eSIM卡技術(shù)在電力設備主站系統(tǒng)中的應用

引言

當前,4G模塊在電力設備上已經(jīng)得到了廣泛應用,它是設備終端和主站無線通信必不可少的一部分。終端通過4G模塊撥號注冊到主站服務器,實現(xiàn)各項電力數(shù)據(jù)的遠程傳輸和監(jiān)控,為遠程管理提供了一個很便利的通道。eSIM卡是將傳統(tǒng)s1M卡直接嵌入到設備芯片上,用戶無需插入物理s1M卡。通過使用eSIM卡,可以更好地集中管理電力設備。

本項目主站通過短信實現(xiàn)eSIM通信,對設備的地理定位、流量等附加信息進行查詢、顯示,并根據(jù)告警規(guī)則進行提示。

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)頁打開網(wǎng)站進行操作,界面操作方便友好。而維護人員可以在后臺上觀察各種數(shù)據(jù)并生成報表,大大提高了工作效率。

1設計方案

主站系統(tǒng)簡略框架拓撲圖如圖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)利用短信平臺的功能進行交互,終端設備通過短信方式把數(shù)據(jù)上傳到短信平臺,服務器通過短信貓,從短信平臺下發(fā)、獲取對應的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用B/s架構(gòu),用戶通過網(wǎng)頁方式訪問服務器,并對設備進行查詢和控制。

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)設置查詢等模塊組成,各模塊之間相互獨立。本系統(tǒng)使用了谷歌的AngularJs進行U1界面的實現(xiàn),采用MVC框架結(jié)構(gòu),使得界面元素控制和后臺數(shù)據(jù)控制完全分離,降低了各個模塊的耦合性,簡化了程序的開發(fā)。后端采用Java編寫,數(shù)據(jù)庫采用開源的MysOL數(shù)據(jù)庫。

2模塊設計

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備和主站平臺之間通信的方式。設備通過短信,使用移動平臺接口進行數(shù)據(jù)收發(fā)。主站系統(tǒng)通過短信貓,經(jīng)中轉(zhuǎn)程序,同移動平臺進行通信,實現(xiàn)設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

實現(xiàn)設備規(guī)約的協(xié)議解析和處理,同時實現(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)容入庫保存。

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

2.3檔案管理

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

2.4流量監(jiān)控

為了實現(xiàn)對設備使用流量的監(jiān)控,后臺任務定時通過移動平臺獲取所有卡的流量使用信息,并依據(jù)系統(tǒng)中的流量報警閾值進行告警。

2.5GPS定位顯示

設備端在上線或者地址位置發(fā)生偏移的情況下,會主動上報GPs定位信息。主站系統(tǒng)定時查詢移動平臺相關(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)庫中,并刷新位置修改信息。前端界面可以查詢所有設備的定位信息及位置移動情況。

2.6參數(shù)設置查詢

根據(jù)項目需求,在南網(wǎng)協(xié)議基礎(chǔ)上,擴展部分位置、中心號碼等參數(shù)的查詢和設置。主站通過短信貓,將設置和查詢命令發(fā)送到移動平臺,由平臺下推到設備端,實現(xiàn)設備相關(guān)參數(shù)的修改和查詢。

3技術(shù)難點及解決

由于設備本身處于專網(wǎng)環(huán)境,無法接入公網(wǎng)網(wǎng)絡,因此無法通過TCP等網(wǎng)絡方式同主站系統(tǒng)進行通信,故設計采用短信方式進行通信。同時由于供應商對提供的esIM號碼采取了限制措施,無法直接點對點進行短信發(fā)送,只能通過運營商平臺進行短信的收發(fā)。為了解決現(xiàn)實問題,考慮在原有的設計基礎(chǔ)上,增加一個中間件的開發(fā),通過中間件,實現(xiàn)主站系統(tǒng)同短信平臺之間的互聯(lián)互通。

中間件部署在阿里云上,擁有一個固定的IP地址,能接入運營商的白名單。中間件通過http接口,實現(xiàn)主站系統(tǒng)同運營商平臺的互聯(lián)互通。

4結(jié)語

系統(tǒng)通過模塊化的設計,降低了系統(tǒng)的耦合性,對系統(tǒng)的功能模塊進行獨立的設計和代碼編寫,降低了設計難度,有效提高了軟件的開發(fā)效率。通過中間件,實現(xiàn)了主站系統(tǒng)同運營商平臺的互通,對系統(tǒng)的整體功能實現(xiàn)提供了必要的支持。