2G/3G/4G系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在運行商的2G/3G/4G業(yè)務(wù)平臺上構(gòu)建油井?dāng)?shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)路燈的無線遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡單。經(jīng)過比較分析，我們選擇2G/3G/4G系統(tǒng)作為環(huán)保信息采集傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信平臺。

1、可靠性高：

    與SMS短信息方式相比，2G/3G/4G DTU采用面向連接的TCP協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。中心可以與多個監(jiān)測點同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾。2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)本身具備完善的頻分復(fù)用機(jī)制，并具備*的抗干擾性能，*避免了傳統(tǒng)數(shù)傳電臺的多機(jī)頻段“碰撞”現(xiàn)象。

2、實時性強(qiáng)：

   CAIMORE 2G/3G/4G DTU具有實時在線的特性，數(shù)據(jù)傳輸時延小，并支持多點同時傳輸，因此監(jiān)控中心可以多個監(jiān)控點之間快速，實時地進(jìn)行雙向通信，很好地滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。目前2G/3G/4G實際數(shù)據(jù)傳輸速率在30Kbps以上，完*滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。

3、監(jiān)控范圍廣：

    2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實現(xiàn)全國范圍內(nèi)覆蓋，并且擴(kuò)容無限制，接入地點無限制，能滿足城市路燈的監(jiān)控需求。

4、系統(tǒng)建設(shè)成本低：

     由于采用2G/3G/4G公網(wǎng)平臺，無需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝設(shè)備就即可，建設(shè)成本低；也免去了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費用。

5、系統(tǒng)運營成本低：

    采用2G/3G/4G公網(wǎng)通信，全國范圍內(nèi)均按統(tǒng)一費率計費，省去昂貴的漫游費用, 2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)可按數(shù)據(jù)實際通信流量計費，(1分-3分/1K字節(jié))，也可以按包月不限流量收費，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信。

6、可實現(xiàn)集中控制：

    通過2G/3G/4G數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，可實現(xiàn)對路燈的遠(yuǎn)程控制，例如：遠(yuǎn)程開關(guān)控制，遠(yuǎn)程狀態(tài)查詢等。

7、系統(tǒng)的傳輸容量，擴(kuò)容性能好：

    路燈監(jiān)控中心要和每一個路燈監(jiān)控器實現(xiàn)實時連接。由于路燈監(jiān)控器數(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?/span>2G/3G/4G技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要；由于系統(tǒng)采用成熟的TCP/IP通信架構(gòu)，具備良好的擴(kuò)展性能，一個監(jiān)控中心可輕松支持幾千個路燈監(jiān)控器的通信接入。

三、解決方案介紹

    由于2G/3G/4G通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，因此監(jiān)測中心計算機(jī)需要一個固定的IP地址或固定的域名，各個數(shù)據(jù)采集點采用2G/3G/4G模塊通過IP地址或域名來訪問該主機(jī)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1、路燈控制點：

    路燈監(jiān)控器通通過RS232或RS485接口與CAIMORE 2G/3G/4G DTU終端相連，監(jiān)控中心的控制命令通過2G/3G/4G DTU終端的傳送給路燈監(jiān)控器，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，路燈監(jiān)控器采集的信息通過2G/3G/4G DTU內(nèi)發(fā)送到2G/3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)。

2、控制中心站：

a）公網(wǎng)接入方案

    服務(wù)器采用公網(wǎng)方式接入Internet，如ADSL撥號/電信專線寬帶上網(wǎng)等，申請公網(wǎng)固定IP地址；可以實現(xiàn)中小容量的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。

b）專網(wǎng)接入方案

    服務(wù)器采用省移動通信公司提供的DDN專線, 申請配置固定IP地址，與2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬，當(dāng)監(jiān)控點數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求，可實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。

監(jiān)控中心RADIUS服務(wù)器接受到2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)后*行AAA認(rèn)證，后傳送到監(jiān)控中心計算機(jī)主機(jī)，通過系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這樣進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信安全性能。

 現(xiàn)在CM3160V已經(jīng)升級為4G 設(shè)備

3、2G/3G/4G/GSM移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：

    路燈監(jiān)控器的數(shù)據(jù)經(jīng)2G/3G/4G/GSM網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過中國移動的2G/3G/4G無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，終傳送到監(jiān)控中心IP地址。

（二）系統(tǒng)方案

    各路燈監(jiān)控點使用2G/3G/4G透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過移動2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連。各監(jiān)控點使用移動通信公司的2G/3G/4G普通數(shù)據(jù)卡或APN數(shù)據(jù)卡，同時監(jiān)控中心對各點2G/3G/4G終端編號進(jìn)行登記, 并與路燈點信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以便識別和維護(hù)處理。路燈控制中心運行監(jiān)控軟件，實現(xiàn)路燈信息監(jiān)控。

經(jīng)*的監(jiān)控點均可以使用本系統(tǒng)：

1、監(jiān)控點必須使用移動統(tǒng)一的APN卡，用戶使用本卡只能用于與路燈監(jiān)控中心通信。

2、終端設(shè)備使用才茂通信科技有限公司提供的2G/3G/4G移動數(shù)據(jù)通信終端。

3、用戶登記：符合市政管理部門的規(guī)定。

（三）產(chǎn)品特性

    系統(tǒng)采用CAIMORE CM3160V 2G/3G/4G DTU無線透明數(shù)據(jù)傳輸終端。產(chǎn)品基于中國移動的2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)，具有高性能、高可靠及抗*力強(qiáng)等特點，提供標(biāo)準(zhǔn)RS232/RS485接口, 可直接與PC、單片機(jī)系統(tǒng)、RTU測控終端、PLC、GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)集中器等連接，具有遠(yuǎn)程診斷、測試、監(jiān)管功能，滿足各行業(yè)調(diào)度或控制中心與眾多遠(yuǎn)端站點之間的數(shù)據(jù)采集和控制。

1、內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，針對2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

2、提供2G/3G/4G無線數(shù)據(jù)雙向傳輸功能

3、提供RS232/RS485/RS422接口

4、符合ETSI GSM Phase 2+標(biāo)準(zhǔn)

5、支持自動心跳，保持在線

6、透明數(shù)據(jù)傳輸：為用戶的數(shù)據(jù)設(shè)備提供雙向100K大容量數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，支持大數(shù)據(jù)包傳輸

7、自動撥號連接：DTU上電自動撥號上網(wǎng)、連接網(wǎng)絡(luò)，支持用戶端發(fā)起命令連接或遠(yuǎn)程喚醒連接

8、提供短信通道，內(nèi)置Unicode編碼轉(zhuǎn)換表

9、支持遠(yuǎn)程短信/喚醒

10、實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)連接情況，掉線自動重?fù)芄δ?/span>

11、支持中心為固定IP或動態(tài)域名

12、心跳報告時間間隔用戶可設(shè)定

13、支持點對點、點對多點、多點對多點對等  數(shù)據(jù)傳輸

14、支持APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)業(yè)務(wù)

15、安裝靈活、使用方便、可靠

16、支持多數(shù)據(jù)中心，自動切換

17、適應(yīng)低溫和高溫工作環(huán)境

18、EMC抗干擾設(shè)計，適合電磁惡劣環(huán)境應(yīng)用

19、復(fù)合式看門狗技術(shù)，*當(dāng)機(jī)

20、整機(jī)低功耗技術(shù)，在線待機(jī)電流<20mA

（四）安全措施

    本系統(tǒng)需要*的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施包括信道加密、信源加密、登錄防護(hù)、訪問防護(hù)、接入防護(hù)、防火墻等。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時不間斷運行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運行。 

    數(shù)據(jù)中心可通過公網(wǎng)接入,或者到移動專網(wǎng)接入，采用公網(wǎng)接入方式成本比較低，企業(yè)不用租用專線，而使用數(shù)據(jù)專線接入時，2G/3G/4G數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備要經(jīng)過Radius服務(wù)器的認(rèn)證, 整個數(shù)據(jù)傳送過程得到了加密保護(hù)，安全性比較高，可充分保障速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

    1、APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)模式：企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中配置APN服務(wù)器，移動終端使用APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)，由于采用數(shù)據(jù)專網(wǎng),服務(wù)器與公網(wǎng)Internet隔離,可以有效避免非法入侵。

   2、用SIM卡的性，對用戶SIM卡號碼進(jìn)行鑒別*，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對SIM卡號和APN進(jìn)行綁定，劃定用戶可接入某系統(tǒng)的范圍,只有屬于行業(yè)的SIM卡號才能訪問APN，移動終端與數(shù)據(jù)中心采用中國移動分配的專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入，普通的SIM卡號無法呼叫專門的APN。

   3、可以為每個2G/3G/4G數(shù)據(jù)傳設(shè)備單獨配置 DTU ID號和密碼，通過數(shù)據(jù)中心在其登陸時進(jìn)行應(yīng)用層認(rèn)證，其他沒有數(shù)據(jù)中心分配的DTU ID號和密碼的2G/3G/4G的設(shè)備將無法登錄進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。

   4、數(shù)據(jù)加密：可對整個數(shù)據(jù)傳送過程進(jìn)行加密保護(hù)。

   5、網(wǎng)絡(luò)接入安全鑒定機(jī)制：采用防火墻軟件，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)和安全防范功能，保障系統(tǒng)安全。

四、使用該系統(tǒng)帶來的好處:

1、提高亮燈率

　　系統(tǒng)投運后可以隨時發(fā)現(xiàn)路燈運行中出現(xiàn)的問題，隨時處理，提高亮燈率。

2、節(jié)約能源，減少電費支出

　　在系統(tǒng)投入使用后，可在深夜行人稀少和交通量減少的情況下，執(zhí)行“隔一亮一”或“隔二亮一”的照明方式，既給夜間出行的行人帶來主便又能節(jié)約大量的電費支出。在實現(xiàn)單控后，由于隔盞關(guān)燈進(jìn)行控制一般是通過敷設(shè)雙線電纜實現(xiàn)的，現(xiàn)在少還能節(jié)約50%的電纜成本及其施工費用。這對現(xiàn)有系統(tǒng)的改造十分方便，無須敷設(shè)額外線纜。

3、延長燈具壽命

　　采用路燈智能控制終端智能調(diào)壓方式節(jié)能運行后，可保持每盞燈電壓相對穩(wěn)定，尤其是在后半夜電壓升高的情況下。據(jù)測試，正常電壓（220V）情況下，鈉燈電壓為100V，電壓升高后（230V-240V），鈉燈電壓可升至120V-150V；正常電壓環(huán)境下降壓節(jié)能運行后，鈉燈電壓一般為85V，電壓升高環(huán)境下，鈉燈電壓可保持在100V左右。從理論和實際使用環(huán)境，采用調(diào)壓控制節(jié)能可以延長路燈使用壽命。因此，調(diào)節(jié)電壓方式具有雙重節(jié)能的效果。

4、節(jié)約人力、物力，提高管理水平

　　由于可實時監(jiān)控每盞路燈、每個路段及亮化工程點工作狀態(tài)，計算機(jī)可以及時對故障進(jìn)行匯總，寫入數(shù)據(jù)庫，以便次日進(jìn)行維修；利用動態(tài)實時模擬顯示屏，監(jiān)視全市路燈，值班員在*控制室就可以概覽路燈現(xiàn)場運行情況，從而減少巡燈的維護(hù)成本和減輕巡檢人員工作強(qiáng)度，大大提高工作效率。另外，在惡劣天氣時，根據(jù)各路燈控制智能終端采集的數(shù)據(jù)情況加以分析，采取相應(yīng)緊急措施，避免重大交通事故的發(fā)生。