基于CDMA網(wǎng)絡

一、 需求分析

　　近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展、交通基礎設施的不斷改善和機動車保有量的快速增加，加油站已成為民眾生活中不可或缺的一部分。50年代全國加油站總量只有70座左右；60年代末不到200座左右；70年代末發(fā)展到600座左右；1985年全國加油站大約有3600多座；1990年底為5000多座；1993年猛增到38000座左右；1996底達到42600座。到2000年底，全國加油站總數(shù)達到8萬多座。面對這一組數(shù)據(jù)如何對遍布全國角落的加油站進行科學管理是石化企業(yè)所面臨的一個難道.

　　在我國，加油站已經(jīng)是由少到多、由分散經(jīng)營到規(guī)模經(jīng)營、由單一經(jīng)濟成分向多種經(jīng)濟成分、由經(jīng)驗型管理向專業(yè)化管理、由單品種經(jīng)營向多種經(jīng)營轉化的發(fā)展過程。

　　石油、石化兩大集團在國內南北地區(qū)形成各自的加油站分銷網(wǎng)絡后，開始相互滲透，雙方在競爭中加強聯(lián)合，相互促進，共同提高。近年來，國外跨國石油公司通過各種途徑進入國內成品油零售市場，與各地方、中國石油合資經(jīng)營的加油站相繼在國內亮相。目前世界幾大石油公司在國內都有加油站，而這些公司在成品油分銷業(yè)務上先進的管理方式和技術都是值得其它石油公司學習的。

　　隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對成品油的需求迅速增長。中國成品油零售市場對外開放已近兩年。審視國內成品油市場環(huán)境，一個微妙的變化日益清晰，那就是作為成品油銷售最前端的加油站被推到了市場最前沿。作為石油工業(yè)鏈條中的重要一環(huán)，加油站行業(yè)同樣維系著國民經(jīng)濟命脈。如何在市場日益開放的大環(huán)境下守住或爭奪這塊陣地，無疑是要有專業(yè)的先進管理水平和快速的優(yōu)質服務。

　　原有加油站信息系統(tǒng)地面網(wǎng)絡建設較早，設備性能低、線路速度低、時延長，已很難滿足各子站各種安全數(shù)據(jù)，庫存數(shù)據(jù)等資料傳輸?shù)囊螅茈y滿足進行數(shù)據(jù)綜合傳輸?shù)男枨螅恍l(wèi)星網(wǎng)覆蓋面小、速度低，且加油站之間無法直接通信，限制了網(wǎng)絡功能。因此，構建一個更完善、更快捷、更安全的氣象廣域網(wǎng)絡平臺迫在眉睫。全省廣域網(wǎng)不僅要在速度、容量上完全滿足需求；而且需要將原本松散的網(wǎng)絡從規(guī)格、管理軟件、安全防護等方面進行整合和統(tǒng)一。并且還需要具有可擴展性，未來可以方便地進行升級。而以上的這些不足都可以通過CDMA無線網(wǎng)絡來實現(xiàn)。

　　二、 CDMA網(wǎng)絡簡介

　　CDMA是(Code Division Multiple Access)即碼分多址技術,是近年來用于數(shù)字蜂窩移動通信的一種先進的無線擴頻通信技術。

　　隨著CDMA1X 業(yè)務的不斷深入發(fā)展，除了個人用戶的普通上網(wǎng)應用外，行業(yè)用戶對利用CDMA1X 組建專用虛擬網(wǎng)的需求也日益增加，充分體現(xiàn)CDMA1X 無線數(shù)據(jù)業(yè)務的優(yōu)勢，向用戶提供差異性服務，切實滿足用戶的移動工作需求。

　　CDMA1X數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點在于:

　　1、覆蓋范圍：構建加油站信息采集傳輸系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。由于加油站數(shù)量眾多，分布在全省范圍內，部分加油站位于偏僻地區(qū)，而且地理位置分散。另外，還必須考慮今后系統(tǒng)擴充的可能，必須具有良好的可擴展性。由于目前CDMA已覆蓋國內絕大部分地區(qū)，能夠滿足加油站數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對覆蓋范圍的要求。

　　2、數(shù)據(jù)傳輸速率高：CDMA1X的上網(wǎng)速率最高可達到153.6Kbps 能夠提供平均30Kbps的上行速率，70Kbps的下行速率，完全能滿足加油站的數(shù)據(jù)傳輸要求。

　　3、系統(tǒng)的傳輸容量大。省石化控制中心要和每一個加油站實現(xiàn)實時連接。由于加油站數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳦DMA技術能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。

　　4、穩(wěn)定性高：CDMA系統(tǒng)切換時的基站覆蓋采用“單獨覆蓋—雙覆蓋—單獨覆蓋”。

　　5、通信費用控制靈活：采用傳統(tǒng)的有線方式建立加油站數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，必須租用專線或電話線進行連接。由于加油站必須與中心隨時保持連線狀態(tài)，而每次數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)量也不大，線路資源利用率較低，如果采用CDMA通信方式，可根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小采用不同的計費方式，一般月通信費用將在200元之內，如果數(shù)據(jù)量很大的情況下也可按包月或包年計費。

　　6、良好的實時響應與處理能力：與GSM/GPRS服務比較， CDMA具有實時在線穩(wěn)定的特性，系統(tǒng)時延小，可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。

　　三、解決方案

　　網(wǎng)絡拓撲圖：

　　系統(tǒng)組成：

　　本加油站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由省、市石化控制中心；加油站設備儀表、采集器和廈門四信通信技術有限公司 F2203 CDMA DTU組成。

　　1 終端CMDA設備

　　 F2203 CDMA DTU技術規(guī)范

　　F2203 CDMA DTU采用高性能嵌入式處理器，以實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，內嵌自主知識產(chǎn)權的TCP/IP協(xié)議棧。為用戶提供高速，穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)終端永遠在線，多種協(xié)議轉換的虛擬專用網(wǎng)絡。針對網(wǎng)絡流量控制的用戶，產(chǎn)品支持電話，短信，數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以及超時自動斷線的功能。同時也支持雙數(shù)據(jù)中心備份，以及多數(shù)據(jù)中心同步傳輸數(shù)據(jù)等功能。公司產(chǎn)品已廣泛應用于移動POS終端、金融、供應鏈自動化、智能化運輸、工業(yè)自動化、智能建筑、智能家居、消防、公共安全、環(huán)境保護、氣象、數(shù)字化醫(yī)療、遙感勘測、軍事、空間探索、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水務、電力、煤礦、石化等領域。

　　1. 無線參數(shù)

　　u 支持IS-95 A/B 和CDMA2000 1xRTT無線網(wǎng)絡

　　u 支持13K QCELP音頻編解碼

　　u 支持數(shù)據(jù)和短信功能

　　u 支持雙音多頻(DTMF)

　　u 支持完善的AT命令

　　2. 硬件系統(tǒng)

　　u 高性能嵌入式處理器，主頻100M，512K FLASH。

　　u 接口：

　　同時支持RS232/RS485串口。串口速率110~230400bits/s。

　　指示燈：具有電源、通信及在線指示燈。

　　天線接口：標準SMA陰頭天線接口，特性阻抗50歐。

　　UIM卡接口：3V/5V標準的推桿式用戶卡接口。

　　電源接口：標準的3芯火車頭電源插座。

　　u 供電：

　　外接電源：DC 12V/500mA

　　寬電壓供電：DC 5~35V

　　通信電流：<250mA (12V)

　　u 無線模塊

　　采用高性能工業(yè)級CDMA無線模塊

　　u 尺寸

　　外形尺寸：91x58.5x22 mm（不包括天線及固定件）

　　u 其它參數(shù):

　　工作環(huán)境溫度 -25~+65&ordm;C

　　儲存溫度 -40~+85&ordm;C

　　相對濕度 95%(無凝結)

　　3. 軟件功能

　　u 智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線。

　　u 支持RSA，RC4加密算法

　　u 支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)（VPDN）

　　u 透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉換，支持多種工作模式

　　u 支持數(shù)據(jù)中心動態(tài)域名和IP地址訪問

　　u 支持雙數(shù)據(jù)中心備份傳輸

　　u 支持多數(shù)據(jù)中心同步傳輸（5個數(shù)據(jù)中心）

　　u 支持電話、語音、數(shù)據(jù)等喚醒方式以及超時斷開網(wǎng)絡連接。

　　u 支持短消息備份及告警。

　　u 多重軟硬件看門狗

　　u 數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報告。

　　u 標準的AT命令界面

　　u 可以用做普通撥號MODEM

　　u 支持telnet功能。

　　u 支持遠程配置，遠程控制

　　u 通過串口軟件升級

　　u 同時支持LINUX和WINDOWS操作系統(tǒng)

　　2. 終端儀器：液位儀、流量計、可然氣體探測器、IC讀卡器等，實時計量各儀表的參數(shù)，通過采集器或集線器串口傳送到CDMA DTU，然后由DTU發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。

　　3. 采集器：PLC、RTU、集線器或其它采集設備，實時采集終端液位儀、流量計、可然氣體探測器、IC讀卡器等數(shù)據(jù)，支持多路模擬量輸入，多路數(shù)字量輸出。支持RS232/RS485串口協(xié)議。

　　終端條件:

　　&Oslash; 首先對DTU進行設置，設置要連接的中心IP和端口及其它必要性的設置，設置好之后加油站集線器通過RS232/RS485接口和DTU相連，DTU上電之后根據(jù)事先設置好的中心IP和端口進行連接，成功連接到中心軟件后即可雙向傳輸數(shù)據(jù)。

　　&Oslash; 加油站具備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或集線器， 加油站有不同的設備，不同的設備有不同的數(shù)據(jù)代碼產(chǎn)生（包括加油機當前的儲存量等計量高度信息），然后不同設備的串口匯集在一個集線器，再通過集線器RS232/RS485串口和DTU串口相連,最終由DTU把加油站的代碼信息發(fā)送到中心去。

　　目的：建立管理部門與加油站之間的信息網(wǎng)絡，完整、及時、準確采集加油站經(jīng)營數(shù)據(jù)，實現(xiàn)管理部門基本的零售業(yè)務管理、統(tǒng)計、分析，同時支持加油站基本日常業(yè)務管理，提高管理部門和加油站的工作效率。包括以下幾個方面：

　　u 加油站油罐實時監(jiān)測數(shù)據(jù)：通過液位儀、流量計、可然氣體探測器、周界防范等設備對油罐的油料進出和管道泄漏情況進行實時監(jiān)測。

　　u 加油交易數(shù)據(jù)：直接獲取加油機加油記錄，加油站進行每一筆加油的收款、打票處理，其明細的商流數(shù)據(jù)能對營銷分析提供強大的支持。

　　u IC卡油積分系統(tǒng)數(shù)據(jù)：通過成品油零售的電子化，以IC卡取代傳統(tǒng)的現(xiàn)金、油票等結算方式，實現(xiàn)加油款的電子支付和交易數(shù)據(jù)的自動采集。

　　控制中心

　　中心條件:首先用某臺能上網(wǎng)的PC機，條件必須能讓外網(wǎng)訪問的到，如運行中心軟件的PC機在局域網(wǎng)里面，那要在局域網(wǎng)路由器做端口映射到本機PC，等這些條件具備之后在本機運行一個中心DEMO，開放一個端口，運行軟件等待DTU的連接。

　　DTU連接中心后，就可按要求進行傳輸數(shù)據(jù)，中心收到數(shù)據(jù)后，通過系統(tǒng)進行解密、過濾、篩選，最終獲得所需要的數(shù)據(jù)進行分析、統(tǒng)計等工作。

　　目的:主要是對加油站的所有管理數(shù)據(jù)的集成。并且通過網(wǎng)絡將各個油庫和他們所屬的銷售管理部門聯(lián)系起來，及時的反饋加油站各類信息，供銷售管理部門制訂計劃。通過數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享后成品油銷售管理系統(tǒng)將覆蓋成品油銷售系統(tǒng)的進、銷、存、管理的所有環(huán)節(jié)，使各個環(huán)節(jié)的管理更科學、更合理；同時也使所有的環(huán)節(jié)運轉更緊密、更高效，反應更迅速。具體在加油站管理業(yè)務中包含以下功能：油庫業(yè)務管理、罐存監(jiān)測管理、車隊業(yè)務管理等。

　　u 油庫業(yè)務管理：主要針對整個油庫的實際業(yè)務活動進行管理，包括入庫管理、出庫管理、實物庫存管理、出庫日報、保管庫存管理等。

　　u 入庫管理：入庫數(shù)據(jù)，統(tǒng)計超耗及途損。

　　u 出庫管理：對銷售、代儲、移庫、配送等多種出庫業(yè)務類型進行管理。

　　u 實物庫存管理：提供油罐動態(tài)計量及庫存數(shù)據(jù)。

　　u 出庫日報：提供油庫每日出庫統(tǒng)計。

　　u 保管庫存管理：提供日/月報保管帳制作。

　　u 油庫盤點：提供油庫商品盤點表，損溢統(tǒng)計，油品調整。

　　u 罐存監(jiān)測管理：系統(tǒng)定時接收加油站返回的數(shù)據(jù)，加油站定時巡檢油罐的各個測量點，回報各個測量點的溫度和壓力狀況，以及整個油罐的液位高度。所有油罐的溫度、壓力和液位高度數(shù)據(jù)通過CDMA返回系統(tǒng)，記錄在數(shù)據(jù)庫中。還可進行油罐安全監(jiān)測和存量歷史跟蹤。

　　u 車隊管理：能按照供油需求和供油安排，制定詳盡的車隊運油計劃，建立運輸安排。并按照內部運輸?shù)囊筮M行車隊運輸?shù)慕y(tǒng)一安排和管理（此系統(tǒng)需要石油行業(yè)物流配送系統(tǒng)支持）。

　　通道建立成功后，DTU串口實時監(jiān)控采集器的數(shù)據(jù)，只要集線器串口有數(shù)據(jù)過來，DTU將全透明進行實時傳輸。如果數(shù)據(jù)量小，或需要定時傳輸數(shù)據(jù)的，DTU可設置手機呼叫及短信激活模式，或根據(jù)加油站的實際應用也可考慮修改軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰＿@樣就可靈活應用不同的數(shù)據(jù)傳輸需求來采取不同的傳輸方式，以減少及節(jié)約不必要的傳輸費用。

　　四、組網(wǎng)實施

　　方案一：中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務的。

　　此種方案向先INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業(yè)務，中心有公網(wǎng)固定IP的。

　　加油站直接向中心發(fā)起連接。運行可靠穩(wěn)定，推薦此種方案。

　　方案二：中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務的。

　　客戶先與DNS服務商聯(lián)系開通動態(tài)域名，加油站先采用域名尋址方式連接DNS服務器，再由DNS服務器找到中心公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務商。此種方案適合小規(guī)模應用。

　　方案三：中心無線路由器接入，此方案在中心無寬帶條件接入的情況下采用，但要有CDMA網(wǎng)絡覆蓋。

　　 中心采用無線路由器，采用DNS解析方式，穩(wěn)定性較差。

　　 中心采用無線路由器，申請固定IP，穩(wěn)定性好，推薦此方式。

　　 中心采用無線路由器，申請APN專線，穩(wěn)定性較好，此方式為最佳。

　　方案四：中心采用APN專線， 所有點都采用內網(wǎng)固定IP

　　u 客戶中心通過一條數(shù)兆的APN專線接入CDMA網(wǎng)絡，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，在GGSN與運營商路由器之間采用GRE隧道。

　　u 為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于CDMA專網(wǎng)的SIM卡才能進入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進入。

　　u 用戶在內部建立RADIUS服務器，作為內部用戶接入的遠程認證服務器（或在APN路由器內，啟用路由器本地認證功能）。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內部安全。

　　u 用戶在內部建立DHCP服務器（或在APN路由器內，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內部地址。

　　u 移動終端和服務器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。

　　雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。

　　此種方案無論實時性，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點比較多、實時性要求較高的應用環(huán)境。在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。

　　五、總結

　　加油站CDMA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建立標志著工業(yè)行業(yè)的先進管理水平，能通過CDMA的準確、快速的數(shù)據(jù)傳輸，中心可進行對數(shù)據(jù)的存儲、歷史趨勢分析、報表打印等信息查詢、可不斷地對各個加油站的最新數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計及分析，了解加油站的最新情況，以方便控制中心對加油站做到更快，更好、準確的調度工作。

　　在今天，信息技術正在深切變革著現(xiàn)代企業(yè)的經(jīng)營管理模式。信息技術的應用對于提高石油行業(yè)銷售管理、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計、經(jīng)營決策水平將起到革命性的推進作用。我國成品油銷售市場隨著經(jīng)濟的高速增長、市場的開放及中國汽車產(chǎn)業(yè)的快速壯大，其銷售網(wǎng)絡正呈現(xiàn)出擴張趨勢，競爭日趨激烈的國內成品油銷售市場對成品油銷售企業(yè)業(yè)務管理提出了嚴峻挑戰(zhàn)。因此通過先進的信息技術，建立起一套全面支撐成品油銷售企業(yè)業(yè)務管理及運營的信息化平臺，以提高成品油銷售企業(yè)的管理水平和服務水平，提高各銷售分公司的經(jīng)營決策能力，從而進一步提高工作效率、降低成本、增強市場競爭能力具有重要意義。