CMNET才可能访问该服务器。因此，我们在系统中采用了IP过滤技术，对所有接受的数据包进行过滤，抛弃掉所有的非法IP数据报。这一过程就好像将系统置身于CMNET的防火墙保护之下，所有的非法用户只有先穿过了CMNET的安全防护才有可能访问到本系统，但对于安全措施非常强大的CMNET网络来说，这将是非常的困难。
2 、身分授权和密码认证体系
采用IP过滤技术尽管可以防止一些非CMNET网段用户的侵袭，但由于系统处于CDMA子网以外，IP过滤只能起到简单的安全防护，对于那些利用IP伪装技术的非法用户则无法识别。
    由于该系统是***化的服务系统，访问客户是预先确定的，利用这一特点，我们在系统中采用了用户ID和密码验证技术，系统中存储了有所客户端的MAC地址以及密码，对通过了IP过滤的数据包，再验证其ID号和密码。对于该系统以外的非法用户，获取合法的MAC地址和密码将十分困难，所以这一步极大可能地增加了系统的安全性。 
3、系统采用标准的SSL数据安全通讯协议在客户端和服务器端建立加密数据通道，保证私有数据传输的安全性；系统在应用层植入高可靠性的加密算法，使得数据在任何网络出错时都可以得到保证的高可靠性；采用MD5算法产生“报文摘要”已实现对所有发送报文的数字签名，保证了数据传输过程中的完整性，防止数据被篡改。
4 、访问过程跟踪
系统对所有的访问过程进行日志记录，包括用户身份、IP、时间、数字签名、操作事项等信息，向系统管理人员提供了详细、完整、***操作证明。

五、才茂路由器的介绍

才茂2G/3G/4G工业级无线路由器，通过2G/3G/4G网络，将遍布智能交通服务终端实现安全、稳定、可靠组网，组网规模大、部署距离不受限制、建设工期短，预算初投资小，为跨区域大数据管理提供技术保障。

产品主要功能：

1、  内置2G/3G/4G模块,双模同时在线,自由切换

2、  双模链路备份,支持3G/4G和有线备份

3、  支持VPDN、APN,支持IPSec(支持CA数字证书)、GRE、IPIP、PPTP、L2TP和DHCP Server

4、  支持WEB、CLI、SSH、平台多种参数管理方式,本地、远程、平台固件和补丁升级

5、支持WEB 配置保存和恢复，实现参数的备份和批量设备的快速配置

6、智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线

7、支持TFTP 软件远程升级

8、支持DHCP/DHCPD 功能

产品特色特性：

1、 工业级无线模块：采用工业级无线模块，抗干扰强，传输稳定。

2、电磁防护：以太网接口内置1.5KV 电磁隔离防护

3、  使用方便简单,上电自动拔号,故障率低

4、  采用软硬双看门狗设计,永远在线模式,确保24小时在线运行、自动维护

5、串口ESD 保护：串口RS232 内置15KV ESD 保护。

5、  支持Ｍ２Ｍ云平台设备在线状态管理功能,维护简单、成本小

6、  EMC电磁兼容3、4级,适用于对稳定性要求高、干扰较大的环境

六、才茂工业级路由器已通过的检测与认证证书：

1、 国家3C认证证书；

2、 欧洲CE认证证书；

3、 福建中检所检测；

4、 摩尔实验高低温检测；

5、 在线维持***证书；

七、 总结

该系统是采用控制技术，信息技术，2G/3G/4G无线通信技术，系统工程技术等对传统的交通系统进行改造而形成的一种信息化，智能化的***交通系统，在不增加道路的基础设施的条件下大大改善交通状况，达到减少旅行时间，降低燃料消耗，提高行车安全，保护城市环境的目的。