eSIM卡技術(shù)在電力設(shè)備主站系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言

當(dāng)前,4G模塊在電力設(shè)備上已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,它是設(shè)備終端和主站無(wú)線通信必不可少的一部分。終端通過(guò)4G模塊撥號(hào)注冊(cè)到主站服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)電力數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控,為遠(yuǎn)程管理提供了一個(gè)很便利的通道。eSIM卡是將傳統(tǒng)s1M卡直接嵌入到設(shè)備芯片上,用戶無(wú)需插入物理s1M卡。通過(guò)使用eSIM卡,可以更好地集中管理電力設(shè)備。

本項(xiàng)目主站通過(guò)短信實(shí)現(xiàn)eSIM通信,對(duì)設(shè)備的地理定位、流量等附加信息進(jìn)行查詢、顯示,并根據(jù)告警規(guī)則進(jìn)行提示。

本系統(tǒng)由B/s架構(gòu)組成,用戶并不需要下載客戶端,可以直接在網(wǎng)頁(yè)打開網(wǎng)站進(jìn)行操作,界面操作方便友好。而維護(hù)人員可以在后臺(tái)上觀察各種數(shù)據(jù)并生成報(bào)表,大大提高了工作效率。

1設(shè)計(jì)方案

主站系統(tǒng)簡(jiǎn)略框架拓?fù)鋱D如圖1所示。此系統(tǒng)的主要功能是把電力公司專網(wǎng)和公網(wǎng)中的數(shù)據(jù)利用短信平臺(tái)的功能進(jìn)行交互,終端設(shè)備通過(guò)短信方式把數(shù)據(jù)上傳到短信平臺(tái),服務(wù)器通過(guò)短信貓,從短信平臺(tái)下發(fā)、獲取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用B/s架構(gòu),用戶通過(guò)網(wǎng)頁(yè)方式訪問(wèn)服務(wù)器,并對(duì)設(shè)備進(jìn)行查詢和控制。

本系統(tǒng)主要由短信貓前置、協(xié)議控制、檔案管理、流量監(jiān)控、GPs定位顯示、參數(shù)設(shè)置查詢等模塊組成,各模塊之間相互獨(dú)立。本系統(tǒng)使用了谷歌的AngularJs進(jìn)行U1界面的實(shí)現(xiàn),采用MVC框架結(jié)構(gòu),使得界面元素控制和后臺(tái)數(shù)據(jù)控制完全分離,降低了各個(gè)模塊的耦合性,簡(jiǎn)化了程序的開發(fā)。后端采用Java編寫,數(shù)據(jù)庫(kù)采用開源的MysOL數(shù)據(jù)庫(kù)。

2模塊設(shè)計(jì)

2.1短信貓前置

由于本系統(tǒng)不接入公網(wǎng),因此采用短信作為設(shè)備和主站平臺(tái)之間通信的方式。設(shè)備通過(guò)短信,使用移動(dòng)平臺(tái)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。主站系統(tǒng)通過(guò)短信貓,經(jīng)中轉(zhuǎn)程序,同移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)設(shè)備同主站之間的通信。

短信通信流程圖如圖2所示。

2.2協(xié)議控制

實(shí)現(xiàn)設(shè)備規(guī)約的協(xié)議解析和處理,同時(shí)實(shí)現(xiàn)短信貓執(zhí)行的解析和處理,并將數(shù)據(jù)根據(jù)解析內(nèi)容入庫(kù)保存。

設(shè)備端的擴(kuò)展命令是在南網(wǎng)協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充的,包含了流量查詢間隔、地理位置查詢間隔、經(jīng)緯度上報(bào)偏差限值等新增參數(shù)的設(shè)置、查詢命令。

2.3檔案管理

管理設(shè)備的資產(chǎn)、eSIM序列號(hào)、電話號(hào)碼等基礎(chǔ)信息。由于采用eSIM卡,允許在服務(wù)商端對(duì)eSIM版定號(hào)碼進(jìn)行調(diào)整。為了保證號(hào)碼的準(zhǔn)確度,系統(tǒng)將根據(jù)上報(bào)的信息定時(shí)對(duì)檔案進(jìn)行同步數(shù)據(jù)更新,保存和顯示最新的號(hào)碼信息。

2.4流量監(jiān)控

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備使用流量的監(jiān)控,后臺(tái)任務(wù)定時(shí)通過(guò)移動(dòng)平臺(tái)獲取所有卡的流量使用信息,并依據(jù)系統(tǒng)中的流量報(bào)警閾值進(jìn)行告警。

2.5GPS定位顯示

設(shè)備端在上線或者地址位置發(fā)生偏移的情況下,會(huì)主動(dòng)上報(bào)GPs定位信息。主站系統(tǒng)定時(shí)查詢移動(dòng)平臺(tái)相關(guān)的GPs信息短信。獲取到短信內(nèi)容后,將解析后的GPs定位信息保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中,并刷新位置修改信息。前端界面可以查詢所有設(shè)備的定位信息及位置移動(dòng)情況。

2.6參數(shù)設(shè)置查詢

根據(jù)項(xiàng)目需求,在南網(wǎng)協(xié)議基礎(chǔ)上,擴(kuò)展部分位置、中心號(hào)碼等參數(shù)的查詢和設(shè)置。主站通過(guò)短信貓,將設(shè)置和查詢命令發(fā)送到移動(dòng)平臺(tái),由平臺(tái)下推到設(shè)備端,實(shí)現(xiàn)設(shè)備相關(guān)參數(shù)的修改和查詢。

3技術(shù)難點(diǎn)及解決

由于設(shè)備本身處于專網(wǎng)環(huán)境,無(wú)法接入公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),因此無(wú)法通過(guò)TCP等網(wǎng)絡(luò)方式同主站系統(tǒng)進(jìn)行通信,故設(shè)計(jì)采用短信方式進(jìn)行通信。同時(shí)由于供應(yīng)商對(duì)提供的esIM號(hào)碼采取了限制措施,無(wú)法直接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)進(jìn)行短信發(fā)送,只能通過(guò)運(yùn)營(yíng)商平臺(tái)進(jìn)行短信的收發(fā)。為了解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,考慮在原有的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,增加一個(gè)中間件的開發(fā),通過(guò)中間件,實(shí)現(xiàn)主站系統(tǒng)同短信平臺(tái)之間的互聯(lián)互通。

中間件部署在阿里云上,擁有一個(gè)固定的IP地址,能接入運(yùn)營(yíng)商的白名單。中間件通過(guò)http接口,實(shí)現(xiàn)主站系統(tǒng)同運(yùn)營(yíng)商平臺(tái)的互聯(lián)互通。

4結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì),降低了系統(tǒng)的耦合性,對(duì)系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì)和代碼編寫,降低了設(shè)計(jì)難度,有效提高了軟件的開發(fā)效率。通過(guò)中間件,實(shí)現(xiàn)了主站系統(tǒng)同運(yùn)營(yíng)商平臺(tái)的互通,對(duì)系統(tǒng)的整體功能實(shí)現(xiàn)提供了必要的支持。