CN201146509Y - 无线应急移动平台的数据快速可靠传输与接收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线应急移动平台的数据快速可靠传输与接收系统，它基于SOA架构上，它包括：业务服务节点和公共数据通信网络，其特征在于还包括：无线移动终端节点，该终端节点含七大模块：前端控制模块、无线通信模块、地理位置定位模块、即时消息模块、可靠性传输模块、安全服务模块、业务服务模块。本系统克服了现有公共无线数据网络中，由于传输速率低、传输可靠性差的问题；解决了现有公共无线数据网络不适合部署城市应急应用的问题。避免了重新组建城市应急专有网络，节省了资金。保证了应急业务处理中对数据的高速、及时、可靠传输的要求；实现了城市中，无论何时、何地的移动办公需求。适用于城市应急和非应急系统的无线数据数据应用。

Description

无线应急移动平台的数据快速可靠传输与接收系统

技术领域

本实用新型涉及一种无线通信技术，尤其是无线数据传输的传输与接收系统。

技术背景

现有的无线数据传输的传输与接收系统，以“公共无线数据网络”作为大众公共资源，大大地方便了人们的数据传输，包括图文和音视频的传输与接收，提高了人们的工作效率和生活质量。而现有的“公共无线数据网络”作为大众公共资源，目前还存在着带宽窄、信号不稳定而带来的传输速率低、传输可靠性差的问题，只能满足日常的一般通讯要求，对于一些特殊的场合，如国防、安全、航空和城市应急系统等“特殊群体”的使用需求，“公共无线数据网络”就不能适用了，尤其是在数据传输的速度、可靠性和实时性有很高的性能要求下。城市应急系统对“数据信息传输”的速度、可靠性和实时性有很高的性能指标。应急系统是为了保障城市和市民的利益、生命和财产安全而设立，需要快速、真实和可靠的信息保证。因此，现有“城市应急系统”往往要建立“专用通信网络”。同时，一个城市内的“应急处理体系”的“内部需求”也各不相同也会面临各个系统重复建设和铺设“专用通信网络”的问题，如：“公共安全应急体系”要求有非常高的保密性和安全性，“行政执法应急系统”的安全、保密需求则没有这么高。

而涵盖一个城市范围的“专用通信网络”的“建设费用”非常高昂，“日常维护成本”也很巨大。同时，随着“城市建设步伐”的加快，“应急部门”管理的区域日益扩大，处理的业务逐渐增多，原有“专有通信网络”往往面临着：建设完成后不久，就要重新升级的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无线应急移动平台的数据快速可靠传输与接收系统，它不仅克服了现有公共无线数据网络中存在的问题，还解决了现有公共无线数据网络不适合部署城市应急应用的问题；避免了重新组建城市应急专有网络，节省了大量的建设资金，最大化的利用了现有资源。保证了应急业务处理中对数据的高速、及时、可靠传输的要求；实现了城市应急应用中，无论何时、何地的移动办公需求。

本实用新型采用的技术方案如下：

无线应急移动平台的数据快速可靠传输与接收系统基于S OA(service-oriented architecture)架构上，它包括服务节器点和公共数据通信网络，其特征在于还包括：

无线移动终端节点，该终端节点含七大部分：前端控制模块、无线通信模块、地理位置定位模块、即时消息模块、可靠性传输模块、安全服务模块、业务服务模块；

其中

无线移动终端节点各部分的构成为：

(1)前端控制模块，用于数据收集和处理，并提供基本逻辑运算及控制；还支持对多媒体信息，包括：文字、声音、图片、视频等的数据采集；

(2)无线通信模块，提供无线网络数据传输的支持，是无线移动终端节点的通信基础；

(3)地理位置定位模块，采用GPS(Global Positioning System，全球定位系统，下文简称GPS)设备收集数据；

(4)即时消息模块，为通过无线通信模块的数据传输提供快速通信通道；

(5)可靠性传输模块，对信息数据进行有序队列传输，并会定时的检查传输队列中是否存在待传输数据；

(6)安全服务模块，提供以嵌入式终端的硬件设备特征码，作为“加密密钥”，提供针对多媒体数据的安全传输功能；

(7)业务服务模块，提供移动报案、移动办案、移动审批和移动查询的业务逻辑前台展现；

服务器节点

(1)网络服务适配设备，用于提供基础的网络服务；

(2)网络防火墙设备，用于保护节点的网络安全；

(3)网页服务器，用于提供互联网信息服务的计算机设备；可让整个内部网络、因特网或外部网络，都能拥有整合、可靠、可扩充且易于管理的网页服务器功能；并解析通信请求，发送给其他服务器；

(4)业务服务器，是整个节点的枢纽，提供包括：报案、办案、审批和查询的业务逻辑后台处理；同时，采用软件方式解析终端的加密数据和解析终端的队列信息。对于待解析队列信息，系统会保存在硬盘上，保证系统调电不丢失；对于未接受完成的队列，系统会自动要求终端重新发送。

(5)数据库服务器，是安装有业务后台数据库软件的计算机；

(6)端口中转服务器，在互联网上建立一个具备公网IP地址的端口中转服务器；以便建立端点对端点通道。

公共数据通信网络

(1)无线数据承载网络，用于无线数据传输；

(2)有线数据承载网络，用于有线数据传输。

所述的服务器节点、无线移动终端节点连接在公共数据网络之间通过公共数据网络内部的数据交换进行通信，构成应急无线应急移动平台的数据快速可靠传输与接收系统。

无线移动终端节点包括七大部分：前端控制模块、无线通信模块、地理位置定位模块、即时消息模块、可靠性传输模块、安全服务模块、业务服务模块。其中，业务服务模块、安全服务模块、可靠性传输模块、即时消息模块均为软件模块，是建立在WinCE(嵌入式通用操作系统，下文简称WinCE)之上的软件应用。其构成如下：

(1)前端控制模块是整个节点的枢纽，它包括：麦克风、扬声器、摄像头、触摸式液晶屏和基于ARM内核的SoC系统(System on Chip片上嵌入式系统)；其中：

a、SoC系统，用于提供基本的逻辑运算、外设控制，它一般包括：微处理器、随机存取记忆体(Random Access Memory)、唯读记忆体(Read-Only Memory)、闪存(FLASH RAM)等；触摸式液晶屏，用于显示运算结果和提供用户操作输入；

b、摄像头，用于捕捉图像，捕捉数据输送到“SoC系统”中处理；

c、扬声器，用于发出声音，发声数据在“SoC系统”中做D/A数模转换，形成模拟信号后，由扬声器发出声音作提示或报警处理；

d、麦克风，用于捕捉外部声音，捕捉数据是模拟信号，通过SoC片上系统进行A/D数模转换，最后形成数字数据；

(2)业务服务模块的工作方式主要采用软件将业务逻辑的前台展现；

(3)可靠性传输模块的工作方式主要是采用软件将信息数据进行有序队列传输，前端控制模块在进行传输数据操作时，可靠性传输模块会将要发送的数据保存到具备掉电不丢失数据的特性闪存(FLASH RAM)中保存。然后将“传输数据”发送给无线通信模块进行传输，在传输过程中，即使出现系统掉电、信号不稳定、无线网络中断等意外，待系统正常后，仍然继续传输队列中的数据，保证了数据在“网络交换”过程的可靠性和安全性；可靠性传输模块会定时的检查，确认“传输队列”中是否存在“待传输数据”。

(4)即时消息模块为无线移动终端节点和服务器节点提供“快速通信通道”，该快速通信通道基于就目前公知的“端点对端点通道”，即使服务器节点处于公共数据通信网络的防火墙之后，无线移动终端节点和服务器节点之间也可以凭借“穿墙技术”，快速建立通信；有效避免了“网络传输”过程的中间环节，加快了数据的传输速度。前端控制模块在进行“即时消息”传输时，即时消息模块会首先和业务服务模块建立数据通道，传输速度会大大提高。

(5)安全服务模块提供以嵌入式终端的硬件设备特征码作为“加密密钥”，为多媒体数据的安全传输保障，并以嵌入式终端的“设备特征码”作为“加密密钥”，提供针对“业务授权”和“用户认证”的“安全服务功能”。

(6)无线通信模块采用：基于GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统，下文简称GSM)或CDMA2000 1X(Code Division MultipleAccess，码分多址复用，下文简称CDMA)的射频数字信号处理芯片的无线调制解调器、手机射频设备。

(7)地理位置定位模块采用：基于GPS全球卫星定位技术的卫星导航设备。

服务器节点包括五大部分：网络服务适配设备、网络防火墙设备、网页服务器、业务服务器、数据库服务器、端口中转服务器组成。说明如下：

(1)网络服务适配设备，用于提供基础的网络服务；

(2)网络防火墙设备，用于保护节点的网络安全；

(3)网页服务器，用于提供互联网信息服务的计算机设备；可让整个内部网络、因特网或外部网络，都能拥有整合、可靠、可扩充且易于管理的网页服务器功能；并解析通信请求，发送给其他服务器；

(4)业务服务器，是整个节点的枢纽，提供包括：报案、办案、审批和查询的业务逻辑后台处理；同时，采用软件方式解析终端的加密数据和解析终端的队列信息。对于待解析队列信息，系统会保存在硬盘上，保证系统调电不丢失；对于未接受完成的队列，系统会自动要求终端重新发送。

(5)数据库服务器，是安装有业务后台数据库软件的计算机；

(6)端口中转服务器，在互联网上建立一个具备公网IP地址的端口中转服务器；以便建立端点对端点通道；

公共数据通信网络，包括：

(1)无线数据承载网络，如：中国移动的GPRS(General Packet RadioService，通用无线分组业务，以下简称GPRS)和EDGE(Enhanced Data Rate forGSM Evolution，增强型数据速率GSM演进技术，以下简称EDGE)、中国联通的CDMA。

(2)有线数据承载网络，如：中国电信的ADSL(Asymmeric DigitalSubscriber Line，非对称数字用户线路，以下简称ADSL)数据网络。

该系统具备在城市公共无线数据通信网络，如：中国移动GPRS或中国联通CDMA中，高效、可靠、安全地进行数据信息传输。

上述无线应急移动平台的数据快速可靠传输与接收系统解决的问题如下：

1、克服了现有“公共无线数据网络”中，由于带宽窄、信号不稳定而带来的传输速率低、传输可靠性差的问题；解决了现有“公共无线数据网络”不适合部署“城市应急应用”的问题。

2、避免了重新组建“城市应急专有网络”，节省了大量的建设资金，最大化的利用了现有资源。

3、保证了“应急业务”处理中对数据的高速、及时、可靠传输的要求；实现了“城市应急应用”中，无论何时、何地的“移动办公需求”。

该系统适用于：城市应急和非应急系统的无线数据数据应用，以及城市管理。

附图说明

图1是本实用新型无线移动终端节点的结构示意框图。

图2是本实用新型的结构示意框图。

具体实施方法

下面结合附图，对本实用新型作进一步说明。

图1所示，是本实用新型中无线移动终端节点的结构示意框图，由图中可知，该无线移动终端节点包括业务服务、前端控制、可靠性传输、即时消息、安全服务、无线通信、地理位置定位七大模块，其中：

业务服务模块是系统的核心模块，它分别对来自前端控制模块、可靠性传输模块、即时消息模块、安全服务模块、地理位置定位模块的信息进行合成和运算处理，并分别做出响应，以实现各模块之间数据的传输、即时传送，构成一个快速可靠的交流平台。并由外勤人员携带并在城市范围内使用。

无线移动终端节点包括七大模块都是由现有技术和产品构成，或本领域的普通技术人员利用现有技术制得。

图2所示，是本实用新型的结构示意框图，由图中可知，本实用新型由服务器节点、公共数据通信网络和无线移动终端节点构成。各部分的组成如下：

无线移动终端节点的组成：前端控制模块、无线通信模块、地理位置定位模块。其中，前端控制模块包括：麦克风、扬声器、摄像头、触摸式液晶屏和基于ARM内核的SoC系统(System on Chip片上嵌入式系统)；前端控制模块内各个设备通过SoC系统的内部总线进行通信和联系。同时，前端控制模块和无线通信模块、地理位置定位模块，通过SoC系统进行通信和联系。

服务器节点的组成：网络服务适配设备、网络防火墙设备、网页服务器、业务服务器、数据库服务器、端口中转服务器组成。其中，网络服务适配设备、网络防火墙设备、网页服务器、业务服务器、数据库服务器设备、端口中转服务器之间，是通过内部的局域网进行通信和联系。

公共数据通信网络的组成：无线数据承载网络、有线数据承载网络；无线数据承载网络和有线数据承载网络通过光纤或者网线进行通信和联系；

无线移动终端节点、服务器节点之间通过公共数据通信网络进行数据传输。

无线移动终端节点通过无线通信模块，以无线数据通信的方式，连接到公共数据通信网络中。服务器节点通过网络服务适配设备，连接到公共数据通信网络中。

由图中可知，服务器节点和公共数据通信网络均由现有技术和产品构成，或本领域的普通技术人员利用现有技术制得。

下面，结合图2的结构示意框图，以四种不同类型的活动项目为例子来说明本实用新型的具体实施方式，其他的城市应急管理业务的方式可以类推。

一、案件报案的实施

当外勤人员在片区巡查时，发现案情；外勤人员随身携带的智能设备即为图2中的无线移动终端节点，而指挥中心的即为图2中的服务器节点。这种业务服务和终端展现分离，并基于网页服务传输和通信的业务服务体系，称之为面向服务架构(SOA)。

外勤人员可以使用这个智能设备进行案件报案业务，并将现场的图片、录音等信息快速提供给指挥中心；步骤如下：

1、外勤人员通过前端控制模块，提供的摄像头，见图2，快速采集案件现场的图片证据；

2、外勤人员通过前端控制模块，提供的录音机，见图2中的麦克风，录制案情概要描述；

3、外勤人员通过地理位置定位模块，如GPS，定位经纬度地理坐标，并通过前端控制模块提供的城市地图上矫正案发地点坐标；

4、外勤人员通过前端控制模块，点击触摸屏幕，见图2中的触摸式液晶屏上的案件上报按钮；

5、无线移动终端节点自动收集报案时间和报案人信息，系统通过加密密钥，利用安全服务模块，将案件证据和案件录音等多媒体信息进行加密处理；数据通过加密，保证了数据的安全性。如果没有密钥，加密数据将不能解密还原；系统将密钥和数据分开传输(在用户登陆系统时，就已经传输)，保证了无线网络传输的安全性；

6、无线移动终端节点通过无线通信模块中的射频数字信号处理器，见图2，向服务器节点传输案件的信息；传输过程中，可靠性传输模块将数据分解为若干份数据，并以有序队列的方式进行传输，减小了单位时间内的传输带宽需求，从而保证传输数据在信号不稳定、带宽窄的公共无线网络中正确地完成发送工作；这种拆分数据，并有序队列传输的方式称为“消息队列传输”。

7、服务器节点的业务服务器在接受到数据队列请求后，见图2，将队列传输的消息进行还原。并根据传输的信息进行业务后台支持；

二、紧急报案的实施

城市应急业务中，有大量实时性强、时间紧迫的工作场景，这类业务不需要传输多媒体数据，现场处理人员和指挥中心调度员只需要通过简单文字或信息即可进行快速信息交互。如在突发和紧急情况下，外勤人员往往来不及收集案件证据，信息交互的即时性要求很高。

1、外勤人员只要通过前端控制模块，点击触摸屏幕图2中的触摸式液晶屏上的“紧急”按钮；

2、系统自动通过地理位置定位模块，如GPS，收集当前事发处经纬度地理坐标；

3、系统通过即时消息模块，在公共数据通信网络上，试图直接建立网络端点通信通道；

4、由于安全因素，终端节点的往往处在企业防火墙的保护之内，无线移动终端节点的即时消息模块，必须使用服务器节点的端点对端点中转服务器，建立“终端节点”的虚拟网络端点通道，便于快速通信。这个跳过或者穿透“企业防火墙”，并直接通信的技术称之为“穿墙技术”。建立的通道即为端点对端点通道。在基于TCP/IP协议的互联网中，端点对端点通道是最快的数据通道；

5、随后，无线移动终端节点的业务服务模块会定时地向指挥中心发送外勤人员的实时消息，保证指挥中心可以即时的做出指挥调度工作。

Claims (2)

1、一种无线应急移动平台的数据快速可靠传输与接收系统，它包括业务服务节点和公共数据通信网络，其特征在于还包括：

无线移动终端节点，该终端节点含：无线通信模块、地理位置定位模块、即时消息模块、可靠性传输模块、安全服务模块；其中，无线通信模块与可靠性传输模块、即时消息模块无线连接，实现和支持无线网络的数据传输；地理位置定位模块与业务服务模块无线连接，采用GPS设备，收集卫星定位信息，并实现坐标信息传输；业务服务模块和前端控制模块无线连接；安全服务模块和业务服务模块无线连接。

2、根据权利要求1所述的无线应急移动平台的数据快速可靠传输与接收系统，其特征在于：

所述的无线移动终端节点还包括含微处理器基于ARM内核的SOC系统，该系统与摄像头、触摸屏、扬声器和麦克风，以及其它信息采集设备连接。

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