CDMA地震监测系统

一、前言

在地震多发的我国，如何扩展地震监测点，收集并处理分布在野外的地震台站数据，加强地震信息的实时监测是国家地震局急需解决的课题。

目前地震部门广泛采用的地震数据采集器是数字化地震观测的主要设备之一，它将地震计输出的模拟信号转换为数字信号输出，以便于数字传输和计算机处理。为保证地震数据采集器上传数据的精度，多采用连续采样的方式工作，因此数据量较大。为确保地震监测数据不丢失，必需要求所使用的通信网络具有带宽高、稳定性好并不受野外环境制约的特点。CDMA无线数据网络以其速度快、组网灵活、扩展容易、不受距离和环境限制、使用费用低的特点，正成为地震台组网的一种新的技术途径。

科创通信公司为地震数据传输专门研制的DLK-R350工业路由器在地震系统中的微震数据传输、强震数据传输、台管中心、减灾救助、水库监测等方面都有良好的使用效果。

二、解决方案介绍

2.1、系统结构

  野外监测点信息采集点：采用科创通信有限公司的DLK-D350透明无线数据传输终端，通过RS232/RS485/TTL或以太口与野外监测点设备采集点连接。

野外监测点中心站：网络代理服务器可采用ADSL、LAN等INTELNET公网连接，采用公网固定IP，CDMA数据传输终端上电后，它会根据预先设定在其内部的IP地址来主动访问网络代理服务器，通过代理服务器和监控中心建立TCP/IP链路。监控中心主站本身维护接入的每个终端的IP地址和 ID号，当主站要向某个地震监测设备提出数据请求时，CDMA数据传输终端会根据IP地址和ID号来找到对应的地震监测设备，并将命令下发到该地震监测设备，地震监测设备响应后通过CDMA数据传输终端把数据发到网络代理服务器端口，通过端口影射转发到监控中心主站，即完成了一个应答式的通讯流程，当野外监测点信息采集点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。

CDMA移动数据传输网络：现场地震监测设备采集的数据经CDMA网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在CDMA私网数据传送的格式，通过CDMA 专网无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心的私网IP地址。

2.2、系统方案

地震数据的传输通过科创通信有限公司研发生产的DLK-R350 CDMA路由器完成。DLK-R350 CDMA路由器在硬件配置上采用了目前先进的嵌入式工业控制计算机和CDMA模块，中文液晶显示及按键操作，多种硬件电路保证措施避免设备死机，结合远程数据传输的特点，在产品的稳定性、可靠性、安全性、以及供电系统等方面经过精心考虑设计而成。DLK-R350 CDMA路由器在软件方面的突出特点是包含了完整的TCP/IP网络协议、强大的网络管理功能、与DLK-R350 无线AAA认证服务器配合可实现系统整体安全。使地震数据的传输更为快捷准确，网络管理更加方便直观，通讯网络更加安全可靠。

各地震监控点的CDMA路由器通过串口接收地震数据采集器或现场处理计算机上传的数据，将接收到的监测数据通过CDMA网络发送到监测中心，同时监测中心也可将有关的指令下传到台站。地震信息采集点运行监控系统软件，支持24 小时实时在线，实现信息采集点24 小时传送采集的地震信息数据。监控中心对各地震监控点进行登记，保存相关资料以便识别和维护处理。CDMA专网的使用可以大大提高系统安全级别并且可以减小传输时延。

CDMA RUTER主动向服务器发送数据进行连接，当连接的路由建立以后，服务器和终端才可以双工地进行数据传输。为了确保链路一直畅通，CDMA RUTER 具有链路保活功能，通过定时发送“心跳”数据包，维持终端和服务器间的路由，确保服务器与终端间可以及时互相通讯，所以监控中心可以主动与测震子台的CDMA机器和地震数据采集器通讯。

CDMA RUTER在每次开机后会自动拨号，接入CDMA网络后动态获得一个IP地址，此IP地址为地震局的CDMA私网地址。由于每个CDMA RUTER每次所获得的IP地址是不相同的，CDMA RUTER无法直接连通远程监控中心。为了解决服务器接入的每个CDMA RUTER的IP地址变化的问题，我们采用了静态IP地址解决办法。静态IP地址的实现是通过CDMA专网认证服务器给每一个CDMA RUTER分配一个固定IP。CDMA RUTER在第一次连接上网后，监控中心计算机会给子台CDMA分配一个静态IP地址，再将其添加进认证服务器，这样就实现了每个CDMA监测子台固定一个静态IP地址的目的，方便管理和使用。

监控中心利用多串口服务器软件进行数据的监视，当CDMA拨号成功后，建立通信链路，通信链路建立后就可任意交换数据。监控中心的多串口服务器软件具有在监视器屏幕上显示终端的ID及显示多路不同终端的数据波形，并将波形图像存储在硬盘上。

2.3、安全和地址绑定

针对目前企业VPDN专网存在的缺陷：IP地址与CDMA号码绑定的局限性和不能限制非法用户拨入私有网络，我们提供完整的解决方案弥补这些缺陷。我们提供从终端到企业端的端到端安全解决方案，完全满足企业用户各方面的需求。我们推荐企业采用基于二层的VPDN网络，将确保企业内网的完全私有性和安全。

实现IMSI和用户名/密码绑定

我们在企业端内部，新增一套安全分析系统，实现IMSI和用户名/密码的绑定，系统支持CHAP认证和PAP认证方式。

我们的系统能实现每个终端分配一个用户名密码，该用户名密码只有该终端能使用，不同终端的用户名密码不能混用。

不是企业的私有用户试图拨入企业专网，系统将拒绝用户拨入并记录用户拨入的信息包括：IMSI号码、拨入时间、拨入的用户名等。

企业内合法的私有用户企图使用企业内其它合法私有用户的用户名密码，系统将拒绝用户拨入并记录用户拨入的信息包括：IMSI号码、拨入时间、拨入的用户名等。

企业LNS无需配置任何有关用户的认证信息，只需要在企业管理员在认证系统配置即可，配置方便可靠。

实现终端和IP地址的绑定

针对企业要求对不同终端分配不同的固定IP地址，我们新增一套IP地址绑定系统，实现终端和IP地址绑定。

根据信令流程，在终端通过认证后将进行IPCP的协商。我们控制了IPCP协商阶段，使其能针对终端分配不同固定IP地址。

用户终端无需配置IP地址，企业LNS也无需配置地址池，所有终端的地址将由地址分配系统分配并记录给用户分配IP地址的情况。

企业管理员只需要在地址分配系统配置相关数据即可，配置方便可靠。

我们建议企业分给各终端不同的用户名和密码，我们的系统将能实现IMSI-用户名-密码-IP四绑定。

我们的系统将“IMSI限定、地址绑定”两功能集成在一台CDMA专用RADIUS认证服务器产品上。