引言
SIP(session Initiation Protoc01)是一个类似于HTTP和SMTP的基于文本的信令协议，主要被用来开发和实现VoIP、语音，视频会议、文本聊天、即时消息、交互游戏等业务的系统和终端。SIP服务器在运行的过程中也存在一些不足，最典型的是“单点失效”和“性能瓶颈”问题。
P2P(peer-to-peer)是一种基于对等的计算模型和基于对等的应用层重叠网络架构。纯P2P模式的应用系统只存在对等的客户端。P2P充分利用了客户端的内容、计算、带宽等资源，其扩展性极强。但也存在一些缺陷：标准化与互联互通问题、NAT穿越问题、安全和授权问题和用户移动性问题。
P2P和SIP在某些方面的功能是互补的，本项目用P2P(Point to Point，点对点)机制解决了上述SIP的两个问题。本文把网络节点分为超级和普通两种。超级节点通过P2P机制互联，为普通节点提供注册服务。当超级节点失效时，它所管理的普通节点会注册到其他超级节点上，避免了“单点失效”。当网络处理能力不够时，部分普通节点会转换成超级节点以增大网络容量，打破了“性能瓶颈”。
1 基于SlP的P2P的Chord算法
Chord是结构化的oveday。所谓overlay，是指P2P系统在物理连接的基础上构建的逻辑网络。而结构化的overlay，是指在overlay中，特定的资源由特定的节点管理；对资源的查询，就是根据某种路由规则，找到管理该资源的特定节点。Chord使用SHA-1哈希算法，哈希值为m个比特。2m个可能值分布在圆周上，称做Chord环，如图1所示。
图1中N表示节点，N后的数字是该节点的哈希值，一般通过哈希节点的IP地址得到。K表示资源，K后的数字是该资源的哈希值。Chord用在SIP中时，K应该是SIP URI，例如sip：。在Chord中，每个节点都负责管理一段哈希空问――顺时针方向上之前一个节点到自己的范围，哈希值落在该空间中的资源K的信息由本节点保存。例如节点N32就负责管理资源K24和K30的信息(图1中指向N32的实线箭头所示)。
比如节点N8要询问资源K30的信息时，N8首先要找到负责管理K30的节点N32。最简单的做法是N8询问顺时针方向紧随其后的节点，叫做N8的后继节点(successor)，即N14。如果N14不负责K30，则N14询问自己的successor，即N21。该操作反复进行，直至找到负责K30的节点N32为止。
2 基于Chord算法的P2P－SIP体系结构
在IETF的设计中，每个SIP节点同时也是P2P节点。节点间地位平等。这种设计要求对现有SIP设备做重大改动，而且无法将SIP服务作商业化运营。本项目的设计充分考虑到SIP服务的商业化和电信级运营要求，在不改动现有终端设备的情况下，只对现有SIP服务器的软件做很小改动。(为区别于传统的SIP服务器，把P2P化的SIP服务器叫做P2P-SIP Node，简称PN。)其体系结构如图2所示。
在P2P-SIP网络中，原来管理一个域的单台服务器变成多台PN，PN之间通过P2P机制互联，彼此分担负载。PN可以承担原来服务中压力最大的部分，比如注册、和计费。用户连接到任一PN，都可以有效使用服务。部分PN下线或故障不会影响到P2P-SIP网络的正常运行。要扩大P2P-SIP网络的容量，只需加入新的PN。PN在地理上分散到各处，逻辑上可以是环形的(chord协议)、矩阵的(cAN协议)、网状的(Pastry协议和Tapestry协议)。PN分为两层。上面是SIP层，处理标准的SIP信令；下面是P2P层，使用特定的机制(本文的设计选用Chord协议)互联各个PN的P2P层并维持它们之间的联系。P2P层提供给SIP层的应用程序编程接口(API)只有函数find_responsible_pn(user)(该函数返回负责管理该user的PN的IP地址和端口)。基本的PN至少包括注册和两种功能。由于P2P-SIP网络是动态的，所以负责管理某个用户的PN在不同时段可能是不同的。为进行商业运营，可以部署全局认证服务器、全局账务服务器和网管服务器等等，用于管理全部的用户和所有的PN。其他的服务(比如语音和视频会议、语音邮箱、PSTN落地(即呼叫座机和手机)、自动和人工语音应答等)可以部署在PN上，也可以作为单台服务器或服务器网络的形式接入P2P-SIP网络。
3 P2P-SlP网络的实现
3．1 PN的工作机理
在PN的配置文件中设有一个配置项，其值是“IP地址：端口”或“域名：端口”的形式。若存在多个值时，以空格分开。其值也可以为空(表示本PN是P2P-SIP网络的第一个节点)。值格式错误时，忽略该值。
PN启动时，如果发现配置项的值为空，PN的Chord层就新建一个Chord环。如果配置项存在一个或多个值，Chord层就依次向这些值发送请求直至收到成功应答。如果最终没有收到成功应答，就提示错误或者新建一个Chord环。PN进入P2P－SIP网络后，即PN的Chord层加入到Chord环中，需要从其successor处拷贝一份用户注册信息。
PN正常退出P2P-SIP网络时，需要将自己管理的用户注册信息发给自己的successor。非正常退出时，P2P-SIP网络会暂时丢失部分用户的注册信息。为保证注册过的用户始终可达，可以让PN周期性地将它管理的用户注册信息通告自己的successor，甚至successor的successor。
P2P-S1P网络的维护是PN的Chord层来做的。每个PN的Chord层都周期性地更新自己的successor．predecessor和finger表，从而及时地了解网络的变化。
3．2请求处理过程
按照RFC3261的规定,SIP服务器(主要指服务器)处理请求时与请求的方法无关。下面我们通过详细描述用户的注册和呼叫过程，来说明P2P-SIP网络中PN处理请求的实现方法。
3．2．1用户注册过程
对用户而言，注册到P2P-SIP网络的过程和注册到SIP网络的过程是相同的。只是在P2P-SIP网络中，PN收到注册请求时，并不立即记录该条注册信息，而是先调用函数 find_responsible_pn(user)。如果返回的地址是PN自己，这才记录下用户注册信息；如果返回的地址是其他PN，则PN会把注册请求转发给相应的PN。最终，注册请求会被转发到负责处理它的PN处，处理后产生的应答按原路返回。其步骤如下：
(1)终端发注册请求
IP地址为210．41．35．199的SIP终端准备好REGISTER请求，发给P2P-SIP网络中任一PN(假设Key为69的PN。)。如图3中M1所示。SIP终端可以通过多种方式获得PN的IP地址和端口。比如用户手动指定，或者使用终端默认的PN，或者使用终端上次进入P2P-SIP网络时更新的PN列表。
(2)PN转发请求
Key值为69的PN收到REGISTER请求后，取得请求中To头域里的SIP URI――表示注册的信息属于哪个用户，调用find_responsible_pn(user)。返回值应该是“IP地址：端口”字符串。将返回值同本机“IP地址：端口”作比较，如果相同，则本机负责处理该请求，之后的处理流程遵循SIP标准；如果不同，就转发REGISTER请求到该“IP地址：端口”。 在本例中，SIP URI对应的哈希值假定是17,PN的Chord层会查找到负责处理该请求的PN Key值是32,find_responsible_pn(user)返回该PN的“ip地址：端口”――210．41．35．200：5060。PN的SIP层判断该值发现不是自己，就将注册请求转发到该“ip地址：端口”，如图3中M2所示。
(3)PN接受注册，返回应答
Key值为32的PN收到REGISTER请求后，取得请求中To头域里的SIP URI，调用find_responsible_pn(user)。返回值是210.41.35.200:5060，比较后发现是自己，说明自己负责管理该用户，负责处理该用户的注册请求。之后的处理流程遵循SIP标准。假定注册成功，PN返回200 OK应答。如图3中M3所示。应答的返回遵循SIP标准，根据Via头域按原路返回，不需要查找路径，不会使用Chord层的操作。
(4)SIP终端收到应答，完成注册
Key值为69的PN收到来自210.41.35.200:5060的应答，按照SIP标准处理，把应答发给192.168.13.63:5060。如图3中M4所示。SIP终端收到200 OK应答，完成注册。
3．2．2用户呼叫过程
在p2P-SIpt网络中，PN收到INVITE请求，进行必要处理后，取出请求中To头域里的SIP URI(表示呼叫哪个用户)，调用find_responsible_pn(user)。如果返回值是PN自己，说明PN负责管理To头域所标识的用户，PN具有该用户的注册信息，之后的处理按SIP标准流程；如果不是，则PN将INVITE请求转发给find_responsible_pn(user)返回的“IP地址：端口”。具体的呼叫过程如图4所示。
(1)IP发起呼叫
IP地址为210.41.35.199的用户要呼叫用户。userA可以把请求发给P2P-SIP网络中任一PN。考虑到要在P2P-SIP网络上提供增值业务(比如计费)，userA把INVITE请求发给管理它的PN更合适一点。在本例中是IP为210.41.35.195，Key值为0的PN。如图4中M1所示。
(2)PN转发请求到PN
Key值为0的PN收到INVITE请求后，取得请求中To头域里的SIP URI，调用find_responsible_pn(user)。返回值是210.41.35.200:5060。比较后发现不是自己，将请求转发给210.41.35.200:5060。如图4中M2所示。
(3)PN转发请求到被叫
IP地址为210.41.35.200的PN收到该请求，进行相同的处理。发现返回值是自己，说明PN管理该用户，拥有该用户的注册请求。之后的处理流程遵循SIP标准，即在本地取得用户userB的当前地址，然后转发请求到该地址。如图4中M3所示。
(4)被叫接受呼叫，返回应答
用户userB所在的SIP终端收到该请求，按照SIP标准进行处理。假定userB接受呼叫请求，则返回200 OK应答。如图4中M4所示。
(5)应答沿原路返回
应答的返回遵循SIP标准，根据Via头域按原路返回，不需要查找路径，不会使用Chord层的操作。如图4中M5、M6所示。
(6)主叫收到应答，发出确认，建立呼叫
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0286-02
随着居民对于家居环境要求的提高，目前智能家居成为了重要的研究课题，智能家居指的是将居民住宅作为平台，利用网络技术、安全技术以及自动控制等技术，使多种家居设备之间形成一个系统整体，以便于人们实现对于家居物品的智能控制，更好的构建符合人们舒适度要求的住宅环境和管理系统，才能更好地达到居民对于家居要求的安全性和舒适性。当前随着科学技术的快速发展，为智能家居效果的实现提供了可靠现实的依据，在本文中笔者结合网络技术、数据管理等等方面的技术，分析面向智能家居的物联网原型系统的设计和应用。
1 面向智能家居的物联网原型系统的整体设计
根据物联网构建理念和理念引导下的形成的三层技术构建的框架，在本文中笔者提出基于上述三层框架的适用于当前居民要求的新型智能家居系统的设计方案，在构建新型智能家居设计模型时，其整体框架系统结构可以分为下面三个层面：一是感控层；二是网络层；三是应用层，这三个不同的层面可以分别负责三个不同的功能：感控层负责信息的采集和执行的功能；网络层负责信息传递和信息管理的功能；应用层负责系统应用的功能。三个不同的层面主要负责以下具体功能的实现：其中感控层主要是对于基础信号进行采集和处理，对于数据之间进行传输，同时控制命令的执行，其主要负责的单元有亮度监控单元、温度监控单元、电器状态监控单元、体感监控单元、湿度监控单元等等；网络层主要针对不同的通讯方式所具有的协议转换的功能，保证各项数据能够顺利地进行传递，其中数据主要包括WIFI、ZigBee、有线网络以及串口信息等等；应用层主要负责对于数据的存储功能，并且可以通过智能终端进行系统状态的整体查看等多种功能，以上三个层技术构建的体系是智能家居设计和保障其功能实现的重要理论基础[1]。
2 智能家居系统中对于感控层的设计
智能家居系统中感控层主要可以由数据采集和执行以及短距离的无线通信两部分组成。其中数据采集功能主要是利用传感器和身份识别等技术，对于家居系统中的温度、亮度、火情状态等设备的工作状态进行数据信息的采集功能，执行功能主要负责对于上层服务器所发送的命令进行接收，并且根据命令执行动作，例如根据命令对于加湿器和灯具的工作状态进行控制，在此基础上为用户提供更加舒适的生活环境；短距离无线通信设备的主要功能是对于较小范围内的各个物品之间实现信息的传输等功能，它具有自身的灵活，因此其在智能系统中的应用范围越来越广泛。
2.1 感控层的整体设计
在智能家居系统中，其感控层主要是以家电设备、通信模块等作为系统构成的独立节点和基本单元，主要具有数据采集、传输和控制设备的功能，如在具体的工作过程中，感控层对于智能家居环境中的亮度、温度等环境信息和其他各种家具的工作状态进行信息数据的收集和处理，同时通过无线网络对于收集的信息进行传输，最终实现系统整体中的信息交换功能。
2.2 ZigBee网络传感的构建
ZigBee网络传感的构建主要通过三个设备进行实现：一是网络协调器；二是网络路由器；三是网络终端设备。这三个设备在ZigBee网络传感中具有不同的功能，其中网络协调器和网络路由器主要负责网络协调的功能，它们可以和网络中存在的任何设备之间进行信息的传递功能；网络终端设备不具备网络协调的功能，其只能艺考其他设备进行信息的转换才能实现通信。在ZigBee网络传感的整体中，协调器是核心的存在，对于整个网络的建立和维护都具有重要的意义；路由器主要是负责以下两个功能的实现：一是对于节点内数据的发送和接收；二是为网络中存在的不能够进行直接通信的节点进行数据的转发功能；终端设备负责网络中数据的采集和处理功能[2]。
3 针对网络层和应用层的设计
3.1 网络层的主要功能和设计理念
在物联网的构架系统中，网络层对于整体系统的建设有着重要的作用，其关联着应用层和感控层之间的信息传输的功能，对于整个系统的正常运作起着至关重要的作用，如果网络层不能正常运作，则整个系统都无法实现信息之间的传输以及动作的执行功能。网络层功能的实现主要是它可以进行不同信息之间的相互转换，从而能够使数据能够进行不同协议的网络之间的正常通信和传递，如WIFI、串口通信、蓝牙等等不同类型的协议转换和正常通讯，更为主要的是网络层不仅可以实现不同协议之间的相互通信，而且能够保证通信数据的完整性和准确性[3]。
在智能家居的系统中，网络层的工作主要可以通过以下两个方面进行体现：一个方面是将感控层中所接受的各种各样的信息，如温度值、亮度、煤气浓度等等信息传送到系统应用层中，在信息传输的过程中要保证快速、真实；另一个方面是把系统服务器所发送的命令传递到感应层中，在传输的过程中快速和安全是信息传递的基础。
网络层在设计的过程中通讯方面主要依靠互联网，即Internet方式进行，其硬件主要利用智能家居网关系统。智能网关与远程的智能家居之间的联系是通过Internet进行网络连接，因此在进行智能网关的设计时需要其软件和硬件支持TCP/IP协议，并且在智能网关的设计过程中应该考虑到关于整个系统整体的可扩展性和适用性的原则。同时把握智能网关是否可以对于服务器所发生的数据进行及时准确接收的基础是网关的IP和端口，因此这两者的存在必须在智能家居的系统中具有其唯一性，也就是说只能对应唯一的用户[4]。
3.2 应用层的主要功能和设计理念
在智能家居的系统整体中，应用层的功能主要是将感控层获得的信息数据进行汇总和分析、决策等等，对于整个系统而言应用层是决策层。应用层主要是由两部分组成，其中一个是负责系统中数据接受、储存功能以及整个系统的控制决策和命令发送功能的系统服务器；另一个部分是电脑、手机等可以进行Web浏览器搭建的终端设备，此终端设备可以保证用户对于智能家居系统的正常浏览和使用。在下文中，笔者主要针对智能家居系统的服务器开发和设计[5]。
智能家居系统服务器由主要以下三部分组成：一是Web服务器；二是业务处理中心；三是数据库服务器，这三个不同的部分分别负责以下各个功能的实现：首先Web服务器，即WWW（WORLD WIDE WEB），其主要的功能是实现网上信息的浏览服务，在工作原理上是通过网页的形式进行用户使用界面的以及对于用户的登录信息进行验证，在系统整体中其是用户需求最直接和基本的功能体现；业务处理中心的主要功能是对于网关所传送的数据和信息进行收集，之后进行数据解析的工作，并且通过业务逻辑处理进行解析后数据的二次处理，最后是通过上述处理的最终结果进行控制命令的发送，以及将处理的结果进行储存，业务处理中心在系统整体中的主要作用是对于后台的数据进行处理；数据库服务器的主要功能是对于系统中的各种信息进行存储和管理，其在系统中的主要作用是保证其他两个部分能够对于数据的存储和查询等工作可以正常顺利的进行[6]。
4 结束语
综上所述，在本文中笔者结合网络技术、数据管理等等方面的技术，分析面向智能家居的物联网原型系统的设计和应用。满足随着居民对于家居环境要求的提高的要求，最终实现智能家居的构建，即利用网络技术、安全技术以及自动控制等技术，使多种家居设备之间形成一个系统整体，以便于人们实现对于家居物品的智能控制，更好的构建符合人们舒适度要求的住宅环境和管理系统，才能更好地达到居民对于家居要求的安全性和舒适性。
参考文献：
[1] 程洋，王伟，谢广明，等.面向物联网的智能家居原型系统[J].兵工自动化 ，2013（11）：93-96.
[2] 赵伟栋.基于物联网的智能家居控制系统的设计[D].西安科技大学，2012.
[3] 汪涛，谢志军.基于WSN的智能家居控制系统设计与实现[J].无线电通信技术，2015，41（2）：71-75.
在城乡基层党组织推进《**先锋网》网络体系建设，就是依托乡镇、街道党员电教工作站和《**农网》信息服务站，建立“先锋在线”工作站；依托村、社区以及机关、学校、企事业单位的党员电教固定播放点，建立“先锋在线”信息点。
“先锋在线”工作站和“先锋在线”信息点，是《**先锋网》、《**农网》网络体系向城乡基层党组织的拓展和延伸，是基层党组织开展现代远程教育的终端接收点。它既是党员干部学习政治理论和科技知识、提高综合素质的培训点，也是城乡基层党组织为党员和人民群众的生产、生活提供信息服务的信息点。
在城乡基层党组织推进《**先锋网》网络体系建设，是我省党员干部现代远程教育实现手段载体化、内容经常化、方式制度化的迫切需要，是我省实施“861”行动计划，推进“数字**”建设，加快农村信息化进程，满足基层党员干部群众学习需求的重要途径。这对于巩固我省“信息入乡”工程、推动信息“进村、入户”，解决我省城乡信息不对称、教育机会不均衡等问题，统筹城乡发展和经济社会协调发展，都具有现实和长远的意义。
二、在城乡基层党组织推进《**先锋网》网络体系建设的目标和任务
推进城乡基层党组织《**先锋网》网络体系建设总的目标是：力争用五年左右的时间，在全省所有的乡镇、街道和80%左右的村、社区建设、开通“先锋在线”基层站点，实现《**先锋网》网络体系基本覆盖全省城乡基层党组织的目标。按照这个总的目标，要完成三个方面的建设任务：
1、开通“先锋在线”工作站、“先锋在线”信息点网页。在《**先锋网》各县（市、区）分站首页开设所属乡镇、街道网页链接，统称“××乡镇（街道）先锋在线工作站”。在乡镇、街道“先锋在线”工作站网页开设所辖村、社区“先锋在线”信息点链接，统称“××村（社区）先锋在线信息点”。在此基础上，进一步向机关、学校、企事业单位以及“两新”组织等基层党组织延伸。
2、建设乡镇、街道“先锋在线”工作站。“先锋在线”工作站建设应达到“五有”标准，即：有一间固定的办公场地，有一名以上专职（或兼职）工作人员、有一条宽带互联网线、有一台电脑等上网设备、有一套健全的管理制度。条件好的乡镇、街道可组建局域网、添置投影仪等。一般由乡镇、街道党委副书记或党委组织委员任站长，乡镇电教播放员、农网信息服务站工作人员为成员。工作站的主要职责是：在党委的领导下，负责本乡镇、街道党员干部现代远程教育和党员电化教育工作；负责本乡镇、街道《**先锋网》、《**农网》网络维护和信息更新，收集、上传有关信息，及时下载、存储、和播放有关信息（课件），为本地政府、企业和“两新”组织提供服务，为党员和人民群众的生产、生活提供信息服务；指导所辖村、社区开展党员干部现代远程教育和党员电化教育工作等。
乡镇、街道“先锋在线”工作站标识由省远程办统一制定，各市按标识统一制作标识牌。
3、建设村、社区和其他基层组织“先锋在线”信息点。“先锋在线”信息点建设也应基本达到“五有”标准，即：有一间固定的办公场地、有一名专职（或兼职）管理人员、有一条互联网线、有一台电脑等上网设备、有一套健全的管理制度。有条件的地方，也可以增加投影仪等。一般由村、社区电教播放员担任“先锋在线”信息点管理员。信息点的主要职责是：在党支部的领导下，负责管理本村、社区信息点，组织党员干部开展现代远程教育和党员电化教育，组织开展技术咨询和实用技术培训；负责向本县（市、区）网站和乡镇、街道“先锋在线”工作站报送本村、社区党支部活动信息；及时下载、存储、和播放有关信息（课件），为本村、社区党员和人民群众的生产、生活提供信息服务等。
村、社区“先锋在线”信息点标识牌由各县（市、区）统一制作，标识与“先锋在线”工作站一致。
三、在城乡基层党组织推进《**先锋网》网络体系建设的措施和要求
1、组建机构，加强工作指导。省委组织部根据省委办公厅《关于成立省委农村党员干部现代远程教育工作领导小组的通知》（厅[**]16号）和省编办《关于省委组织部增加机构编制的批复》（皖编办[**]30号）文件精神，成立了**省党员干部现代远程教育办公室，与**省党员电化教育中心实行“一个机构、两块牌子”，具体指导和管理全省党员干部现代远程教育工作。各地可以参照此做法，在党员电教中心增挂本地党员干部现代远程教育办公室或管理中心牌子，组建远程教育工作机构，具体负责本地党员干部现代远程教育工作，指导“先锋在线”工作站、“先锋在线”信息点的建设。
2、整合资源，加强部门合作。各市、县（市、区）委组织部要积极协调有关部门抓好本地区、本部门所承担工作任务的落实。各市信息办、各县（市、区）政府办公室要把这项工作纳入“十一五”信息化规划，积极采取措施，多方整合资源。各级气象部门要充分发挥农网中心人员和技术优势，做好网络体系建设软硬件服务和技术支持，保障网络运行安全。
3、勤俭办事，多渠道筹措建设经费。基层站点建设需要一定的资金投入。各级党组织要动员各方面力量，积极筹措建设资金。可以采取财政拨一点、党费拿一点、办公经费挤一点、争取有关运营单位优惠一点等办法加以解决，确保基层站点建设和运转的必要资金，但绝不允许向群众摊派，不得增加群众负担。
4、加强培训，建立一支专兼职工作队伍。要建立一支素质高、能力强的专兼职教学、管理和设备维护工作队伍。按照分级负责、分级培训的要求，制定人员培训方案。基层站点管理员，应坚持先培训，后上岗。可采取集中授课、实习操作和现场观摩等方式，增强培训的针对性、实效性。
1.引言
目前，电网正朝着智能、高效、可靠和绿色方向发展，这对通信技术提出了新的要求。云南电网公司不断加大骨干光纤通信网络的建设，然而由于受到配电与用电网分布式结构的限制（网络复杂，通信点多，通信设备工作环境差），面向用户侧最后一公里的通信网络资源极其匮乏，已成为电网建设的瓶颈。由于光纤布放难度大，单一的光纤通信方式不能满足配用电侧业务全覆盖、全采集、全费控的需求，需要开展以光纤通信为主、无线通信为辅的复合通信网络建设与应用尝试，以更好地实现配网自动化、集抄、应急通信、移动办公、巡检、等业务。
2.无线通信方式分析
云南电网公司采用的无线通信方式包括微波通信、租用公网的无线通信（GPRS无线数据采集、CDMA无线数据采集）等。
由于微波的频率极高，波长又很短，超过视距以后需要设置中继站转发，信号衰减大，时间延迟长，不能满足生产业务可靠性、实时性传输需求。
租用公网通信方式在云南电网的应用主要在应急通信、配网自动化及营销自动化。通过租用公网GPRS/CDMA无线通信资源解决配变监测、大客户负控、低压集抄等通道问题。然而，由于公网通信存在网络不稳定、需求及故障处理滞后等一些技术和管理方面的问题。
传统的配电网通信技术在传输速率、可靠性、实时性及维护难易程度方面不能满足网络智能化的需求。
3.智能配电网业务需求分析
智能配电业务主要包括如下：
（1）智能配电自动化业务
配电自动化终端（FTU、DTU、TTU）分布式部署在10kV配网线路柱上开关、环网柜、配变侧，负责采集配网一次设备的运行信息、状态信息、故障信息，并将信息传送至配网调度中心。业务点范围：所有配网节点设备遥信信息的上传;部分配网节点（如重要开关）设备的遥测、遥信和控制，传输带宽30k，传输时延
（2）电能量信息业务
在用户侧部署智能电表，实时采集用户用电信息、状态信息等至配网调度中心，向用户传送实时电费、分时电价等信息。智能电表信息汇聚至集中采集器后，再通过配电通信网上送。业务特性：集中型准实时业务，业务流向为各计量终端、抄表集中器集中到配网计量自动化中心主站，传输时延
（3）分布式能源业务
微网是分布式发电设备运行的有效形式，有助于充分利用各种清洁和可再生能源。配置分布式能源监测系统，实现分布式能源电量信息、逆变器信息的采集及传送，传输带宽30k，传输时延
（4）10kV大用户业务
在10kV大用户线路出口侧配置负荷控制终端，实现负荷预测、电能质量监测、负荷控制参数下发等功能，传输带宽5k，传输时延
（5）线路保护业务
目前配电网线路保护业务采用不需要通道的电流保护方式，智能电网时代保护方式将发生改变，利用配网通信通道进行纵联网络保护方式，传输带宽64k～1M，传输时延
（6）配电网视频监控
为满足将来配电网重要节点（环网柜）的运行和监控需求，考虑每个重要节点配置视频监控业务。一般采用实时向监控主站传送信号，业务带宽变动不大。每条10kV配电线路同时点播视频两个点考虑，视频业务图像格式质量达到4CIF要求，传输带宽2M～4M，传输时延
4.TD-LTE技术在配电网中的应用
TD-LTE具备上行业务带宽可调、低时延、系统扁平化设计的特点，并且对业务质量分等级进行保障，可以解决电力专网业务应用的诸多难题。TD-LTE技术的引入可以有效解决电力通信“骨干网强、接入网弱”的态势，其扁平化的网络架构可以简化配网结构，减小配网管理成本、降低网络运营复杂度。
4.1 TD-LTE系统构成
LTE的主要目标是数据包的传输达到最优化，所有网元全都IP化，连接到网管上。LTE系统主要由无线终端UE、无线基站eNB、核心网EPC及网管构成。
无线终端设备UE主要由进行无线信号收发、基带处理和高层应用运行的ME设备（移动单元）和一个或多个可拆卸的、可以保存数据、程序和安全身份识别的智能卡USIM构成。无线终端主要以高速分组域数据业务为主，具备业务与底层间QOS参数传送机制，可以接收上层业务指派的具体QOS需求，并上传给网络。无线终端可直接与集中器、负控终端、配电自动化终端等电力终端设备通信。
LTE基站为分布式基站设备，是由基带单元设备（BBU）、射频远端设备（RRU）构成，是一种可以灵活分布式安装的基站组合。其中RRU通过Ir接口与基带单元设备BBU相连，BBU通过S接口和EPC连接。LTE基站满足上下行信道资源分配以及调度算法的要求以及上下行功率控制方法及参数。支持 MAC、RLC、PDCP及 RRC协议，并实现系统内移动性管理、接入控制、完成上层同步。完成数据和信令承载、所支持QCI以及 QoS机制的要求。
无线核心网EPC作为LTE系统的核心网，负责终端认证、终端IP地址管理、移动性管理等，直接连接智能电网主站。通过核心网，电力终端能够完成数据采集、视频监控、调度指挥、应急抢险等功能。网络管理单元主要完成网络状态监控和设备运维。
4.2 TD-LTE在电力系统的应用
TD-LTE在电力系统应用组网采用三层结构，最底层为终端接入层：包括配网自动化业务、电能量业务、视频监控信息、应急通信等各种业务接入终端，分别对应配置无线终端设备。第二层是信息传输层：包括无线基站（BS），网关设备GW，主要为用户终端提供无线接入信号，负责无线资源的管理，业务的调度等功能，根据覆盖范围分别配置不同数量的无线基站。无线基站一般设置在具有光纤通信资源的节点，在本节点完成从无线到有线的转换。数据处理层包括LTE系统的核心网，一般设置在调度中心所在，由统一的网络管理系统进行集中的维护，减少管理系统分散带来的麻烦。
5.结语
LTE技术为智能配电网的建设提供了经济、实用、可靠的一体化电力专网信息通信平台。具有覆盖广、建网快、带宽高的特点，最大程度的节省了电网公司建设、运营、维护成本，避免了采用公网运营商网络租赁费用的同时，大大提升了网络安全可靠性。
参考文献
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[2]秦立军，马其燕.智能配电网及其关键技术[M].中国电力出版社.
[3]王映民，孙韶辉.TD-LTE 技术原理与系统设计[M].人民邮电出版社.
1 业务目标
移动营销，主要针对银行业务销售需求，将银行业务系统的信息化内容与手持终端移动化的优势结合起来，为客户提供精准的解决方案。通过移动终端，银行业务人员可以随时、随地、随身的与客户进行营销沟通，实现了对销售流程和客户信息传递的电子化改造，使得营销工作如虎添翼。建立移动营销服务平台，将打破传统销售模式的瓶颈，降低银行的营销成本，提高精准营销管理工作效率，为拓展银行业务、挖掘银行新客户开辟出一条新的康庄大道。
2 系统实现
2.1 系统目标及设计原则
（1）建立面向移动平板终端的移动营销基础平台（分为客户端和服务端两部分），并基于该平台研发各类业务应用。该平台应具有高效率、高扩展、高可用性和易维护性的特点。
（2）依托网上银行系统群成熟稳定的集成架构和应用架构建立和部署，尽量复用目前已有的网络、防火墙、主机和存储等基础软硬件等基础设施，并将在应用业务逻辑层面形成一定层次的复用。
（3）服务端部分将建立统一的应用协议接入标准，并能根据业务量和交易量的情况在集成架构层面形成横向扩展。
2.2 平板终端OS选择
“移动营销平台”系统中的客户端部分，需要基于移动平板终端的操作系统研发，因此需明确首选的移动终端操作系统平台，需要从以下几点重点考虑选择：
（1）安全定制化：客户端的安全性非常重要，需要基于移动平板终端的操作系统进行一些个性化的定制，以提高系统整体的安全性。
（2）易开发性：操作系统平台是应用研发的基础，因此操作系统支持的开发语言、开发环境和运行环境与应用客户端的开发紧密相关，考虑到系统开发资源的获取便利性，需要考虑易开发性。
（3）市场份额：考虑到日后开发维护的延续性，需要选择市场份额和成熟度较高的产品。
（4）市场价格：基于项目成本，综合考虑移动平板终端的市场价格。
2.2.1 Android平板
Android是基于Linux开放源代码的操作系统，它采用了软件堆层架构，主要使用于便携设备。该操作系统最初主要支持手机，2005年由Google收购注资，并进行开发改良，逐渐扩展到平板电脑及其他领域。对该系统特点分析如下：
（1）安全定制化：Android操作系统是基于开放源代码策略，具备操作系统定制化的可行性。该操作系统是基于Linux内核，Linux内核在多年的发展中已在金融业有着广泛的使用，有较成熟的安全体系。
（2）易开发性：Android应用是基于Android操作系统的Dalvik虚拟机运行，开发语言为JAVA，基于成熟的Android SDK，因此该平台易开发性较高。
（3）市场份额：根据市场情况分析，Android操作系统的平板电脑市场占有率较高。谷歌官方的android市场中的应用软件涵盖各类行业软件，操作系统成熟度较高。
（4）市场价格：Android平板终端涉及厂商众多，基于要求的平板终端价格较低。
2.2.2 iOS平板
iOS是由苹果公司开发的手持设备操作系统，最初是设计给iPhone使用的，后来陆续套用到iPod touch、iPad以及Apple TV等苹果产品上。iOS与苹果的Mac OS X操作系统一样，它也是以Darwin为基础的，同样属于类Unix的商业操作系统，针对该系统的特点分析如下：
（1）安全定制化：iOS为苹果公司的专有操作系统，同时基于苹果公司的政策，在此系统平台进行定制化较难，历经多年的发展已有较成熟的安全体系，安全性高。
（2）易开发性：基于iOS操作系统的应用软件研发，研发语言为Object C，基于苹果提供的SDK研发，就研发语言来说属于小众开发语言，但近年来iPhone/iPad产品+苹果应用商店的成熟市场和销售策略，培育了大量基于IOS操作系统的研发人员，易开发性高。
（3）市场份额： iOS操作系统的平板电脑市场占有率最高。苹果官方的App Store市场中的应用软件涵盖各类行业软件，操作系统成熟度较高。
（4）市场价格：苹果公司产品的市场价格比较一致，基于要求的设备市场价格适中。
2.2.3 Windows平板
和PC机上微软操作系统的霸主地位成鲜明对比的是其在移动操作系统上的惨淡经营，市场份额持续下降。近年来，微软通过Windows Phone7夺回失去的市场份额，推出PC机、平板电脑和手机上统一适用的操作系统Windows 8。
（1）安全定制化：Windows 操作系统为微软公司基于X86架构的专有操作系统，在此系统平台进行定制化较难，该操作系统历经多年的发展已有较成熟的安全体系，安全性高。
（2）易开发性：微软公司推出完全支持平板电脑的Windows 8操作系统，相比windows 7操作系统有较大的变化，会对开发人员有新学习成本和经验积累的额外要求，因此易开发性一般。
（3）市场份额： Windows 操作系统平板的市场占有率较低，市场份额很小。
（4）市场价格：基于Windows操作系统的平板终端较少，根据目前的市场价格较高。
2.2.4 总结
根据上述情况可以看出，相比其他操作系统平台，Android操作系统在安全定制化、易开发性、市场份额和市场价格四个方面都有较明显的优势，将作为移动终端客户端研发技术平台首选。
2.3 无线网络接入方式
从实施成本、实施周期、安全性等各方面综合考虑，支持平板终端通过3G和WIFI两种无线网络接入方式，与服务器端建立通讯，同时在应用层面加强安全认证措施，保障整体系统安全。
2.4 整体应用架构
整体应用架构分为两个子系统，分别为移动营销平台系统和移动终端管控系统，两个子系统为无任何耦合关系，可以独立运行。理财经理/大堂经理使用平板终端，通过3G无线上网卡使用公网通道接入移动营销平台，移动营销平台根据用户的请求信息，本地处理或访问其他业务系统来受理客户的申请，办理相关业务。
客户端整体架构为native app和webkit两部分组成，native app负责处理客户端本地逻辑，webkit即为浏览器核心，负责与服务端交互，并展现服务端的返回数据。
服务端整体应用架构图可以分为如下层次：
（1）UI层：UI层负责将系统界面的整体展现和效果直接呈现给用户，涉及技术主要包括Html5、JS、Css3等。
（2）展现层：表现层负责将用户的请求发送给责任链层，并获取业务层的返回数据，处理必要的展现层逻辑。
（3）责任链层：责任链层根据用户的服务请求选择相匹配的责任链（或拦截器），负责处理与该服务请求相关的基本逻辑控制、请求内容校验和安全等内容。
（4）模板层：模板层负责根据用户的交易请求，发起相应的业务流程，管理并组织业务组件，将请求分派给相应的业务组件处理，并获取业务组件返回的数据。
（5）业务层：业务层负责具体业务的实现，由业务组件组成，业务组件负责具体业务逻辑的处理和输出。
（6）交换层：交换层负责处理需要与其他系统交互的请求，包括交易数据组织、交易路由选择与本应用系统的数据库交互等。
2.5 安全性设计
考虑到应用的自身特点，需在应用设计中综合考虑安全性策略，加强安全方面的控制和管理。
登录控制：集成银行员工号、密码及短信动态密码多因素认证，且客户端将把平板终端硬件信息上送给服务端，服务端正确识别系统登记中的设备信息和客户关系后方可使用。
客户交易二阶段认证：理财经理为客户办理预购买后，客户需从网上银行和手机银行的专用入口进入输入交易密码确认后方能完成理财产品的购买流程。
3 结束语
2资源利用率低
大型企业很多情况下由传统网络、安全保密系统、数据中心、灾备中心及运维管理系统等几部分构成，但目前传统网络无法支持云的定制网络实时生效，难以形成多层网络的协同沟通，难以根据业务需求自动调整网络带宽，以致网络资源利用率比较低，难以支持大型产品的协同设计及大型系统的协同测试试验验证等任务的需求[4]。
3SDN概述
3.1SDN定义
软件定义网络（SDN）是一种革命性的网络技术[6]，对现有网络结构进行了创新，已逐渐成为通信领域最热门的技术之一，已成为通信技术领域的关键词之一，是未来网络的核心技术之一。通过将网络控制和数据转发分离，从而实现网络和业务可编程控制。通过SDN，企业将获得前所未有的可编程、自动化和网络控制，促使企业高效升级和灵活适应企业需求。
3.2SDN架构
2011年，Google、德国电信等公司发起并成立了OpenNetworkingFoundation-ONF（开放网络基金会），主要致力于推进基于OpenFlow的SDN网络[7]。ONF为SDN网络定义了三个逻辑层，分别为基础设施层、控制层和应用层，SDN的技术架构如图1所示：基础设施层起到数据处理、转发和状态收集的作用，包括构件基础设施的路由器、交换机、服务器和计算机终端等，构成基础网络设施。控制层起到支撑和数据编排的作用，包括网络操作系统、SDN控件和网络服务等支撑内容。应用层包括各种业务应用，即核心业务。在软件定义中，基础设施的设备仅仅负责数据转发，因此可以用通用构件网络设施，由原来嵌入在专用网络设备的操作系统提炼为控制服务层的网络操作系统，负责与各种业务的接口适配，其硬件设备之间的通信以及操作系统和业务之间的信息传输都可以通过编程实现。
3.3OpenFlow网络
2008年，Nicira公司提出了OpenFlow的概念，OpenFlow是SDN的核心技术，是网络设备层的规范，起到基础设施层和控制层之间的协调的作用。OpenFlow是一个技术协议，通过它可以实现软件定义网络，用户可以在不用清楚基础设施是什么的情况下控制数据流量从一个设备传送到另一个设备上，最终传送到最终用户。OpenFlow是SDN的重要的组成部分，它能够使控制网络设施程序化，支持快速的网络服务开发和部署。它使设备制造商在不暴漏其网络设备内部实现细节的前提下，提供网络研究者修改网络控制逻辑进行各种创新试验的能力。OpenFlow网络是使用了OpenFlow技术的网络，它由OpenFlow交换机、FlowVisor和Controller三个部分组成，而OpenFlow交换机则由流表、安全通道和OpenFlow协议三个部分构成。OpenFlow交换机负责数据的转发，其流表由头域、计数器和操作几个部分构成成。FlowVisor负责进行网络虚拟化;Controller则负责对网络进行集中控制，实现控制层的功能，通过OpenFlow协议对对流表进行控制。OpenFlowv1.0仅支持Ipv4，v1.2也可支持Ipv6[8]。在大型企业添加OpenFlow特征的固定或移动节点，将使企业的固定网和移动网络实现无缝控制，使得管理更加灵活。
3.4SDN特征
SDN最主要的特征就是数据转发和控制分离，同时还具有资源虚拟化和软硬件可编程等特征。数据转发和控制分离特征思想是基础硬件与业务实现分离，其硬件仅负责数据转发和存储，因此可以采用相对廉价通用设备构件网络基础设施[9]。资源虚拟化的思想是对网络设备的种类、功能及智能化管控通过软件实现，由网络操作系统完成对网络的运行控制。软硬件可编程思想是通过定制诸如路由、安全等各种网络参数实现更快的业务响应。
3.5SDN优势
可以根据业务对网络的需求编制网络特性和能力的方案，可以简化对网络设备的配置要求，将网络部署时间缩短，对运维管理人员的知识要求比较低[10]。
4基于SDN的大型企业网建设方案
4.1基础架构
云计算、大数据等新技术已经应用到大型企业网中，尤其是云计算已经应用到大型企业的数据中心中，而云计算的特点就是需要将资源进行集中处理，然后进行分配和调度。网络资源和计算资源由不同设备构成，因此需要有更有效的资源整合能力。将SDN新思想应用到大型企业网络中，用以提高资源的整合能力，提升新业务支持能力，并有效提高运维管理人员的工作效率。遵循SDN架构，大型企业网络由基础设施层、控制层和应用层构成。基础设施层由路由器、交换机、服务器和计算机终端构成[11]。应用层主要由办公业务应用、产品设计应用及系统试验应用等企业核心应用构成，是企业提升能力的主体力量。
（一）加快认识转变迫在眉睫。我在基层网点工作16年和担任特派员2年期间，接触过很多基层网点主要负责人，我的感觉是虽然这十几年来由于上级行对案防工作重视度的大幅提高，基层网点负责人对案防的认识也随之上升，但仍有少数负责人思想上对案防工作还是有轻视的思想，对案件防控的认识仍停留在过去的惯性思维中，言语中总是露出网点的营销责任大于一切的意味，一年到头在外面辛苦地跑客户单位，很少有时间呆在网点，对上级行好的防控措施和管控要求，不认真及时传达落实，把网点的内控管理完全丢给委派营业主管，对自己应履行的案防职责知之甚少，各项检查敷衍了事。基层网点主要负责人对案防工作思想认识的不到位，肯定会影响到网点领导班子的工作决策，进而影响网点的合规氛围，最终将导致整个网点麻痹侥幸心理滋生，制度执行力打折，业务操作存在偏差而导致发案。因此基层网点的主要负责人树立正确的案防意识是基层案防工作的关键之关键，要坚持做到自我警觉、以身作则、自我防堵，用制度管人，用机制约束人，居安思危，善于从平静中发现暗潮潜流，将案件事故消灭在萌芽状态、起始阶段。
（二）加强员工培训刻不容缓。一是必须系统有效地进行员工培训，特别是岗前培训势在必行，以林克ATM加钞案为例：复核员赵某未经支行系统培训就上岗，不了解相关业务制度规定，日常设备清机加钞工作也依赖于林某，给林某单人清机、领钞机会，为作案提供了条件；以何家亮案件为例，就暴露出业务培训明显有效性不足的问题：该行不是按规章制度要求来培训新员工，而基本上是“师傅带徒弟” 的模式，即前任怎样做自己就怎么做，不管过程是否违规，以至何某直接从本人尾箱拿现金交其它柜员存入自己控制的账户虚增存款违规行为长期得不到纠正。二是员工培训应不仅仅包括业务培训，还应结合案例重点开展合规与风险意识教育，近几年，我行新进了大量的年轻员工，新员工大多刚从校园走出来，工作热情很高但社会阅历不足，安全防范意识较差，缺乏风险意识。以鲁新华案为例：鲁某有时为了平账需要在自己控制的账户办理取款，该行其他柜员在没有实际现金收付的情况下，代鲁某在柜台外取款、输入密码，合规意识十分淡薄；以赵宝利案为例：批量代收付系统对单户超过5万元的业务提示了预警信息，但系统操作员没有引起重视，没有按照制度规定与委托单位核实，却让担任批量代收付系统业务主管的赵某直接授权解除了预警。三是柜面业务培训不能仅仅是对一般柜员、营业主管，包括基层行的主要负责人、副行长、网点经理、客户经理这些业务条线的人员都要参加，以何家亮案件为例：该行主要负责人直到省行调查组下来现场检查时，才知道应该怎样查库。员工培训加强了，员工综合素质得到提高，内控执行能力的提高才有基础保证，才能确保执行不变形走样，不折不扣。
（三）加大排查力度责无旁贷。虽然每年我行都会开展员工排查活动，但有少数基层网点对排查工作重视不够，在排查中走形式，大而化之，排查力度不大，一旦出现了案件和重大违规后，回头再看，才发现其实涉案人员在日常中早已暴露了很多异常倾向，比如出手阔绰、喜好、喜欢购置奢侈品、经常性一个人非正常加班、夫妻不和等等。因此作为基层网点的领导班子，一定不能沉醉于员工团结不会出问题的幻想中，必须要加强从业人员管理，建立员工行为档案，通过日常接触员工、员工访谈、家庭访查等方法来切实开展排查工作，不仅为员工解决学习、生活和工作困难，也为重要岗位人员的选拔、轮换提供依据；关注员工思想变化，不将友情置于制度和监管之上，对有异常行为的员工要实行报告制度和重点监控，对查出的问题要能由小看大、举一反三，这样才能达到排查的目的。
三、案防的重点：“管事”
每一个案件都暴露了涉案机构在内控管理上的疏忽和漏洞，业务流程执行不严格、日常检查不到位、问题整改不落实等等，导致很多重要业务环节失去管控，为涉案人员作案提供了便利，因此在柜面风险管理中，如何运用业务流程控制来管“事”，从而减少甚至避免案件和重大违规的发生是至关重要的。我行2011年7月颁布的《湖南省分行基层机构防控风险案件重点监控指引》（建湘发（2011年）104号）就是结合当前案件防控重点和内外部监管要求，详细列举了柜面业务中的关键风险点，从流程上明确了操作要求、监控措施、再监督要求，大大了提高基层机构防控风险案件工作的针对性。基层网点应结合以下列举的典型案例中暴露的问题，分析原因，举一反三，对照《湖南省分行基层机构防控风险案件重点监控指引》，开展自查，找出本网点柜面管理薄弱环节后，积极进行整改，肯定会取得事半功倍的效果。
（一）现金管理要到位。柜面现金管理包含了营业中柜员现金保管、营业终尾箱保管与交接、上门收款等关键风险点，只有从这些关键风险点着手，要求柜员办理现金业务执规到位、各级主管人员按频率查库、核查到位、后台部门监督抽查到位，才能确保现金管理这个环节不出现风险漏洞。
以何家亮案为例，暴露的问题有：一是未严格执行业务主管与现金柜员双人当面清点封箱的规定。该行每天日终碰库时，都是将当日在用尾箱现金与何家亮提供的寄存于邮储银行金库的 “寄库尾箱余额”加总，认定“账实相符”；二是查库流于形式。现金主管、委派营业主管、支行负责人查库时，都没有清查过寄存于邮政银行金库的尾箱实际现金数；三是库存限额偏高。该行日均库存经常高于核定的库存限额，但从未引起重视。
以鲁新华案件为例，暴露的问题有：一是网点的现金柜员在未清点现金、未填写登记簿的情况下，直接将上门收款员交来的现金分配给普通柜员鲁某清点、记账，严重违反现金作业流程；二是违反上门收款相关规定。《上门收款登记簿》上没有客户单位财务人员和行内现金柜员的签字，只是收款人员自己记的流水账；上门收款员还曾多次将《上门收款登记簿》丢失；客户填写的多张现金交款单未填写交款日期或交款日期被涂改，给鲁某“压单”延迟入账、截留资金提供了方便；未及时与客户核查收妥款项，未向客户单位反馈银行进账回单，导致鲁某可以长期滚动作案。
（二）重要物品管理要细致。重要物品管理一定要耐心细致，对印鉴卡、重要单证、会计印章管理按照“谁保管、谁使用、谁负责”的原则开展工作，要求领入、使用、出售记录完整详细；离柜入箱（柜）保管、作废、销毁手续齐全；日终、旬尾、月末、季末、年终总分帐、实物核对一致；监控与再监督不走过场细心观察。
以王淑莉案为例，暴露的问题有：王某向客户出具手工填制的“储蓄特种存单”截留客户存款资金256万元。这种被“有心”的她偷偷保留下来的“储蓄特种存单”，是在DCC系统上线时用于测试的，并非正式业务凭证，但是，对于不具备银行业务知识的客户来说，难以鉴别真伪，因此，一经别有用心的人利用，容易产生风险。案发行对这种可能产生风险的业务凭证未严加管理，导致其被截留，客观上为其作案打开了方便之门。
以某网点遗失重要单证重大违规事件为例，暴露的问题有：营业日终，柜员未对自己保管的重要空白凭证进行账实核对；营业日终，业务主管核点现金柜员的重要空白凭证时，柜员未查看核点过程，而是背对业务主管忙于自己的其他工作；业务主管核点完毕后，柜员未再复点单证，而是任由业务主管单人将重要空白凭证放入保险柜，导致未及时发现遗落在地面的几张重要空白凭证；柜员班后未仔细查看地面、柜底、抽屉、垃圾桶等处是否遗漏重要单证和重要物品，导致几张重要空白凭证被当做垃圾处理；营业主管查库时不够细心，忽略了使用频率不高的重要单证，未认真清点零散的重要空白凭证，因此未能及时发现重要的单证遗失。
（三）会计核算管理要全面。会计核算管理范围比较广，涉及的重要环节很多，例如开户、柜面授权、保证金账户、内部账户、特殊业务、大额收付、票据受理审核、对账等，主要防范业务“一手清”、虚假开户资料、授权不规范或事后授权、违规支取保证金、违规使用内部账户、乱挂账、大额支付未审核、柜面业务逆流程操作、对账不及时或不真实、员工自办业务等等风险。
以王淑莉案为例，暴露的问题有：王某私自以他人名义开立定期一本通账户多达十余个，并频繁对控制的这些账户办理提前支取业务；长期私藏这十余个控制账户户主的身份证。以赵宝利案为例，暴露的问题有：工资批量代收付系统客户端违规安装在银行经办网点；业务“一手清”，赵宝利既负责客户端的下载安装，又保管客户数据明细，处理客户返还的加密数据，无人复核监督。以何家亮案为例，暴露的问题有：何某在为客户办理业务的过程中，藏匿了其身份证复印件，并以此私开了一张银行卡；何某直接向自己控制的账户空存现金19笔。以鲁新华案件为例，暴露的问题有：鲁某上门收款款项记账过程中，藏匿“现金交款单”，不记入客户单位的账户，而是存入自己控制的账户；在为个人客户办理存款业务的过程中，采取存款不入客户账、手工填写存折的方式，截留、挪用客户资金；以给客户购买理财产品为由，为客户吴某办理了一张储蓄卡，同时，私配了一张存折，在吴某将资金存入后挪用；未及时细致地与客户单位核对账务，导致实际缴款日期与交款单入账日期不符的问题长期未被发现。
（四）渠道管理要严格。企业网银签约、自助设备管理都属于渠道管理范围，必须严格核实签约资料真实性和有效性、按照规定流程顺序签约，谨防逆流程签约、严禁代客签约、严格执行网银盾签收手续；严格自助设备的双人清机加钞操作、长短款处理手续、钥匙密码保管制度，才能切实保证控制风险安全营运。
此软件主要目的是为了分析两个GSM核心网交换机各局向中继的接通率、呼损、负荷等情况，为及时发现需要增加中继的局向和研究长途来话接通率提供了极大的方便。特别在春节、国庆等话务猛增的情况下，值班人员可使用此软件对中继负荷进行及时监控。该软件也可用作日常交换优化分析的工具软件。软件可全自动运行，节约了大量的人力，大大提高工作效率。
【Keyword】Trunk Monitor Festival Optimize Automatic
【ABSTRACT】Monitor trunks and optimize equipment are tow important jobs in China mobile for long time.the tow jobs will use so many human resource because its have to frequently execute the same sequences of tasks on network elements.For this reason，I try to simplify my work. and I can automatic copy statistical file from hard disk of mobile switch equipmen in specifical time by using “SCENARIO WIZARD”.I save this file in appointed direction.At the same time，I write this program “the program of trunk monitor and optimize equipment”by using “function of macro”in Microsoft Excel. “the program of trunk monitor and optimize equipment”automatic copy statistical file from appointed direction and analyse it and alarm.so，monitor trunks and optimize equipment will be automatic done.
【前 言】
1、任务的提出
中继监测与交换优化是中国移动GSM核心网交换专业的两项重要工作，需要长期、例行的进行。要想节约人力资源，实现“方便、快捷、明了”，就必须借助编程手段实现中继监测与交换优化统计分析的完全自动化。
2、系统运行环境
硬件环境：数据采集为西门子专用维护终端，后台处理为一般电脑即可
软件环境：Windows NT(数据采集终端) 操作系统，后台处理无特殊要求
第一章 设计分析
1.1 统计分析系统概要
1.1.1 统计分析系统介绍
“中继监测与交换优化统计分析系统”（以下简称统计分析系统）是一个面向泸州移动公司网络部需求的系统，是完成GSM核心网交换机的中继运行情况及时监控和交换优化各项指标分析的有力工具，是实现中继监测与交换优化统计分析自动化的工作创新。此系统的建设将实现泸州移动公司GSM核心交换机统计文件的定时自动采集，并存放于指定目录下的指定文件夹内。同时，通过EXCEL自带宏功能，自动定时从该文件夹读取原始文件并呈现分析结果，实现中继监测与交换优化统计分析的完全自动化。这样可以使交换班技术人员从繁重的网络中继监控和统计计算工作中解脱出来，为及时发现需要增加中继的局向和研究长途来话接通率提供了极大的方便。特别在春节、国庆等话务猛增的情况下，值班人员可使用此软件对中继负荷进行及时监控。该软件可全自动运行，节约了大量的人力，大大提高工作效率。
1.1.2 统计分析系统面向的用户群体
（1）网络部监控班值班员
（2）网络部交换班技术员
（3）网络部优化班技术员
（4）网络部技术主管
（5）网络部分管维护副经理
1.1.3 统计分析系统开发环境
该统计分析系统的顺利开发离不开以下有利环境：
（1）外部环境：泸州移动公司使用的GSM核心网交换机是德国西门子公司生产的。在上一次版本升级时，西门子公司应用了基于Windows Nt操作系统的名为“switch commander”的监控终端，通过其自带的”SCENARIO WIZARD”软件编程可让监控终端每天定时自动从各个交换机里提取原始数据并存在指定目录下的指定文件夹内。为进行后台分析做好了准备。
（2）内部环境：泸州移动公司内部一向有在工作中创新的传统，各级领导给予了硬件上的支持和精神上的鼓励，正是因为他们的帮助才使得该软件能顺利开发并投入应用。网络部的同事在使用过程中不断提出的宝贵意见，也使得该软件日臻完善。
1.1.4 统计分析系统开发工具
（1）COMPAQ Presario X1000笔记本电脑一台；
（2）西门子“switch commander”监控终端；
（3）关于”SCENARIO WIZARD”软件编程的资料；
（4）关于VB编程的书；
1.1.5 统计分析系统中的角色
角色名称
职
责
描
述
网络部监控班值班员
具体负责对GSM核心网交换机的中继运行情况的及时监控工作
网络部交换班技术员
具体负责对GSM核心网交换机运行情况的日常统计分析和各项指标的优化工作
网络部优化班技术员
具体负责对移动无线网络各项指标的日常统计分析和优化工作
网络部技术主管
对泸州移动公司网络部的技术工作进行指导，保证网络部各项技术指标达到考核要求，制订技术方案并监督实施，负责每月和部分临时性的技术分析报告
网络部分管维护副经理
监督所管理班组的工作，完成考核指标
1.1.6 统计分析系统网络拓扑图
1.2 需求概述
在泸州移动网络部下属班组的日常工作中，监控班需要及时发现中继运行情况，交换班必须保障GSM核心交换机的良好工作状态，优化班则会对移动无线网各项技术指标进行管控。中继监测与交换优化统计分析系统的应用满足了这三个班组不同层面的需求。
1.2.1 监控班工作情况分析
（1）采取轮流值班制；
（2）负责监控所有网络设备的运行情况，及时发现网络设备告警；
（3）负责监控中继负荷情况，及时发现中继拥赛的征兆；
1.2.2 交换班工作情况分析
交换班负责GSM核心网交换机的维护与管理，主要有三个层面的工作：
（1）日常维护――及时处理网络故障，保证GSM核心网交换机稳定地运行
（2）统计分析――了解GSM核心网交换机工作情况，对各项指标是否达标进行判断，对于不合格的指标及时采取措施
（3）交换优化――通过对各项指标关联性的分析，在各项指标合格的前提下，采取“调整各关键指标值，使之达到最佳平衡点”的方法，保证GSM核心网交换机在一个稳定高效的工作状态下
1.2.3 优化班工作情况分析
优化班负责无线网优化工作，即以GSM核心网交换机到BSC的A接口为界，A接口以下直到用户手机的网络优化工作。虽然优化班的工作范围不包括GSM核心网交换机，但网络问题不能脱离整个完整的网络进行分析，经常会需要提取GSM核心网交换机数据配合分析。
1.2.4 人工成本节约情况分析
由于统计分析系统的成功应用，实现了从取原始数据到发现中继超负荷告警以及保存告警信息的全自动操作，同时让统计分析和交换优化的指标分解实现了自动化，节约了3人的人力资源。见下表：
中继监控需要人力资源（人）
统计分析需要人力资源（人）
交换优化需要人力资源（人）
节约人力资源（人）
过去
1
2
2
3
使用分析系统后
1
1
1.2.5 工作效率提高情况分析
统计分析系统大大提高工作效率的同时也加强了节日通信安全保障。另外，作为日常交换优化分析的工具软件，具有“方便、快捷、明了”的优势，特别适用于研究长途来话接通率。
中继监控工作情况
统计分析工作情况
交换优化工作情况
节约时间
过去
观察中继状态/每小时（节假日和忙时每半小时）
每人每次统计分析需花1天时间
每人每次完成交换优化分析需要花3天时间
中继监控100％；
统计分析99％；
交换优化66％
使用分析系统后
无需专人观察中继状态
每人每次提取统计分析结果只需15分钟
每人每次完成交换优化分析需要花1天时间
1.2.6 应用前景分析
（1）由于中继超负荷会直接造成通信不畅，即用户手机不好打。因此对于交换系统来说，实时有效地监控中继负荷情况是非常重要的。后台分析软件“中继监测与交换优化程序”每天在指定时段（一般选择忙时）自动执行，自动读取当前原始数据，自动分析中继有无超负荷情况，如有，则告警并将告警信息保存到指定文件下；
（2）该软件能及时反映出交换机的重要呼损指标，通过对这些指标的分析，我们可以知道交换机呼损话务的大致原因，据此采取有针对性的优化措施。使用此软件，可让交换优化工作变得高效有序。
第二章 系统设计
2.1 体系架构设计
整体架构设计的基本思想是实现从源数据系统方便的采集、传送、并存放数据到数据服务器，并使最终用户能灵活、高效地使用数据，同时让系统管理人员更容易地管理和操作整个系统。
2.1.1 统计分析系统逻辑架构
中继监控与交换优化统计分析系统逻辑架构可分为以下几个部分：
·
源数据层
·
数据采集层
·
数据存储层
·
数据处理层
最终用户层
（1）源数据层
统计分析系统的数据源来自于泸州移动目前使用的西门子GSM核心网交换机，交换机会将设备的运行情况以数据的形式记录下来，存放在交换机本身的数据库中，该数据称为原始数据。这类数据以文本形式出现，并按照一定规律进行了加密，不能直接识别。
（2）数据采集层
“Switch Comander”终端通过”SCENARIO WIZARD”软件编程实现自动采集，即根据维护和优化需要定时通过TCP/IP网线从GSM核心网交换机硬盘内读取原始数据。数据采集过程是由“Switch Comander”终端全自动操作的，不需要手工输入人机命令。
（3）数据存储层
通过“SCENARIO WIZARD”软件编程，自动采集的GSM核心网交换机原始数据将该数据存储在“Switch Comander”终端的指定目录下的指定文件夹内，文件名按照“文件编号－年－月－日－采集时间”结构生成。
（4）数据处理层
统计分析系统的使用人员将一台后台处理电脑通过局域网与“Switch Comander”终端相连，后台处理电脑利用EXCEL宏编程自动定时对存放在“Switch Comander”终端固定目录下的数据文件进行后台处理。
（5）最终用户层
统计分析系统的使用技术人员（即最终用户）读取经过电脑自动处理后的报表，分析网络运行情况。或统计分析系统的使用技术人员通过听取工作处理电脑的告警声判断是否中继超负荷。
2.2 统计分析系统详细流程图设计
2.2.1 统计分析系统原始数据采集逻辑架构
2.2.2 统计分析系统后台分析逻辑架构
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2.3 实现定时采集设计
西门子公司应用了基于Windows Nt操作系统的名为“switch commander”的监控终端，通过其自带的”SCENARIO WIZARD”软件编程可实现让监控终端每天定时自动从各个交换机里提取原始数据并存在指定文件夹内。“SCENARIO WIZARD”软件编程的逻辑架构为：
2.4 系统安全管理设计
像泸州移动这种数据特别密集型的大型企业，任何的数据丢失都可能造成很大的经济损失，系统安全管理显得特别重要。对于该统计分析系统来说，应用的基础在于原始数据的安全管理，因此需要在进行系统设计时考虑数据备份的重要性。为此，我们通过硬盘和光盘的双重备份机制来保障数据安全。
我们对备份与恢复的设计基于以下四个目标：
§ 对给定时间点能进行完整的数据恢复
§ 使数据丢失的影响降到最小
§ 使数据备份的处理过程尽可能高效
§ 遵循中国移动现有的备份与恢复标准
2.4.1 数据保护和恢复技术
随着统计分析系统即将成为泸州移动网络部越来越重要的网络监控与分析工具，它的可用性和数据安全性就变得很重要。统计分析系统从以下几个方面以确保其高可用性：
Ø 双硬盘备份技术
Ø 数据备份技术
不同的特性保护不同的失败和恢复，以下分别加以说明：
n 双硬盘技术可保证原始数据在GSM核心网交换机内不会丢失
GSM核心网交换机目前采用双硬盘备份技术。双硬盘备份技术就是将原始数据同时备份到主用和备用两个硬盘内，平时只读取被激活工作的主用硬盘。当主用硬盘出现故障不能工作时，自动激活备用硬盘，可从备用硬盘完成数据读取。这些特性是为了防止硬盘意外损坏而造成的原始数据在GSM核心网交换机内丢失。
n 最传统的数据保护手段就是数据备份 —— 备份数据到硬盘和光盘上。
从GSM核心网交换机内读取出来的数据，将分别存放在监控终端硬盘和数据备份光盘内。当统计分析数据丢失时，可通过重新处理监控终端硬盘内或数据备份光盘内存储的原始数据进行恢复。
2.4.2 备份与恢复的范围
备份的范围
按备份的内容分，备份的范围主要包括：
§操作系统
§统计分析系统应用程序
§数据
本节主要介绍数据的备份。
恢复的范围
恢复的范围主要包括：
§ 对给定时间点对原始数据进行完整的数据恢复
§ 对给定时间点对监控终端和后台处理机操作系统进行完整的恢复
§ 对给定时间点能对统计分析系统程序进行恢复。
本节主要介绍数据的恢复。
由于GSM核心网交换机产生的数据量很大，每天都会生成大量数据临时存储与自带硬盘内，如果要备份和恢复，需要考虑到系统备份时间的约束，对网络运行的影响。“Switch Comander”监控终端每天都要做不少的数据采集工作，而统计分析系统每天要做大量的数据读取和分析工作，系统的工作负荷大，留给系统备份的时间有限；并且希望在备份时对系统的产生的影响降到最低，而且要在恢复时考虑能在短时间内迅速的恢复数据。
2.4.3 日常数据备份的方式和周期
日常数据备份的方式通常可分为原始数据的临时存储、原始数据的硬盘保存和原始数据的光盘保存。
Ø
原始数据的临时存储
为防止数据丢失，在GSM核心网交换机自身的硬盘中，将保存一周的原始数据，然后按照“先入先出”的原则滚动更新。这一机制，保证了一周的原始数据在交换机硬盘内的临时备份。
备份周期：每天备份，保存一周，滚动更新。
Ø 原始数据的硬盘保存
“Switch Comander”监控终端会定时周期性地从GSM核心网交换机硬盘内读取原始数据，并将成功读取的原始数据保存到硬盘中的固定目录下。由于硬盘够大，这一备份至少保留1年以上。
备份周期：每天备份，保存一年以上。
Ø 原始数据的光盘保存
为通过多种介质的备份增加数据安全性，交换机原始数据会例行保存在专门的数据光盘中，数据光盘统一存放并做好编号。
备份周期：每3天备份一次，保存3个月，滚动更新。
2.5 功能描述
2.5.1 功能总体描述
实现GSM核心网交换机原始数据文件的自动采集；
通过自动告警功能帮助网络部监控班值班人员完成GSM核心网交换机中继负荷情况的及时监控；
通过网络部监控班值班人员手工执行来完成对中继运行情况的查看；
通过网络部监控班值班人员手工执行来完成对GSM核心网交换机运行指标的查看；
通过数据分析，帮助网络部交换班技术人员掌握GSM核心网交换机的运行情况；
通过数据分析，帮助网络部交换班技术人员掌握GSM核心网交换机的接通率情况；
通过设定针对性自动统计分析，帮助网络部交换班技术人员进行节日保障；
通过对呼损指标的统计分析，可查出交换机呼损话务的原因，据此采取有针对性的优化措施。
SHAPE \* MERGEFORMAT
SHAPE \* MERGEFORMAT
SHAPE \* MERGEFORMAT
2.5.2 具体功能
2.5.2.1公共功能
（1）自动采集：西门子公司应用了基于Windows Nt操作系统的名为“switch commander”的监控终端，通过其自带的”SCENARIO WIZARD”软件编程可实现让“switch commander”监控终端周期性地（如每天或每周）定时自动从各个GSM核心网交换机硬盘里提取原始数据。
（2）自动存储：当GSM核心网交换机的原始数据传送到 “switch commander”监控终端后，终端将该数据通过自动存储在指定目录下的指定文件夹内。文件名统一按照“文件编号－年－月－日－采集时间”结构生成，便于后台分析的读取。
2.5.2.2监控班功能
（1）提供设备告警情况：监控班值班人员承担着监控所有网络设备运行情况并及时发现网络设备告警的职责，而该统计分析系统可以每小时自动扫描GSM核心网交换机设备告警情况一次并将扫描结果存放在固定目录下的固定文件夹内，监控班值班人员通过每小时读取该扫描结果及时发现GSM核心网交换机设备告警；
（2）提供中继运行指标：监控班值班人员承担着监控中继负荷情况并及时发现中继拥赛征兆的职责，监控班值班人员可以随时提取几天中每小时的中继负荷数据，通过看其趋势来预测即将出现拥赛的中继并通知维护人员提前做好扩容准备；
（3）中继负荷监控：当中继负荷超过规定门限值时（一般设为0.7），后台处理电脑将弹出“中继超负荷！”的告警窗，并同时发出“中继超负荷！”的告警声音，在统计分析表中的相应位置将被涂为红色。以此提醒监控值班人员关注超负荷中继；
2.5.2.3交换班功能
（1）提供交换机运行指标：交换班技术人员有保证GSM核心网交换机稳定地运行的职责，统计分析系统可以及时提供交换机的各项运行指标（如：LTG自动小启动次数、交换机自动小启动次数、计费文件生成失败告警次数等等），通过对这些指标进行数据整理并综合分析，可以发现GSM核心网交换机的潜在故障并及时进行处理；
（2）交换优化：统计分析系统可以为交换班技术人员及时提供各项基础统计指标（如：位置更新次数、位置更新成功次数、切换次数、切换成功次数等），帮助交换班技术人员根据这些指标的情况对相关参数进行合理调整，开展交换优化工作；
（3）节日保障：在春节、国庆等话务猛增的情况下，交换班技术人员可以通过设置，指定该系统每5分钟对重点关注中继进行扫描，发现中继拥赛的情况立即采取应急措施处理。重点中继扫描的功能是对中继及时监控功能的补充，特点是在节假日的特殊情况下其“及时性”更强，对于前期发现的中继负荷较高的需重点关注的中继，近似于实时地进行监控；
（4）提供接通率指标：接通率是移动用户最能直接感受的网络运行指标，统计分析系统除了能及时的提供接通率指标外，还能提供影响接通率指标的各种“呼损指标”，如：不完整拨号次数、用户忙次数、信令连接失败次数等等。通过对这些指标的分析，交换班技术人员能方便地找到改善接通率的办法，更好地为用户提供优质的服务；
2.5.2.4优化班功能
（1）提供交换运行指标：作为负责负责无线网络优化的班组，优化班有时需要获得交换运行指标。例如切换成功率以及其相关“子指标”――小区切换成功率、跨位置区切换成功率、失败切换统计指标等等，统计分析系统提供的这类交换运行指标可为优化班开展无线优化指明方向，帮助优化班对网络问题及时定位；
坚持以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，全面贯彻党的*、*届三中、四中全会精神，按照中央和自治区党委、地委的部署，紧紧围绕农村改革发展稳定大局，着眼于提高农村党员干部队伍的思想政治素质、科学文化素质和带头致富、带领群众共同致富的能力，紧密结合“三级联创”“双增双联”活动和“双培双育”工程，逐步建成覆盖全县的党员干部现代远程教育系统，大规模开展农村党员干部的教育培训，探索“让干部经常受教育，使农民长期得实惠”的有效途径，努力提高农村党员干部的综合素质，不断增强农村基层党组织的创造力、凝聚力和战斗力，为全县农村实现全面建设小康社会的目标提供坚强的人才支持和组织保证。
二、基本原则
1、围绕中心，服务大局。紧紧围绕解决“三农”问题中心和服务农村改革发展稳定大局，切实加强农村党的基层组织建设，实现教育培训与推动工作的良性循环。
2、整合资源，加强协调。充分利用存量资源，通过工作协调实现资源整合，形成合力。要避免重复建设，坚持艰苦奋斗，不搞铺张浪费，不增加农民负担。
3、分类指导，注重实效。坚持因地制宜，既注重系统的统一性，又注意各地的差异性，提出与全县经济社会发展规划和实际工作相衔接、相配套的工作规划和目标，实行分类指导，重实际、讲实用、求实效。
4、分层进行，分级管理。农村党员干部现代远程教育终端接收站要分层进行，终端接收站点要紧紧依托中小学远程教育网络，农村中小学远程教育没有覆盖的行政村，采取“财政拨款、党费补助、部门帮扶”等措施，逐步建立。终端接收站点建在中小学的，其管理、人员培训，由教育系统负责，产权归教育系统。终端接收站点建在乡场、村(队)委会的实行县建乡管村用，产权归乡场，人员选拔由乡里推荐，县里审批，培训由县远程办负责。所有远程教育设备维护工作，均由教育系统负责。县远程教育管理中心和各基层单位负责终端接收站点除认真组织学习运用好中央、自治区、地区课件资源外，注意结合实际，整合县直部门资源，制作适合本县特点的乡土课件。
三、成立领导机构，明确职责，责任到人
成立全县农村党员干部现代远程教育工作领导小组，领导全县农村党员干部现代远程教育工作。实行“一把手”工程，县委书记任领导小组组长，组织部、纪委、县委办、宣传部、党校、发计委、财政局、教育局、科技局、民政局、文体局、广电局、电信局等单位为成员单位。领导小组下设办公室,办公室人员从领导小组成员单位或相关单位中抽调。“成立裕民县农村党员干部现代远程教育管理中心”，与县电教办合署办公，具体负责和组织全县农村党员干部现代远程教育方案实施，管理全县农村党员干部现代远程教育工作。乡场相应成立农村党员干部现代远程教育工作领导小组，建立工作机构，积极开展工作。
实行联系点制度，积极探索以财政投入为主，多单位多部门共建的新路子和新模式。县级领导、县获得自治区级、地区级文明单位的(不含乡村两级)，都要建立远程教育工作联系点制度，带头深入基层，深入群众，调查研究，包村建点，帮助解决实际问题，保证不折不扣地完成包村建点任务。
按照认识到位、责任到位、措施到位、资金到位、督促检查到位的要求，各成员单位要按职责分工各负其责，各司其职，又要加强协调配合，形成整体合力，共同做好农村党员干部现代远程教育工作。县远程办要建立严格的目标管理考核体系和督查通报制度，定期开展督促检查，狠抓各项工作的落实。对工作推诿不前、影响全县整体工作进度的，要进行通报批评，限期整改。
四、工作目标与任务
1、建设目标。20*年底，完成全县各乡场建设任务的100%，完成村队建设任务的88%，到20*年5月，建成覆盖全县农村的党员干部现代远程教育网络，形成卫星电视教育、互联网教育、光盘教育(天网、地网、人网)三位一体的农村党员干部现代远程教育体系，基本建立科学管理、规范运行的农村党员干部现代远程教育工作机制。
2、建设模式。终端接收站点分“基本型”和“扩展型”两种，根据地委的要求和我县实际，初步确定我县农村党员干部现代远程教育终端接收站点分三种情况建设：一是乡场均建成“扩展型”。二是村队建成“基本型”。三是牧业流动队建成“基本型第三种模式”。
3、建站方式。根据资源共享的要求，一是乡场中心校作为乡场站点，由教育局负责建成“扩展型”；二是有学校和教学点的村及周边2公里以内的村均建成“基本型”，由教育局负责建成；三是其余没有学校和教学点的村队，由县远程办负责建成基本型。四是采取财政拨款支持、地区单位包点、县直单位包点帮扶的财政投入为主、多单位多部门共建的方式建立终端接收站点(见附表)。
乡场、村队依托中小学(教学点)建立农村党员干部现代远程教育终端接收站点，实行“一站(点)两牌”，即：农村党员干部现代远程教育站(点)和中小学远程教育站(点)。村(队)里没有小学的，终端接收点建在村党员活动室。终端接收站点，实行“一站(点)多牌”，即:农村党员干部现代远程教育站（点）、党员电教室和党员活动室等。
1 概述
智能家居网关作为智能家居系统的中心控制设备，承担着智能家居中所有传感器信息的汇聚、分析与控制，应满足安全高效、智能化与个性化的需求。本文针对智能家居系统的用户需求，在物联网基础上提出一种以树莓派系统为中心网关，综合采用WIFI技术、Zigbee技术，并支持多协议、多网络混合的智能家居系统。系统设计采用模块化、智能化设计，具有稳定性、扩展性与操控性等特点，并可以通过APP终端实现对智能家居系统的远程控制。
2 系统整体结构设计
本系统的设计主要由三大部分组成：(1)感应控制层主要由智能家居的各种传感器设备组成，收集家居中如温度、湿度与可燃气体等各种信息以及接收由网关传达的各种命令;(2)网络通信层主要是负责网络通信，包括智能网关、信息服务器、路由器与GPRS、WIFI网络、ZigBee网络、 Internet、红外网络等。网关作为智能家居系统的中心控制设备，承担着各层设备之间的信号传输与控制命令转发解析等任务，用户使用手机发送信号到信息服务器，信息服务器处理信息后再传送到网关，由网关控制各种传感器与家庭设备;(3)应用层包括电脑PC机、手机终端设备，如Android与IOS设备、遥控器等红外手持设备等，手机端可通过因特网或GPRS网络与网关通信，以无线方式管理智能家居各节点的设备终端，支持多用户登录系统进行管理，实现节点设备遥控等功能，从而实时监测与控制家居环境。通过手机端的APP，连接局域网或GPRS网络，实现远程控制智能家居的各种设备。系统结构图如图1所示。
2.1 感应控制层
感应控制层由传感器终端与控制终端组成，传感器终端主要负责收集家庭环境的各种数据，包括室内温度、湿度、烟雾浓度等，控制终端的主要作用是对家庭设备如照明、电视机、空调、窗帘与其他电器的控制。传感器终端与控制终端并不是严格分离，如照明调节，需要由传感器终端收集房间的光线亮度参数，然后由控制终端进行控制电灯的亮度。
传感器终端都采用模块化的设计方案，在微处理器单元的基础上，添加传感器与WIFI模块或ZigBee模块，传感器终端通过WIFI或 ZigBee网络与智能网关连接。WIFI模块由于具有稳定性高、传输速度快、传输距离远等特点，因此被广泛应用在各类传输通信设备中。而ZigBee具有功耗极低、组网灵活、传输稳定等特点，因此可以应用在厨房等连接电源不方便的可燃气体检测设备里，在一个纽扣电池供电的情况下，可以工作6～24个月。
传感器终端的微处理芯片主要由单片机与电路组成，是该终端的核心组件，负责执行处理由WIFI、ZigBee等通信模块传送过来的指令。电源模块与LED等模块主要由电源灯与呼吸灯组成，当终端处于工作状态，会显示出不同的灯光组合，增加美感与识别功能。WIFI通信模块与ZigBee模块是一个通信模块，焊接在基础模块上，通过此通信模块，终端设备实现了可以无线连接家用路由器的，与智能网关通信的能力。通过此通信模块，终端设备接收来自智能网关的命令，执行并反馈结果。
2.2 网络通信层
由图1可见，网络通信层包括智能网关、路由器、网络服务器、WIFI网络和Internet等，其中，网关作为智能家居的核心设备，负责整个智能家居网络的管理与协调，处理不同的通信协议之间的转换，同时还要处理家庭多媒体娱乐的音视频解码等，除需保证其满足安全性、稳定性和可靠性外，还要考虑到其性能。综合考虑上述因素，选择开源硬件树莓派作为网关设备，该硬件具有新一代Broadcom BCM2836 800MHz ARM Cortex-A7四核处理器，采用1GB的RAM存储器，带VideoCore IV双核GPU，最高支持HD 1080p视频输出，复合视频(PAL/NTSC)输出，立体声音频输出，提供10/100 BaseT RJ45以太网插座，HDMI 1.3和1.4视频/音频插座，3.5mm 4极音频/复合视频输出插孔插座，4个USB 2.0插座，15路MPI CSI-2连接器，用于Raspberry Pi高清摄像机(775～7731)，15路显示串行接口连接器，MicroSD卡插座，从MicroSD卡启动，运行Linux新操作系统版本，GPIO和串行总线的40引脚管座，通过MicroUSB插座，整块硬件具有集成度非常高、运行速度快、性能高、外设丰富、二次开发方便等优点。
智能网关的作用主要有以下三个方面：
2.2.1 协议解析与转换。考虑到各种传感器的功耗等特点，本设计采用了多网络融合的模式进行组网，系统内包含WIFI与ZigBee网络。ZigBee协议与互联网中的TCP/IP协议并不兼容，要把基于Zigbee协议的网络接入到TCP/IP协议网络内，需要进行协议转换。通过树莓派系统的扩展板或通用接口(GPIO)外接ZigBee模块，在传感器终端多微芯片电路板上也焊接ZigBee模块，然后在树莓派系统内分配网络ID号和网络地址，网络节点上电后，初始化内部资源，然后发送扫描信号请求连接，从而完成连接。借助z-stack协议栈，由ZigBee网络传送过来的ZigBee协议帧的解析就由 Linux系统完成，Linux系统解析完成后，将有效的数据存入指定内存空间中，供WIFI网络使用，这样就实现了多网融合。
2.2.2 数据收集与存储。树莓派提供丰富的外设接口，其中包括USB接口HDMI高清视频接口。在树莓派系统上安装多媒体服务中心，将网关打造成一台可以播放高清影视的多媒体服务器，通过USB接口，可以读取到存储在移动硬盘上的视频文件。通过HDMI接口连接电视机，实现在电视上播放网络视频。此外，智能家居系统发送的各种信息，都可以通过树莓派上的数据库保存下来。
2.2.3 信息服务器承担起内网与外网联通的桥梁作用。其主要功能是负责沟通用户手机APP应用端与智能网关的通信。由于网关处于内网，用户在Internet上无法直接连接网关，因此，搭建一个MQ信息队列服务器连接内网与外网就成了很关键的一个步骤。从用户手机APP端发出的命令，通过MQ服务器，传到内网的智能网关，再由智能网关转发给各传感器终端，从而实现控制家居设备。
2.3 应用层
智能家居通过用户的手机APP进行控制家用设备，手机端APP应用包括Android版本与IOS版本，界面设计与功能基本一致。如图2所示为手机的应用界面图，用户输入账号与密码信息后，进入到系统内可以浏览到智能家居的信息。
3 结语
GSM-R网络布局及频率分配
网络架构布局在我国，GSM-R核心网网络采用二元网络结构，包括移动汇接网TMSC和移动本地网MSC。汇接网TMSC全国仅设3处，分别为北京、武汉、西安汇接中心，兼作MSC和GMSC；本地网MSC/SSP/SGSN/GGSN全国共设19个，在铁路局所在地设置18个，另外根据青藏线的特殊性在拉萨设置1个。其全路核心网逻辑结构如图1所示，实线表示主用路由；虚线表示备用路由。
无线频率的分配GSM-R无线通信系统采用900Mhz工作频段；上行使用885-889Mhz（移动台发，基站收）频段，下行使用930-934Mhz（基站发，移动台收）频段，总共4Mhz频率带宽；双工收发频率间隔为45Mhz；相邻频道间隔为200Khz，根据以上参数划分为21个载频（频点），频道编号为999至1019，扣除低端999和高端1019两个频点作为隔离保护，实际可用频点仅19个。
GSM-R系统承载的业务
电路域业务电路域业务又分为电路域数据业务和电路域话音业务。电路域数据业务主要指的是列车控制信息（C3列控业务）；电路域话音业务就是调度移动通信语音（基础语音）业务、高级语音业务。GSM-R除了提供基础语音通话功能外，还具备较高级的语音功能，如：优先级与强拆(eMLPP)、语音组呼(VGCS)、语音广播(VBS)。优先级是指呼叫建立时给呼叫指定一个优先级，该呼叫就以该优先级参与网络资源的调配和竞争；强拆是当网络中目前没有空闲资源可以利用时，具有较高优先级用户就可以抢占那些低优先级用户的信道资源而进行通信。语音组呼是指一个讲话（呼叫的发起人），多人聆听；当发起人停止讲话，某个人需要讲时，需要先进行申请，同意后也可以讲话。语音广播意味着只能由发起人讲话，其他人没有讲话的权力。语音组呼和语音广播可以用于实现调度指挥、紧急通信等功能，主要适用于铁路行车指挥调度系统。电路域业务主要针对于那些对实时性要求较高，又要十分准确地传递信息，具有最高或者较高的优先级的业务。一般用于列车控制，调度语音指挥行车，铁路应急指挥通信等重要的业务。所以采用电路交换数据传输方式，配置固定信道，无法和其他信道共享。以此来保证传输的实时性和准确性。电路交换数据传输系统是通过占用一条话音信道提供端到端的数据传输；建立完成后，每条链路数据独占一个时隙（即一个信道）；数据传输速率最高为9.6kbps。
分组域业务目前，高速铁路GSM-R网所承载的分组域数据业务有无线车次号信息、调度命令、近路预告信息等。分组域数据业务主要针对于那些对实时性要求较低（与电路域业务相比），突发性强，有一定的数据量的业务。采用分组交换技术，可以高效传输数据和信令，只有当传输数据时才占用网络资源。优化了对网络资源和无线资源的利用，同时提高了传输的速率。无线资源中的一个频点即一个TDMA帧可分配1到8个无线接口时隙。这些时隙能为用户所共享，且上行链路和下行链路的分配是独立的。可以同时使用8个时隙进行数据传输，最高速率可达171.2kbps（理论值）。说到分组域数据业务，我们就不得不提到一个词—GPRS（通用分组无线业务）。对于GPRS，我们现在常用的手机上网业务，按流量或包月的形式来计费。都是通过GPRS来实现的。我们常用的手机的GPRS模式都是3+2的，即下行3个时隙，上行2个时隙的分配方式。在欧洲GSM-R标准体系中没有将GPRS技术应用到铁路通信中。我国铁路先于欧洲发展基于GSM-R的GPRS业务，是根据我国铁路运输需要对通信业务需求量特别大、但频率资源又十分紧张的现实情况下而进行的技术提升，为提高有限的频率资源利用率而引入的特有功能，其在欧洲是没有的。GSM-R内加入GPRS，把一些特定的铁路业务来通过GPRS进行分组传输，以提高频率的利用率。
